Xử lý nhiệt là quá trình nhiệt kim loại trong đó vật liệu được nung nóng, giữ và làm nguội bằng cách nung ở trạng thái rắn để thu được cấu trúc và tính chất mong muốn.
I. Xử lý nhiệt
1, Chuẩn hóa: thép hoặc các mảnh thép được nung nóng đến điểm tới hạn AC3 hoặc ACM trên nhiệt độ thích hợp để duy trì một khoảng thời gian nhất định sau khi làm nguội trong không khí, để có được tổ chức loại perlit của quá trình xử lý nhiệt.
2. Ủ: phôi thép eutectic được nung nóng đến nhiệt độ AC3 trên 20-40 độ, sau khi giữ trong một thời gian, lò sẽ làm nguội từ từ (hoặc chôn trong cát hoặc vôi làm mát) đến nhiệt độ thấp hơn 500 độ so với nhiệt độ làm mát trong quá trình xử lý nhiệt bằng không khí.
3, Xử lý nhiệt dung dịch rắn: hợp kim được nung nóng đến vùng đơn pha nhiệt độ cao có nhiệt độ không đổi để duy trì, sao cho pha dư được hòa tan hoàn toàn thành dung dịch rắn, sau đó làm nguội nhanh để có được quy trình xử lý nhiệt dung dịch rắn quá bão hòa.
4、Lão hóa：Sau khi xử lý nhiệt dung dịch rắn hoặc biến dạng dẻo nguội hợp kim, khi đặt ở nhiệt độ phòng hoặc giữ ở nhiệt độ cao hơn một chút so với nhiệt độ phòng, hiện tượng tính chất của nó thay đổi theo thời gian.
5, Xử lý dung dịch rắn: để hợp kim trong nhiều pha được hòa tan hoàn toàn, tăng cường dung dịch rắn và cải thiện độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn, loại bỏ ứng suất và sự mềm hóa, để tiếp tục gia công đúc.
6, Xử lý lão hóa: nung nóng và giữ ở nhiệt độ kết tủa pha gia cường, để kết tủa pha gia cường kết tủa, được làm cứng, nâng cao cường độ.
7, Làm nguội: thép được austenit hóa sau khi làm nguội ở tốc độ làm nguội thích hợp, để phôi trong mặt cắt ngang có toàn bộ hoặc một phạm vi nhất định của cấu trúc tổ chức không ổn định như chuyển đổi martensit của quá trình xử lý nhiệt.
8. Làm nguội: phôi sau khi làm nguội sẽ được nung đến nhiệt độ tới hạn AC1 dưới nhiệt độ thích hợp trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội theo yêu cầu của phương pháp để đạt được tổ chức và tính chất mong muốn của quá trình xử lý nhiệt.
9, Carbonitriding thép: Carbonitriding là quá trình thấm cacbon và nitơ vào lớp bề mặt của thép cùng lúc. Carbonitriding thông thường còn được gọi là xyanua, carbonitriding khí nhiệt độ trung bình và carbonitriding khí nhiệt độ thấp (tức là nitrocacbon hóa khí) được sử dụng rộng rãi hơn. Mục đích chính của carbonitriding khí nhiệt độ trung bình là cải thiện độ cứng, khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi của thép. Carbonitriding khí nhiệt độ thấp đến nitơ hóa dựa trên, mục đích chính của nó là cải thiện khả năng chống mài mòn của thép và khả năng chống cắn.
10, Xử lý tôi (làm nguội và tôi luyện): thông thường sẽ tôi luyện và tôi luyện ở nhiệt độ cao kết hợp với xử lý nhiệt được gọi là xử lý tôi luyện. Xử lý tôi luyện được sử dụng rộng rãi trong nhiều bộ phận kết cấu quan trọng, đặc biệt là những bộ phận làm việc dưới tải trọng xen kẽ của thanh truyền, bu lông, bánh răng và trục. Tôi luyện sau khi xử lý tôi luyện để có được tổ chức sohnite tôi luyện, các tính chất cơ học của nó tốt hơn cùng độ cứng của tổ chức sohnite chuẩn hóa. Độ cứng của nó phụ thuộc vào nhiệt độ tôi luyện ở nhiệt độ cao và độ ổn định của thép tôi luyện và kích thước mặt cắt ngang của phôi, thường nằm trong khoảng HB200-350.
11, Hàn: với vật liệu hàn sẽ có hai loại phôi gia nhiệt nóng chảy liên kết với nhau trong quá trình xử lý nhiệt.
II.Tđặc điểm của quá trình
Xử lý nhiệt kim loại là một trong những quy trình quan trọng trong sản xuất cơ khí, so với các quy trình gia công khác, xử lý nhiệt thường không làm thay đổi hình dạng của phôi và thành phần hóa học tổng thể, nhưng bằng cách thay đổi cấu trúc vi mô bên trong của phôi, hoặc thay đổi thành phần hóa học của bề mặt phôi, để cung cấp hoặc cải thiện việc sử dụng các tính chất của phôi. Nó được đặc trưng bởi sự cải thiện chất lượng nội tại của phôi, thường không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Để tạo ra phôi kim loại có các tính chất cơ học, tính chất vật lý và tính chất hóa học cần thiết, ngoài việc lựa chọn vật liệu hợp lý và nhiều quy trình đúc, quy trình xử lý nhiệt thường là điều cần thiết. Thép là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành cơ khí, cấu trúc vi mô của thép phức tạp, có thể được kiểm soát bằng xử lý nhiệt, vì vậy xử lý nhiệt thép là nội dung chính của xử lý nhiệt kim loại. Ngoài ra, nhôm, đồng, magiê, titan và các hợp kim khác cũng có thể được xử lý nhiệt để thay đổi các tính chất cơ học, vật lý và hóa học của nó, để có được hiệu suất khác nhau.
III.Tquá trình này
Quá trình xử lý nhiệt thường bao gồm ba quá trình gia nhiệt, giữ nhiệt, làm nguội, đôi khi chỉ có hai quá trình gia nhiệt và làm nguội. Các quá trình này liên kết với nhau, không thể bị gián đoạn.
Gia nhiệt là một trong những quá trình quan trọng của xử lý nhiệt. Xử lý nhiệt kim loại có nhiều phương pháp gia nhiệt, sớm nhất là sử dụng than củi và than đá làm nguồn nhiệt, gần đây là ứng dụng nhiên liệu lỏng và khí. Ứng dụng điện giúp kiểm soát quá trình gia nhiệt dễ dàng và không gây ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng các nguồn nhiệt này có thể được gia nhiệt trực tiếp, nhưng cũng có thể thông qua muối nóng chảy hoặc kim loại, để các hạt nổi để gia nhiệt gián tiếp.
Gia nhiệt kim loại, phôi tiếp xúc với không khí, quá trình oxy hóa, khử cacbon thường xảy ra (tức là hàm lượng cacbon bề mặt của các bộ phận thép giảm), có tác động rất tiêu cực đến các đặc tính bề mặt của các bộ phận được xử lý nhiệt. Do đó, kim loại thường phải ở trong môi trường được kiểm soát hoặc môi trường bảo vệ, muối nóng chảy và gia nhiệt chân không, nhưng cũng có lớp phủ hoặc phương pháp đóng gói để gia nhiệt bảo vệ.
Nhiệt độ gia nhiệt là một trong những thông số quy trình quan trọng của quy trình xử lý nhiệt, việc lựa chọn và kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt là để đảm bảo chất lượng xử lý nhiệt của các vấn đề chính. Nhiệt độ gia nhiệt thay đổi theo vật liệu kim loại được xử lý và mục đích xử lý nhiệt, nhưng thường được gia nhiệt trên nhiệt độ chuyển pha để có được tổ chức nhiệt độ cao. Ngoài ra, quá trình biến đổi đòi hỏi một khoảng thời gian nhất định, vì vậy khi bề mặt của phôi kim loại đạt được nhiệt độ gia nhiệt cần thiết, nhưng cũng phải duy trì ở nhiệt độ này trong một khoảng thời gian nhất định, để nhiệt độ bên trong và bên ngoài đồng nhất, để quá trình biến đổi cấu trúc vi mô hoàn tất, được gọi là thời gian giữ. Sử dụng gia nhiệt mật độ năng lượng cao và xử lý nhiệt bề mặt, tốc độ gia nhiệt cực kỳ nhanh, thường không có thời gian giữ, trong khi xử lý nhiệt hóa học của thời gian giữ thường dài hơn.
Làm nguội cũng là một bước không thể thiếu trong quá trình xử lý nhiệt, phương pháp làm nguội do các quy trình khác nhau, chủ yếu là để kiểm soát tốc độ làm nguội. Tốc độ làm nguội ủ chung là chậm nhất, tốc độ làm nguội chuẩn hóa nhanh hơn, tốc độ làm nguội tôi nhanh hơn. Nhưng cũng vì các loại thép khác nhau và có yêu cầu khác nhau, chẳng hạn như thép tôi trong không khí có thể được làm nguội với tốc độ làm nguội giống như chuẩn hóa.
IV.Pphân loại quy trình
Quá trình xử lý nhiệt kim loại có thể được chia thành ba loại xử lý nhiệt toàn bộ, xử lý nhiệt bề mặt và xử lý nhiệt hóa học. Theo môi trường gia nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt và phương pháp làm mát khác nhau, mỗi loại có thể được phân thành một số quy trình xử lý nhiệt khác nhau. Cùng một kim loại sử dụng các quy trình xử lý nhiệt khác nhau, có thể thu được các tổ chức khác nhau, do đó có các tính chất khác nhau. Sắt và thép là kim loại được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp và cấu trúc vi mô của thép cũng phức tạp nhất, vì vậy có nhiều quy trình xử lý nhiệt thép khác nhau.
Xử lý nhiệt tổng thể là quá trình gia nhiệt toàn bộ phôi, sau đó làm nguội ở tốc độ thích hợp, để đạt được tổ chức luyện kim cần thiết, nhằm thay đổi tính chất cơ học tổng thể của quá trình xử lý nhiệt kim loại. Xử lý nhiệt tổng thể thép đại khái là ủ, thường hóa, tôi và ram bốn quá trình cơ bản.
Quy trình có nghĩa là:
Ủ là nung nóng phôi đến nhiệt độ thích hợp, theo vật liệu và kích thước của phôi sử dụng thời gian giữ khác nhau, sau đó làm nguội chậm, mục đích là làm cho tổ chức bên trong của kim loại đạt được hoặc gần trạng thái cân bằng, để có được hiệu suất và hiệu suất quá trình tốt, hoặc để làm nguội thêm cho tổ chức chuẩn bị.
Chuẩn hóa là quá trình nung phôi đến nhiệt độ thích hợp sau khi làm nguội trong không khí, hiệu ứng của quá trình chuẩn hóa tương tự như ủ, chỉ để có được tổ chức mịn hơn, thường được sử dụng để cải thiện hiệu suất cắt của vật liệu, nhưng đôi khi cũng được sử dụng cho một số bộ phận ít đòi hỏi hơn như là quá trình xử lý nhiệt cuối cùng.
Làm nguội là quá trình gia nhiệt và cách nhiệt phôi, trong nước, dầu hoặc các muối vô cơ khác, dung dịch nước hữu cơ và các môi trường làm nguội khác để làm nguội nhanh. Sau khi làm nguội, các bộ phận thép trở nên cứng, nhưng đồng thời trở nên giòn, để loại bỏ độ giòn kịp thời, nói chung cần phải tôi luyện kịp thời.
Để giảm độ giòn của các bộ phận thép, các bộ phận thép được tôi ở nhiệt độ thích hợp cao hơn nhiệt độ phòng và thấp hơn 650 ℃ trong thời gian dài cách nhiệt, sau đó làm mát, quá trình này được gọi là ram. Ủ, bình thường hóa, tôi, ram là quá trình xử lý nhiệt tổng thể trong "bốn ngọn lửa", trong đó tôi và ram có liên quan chặt chẽ, thường được sử dụng kết hợp với nhau, một là không thể thiếu. "Bốn ngọn lửa" với nhiệt độ gia nhiệt và chế độ làm mát khác nhau, và phát triển một quá trình xử lý nhiệt khác nhau. Để đạt được một mức độ bền và độ dẻo dai nhất định, tôi và ram ở nhiệt độ cao kết hợp với quá trình này, được gọi là ram. Sau khi một số hợp kim được tôi để tạo thành dung dịch rắn quá bão hòa, chúng được giữ ở nhiệt độ phòng hoặc ở nhiệt độ thích hợp cao hơn một chút trong thời gian dài hơn để cải thiện độ cứng, độ bền hoặc từ tính điện của hợp kim. Quá trình xử lý nhiệt như vậy được gọi là xử lý lão hóa.
Xử lý biến dạng bằng áp suất và xử lý nhiệt kết hợp chặt chẽ và hiệu quả để thực hiện, để phôi có được độ bền và độ dẻo dai rất tốt với phương pháp được gọi là xử lý nhiệt biến dạng; trong môi trường áp suất âm hoặc chân không trong quá trình xử lý nhiệt được gọi là xử lý nhiệt chân không, không chỉ có thể làm cho phôi không bị oxy hóa, không bị khử cacbon, giữ cho bề mặt phôi sau khi xử lý, cải thiện hiệu suất của phôi, mà còn thông qua tác nhân thẩm thấu để xử lý nhiệt hóa học.
Xử lý nhiệt bề mặt chỉ là làm nóng lớp bề mặt của phôi để thay đổi tính chất cơ học của lớp bề mặt của quá trình xử lý nhiệt kim loại. Để chỉ làm nóng lớp bề mặt của phôi mà không truyền nhiệt quá mức vào phôi, việc sử dụng nguồn nhiệt phải có mật độ năng lượng cao, nghĩa là trong một đơn vị diện tích của phôi để cung cấp năng lượng nhiệt lớn hơn, để lớp bề mặt của phôi hoặc cục bộ có thể đạt nhiệt độ cao trong thời gian ngắn hoặc tức thời. Xử lý nhiệt bề mặt của các phương pháp chính là làm nguội bằng ngọn lửa và xử lý nhiệt gia nhiệt cảm ứng, các nguồn nhiệt thường được sử dụng như ngọn lửa oxyacetylene hoặc oxypropane, dòng điện cảm ứng, tia laser và chùm tia điện tử.
Xử lý nhiệt hóa học là một quá trình xử lý nhiệt kim loại bằng cách thay đổi thành phần hóa học, tổ chức và tính chất của lớp bề mặt của phôi. Xử lý nhiệt hóa học khác với xử lý nhiệt bề mặt ở chỗ xử lý nhiệt hóa học thay đổi thành phần hóa học của lớp bề mặt của phôi. Xử lý nhiệt hóa học được đặt trên phôi có chứa cacbon, môi trường muối hoặc các nguyên tố hợp kim khác của môi trường (khí, lỏng, rắn) trong quá trình gia nhiệt, cách nhiệt trong thời gian dài hơn, do đó lớp bề mặt của phôi thấm cacbon, nitơ, bo và crom và các nguyên tố khác. Sau khi thấm các nguyên tố, và đôi khi là các quá trình xử lý nhiệt khác như làm nguội và ram. Các phương pháp chính của xử lý nhiệt hóa học là thấm cacbon, thấm nitơ, thâm nhập kim loại.
Xử lý nhiệt là một trong những quá trình quan trọng trong quá trình sản xuất các bộ phận cơ khí và khuôn mẫu. Nói chung, nó có thể đảm bảo và cải thiện các tính chất khác nhau của phôi, chẳng hạn như khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn. Cũng có thể cải thiện tổ chức của phôi và trạng thái ứng suất, để tạo điều kiện cho nhiều quá trình gia công lạnh và nóng.
Ví dụ: gang trắng sau khi xử lý ủ lâu dài có thể thu được gang dẻo, cải thiện tính dẻo; bánh răng có quy trình xử lý nhiệt chính xác, tuổi thọ có thể cao hơn bánh răng không qua xử lý nhiệt nhiều lần hoặc hàng chục lần; ngoài ra, thép cacbon giá rẻ thông qua sự xâm nhập của một số nguyên tố hợp kim có một số hiệu suất thép hợp kim đắt tiền, có thể thay thế một số thép chịu nhiệt, thép không gỉ; khuôn và khuôn dập hầu như đều cần phải trải qua quá trình xử lý nhiệt Chỉ có thể sử dụng sau khi xử lý nhiệt.
Phương tiện bổ sung
I. Các loại ủ
Ủ là một quá trình xử lý nhiệt trong đó phôi được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp, giữ trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội từ từ.
Có nhiều loại quy trình ủ thép, theo nhiệt độ gia nhiệt có thể chia thành hai loại: một là ở nhiệt độ tới hạn (Ac1 hoặc Ac3) trên quá trình ủ, còn được gọi là ủ kết tinh lại chuyển pha, bao gồm ủ hoàn toàn, ủ không hoàn toàn, ủ hình cầu và ủ khuếch tán (ủ đồng nhất), v.v.; loại còn lại là dưới nhiệt độ tới hạn của quá trình ủ, bao gồm ủ kết tinh lại và ủ khử ứng suất, v.v. Theo phương pháp làm nguội, ủ có thể chia thành ủ đẳng nhiệt và ủ làm nguội liên tục.
1, ủ hoàn toàn và ủ đẳng nhiệt
Ủ hoàn toàn, còn được gọi là ủ kết tinh lại, thường được gọi là ủ, là thép hoặc thép được nung nóng đến Ac3 trên 20 ~ 30 ℃, cách nhiệt đủ lâu để làm cho tổ chức hoàn toàn austenit hóa sau khi làm nguội chậm, để đạt được tổ chức gần như cân bằng của quá trình xử lý nhiệt. Ủ này chủ yếu được sử dụng để tạo thành hợp chất dưới eutectic của nhiều loại đúc thép cacbon và hợp kim, rèn và cán nóng, và đôi khi cũng được sử dụng cho các kết cấu hàn. Nói chung thường là một số xử lý nhiệt cuối cùng của phôi không nặng hoặc là xử lý nhiệt trước của một số phôi.
2, ủ bóng
Ủ cầu chủ yếu được sử dụng cho thép cacbon quá eutectic và thép công cụ hợp kim (như sản xuất các công cụ có cạnh, thước đo, khuôn và khuôn dập được sử dụng trong thép). Mục đích chính của nó là giảm độ cứng, cải thiện khả năng gia công và chuẩn bị cho quá trình tôi trong tương lai.
3, ủ giảm ứng suất
Ủ giảm ứng suất, còn được gọi là ủ nhiệt độ thấp (hoặc tôi nhiệt độ cao), quá trình ủ này chủ yếu được sử dụng để loại bỏ ứng suất dư thừa của vật đúc, rèn, hàn, chi tiết cán nóng, chi tiết kéo nguội và các ứng suất dư khác. Nếu những ứng suất này không được loại bỏ, sẽ khiến thép sau một thời gian nhất định hoặc trong quá trình cắt tiếp theo tạo ra biến dạng hoặc nứt.
4. Ủ không hoàn toàn là nung thép đến nhiệt độ Ac1 ~ Ac3 (thép dưới eutectic) hoặc Ac1 ~ ACcm (thép trên eutectic) giữa quá trình giữ nhiệt và làm nguội chậm để đạt được tổ chức gần như cân bằng của quá trình xử lý nhiệt.
II.Làm nguội, môi trường làm mát thường được sử dụng nhất là nước muối, nước và dầu.
Làm nguội bằng nước muối của phôi, dễ đạt được độ cứng cao và bề mặt nhẵn, không dễ tạo ra điểm mềm không cứng, nhưng dễ làm cho phôi biến dạng nghiêm trọng, thậm chí nứt. Việc sử dụng dầu làm môi trường làm nguội chỉ phù hợp với độ ổn định của austenit quá lạnh tương đối lớn trong một số loại thép hợp kim hoặc kích thước nhỏ của phôi thép cacbon.
III.mục đích của việc tôi thép
1, giảm độ giòn, loại bỏ hoặc giảm ứng suất bên trong, thép tôi có ứng suất bên trong và độ giòn rất lớn, chẳng hạn như tôi không kịp thời thường sẽ làm cho thép biến dạng hoặc thậm chí nứt.
2, để có được tính chất cơ học cần thiết của phôi, phôi sau khi tôi có độ cứng và độ giòn cao, để đáp ứng các yêu cầu về tính chất khác nhau của nhiều loại phôi, có thể điều chỉnh độ cứng thông qua quá trình tôi thích hợp để giảm độ giòn của độ dẻo dai, độ dẻo cần thiết.
3、Ổn định kích thước của phôi
4, đối với quá trình ủ khó làm mềm một số loại thép hợp kim, trong quá trình tôi (hoặc chuẩn hóa) thường được sử dụng sau khi ram ở nhiệt độ cao, để thép cacbua kết tụ thích hợp, độ cứng sẽ giảm, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc cắt và gia công.
Các khái niệm bổ sung
1, ủ: chỉ vật liệu kim loại được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp, duy trì trong một khoảng thời gian nhất định, sau đó làm nguội chậm quá trình xử lý nhiệt. Các quá trình ủ thông thường là: ủ kết tinh lại, ủ giảm ứng suất, ủ hình cầu, ủ hoàn toàn, v.v. Mục đích của ủ: chủ yếu là để giảm độ cứng của vật liệu kim loại, cải thiện tính dẻo, để tạo điều kiện cho quá trình cắt hoặc gia công áp suất, giảm ứng suất dư, cải thiện tổ chức và thành phần của quá trình đồng nhất hóa, hoặc để xử lý nhiệt sau này để làm cho tổ chức sẵn sàng.
2, chuẩn hóa: chỉ thép hoặc thép được nung nóng đến hoặc (thép ở nhiệt độ tới hạn) trên, 30 ~ 50 ℃ để duy trì thời gian thích hợp, làm mát trong quá trình xử lý nhiệt không khí tĩnh. Mục đích của việc chuẩn hóa: chủ yếu là để cải thiện các tính chất cơ học của thép cacbon thấp, cải thiện khả năng cắt và gia công, tinh chế hạt, để loại bỏ các khuyết tật về mặt tổ chức, để xử lý nhiệt sau này chuẩn bị tổ chức.
3, tôi: chỉ thép được nung đến Ac3 hoặc Ac1 (thép dưới nhiệt độ tới hạn) trên một nhiệt độ nhất định, giữ một thời gian nhất định, sau đó đến tốc độ làm nguội thích hợp, để có được tổ chức martensite (hoặc bainite) của quá trình xử lý nhiệt. Các quá trình tôi thông thường là tôi một môi trường, tôi hai môi trường, tôi martensite, tôi đẳng nhiệt bainite, tôi bề mặt và tôi cục bộ. Mục đích của việc tôi: để các bộ phận thép có được tổ chức martensitic cần thiết, cải thiện độ cứng của phôi, độ bền và khả năng chống mài mòn, đối với quá trình xử lý nhiệt sau này để chuẩn bị tốt cho tổ chức.
4, tôi luyện: là thép được tôi luyện, sau đó nung nóng đến nhiệt độ dưới Ac1, thời gian giữ nhiệt, sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng. Các quy trình tôi luyện phổ biến là: tôi luyện ở nhiệt độ thấp, tôi luyện ở nhiệt độ trung bình, tôi luyện ở nhiệt độ cao và tôi luyện nhiều lần.
Mục đích của quá trình tôi luyện: chủ yếu là để loại bỏ ứng suất sinh ra trong quá trình tôi luyện thép, giúp thép có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, có độ dẻo và độ dai cần thiết.
5, tôi luyện: chỉ thép hoặc thép để tôi luyện và tôi luyện ở nhiệt độ cao của quá trình xử lý nhiệt tổng hợp. Được sử dụng trong quá trình tôi luyện thép gọi là thép tôi luyện. Nó thường chỉ thép kết cấu cacbon trung bình và thép kết cấu hợp kim cacbon trung bình.
6, thấm cacbon: thấm cacbon là quá trình làm cho các nguyên tử cacbon thấm vào lớp bề mặt của thép. Cũng là để làm cho phôi thép cacbon thấp có lớp bề mặt của thép cacbon cao, sau đó sau khi tôi và ram ở nhiệt độ thấp, để lớp bề mặt của phôi có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, trong khi phần trung tâm của phôi vẫn duy trì độ dẻo dai và độ dẻo của thép cacbon thấp.
Phương pháp chân không
Bởi vì các hoạt động gia nhiệt và làm nguội phôi kim loại đòi hỏi hàng chục hoặc thậm chí hàng chục hành động để hoàn thành. Những hành động này được thực hiện bên trong lò xử lý nhiệt chân không, người vận hành không thể tiếp cận, vì vậy mức độ tự động hóa của lò xử lý nhiệt chân không được yêu cầu cao hơn. Đồng thời, một số hành động, chẳng hạn như gia nhiệt và giữ đầu cuối của quá trình làm nguội phôi kim loại phải là sáu, bảy hành động và phải hoàn thành trong vòng 15 giây. Điều kiện nhanh nhẹn như vậy để hoàn thành nhiều hành động, dễ khiến người vận hành lo lắng và cấu thành hoạt động sai. Do đó, chỉ có mức độ tự động hóa cao mới có thể phối hợp chính xác, kịp thời theo chương trình.
Xử lý nhiệt chân không các bộ phận kim loại được thực hiện trong lò chân không kín, niêm phong chân không nghiêm ngặt là điều ai cũng biết. Do đó, để có được và tuân thủ tỷ lệ rò rỉ không khí ban đầu của lò, để đảm bảo chân không làm việc của lò chân không, để đảm bảo chất lượng của các bộ phận xử lý nhiệt chân không có ý nghĩa rất lớn. Vì vậy, một vấn đề quan trọng của lò xử lý nhiệt chân không là phải có cấu trúc niêm phong chân không đáng tin cậy. Để đảm bảo hiệu suất chân không của lò chân không, thiết kế cấu trúc lò xử lý nhiệt chân không phải tuân theo một nguyên tắc cơ bản, đó là thân lò sử dụng hàn kín khí, trong khi thân lò càng ít mở hoặc không mở lỗ càng tốt, ít hoặc tránh sử dụng cấu trúc niêm phong động, để giảm thiểu khả năng rò rỉ chân không. Các thành phần, phụ kiện được lắp đặt trong thân lò chân không, chẳng hạn như điện cực làm mát bằng nước, thiết bị xuất nhiệt điện trở cũng phải được thiết kế để niêm phong cấu trúc.
Hầu hết các vật liệu cách nhiệt và sưởi ấm chỉ có thể được sử dụng trong điều kiện chân không. Lò xử lý nhiệt chân không sưởi ấm và lớp lót cách nhiệt là trong chân không và làm việc ở nhiệt độ cao, vì vậy các vật liệu này đưa ra khả năng chịu nhiệt độ cao, kết quả bức xạ, độ dẫn nhiệt và các yêu cầu khác. Các yêu cầu về khả năng chống oxy hóa không cao. Do đó, lò xử lý nhiệt chân không sử dụng rộng rãi tantalum, vonfram, molypden và than chì để làm vật liệu cách nhiệt và sưởi ấm. Những vật liệu này rất dễ bị oxy hóa ở trạng thái khí quyển, do đó, lò xử lý nhiệt thông thường không thể sử dụng các vật liệu cách nhiệt và sưởi ấm này.
Thiết bị làm mát bằng nước: vỏ lò xử lý nhiệt chân không, nắp lò, các bộ phận gia nhiệt điện, điện cực làm mát bằng nước, cửa cách nhiệt chân không trung gian và các thành phần khác, đều ở trong chân không, dưới trạng thái làm việc nhiệt. Làm việc trong điều kiện cực kỳ bất lợi như vậy, phải đảm bảo rằng cấu trúc của từng thành phần không bị biến dạng hoặc hư hỏng, và phớt chân không không bị quá nhiệt hoặc cháy. Do đó, mỗi thành phần phải được thiết lập theo các trường hợp khác nhau thiết bị làm mát bằng nước để đảm bảo lò xử lý nhiệt chân không có thể hoạt động bình thường và có đủ tuổi thọ sử dụng.
Sử dụng bình chứa chân không điện áp thấp dòng điện cao: khi độ chân không chân không của một vài phạm vi lxlo-1 torr, bình chứa chân không của dây dẫn được cấp điện ở điện áp cao hơn, sẽ tạo ra hiện tượng phóng điện phát sáng. Trong lò xử lý nhiệt chân không, phóng điện hồ quang nghiêm trọng sẽ đốt cháy phần tử gia nhiệt điện, lớp cách điện, gây ra tai nạn và tổn thất lớn. Do đó, điện áp làm việc của phần tử gia nhiệt điện lò xử lý nhiệt chân không thường không quá 80 đến 100 vôn. Đồng thời trong thiết kế cấu trúc phần tử gia nhiệt điện để thực hiện các biện pháp hiệu quả, chẳng hạn như cố gắng tránh có đầu của các bộ phận, khoảng cách điện cực giữa các điện cực không được quá nhỏ, để ngăn ngừa việc tạo ra phóng điện phát sáng hoặc phóng điện hồ quang.
Làm nguội
Theo yêu cầu hiệu suất khác nhau của phôi, theo nhiệt độ ram khác nhau của nó, có thể chia thành các loại ram sau:
(a) tôi luyện ở nhiệt độ thấp (150-250 độ)
Tôi luyện ở nhiệt độ thấp của tổ chức kết quả cho martensite tôi luyện. Mục đích của nó là duy trì độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao của thép tôi luyện dưới tiền đề giảm ứng suất bên trong và độ giòn của tôi luyện, để tránh bị mẻ hoặc hư hỏng sớm trong quá trình sử dụng. Nó chủ yếu được sử dụng cho nhiều loại dụng cụ cắt cacbon cao, thước đo, khuôn kéo nguội, ổ trục lăn và các bộ phận thấm cacbon, v.v., độ cứng sau khi tôi luyện thường là HRC58-64.
(ii) tôi luyện ở nhiệt độ trung bình (250-500 độ)
Tổ chức tôi luyện nhiệt độ trung bình cho thân thạch anh tôi luyện. Mục đích của nó là để đạt được độ bền kéo cao, giới hạn đàn hồi và độ dẻo dai cao. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng cho nhiều loại lò xo và gia công khuôn làm việc nóng, độ cứng tôi luyện thường là HRC35-50.
(C) tôi luyện ở nhiệt độ cao (500-650 độ)
Tôi luyện nhiệt độ cao của tổ chức cho Sohnite tôi luyện. Tôi luyện thông thường và tôi luyện nhiệt độ cao kết hợp xử lý nhiệt được gọi là xử lý tôi luyện, mục đích của nó là để có được độ bền, độ cứng và độ dẻo, độ dai là các tính chất cơ học tổng thể tốt hơn. Do đó, được sử dụng rộng rãi trong ô tô, máy kéo, máy công cụ và các bộ phận kết cấu quan trọng khác, chẳng hạn như thanh truyền, bu lông, bánh răng và trục. Độ cứng sau khi tôi luyện thường là HB200-330.
Phòng ngừa biến dạng
Nguyên nhân gây biến dạng khuôn phức tạp chính xác thường rất phức tạp, nhưng chúng ta chỉ cần nắm vững quy luật biến dạng của nó, phân tích nguyên nhân của nó, sử dụng các phương pháp khác nhau để ngăn ngừa biến dạng khuôn có thể giảm, nhưng cũng có thể kiểm soát. Nói chung, xử lý nhiệt biến dạng khuôn phức tạp chính xác có thể thực hiện các phương pháp phòng ngừa sau.
(1) Lựa chọn vật liệu hợp lý. Khuôn phức hợp chính xác nên chọn vật liệu thép khuôn biến dạng vi mô tốt (như thép tôi khí), sự phân tách cacbua của thép khuôn nghiêm trọng nên được rèn và xử lý nhiệt ram hợp lý, thép khuôn lớn hơn và không thể rèn được có thể là dung dịch rắn xử lý nhiệt tinh chế kép.
(2) Thiết kế kết cấu khuôn phải hợp lý, độ dày không được quá chênh lệch, hình dạng phải đối xứng, để biến dạng khuôn lớn hơn phải nắm vững quy luật biến dạng, dành riêng dung sai gia công, đối với khuôn lớn, chính xác và phức tạp có thể sử dụng kết hợp các kết cấu.
(3) Khuôn mẫu chính xác và phức tạp phải được xử lý nhiệt trước để loại bỏ ứng suất dư phát sinh trong quá trình gia công.
(4) Lựa chọn nhiệt độ gia nhiệt hợp lý, kiểm soát tốc độ gia nhiệt, đối với khuôn phức tạp chính xác có thể thực hiện phương pháp gia nhiệt chậm, gia nhiệt trước và các phương pháp gia nhiệt cân bằng khác để giảm biến dạng xử lý nhiệt khuôn.
(5) Dưới tiền đề đảm bảo độ cứng của khuôn, hãy thử sử dụng quy trình làm nguội trước, làm nguội phân cấp hoặc làm nguội ở nhiệt độ cao.
(6) Đối với khuôn mẫu chính xác và phức tạp, trong điều kiện cho phép, hãy thử sử dụng phương pháp làm nguội chân không và làm nguội sâu sau khi làm nguội.
(7) Đối với một số khuôn mẫu chính xác và phức tạp có thể sử dụng xử lý nhiệt trước, xử lý nhiệt lão hóa, xử lý nhiệt thấm nitơ để kiểm soát độ chính xác của khuôn.
(8) Trong quá trình sửa chữa lỗ cát khuôn, độ xốp, độ mòn và các khuyết tật khác, sử dụng máy hàn lạnh và các tác động nhiệt khác của thiết bị sửa chữa để tránh quá trình sửa chữa biến dạng.
Ngoài ra, thao tác quy trình xử lý nhiệt chính xác (như bịt lỗ, buộc lỗ, cố định cơ học, phương pháp gia nhiệt phù hợp, lựa chọn đúng hướng làm nguội của khuôn và hướng chuyển động trong môi trường làm nguội, v.v.) và quy trình xử lý nhiệt ram hợp lý cũng là biện pháp hiệu quả để giảm biến dạng của khuôn chính xác và phức tạp.
Xử lý nhiệt tôi và ram bề mặt thường được thực hiện bằng phương pháp nung cảm ứng hoặc nung bằng ngọn lửa. Các thông số kỹ thuật chính là độ cứng bề mặt, độ cứng cục bộ và độ sâu lớp tôi cứng hiệu quả. Kiểm tra độ cứng có thể sử dụng máy thử độ cứng Vickers, cũng có thể sử dụng máy thử độ cứng Rockwell hoặc Rockwell bề mặt. Lựa chọn lực thử (thang đo) liên quan đến độ sâu của lớp tôi cứng hiệu quả và độ cứng bề mặt của phôi. Có ba loại máy thử độ cứng ở đây.
Đầu tiên, máy thử độ cứng Vickers là một phương tiện quan trọng để kiểm tra độ cứng bề mặt của phôi gia công nhiệt, có thể lựa chọn lực thử từ 0,5 đến 100kg, kiểm tra lớp làm cứng bề mặt mỏng tới 0,05mm và độ chính xác của nó là cao nhất, và nó có thể phân biệt được những khác biệt nhỏ trong độ cứng bề mặt của phôi gia công nhiệt. Ngoài ra, độ sâu của lớp làm cứng hiệu quả cũng phải được phát hiện bằng máy thử độ cứng Vickers, vì vậy đối với quá trình xử lý nhiệt bề mặt hoặc một số lượng lớn các đơn vị sử dụng phôi gia công nhiệt bề mặt, cần phải trang bị máy thử độ cứng Vickers.
Thứ hai, máy kiểm tra độ cứng Rockwell bề mặt cũng rất phù hợp để kiểm tra độ cứng của phôi gia công bề mặt đã tôi cứng, máy kiểm tra độ cứng Rockwell bề mặt có ba thang đo để lựa chọn. Có thể kiểm tra độ sâu làm cứng hiệu quả hơn 0,1mm của nhiều phôi gia công bề mặt đã tôi cứng. Mặc dù độ chính xác của máy kiểm tra độ cứng Rockwell bề mặt không cao bằng máy kiểm tra độ cứng Vickers, nhưng với tư cách là một nhà máy xử lý nhiệt quản lý chất lượng và phương tiện kiểm tra đủ điều kiện phát hiện, đã có thể đáp ứng các yêu cầu. Hơn nữa, nó cũng có một hoạt động đơn giản, dễ sử dụng, giá thành thấp, đo nhanh, có thể đọc trực tiếp giá trị độ cứng và các đặc điểm khác, việc sử dụng máy kiểm tra độ cứng Rockwell bề mặt có thể là một lô phôi gia công nhiệt bề mặt để thử nghiệm từng mảnh nhanh chóng và không phá hủy. Điều này rất quan trọng đối với nhà máy chế biến kim loại và sản xuất máy móc.
Thứ ba, khi lớp xử lý nhiệt bề mặt cứng hơn, cũng có thể sử dụng máy đo độ cứng Rockwell. Khi lớp xử lý nhiệt cứng dày 0,4 ~ 0,8mm, có thể sử dụng thang HRA, khi lớp xử lý nhiệt cứng dày hơn 0,8mm, có thể sử dụng thang HRC.
Vickers, Rockwell và bề mặt Rockwell ba loại giá trị độ cứng có thể dễ dàng chuyển đổi cho nhau, chuyển đổi sang tiêu chuẩn, bản vẽ hoặc người dùng cần giá trị độ cứng. Các bảng chuyển đổi tương ứng được đưa ra trong tiêu chuẩn quốc tế ISO, tiêu chuẩn Mỹ ASTM và tiêu chuẩn Trung Quốc GB/T.
Làm cứng cục bộ
Các bộ phận nếu yêu cầu độ cứng cục bộ cao hơn, có thể sử dụng phương pháp gia nhiệt cảm ứng và các phương pháp xử lý nhiệt tôi cục bộ khác, các bộ phận như vậy thường phải đánh dấu vị trí xử lý nhiệt tôi cục bộ và giá trị độ cứng cục bộ trên bản vẽ. Kiểm tra độ cứng của các bộ phận nên được thực hiện tại khu vực được chỉ định. Có thể sử dụng dụng cụ kiểm tra độ cứng Rockwell, kiểm tra giá trị độ cứng HRC, chẳng hạn như lớp tôi cứng xử lý nhiệt nông, có thể sử dụng máy kiểm tra độ cứng Rockwell bề mặt, kiểm tra giá trị độ cứng HRN.
Xử lý nhiệt hóa học
Xử lý nhiệt hóa học là làm cho bề mặt phôi thấm một hoặc nhiều nguyên tố hóa học của nguyên tử, để thay đổi thành phần hóa học, tổ chức và hiệu suất của bề mặt phôi. Sau khi tôi và ram ở nhiệt độ thấp, bề mặt phôi có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi tiếp xúc, trong khi lõi phôi có độ dẻo dai cao.
Theo như trên, việc phát hiện và ghi lại nhiệt độ trong quá trình xử lý nhiệt là rất quan trọng, và việc kiểm soát nhiệt độ kém có tác động rất lớn đến sản phẩm. Do đó, việc phát hiện nhiệt độ rất quan trọng, xu hướng nhiệt độ trong toàn bộ quá trình cũng rất quan trọng, dẫn đến quá trình xử lý nhiệt phải được ghi lại về sự thay đổi nhiệt độ, có thể tạo điều kiện cho việc phân tích dữ liệu trong tương lai, nhưng cũng để xem thời điểm nào nhiệt độ không đáp ứng được yêu cầu. Điều này sẽ đóng vai trò rất lớn trong việc cải thiện xử lý nhiệt trong tương lai.
Quy trình vận hành
1、Vệ sinh khu vực vận hành, kiểm tra nguồn điện, dụng cụ đo và các công tắc khác có bình thường không, nguồn nước có ổn định không.
2、Người vận hành phải mặc đồ bảo hộ lao động tốt, nếu không sẽ rất nguy hiểm.
3, mở công tắc chuyển nguồn điện điều khiển, theo yêu cầu kỹ thuật của thiết bị phân loại các phần tăng giảm nhiệt độ, để kéo dài tuổi thọ của thiết bị và thiết bị còn nguyên vẹn.
4, chú ý đến nhiệt độ lò xử lý nhiệt và điều chỉnh tốc độ băng tải lưới, có thể nắm vững các tiêu chuẩn nhiệt độ cần thiết cho các vật liệu khác nhau, đảm bảo độ cứng của phôi và độ thẳng của bề mặt và lớp oxy hóa, thực hiện nghiêm túc công tác an toàn.
5、Chú ý đến nhiệt độ lò tôi và tốc độ băng tải lưới, mở cửa thoát khí để phôi sau khi tôi đạt yêu cầu về chất lượng.
6, Trong công việc phải bám sát vào bài viết.
7, cấu hình các thiết bị chữa cháy cần thiết và làm quen với các phương pháp sử dụng và bảo trì.
8、Khi dừng máy, chúng ta phải kiểm tra xem tất cả các công tắc điều khiển đã ở trạng thái tắt chưa, sau đó đóng công tắc chuyển mạch vạn năng.
Quá nhiệt
Từ miệng thô của các bộ phận ổ trục phụ kiện con lăn có thể quan sát thấy sau khi tôi luyện quá nhiệt cấu trúc vi mô. Nhưng để xác định mức độ quá nhiệt chính xác phải quan sát cấu trúc vi mô. Nếu trong tổ chức tôi luyện thép GCr15 xuất hiện kim thô martensite, thì đó là tổ chức quá nhiệt tôi luyện. Lý do hình thành nhiệt độ gia nhiệt tôi luyện có thể quá cao hoặc thời gian gia nhiệt và giữ quá dài do toàn bộ phạm vi quá nhiệt; cũng có thể là do tổ chức ban đầu của dải cacbua nghiêm trọng, trong vùng cacbon thấp giữa hai dải để hình thành kim martensite cục bộ dày, dẫn đến quá nhiệt cục bộ. Austenit còn lại trong tổ chức quá nhiệt tăng lên và độ ổn định kích thước giảm. Do tổ chức tôi luyện quá nhiệt, tinh thể thép thô, điều này sẽ dẫn đến giảm độ dẻo dai của các bộ phận, khả năng chống va đập giảm và tuổi thọ của ổ trục cũng giảm. Quá nhiệt nghiêm trọng thậm chí có thể gây ra vết nứt tôi luyện.
Nhiệt độ thấp
Nhiệt độ tôi thấp hoặc làm mát kém sẽ tạo ra tổ chức Torrhenite nhiều hơn tiêu chuẩn trong cấu trúc vi mô, được gọi là tổ chức dưới nhiệt, làm cho độ cứng giảm, khả năng chống mài mòn giảm mạnh, ảnh hưởng đến tuổi thọ của các bộ phận con lăn ổ trục.
Làm nguội vết nứt
Các bộ phận ổ trục con lăn trong quá trình tôi và làm nguội do ứng suất bên trong hình thành các vết nứt gọi là vết nứt tôi. Nguyên nhân gây ra các vết nứt như vậy là: do nhiệt độ gia nhiệt tôi quá cao hoặc làm nguội quá nhanh, ứng suất nhiệt và khối lượng kim loại thay đổi trong tổ chức ứng suất lớn hơn cường độ gãy của thép; bề mặt làm việc của các khuyết tật ban đầu (như vết nứt bề mặt hoặc vết xước) hoặc các khuyết tật bên trong trong thép (như xỉ, tạp chất phi kim loại nghiêm trọng, đốm trắng, cặn co ngót, v.v.) trong quá trình tôi của sự hình thành tập trung ứng suất; sự tách cacbon bề mặt nghiêm trọng và sự phân tách cacbua; các bộ phận được tôi sau khi tôi không đủ hoặc tôi không kịp thời; ứng suất đột nguội do quá trình trước đó quá lớn, rèn gấp, cắt tiện sâu, rãnh dầu cạnh sắc, v.v. Tóm lại, nguyên nhân gây ra vết nứt tôi có thể là một hoặc nhiều yếu tố trên, sự hiện diện của ứng suất bên trong là lý do chính gây ra vết nứt tôi. Các vết nứt tôi sâu và mảnh, có vết nứt thẳng và không có màu bị oxy hóa trên bề mặt bị vỡ. Thường là vết nứt phẳng dọc hoặc vết nứt hình vòng trên cổ ổ trục; hình dạng trên bi thép ổ trục là hình chữ S, hình chữ T hoặc hình vòng. Đặc điểm tổ chức của vết nứt tôi là không có hiện tượng thoát cacbon ở cả hai bên vết nứt, có thể phân biệt rõ ràng với vết nứt rèn và vết nứt vật liệu.
Biến dạng xử lý nhiệt
Các bộ phận ổ trục NACHI trong quá trình xử lý nhiệt, có ứng suất nhiệt và ứng suất tổ chức, ứng suất bên trong này có thể chồng lên nhau hoặc bù trừ một phần, phức tạp và thay đổi, vì nó có thể thay đổi theo nhiệt độ gia nhiệt, tốc độ gia nhiệt, chế độ làm mát, tốc độ làm mát, hình dạng và kích thước của các bộ phận, do đó biến dạng xử lý nhiệt là không thể tránh khỏi. Nhận biết và nắm vững quy tắc của luật có thể khiến biến dạng của các bộ phận ổ trục (như hình bầu dục của cổ áo, kích thước lên, v.v.) được đặt trong phạm vi có thể kiểm soát được, có lợi cho sản xuất. Tất nhiên, trong quá trình xử lý nhiệt, va chạm cơ học cũng sẽ khiến các bộ phận biến dạng, nhưng biến dạng này có thể được sử dụng để cải thiện hoạt động để giảm và tránh.
Sự khử cacbon bề mặt
Các bộ phận ổ trục phụ kiện con lăn trong quá trình xử lý nhiệt, nếu được nung nóng trong môi trường oxy hóa, bề mặt sẽ bị oxy hóa để giảm khối lượng cacbon bề mặt của các bộ phận, dẫn đến quá trình khử cacbon bề mặt. Độ sâu của lớp khử cacbon bề mặt nhiều hơn quá trình xử lý cuối cùng về lượng giữ lại sẽ khiến các bộ phận bị loại bỏ. Xác định độ sâu của lớp khử cacbon bề mặt trong quá trình kiểm tra kim loại học của phương pháp kim loại học có sẵn và phương pháp độ cứng vi mô. Đường cong phân bố độ cứng vi mô của lớp bề mặt dựa trên phương pháp đo lường và có thể được sử dụng làm tiêu chí trọng tài.
Điểm mềm
Do gia nhiệt không đủ, làm mát kém, hoạt động tôi luyện gây ra độ cứng bề mặt không phù hợp của các bộ phận ổ trục con lăn không đủ hiện tượng được gọi là điểm mềm tôi luyện. Giống như quá trình khử cacbon bề mặt có thể gây ra sự suy giảm nghiêm trọng về khả năng chống mài mòn bề mặt và độ bền mỏi.
Thời gian đăng: 05-12-2023