Det finns många sätt att förändra hur metaller fungerar och reagerar på precisionsbearbetning. En av dessa metoder är värmebehandling. Värmebehandling kan appliceras på detaljen innan för att göra materialet mer bearbetningsbart, eller så kan komponenterna bearbetas innan de slutliga härdnings- och uppvärmningsstegen. Värmebehandling kan påverka ett antal olika aspekter av metallen, bland annat hållfasthet, hårdhet, seghet, bearbetbarhet, formbarhet, duktilitet och elasticitet. Den kan också påverka metallens fysiska och mekaniska egenskaper för att ändra användningen av metallen eller förändra framtida arbeten med metallen. Här tittar vi närmare på de olika typerna av värmebehandling och hur dessa påverkar delarna under precisionsbearbetning.
HÄRDNING
Vid värmebehandling för att härda en metall värms metallen upp till en temperatur där grundämnena i metallen blir en lösning. Innan detta sker är defekter i metallens kristallgitterstruktur den primära källan till ”ge” eller plasticitet. Värmebehandling åtgärdar dessa brister genom att föra in metallen i en tillförlitlig lösning med fina partiklar för att stärka metallen. När metallen väl är grundligt upphettad till rätt temperatur för att producera en fast lösning, släckes den snabbt för att fånga partiklarna i lösningen.
Vid utfällningshärdning tillsätts orenhetspartiklar till metallegeringen för att öka hållfastheten ytterligare.
HÅLLHÅLLNING
I processen för hylsningshärdning härdas det yttre skiktet av metallen medan den inre metallen förblir mjuk. För metaller med låg kolhalt som järn och stål måste ytterligare kol infunderas i ytan. Fallhärdning är en process som ofta används som ett sista steg efter att detaljen redan har bearbetats. Hög värme används i kombination med andra element och kemikalier för att producera ett härdat yttre skikt. Eftersom härdning kan göra metaller sprödare kan fallhärdning vara användbar för tillämpningar som kräver en flexibel metall med ett hållbart slitlager.
ANALYSNING
Analyser är en värmebehandlingsmetod där en metall, t.ex. aluminium, koppar, stål, silver eller mässing, värms upp till en specifik temperatur, hålls vid den temperaturen under en viss tid för att möjliggöra att en omvandling sker, och sedan kyls av med luft. Denna process ökar metallens duktilitet och minskar hårdheten för att göra metallen mer bearbetningsbar. Koppar, silver och mässing kan kylas snabbt eller långsamt, medan järnmetaller som stål alltid måste kylas gradvis för att glödgning ska kunna ske. Glödgning kan användas innan en metall bearbetas för att förbättra dess stabilitet, vilket gör hårdare material mindre benägna att spricka eller brista.
NORMALISERING
Normalisering är en glödgningsprocess för stål där stålet värms 150-200°F högre än vid glödgning och hålls vid den kritiska temperaturen tillräckligt länge för att omvandlingen ska kunna ske. Stål som behandlas på detta sätt måste luftkylas. Värmebehandlingen vid normalisering orsakar mindre austenitiska korn, medan luftkylning ger mer raffinerade ferritiska korn. Denna process förbättrar stålets bearbetbarhet, duktilitet och hållfasthet. Normalisering är också användbart för att avlägsna kolumnära korn och dendritisk segregation som kan uppstå under gjutningen av en del.
TEMPERING
Tempering är en värmebehandlingsmetod som används för att öka motståndskraften hos järnbaserade legeringar som stål. Järnbaserade metaller är mycket hårda, men de är ofta för sköra för att vara användbara för de flesta ändamål. Temperering kan användas för att ändra metallens hårdhet, duktilitet och hållfasthet, vilket vanligtvis gör den lättare att bearbeta. Metallen värms upp till en temperatur under den kritiska punkten eftersom lägre temperaturer minskar sprödheten samtidigt som hårdheten bibehålls. För ökad plasticitet med mindre hårdhet och hållfasthet krävs högre temperaturer.
Ett annat alternativ är att köpa material som är härdat eller att härda materialet före bearbetning. Även om detta gör det svårare att bearbeta, eliminerar det risken för att delstorlekarna förändras, till skillnad från en värmebehandling efter bearbetningen. Det kan också eliminera behovet av en slipverkstad för att få de snäva finisharna eller toleranserna.
INVERSE SOLUTIONS, INC. ÄR EN AV DE ENDA MASKINVERKSAMHETERNA SOM KAN KÖPA RIKTIGT HÅRDADT MATERIAL.
Värmebehandlingen kan vara en viktig del av precisionsbearbetningsprocessen för att omvandla metaller och se till att dina bitar och delar fungerar som du vill att de ska göra. Prata med en av våra kvalificerade precisionsingenjörer om dina krav och hur du hittar rätt värmebehandlingsmetod för ditt precisionsmekaniska projekt.