Da bi se metalnim obradacima obezbedila potrebna mehanička, fizička i hemijska svojstva, pored racionalnog odabira materijala i različitih procesa oblikovanja, često su neophodni procesi termičke obrade. Čelik je najčešće korišteni materijal u mašinskoj industriji, sa složenom mikrostrukturom koja se može kontrolirati toplinskom obradom. Stoga je toplinska obrada čelika glavni sadržaj termičke obrade metala.
Osim toga, aluminijum, bakar, magnezijum, titanijum i njihove legure takođe mogu promeniti svoja mehanička, fizička i hemijska svojstva kroz termičku obradu kako bi dobili različite karakteristike performansi.
Toplinska obrada općenito ne mijenja oblik i ukupni hemijski sastav obratka, već daje ili poboljšava njegove performanse promjenom mikrostrukture unutar radnog komada ili promjenom kemijskog sastava na površini obratka. Njegova karakteristika je poboljšanje unutrašnjeg kvaliteta radnog komada, koji se uglavnom ne vidi golim okom.
Funkcija termičke obrade je poboljšanje mehaničkih svojstava materijala, uklanjanje zaostalih naprezanja i poboljšanje obradivosti metala. Prema različitim namjenama toplinske obrade, procesi toplinske obrade mogu se podijeliti u dvije kategorije: preliminarna toplinska obrada i finalna toplinska obrada.
1.Svrha preliminarne termičke obrade je poboljšanje performansi obrade, uklanjanje unutrašnjeg naprezanja i priprema dobre metalografske strukture za finalnu termičku obradu. Proces toplinske obrade uključuje žarenje, normalizaciju, starenje, kaljenje i kaljenje itd.
l Žarenje i normalizacija se koriste za blankove koji su prošli termičku obradu. Ugljični čelik i legirani čelik sa sadržajem ugljika većim od 0,5% često se žare kako bi se smanjila njihova tvrdoća i olakšalo rezanje; Ugljični čelik i legirani čelik sa sadržajem ugljika manjim od 0,5% tretiraju se normalizacijom kako bi se izbjeglo zalijepljenje alata tokom rezanja zbog njihove niske tvrdoće. Žarenje i normalizacija mogu poboljšati veličinu zrna i postići ujednačenu mikrostrukturu, pripremajući se za buduću termičku obradu. Žarenje i normalizacija se često dogovaraju nakon grube obrade i prije grube obrade.
l Vremenski tretman se uglavnom koristi za eliminaciju unutrašnjih naprezanja nastalih u proizvodnji blanka i mehaničkoj obradi. Kako bi se izbjeglo preveliko opterećenje transporta, za dijelove s općom preciznošću, može se dogovoriti vremenski tretman prije precizne obrade. Međutim, za dijelove sa visokim zahtjevima za preciznošću (kao što je kućište strojeva za koordinatno bušenje), potrebno je organizirati dva ili više procesa obrade starenjem. Jednostavni dijelovi općenito ne zahtijevaju tretman starenjem. Pored odlivaka, za neke precizne delove sa slabom krutošću (kao što su precizni zavrtnji), često se organizuju višestruki tretmani starenja između grube obrade i poluprecizne obrade kako bi se eliminisala unutrašnja naprezanja nastala tokom obrade i stabilizovala preciznost obrade delova. Neki dijelovi osovine zahtijevaju vremenski tretman nakon procesa ispravljanja.
l Kaljenje i kaljenje odnosi se na visokotemperaturni tretman kaljenja nakon kaljenja, koji može dobiti jednoličnu i fino kaljenu martenzitnu strukturu, pripremajući se za smanjenje deformacija tokom površinskog kaljenja i tretmana nitriranjem u budućnosti. Stoga se kaljenje i kaljenje mogu koristiti i kao pripremna termička obrada. Zbog dobrih sveobuhvatnih mehaničkih svojstava kaljenih i kaljenih dijelova, neki dijelovi s niskim zahtjevima za tvrdoćom i otpornošću na habanje mogu se koristiti i kao završni proces termičke obrade.
2.Svrha završne termičke obrade je poboljšanje mehaničkih svojstava kao što su tvrdoća, otpornost na habanje i čvrstoća.
l Kašenje uključuje površinsko gašenje i kaljenje na veliko. Površinsko gašenje se široko koristi zbog male deformacije, oksidacije i dekarbonizacije, a također ima prednosti visoke vanjske čvrstoće i dobre otpornosti na habanje, dok održava dobru žilavost i jaku unutrašnju otpornost na udar. Za poboljšanje mehaničkih svojstava površinski kaljenih dijelova, često je potrebno izvršiti toplinsku obradu kao što je kaljenje i kaljenje ili normalizacija kao preliminarna toplinska obrada. Opći put procesa je: sečenje – kovanje – normalizacija (žarenje) – gruba obrada – kaljenje i kaljenje – poluprecizna obrada – površinsko kaljenje – precizna obrada.
l Gašenje karburizacijom je pogodno za čelik s niskim udjelom ugljika i niskolegirani čelik. Prvo se povećava sadržaj ugljika u površinskom sloju dijela, a nakon kaljenja površinski sloj dobiva visoku tvrdoću, dok jezgro i dalje zadržava određenu čvrstoću, visoku žilavost i plastičnost. Karbonizacija se može podijeliti na ukupno naugljičenje i lokalno karburiziranje. Prilikom djelomične naugljičenja, treba poduzeti mjere protiv cijeđenja (bakarno prevlačenje ili oblaganje materijala protiv cijeđenja) za dijelove koji ne naugljičivaju. Zbog velike deformacije uzrokovane naugljičenjem i gašenjem, i dubine naugljičenja općenito u rasponu od 0,5 do 2 mm, proces naugljičenja je općenito raspoređen između poluprecizne obrade i precizne obrade. Opći put procesa je: sečenje kovanje normalizacija gruba i poluprecizna obrada karburizacija kaljenje precizna obrada. Kada nenaugljenični dio lokalno naugljičenih dijelova usvoji plan procesa povećanja dodatka i odsijecanja viška naugljičenog sloja, proces odsijecanja viška naugljičenog sloja treba urediti nakon karburizacije i prije gašenja.
l Tretman nitriranjem je metoda tretmana koja dozvoljava atomima dušika da infiltriraju metalnu površinu kako bi se dobio sloj spojeva koji sadrže dušik. Sloj za nitriranje može poboljšati tvrdoću, otpornost na habanje, čvrstoću na zamor i otpornost na koroziju površine dijelova. Zbog niske temperature tretmana nitriranja, male deformacije i tankog sloja nitriranja (uglavnom ne prelazi 0,6~0,7 mm), proces nitriranja treba organizirati što je kasnije moguće. Da bi se smanjila deformacija tokom nitriranja, nakon rezanja je općenito potrebno visokotemperaturno kaljenje radi ublažavanja naprezanja.
Vrijeme objave: 24.10.2024
