Isıl işlem, malzemenin istenilen organizasyon ve özellikleri elde etmek amacıyla katı halde ısıtılarak, tutularak ve soğutularak gerçekleştirilen bir metal termal işlemidir.
I. Isıl İşlem
1, Normalleştirme: Çelik veya çelik parçalarının uygun sıcaklığın üzerinde AC3 veya ACM kritik noktasına kadar ısıtılması, havada soğutulduktan sonra belirli bir süre bu sıcaklığın korunması, ısıl işlem prosesinin perlitik tip organizasyonunu elde etmek için.
2, Tavlama: Ötektik çelik iş parçasının 20-40 derecenin üstünde AC3'e kadar ısıtılması, bir süre bekletildikten sonra fırında yavaşça soğutulması (veya kum veya kireç soğutmasına gömülmesi) ve havada soğutma ısıl işlemi ile 500 derecenin altına kadar soğutulması işlemidir.
3, Katı çözelti ısıl işlemi: Alaşım, sabit sıcaklığı korumak için yüksek sıcaklıktaki tek fazlı bir bölgeye ısıtılır, böylece fazla faz tamamen katı çözeltiye çözülür ve daha sonra aşırı doymuş katı çözelti ısıl işlemi elde etmek için hızla soğutulur.
4、Yaşlanma：Katı çözelti ısıl işlemi veya alaşımın soğuk plastik deformasyonundan sonra, oda sıcaklığına yerleştirildiğinde veya oda sıcaklığından biraz daha yüksek bir sıcaklıkta tutulduğunda, özelliklerinin zamanla değişme olayı.
5, Katı çözelti işlemi: Alaşımın çeşitli fazlarda tamamen çözünmesi, katı çözeltinin güçlendirilmesi ve tokluk ve korozyon direncinin iyileştirilmesi, stres ve yumuşamanın ortadan kaldırılması, kalıplama işleminin devam ettirilmesi için.
6, Yaşlandırma işlemi: Takviye fazının çökelme sıcaklığında ısıtılması ve tutulması, böylece takviye fazının çökelmesi, sertleşmesi ve mukavemetin artması sağlanır.
7, Söndürme: Çelik, uygun bir soğutma hızında soğutulduktan sonra östenitleştirilerek, iş parçasının kesitinin tamamının veya belirli bir aralıktaki martenzit dönüşümü gibi kararsız organizasyonel yapının ısıl işlem sürecinde bozulmasıdır.
8, Temperleme: Söndürülmüş iş parçası, belirli bir süre boyunca uygun sıcaklığın altındaki AC1 kritik noktasına kadar ısıtılacak ve ardından yöntemin gereksinimlerine uygun olarak soğutulacaktır; böylece ısıl işlem sürecinin istenen organizasyonu ve özellikleri elde edilecektir.
9, Çelik karbonitrasyon: Karbonitrasyon, çeliğin yüzey tabakasına aynı anda karbon ve azot sızma işlemidir. Geleneksel karbonitrasyon, siyanür olarak da bilinir, orta sıcaklıkta gaz karbonitrasyon ve düşük sıcaklıkta gaz karbonitrasyon (yani gaz nitrokarbürizasyon) daha yaygın olarak kullanılır. Orta sıcaklıkta gaz karbonitrasyonunun temel amacı, çeliğin sertliğini, aşınma direncini ve yorulma mukavemetini artırmaktır. Düşük sıcaklıkta gaz karbonitrasyon ise nitrasyona dayalıdır ve temel amacı çeliğin aşınma direncini ve ısırma direncini artırmaktır.
10, Menevişleme işlemi (söndürme ve menevişleme): Genel uygulama, menevişleme işlemi olarak bilinen ısıl işlemle birlikte yüksek sıcaklıklarda söndürülüp menevişlenmesidir. Menevişleme işlemi, özellikle bağlantı çubukları, cıvatalar, dişliler ve miller gibi alternatif yükler altında çalışan çeşitli önemli yapısal parçalarda yaygın olarak kullanılır. Menevişleme işleminden sonra menevişlenmiş sohnit yapısı elde edildiğinde, mekanik özellikleri normalize sohnit yapısının aynı sertliğinden daha iyidir. Sertliği, yüksek sıcaklık menevişleme sıcaklığına, çeliğin menevişleme kararlılığına ve iş parçası kesit boyutuna bağlıdır ve genellikle HB200-350 arasındadır.
11, Lehimleme: Lehimleme malzemesi ile iki tür iş parçası ısıtma eritme birbirine yapıştırılmış ısıl işlem süreci olacaktır.
II.Tsürecin özellikleri
Metal ısıl işlemi, mekanik imalatta diğer işleme yöntemlerine kıyasla önemli süreçlerden biridir. Isıl işlem genellikle iş parçasının şeklini ve genel kimyasal bileşimini değiştirmez, ancak iş parçasının iç mikro yapısını veya iş parçası yüzeyinin kimyasal bileşimini değiştirerek iş parçasının kullanım özelliklerini iyileştirir veya artırır. Genellikle çıplak gözle görülemeyen, iş parçasının iç kalitesinde bir iyileşme ile karakterize edilir. Metal iş parçasını gerekli mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip hale getirmek için, makul malzeme seçimi ve çeşitli kalıplama işlemlerinin yanı sıra, ısıl işlem genellikle gereklidir. Çelik, makine endüstrisinde en yaygın kullanılan malzemelerden biridir ve karmaşık bir mikro yapıya sahiptir, ısıl işlemle kontrol edilebilir, bu nedenle çeliğin ısıl işlemi metal ısıl işleminin ana konusudur. Ayrıca, alüminyum, bakır, magnezyum, titanyum ve diğer alaşımlar da farklı performans elde etmek için mekanik, fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek amacıyla ısıl işleme tabi tutulabilir.
III.Tsüreç
Isıl işlem süreci genellikle ısıtma, bekletme ve soğutma olmak üzere üç işlemden oluşurken, bazen sadece ısıtma ve soğutma olmak üzere iki işlemden oluşur. Bu işlemler birbirine bağlıdır ve kesintiye uğramaz.
Isıtma, ısıl işlemin önemli süreçlerinden biridir. Birçok ısıtma yönteminin metal ısıl işlemi, en eskisi ısı kaynağı olarak kömür ve odun kömürü kullanımıdır; son zamanlarda ise sıvı ve gaz yakıtlar kullanılmaktadır. Elektrik kullanımı, ısıtmayı kontrol etmeyi kolaylaştırır ve çevre kirliliği yaratmaz. Bu ısı kaynakları doğrudan ısıtılabileceği gibi, erimiş tuz veya metal aracılığıyla yüzen parçacıklara dolaylı ısıtma da uygulanabilir.
Metal ısıtıldığında, iş parçası havaya maruz kalır, oksidasyon ve dekarbürizasyon sıklıkla meydana gelir (yani, çelik parçaların yüzey karbon içeriği azalır), bu da ısıl işlem görmüş parçaların yüzey özellikleri üzerinde çok olumsuz bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, metal genellikle kontrollü veya koruyucu atmosferde, erimiş tuz ve vakumlu ısıtma ile ısıtılmalı, ayrıca koruyucu ısıtma için kaplama veya paketleme yöntemleri de mevcut olmalıdır.
Isıtma sıcaklığı, ısıl işlem sürecinin önemli proses parametrelerinden biridir. Isıtma sıcaklığının seçimi ve kontrolü, ısıl işlemin kalitesini garanti altına almak için temel bir konudur. Isıtma sıcaklığı, işlenen metal malzemeye ve ısıl işlemin amacına göre değişir, ancak genellikle yüksek sıcaklık organizasyonu elde etmek için faz geçiş sıcaklığının üzerine ısıtılır. Ayrıca, dönüşüm belirli bir süre gerektirir, bu nedenle metal iş parçasının yüzeyi gerekli ısıtma sıcaklığına ulaştığında, aynı zamanda belirli bir süre bu sıcaklıkta tutulmalıdır, böylece iç ve dış sıcaklıklar tutarlı olur ve mikro yapı dönüşümü tamamlanır, bu da tutma süresi olarak bilinir. Yüksek enerji yoğunluklu ısıtma ve yüzey ısıl işleminin kullanımıyla, ısıtma hızı son derece hızlıdır, genellikle tutma süresi yoktur, kimyasal ısıl işlemin tutma süresi ise genellikle daha uzundur.
Soğutma, ısıl işlem sürecinde vazgeçilmez bir adımdır. Soğutma yöntemleri, farklı prosesler nedeniyle, esas olarak soğutma hızını kontrol etmek için kullanılır. Genel tavlamada soğutma hızı en yavaştır, normalleştirmede soğutma hızı daha hızlıdır ve söndürmede soğutma hızı daha yüksektir. Ancak farklı çelik türleri ve farklı gereksinimleri olması nedeniyle, örneğin hava ile sertleştirilmiş çelik, normalleştirmeyle aynı soğutma hızıyla söndürülebilir.
IV.Psüreç sınıflandırması
Metal ısıl işlem süreci kabaca üç kategoriye ayrılabilir: tüm ısıl işlem, yüzey ısıl işlemi ve kimyasal ısıl işlem. Isıtma ortamı, ısıtma sıcaklığı ve soğutma yöntemine göre her kategori farklı bir ısıl işlem sürecine ayrılabilir. Aynı metal, farklı ısıl işlem süreçleri kullanılarak farklı yapılar kazanabilir ve dolayısıyla farklı özelliklere sahip olabilir. Demir ve çelik, endüstride en yaygın kullanılan metaldir ve çeliğin mikro yapısı da en karmaşık olanıdır, bu nedenle çeşitli çelik ısıl işlem süreçleri mevcuttur.
Genel ısıl işlem, iş parçasının genel olarak ısıtılması ve ardından uygun bir oranda soğutulmasıyla, gerekli metalurjik organizasyonun elde edilmesi ve genel mekanik özelliklerinin değiştirilmesidir. Çeliğin genel ısıl işlemi, kabaca tavlama, normalleştirme, söndürme ve temperleme olmak üzere dört temel işlemden oluşur.
Süreç şu anlama gelir:
Tavlama, iş parçasının, malzemeye ve iş parçasının boyutuna göre farklı tutma süreleri kullanılarak uygun sıcaklığa ısıtılması ve ardından yavaşça soğutulmasıdır; amaç, metalin iç organizasyonunun denge durumuna ulaşmasını veya yakın olmasını sağlamak, iyi bir işlem performansı ve performansı elde etmek veya hazırlığın organizasyonu için daha fazla söndürme yapmaktır.
Normalizasyon, iş parçasının havada soğutulduktan sonra uygun sıcaklığa ısıtılmasıdır, normalizasyonun etkisi tavlamaya benzer, sadece daha ince bir organizasyon elde etmek içindir, çoğunlukla malzemenin kesme performansını iyileştirmek için kullanılır, ancak bazen daha az talepkar parçalar için son ısıl işlem olarak da kullanılır.
Söndürme, iş parçasının su, yağ veya diğer inorganik tuzlar, organik sulu çözeltiler ve diğer söndürme ortamlarında ısıtılıp yalıtılması ve hızlı soğutulmasıdır. Söndürme işleminden sonra çelik parçalar sertleşir, ancak aynı zamanda kırılgan hale gelir. Kırılganlığı zamanında gidermek için genellikle zamanında temperleme yapılması gerekir.
Çelik parçaların kırılganlığını azaltmak için, çelik parçalar oda sıcaklığından yüksek ve 650 ℃'den düşük uygun bir sıcaklıkta uzun bir yalıtım süresi boyunca söndürülür ve ardından soğutulur; bu işleme temperleme denir. Tavlama, normalizasyon, söndürme, temperleme, söndürme ve temperleme, söndürme ve temperlemenin yakından ilişkili olduğu ve genellikle birbirleriyle birlikte kullanılan "dört fırın"daki genel ısıl işlemdir. Isıtma sıcaklığı ve soğutma modu farklı olan "dört fırın", farklı bir ısıl işlem süreci geliştirmiştir. Belirli bir mukavemet ve tokluk derecesi elde etmek için, yüksek sıcaklıklarda söndürme ve temperleme, temperleme olarak bilinen işlemle birleştirilir. Bazı alaşımlar aşırı doymuş bir katı çözelti oluşturmak için söndürüldükten sonra, alaşımın sertliğini, mukavemetini veya elektriksel manyetizmasını iyileştirmek için oda sıcaklığında veya uygun sıcaklığın biraz üzerinde daha uzun süre tutulurlar. Bu tür bir ısıl işlem sürecine yaşlandırma işlemi denir.
Basınç işleme deformasyonu ve ısıl işlem etkili ve sıkı bir şekilde birleştirilerek, iş parçasının çok iyi bir mukavemet ve tokluk elde etmesi için deformasyon ısıl işlemi olarak bilinen yöntemle; negatif basınç atmosferinde veya vakumda, vakum ısıl işlemi olarak bilinen ısıl işlemle, iş parçasının oksitlenmemesi, dekarbürize olmaması, işlemden sonra iş parçasının yüzeyinin korunması, iş parçasının performansının artırılması sağlanmakta, ayrıca ozmotik madde aracılığıyla kimyasal ısıl işlem uygulanmaktadır.
Yüzey ısıl işlemi, metal ısıl işlem sürecinde yüzey katmanının mekanik özelliklerini değiştirmek için yalnızca iş parçasının yüzey katmanını ısıtmak anlamına gelir. İş parçasına aşırı ısı transferi olmadan yalnızca iş parçasının yüzey katmanını ısıtmak için, kullanılan ısı kaynağının yüksek bir enerji yoğunluğuna sahip olması gerekir; yani, iş parçasının birim alanında daha fazla ısı enerjisi sağlamak için, iş parçasının yüzey katmanının kısa sürede veya anında yüksek sıcaklıklara ulaşabilmesi için yerel veya bölgesel olarak ısıtılması gerekir. Alev söndürme ve indüksiyon ısıtma ısıl işleminin ana yöntemleri arasında, oksi-asetilen veya oksipropan alevi, indüksiyon akımı, lazer ve elektron ışını gibi yaygın olarak kullanılan ısı kaynakları bulunur.
Kimyasal ısıl işlem, iş parçasının yüzey katmanının kimyasal bileşimini, organizasyonunu ve özelliklerini değiştirerek metale uygulanan bir ısıl işlemdir. Kimyasal ısıl işlem, yüzey ısıl işleminden, iş parçasının yüzey katmanının kimyasal bileşimini değiştirmesi bakımından farklıdır. Kimyasal ısıl işlem, karbon, tuz ortamı veya diğer alaşım elementleri içeren iş parçasına, ortamın (gaz, sıvı, katı) ısıtılması ve daha uzun süre yalıtılması yoluyla uygulanır, böylece iş parçasının yüzey katmanına karbon, azot, bor, krom ve diğer elementlerin nüfuz etmesi sağlanır. Elementlerin nüfuz etmesinden sonra, bazen de söndürme ve temperleme gibi diğer ısıl işlem yöntemleri uygulanır. Kimyasal ısıl işlemin başlıca yöntemleri karbürleme, nitrürleme ve metal penetrasyonudur.
Isıl işlem, mekanik parça ve kalıp üretim sürecindeki önemli süreçlerden biridir. Genel olarak, iş parçasının aşınma ve korozyon direnci gibi çeşitli özelliklerini sağlayabilir ve iyileştirebilir. Ayrıca, çeşitli soğuk ve sıcak işlemleri kolaylaştırmak için iş parçasının organizasyonunu ve gerilim durumunu iyileştirebilir.
Örneğin: Beyaz dökme demir, uzun süreli tavlama işleminden sonra dövülebilir dökme demir elde edilebilir, plastikliği iyileştirilebilir; dişliler doğru ısıl işlem süreciyle, hizmet ömrü ısıl işlem görmemiş dişlilerden kat kat veya onlarca kez daha fazla olabilir; ayrıca, ucuz karbon çeliği, belirli alaşım elementlerinin sızması yoluyla bazı pahalı alaşımlı çelik performansına sahip olabilir, bazı ısıya dayanıklı çeliklerin, paslanmaz çeliğin yerini alabilir; kalıplar ve kalıpların neredeyse tamamının ısıl işlemden geçmesi gerekir, yalnızca ısıl işlemden sonra kullanılabilir.
Ek araçlar
I. Tavlama türleri
Tavlama, iş parçasının uygun bir sıcaklığa kadar ısıtıldığı, belirli bir süre bekletildiği ve daha sonra yavaşça soğutulduğu bir ısıl işlem işlemidir.
Çelik tavlama işleminin birçok türü vardır, ısıtma sıcaklığına göre iki kategoriye ayrılabilir: biri, tavlama sıcaklığının üzerinde (Ac1 veya Ac3) kritik sıcaklıkta, faz değişimi yeniden kristalleşme tavlaması olarak da bilinir, tam tavlama, eksik tavlama, küresel tavlama ve difüzyon tavlaması (homojenizasyon tavlaması) vb. içerir; diğeri, tavlamanın kritik sıcaklığının altındadır, yeniden kristalleşme tavlaması ve gerilim giderme tavlaması vb. içerir. Soğutma yöntemine göre tavlama, izotermal tavlama ve sürekli soğutma tavlaması olarak ikiye ayrılabilir.
1, tam tavlama ve izotermal tavlama
Tam tavlama, yeniden kristalleşme tavlaması olarak da bilinir ve genellikle tavlama olarak adlandırılır. Çeliğin veya çeliğin 20 ~ 30 ℃'nin üzerine kadar Ac3'e ısıtılması, yavaş soğutmadan sonra yapının tamamen ostenitlenmesi için yeterince uzun süre yalıtım uygulanması ve böylece ısıl işlem sürecinin neredeyse dengeye yakın bir şekilde düzenlenmesi sağlanır. Bu tavlama, esas olarak çeşitli karbon ve alaşımlı çelik döküm, dövme ve sıcak haddelenmiş profillerin alt ötektik bileşimi için kullanılır ve bazen de kaynaklı yapılar için kullanılır. Genellikle ağır olmayan iş parçalarının son ısıl işlemi veya bazı iş parçalarının ön ısıl işlemi olarak kullanılır.
2, bilyalı tavlama
Küresel tavlama, esas olarak aşırı ötektik karbonlu çelik ve alaşımlı takım çeliği (çelikte kullanılan kesici takımlar, ölçü aletleri, kalıplar ve preslerin imalatı gibi) için kullanılır. Temel amacı, sertliği azaltmak, işlenebilirliği iyileştirmek ve gelecekteki su verme işlemlerine hazırlık sağlamaktır.
3, gerilim giderme tavlama
Gerilim giderme tavlaması, düşük sıcaklık tavlaması (veya yüksek sıcaklık tavlaması) olarak da bilinir. Bu tavlama yöntemi, esas olarak döküm, dövme, kaynak parçaları, sıcak haddelenmiş parçalar, soğuk çekilmiş parçalar ve diğer kalıntı gerilimleri gidermek için kullanılır. Bu gerilimler giderilmezse, belirli bir süre sonra veya sonraki kesme işleminde çeliğin deformasyona uğramasına veya çatlaklar oluşmasına neden olur.
4. Eksik tavlama, ısıl koruma ve yavaş soğutma arasında çeliğin Ac1 ~ Ac3 (alt ötektik çelik) veya Ac1 ~ ACcm (aşırı ötektik çelik) seviyesine ısıtılması ve böylece ısıl işlem sürecinin neredeyse dengeli bir şekilde organize edilmesidir.
II.Söndürmede en çok kullanılan soğutma ortamı tuzlu su, su ve yağdır.
İş parçasının tuzlu suyla söndürülmesi, yüksek sertlik ve pürüzsüz bir yüzey elde etmeyi kolaylaştırır. Sert ve yumuşak bir nokta oluşturmak kolay olmasa da, iş parçasında ciddi deformasyonlara ve hatta çatlamalara neden olabilir. Söndürme ortamı olarak yağ kullanımı, aşırı soğutulmuş ostenitin kararlılığı için uygundur. Bu kararlılık, bazı alaşımlı çeliklerde veya küçük boyutlu karbonlu çelik iş parçalarında nispeten büyüktür.
III.çelik tavlamanın amacı
1, kırılganlığı azaltmak, iç gerilimi ortadan kaldırmak veya azaltmak, çelik söndürme, çok fazla iç gerilim ve kırılganlık vardır, zamanında tavlama yapılmaması gibi genellikle çeliğin deformasyonuna veya hatta çatlamasına neden olur.
2, iş parçasının gerekli mekanik özelliklerini elde etmek için, söndürmeden sonra iş parçası yüksek sertlik ve kırılganlık, çeşitli iş parçalarının farklı özelliklerinin gereksinimlerini karşılamak için, gerekli tokluk, plastisite kırılganlığını azaltmak için uygun tavlama yoluyla sertliği ayarlayabilirsiniz.
3、İş parçasının boyutunu sabitleyin
4, Tavlama işlemi bazı alaşımlı çeliklerin yumuşatılmasını zorlaştırdığından, yüksek sıcaklıkta temperlemeden sonra genellikle söndürme (veya normalleştirme) işlemi kullanılır, böylece çelik karbürü uygun şekilde bir araya gelerek sertliği azaltır, böylece kesme ve işleme kolaylaşır.
Tamamlayıcı kavramlar
1. Tavlama: Metal malzemelerin uygun sıcaklığa ısıtılıp belirli bir süre bekletilmesi ve ardından yavaşça soğutulmasıyla gerçekleştirilen ısıl işlemdir. Yaygın tavlama işlemleri şunlardır: yeniden kristalleştirme tavlaması, gerilim giderme tavlaması, küresel tavlama, tam tavlama vb. Tavlamanın amacı: esas olarak metal malzemelerin sertliğini azaltmak, plastisiteyi artırmak, kesme veya basınçlı işlemeyi kolaylaştırmak, kalıntı gerilimleri azaltmak, homojenizasyonun organizasyonunu ve bileşimini iyileştirmek veya sonuncusu için organizasyonu hazır hale getirmek amacıyla ısıl işlem uygulamak.
2. Normalleştirme: Çeliğin veya çeliğin, uygun süreyi korumak için 30 ~ 50 ℃'nin üzerine (kritik sıcaklık noktasındaki çelik) ısıtılması ve durgun havada soğutulması işlemidir. Normalleştirmenin amacı: Düşük karbonlu çeliğin mekanik özelliklerini iyileştirmek, kesme ve işlenebilirliği iyileştirmek, tane inceltme, organizasyonel kusurları gidermek ve daha sonra organizasyonu hazırlamak için ısıl işlem uygulamaktır.
3. Söndürme: Çeliğin belirli bir sıcaklığın üzerinde Ac3 veya Ac1'e (kritik sıcaklık noktasının altındaki çelik) ısıtılması, belirli bir süre bekletilmesi ve ardından uygun soğutma hızına getirilmesiyle martenzit (veya bainit) oluşumu elde edilmesi işlemidir. Yaygın söndürme işlemleri; tek ortamlı söndürme, çift ortamlı söndürme, martenzit söndürme, bainit izotermal söndürme, yüzey söndürme ve lokal söndürmedir. Söndürmenin amacı: Çelik parçaların gerekli martenzit yapısını elde etmesini, iş parçasının sertliğini, mukavemetini ve aşınma direncini artırmasını ve ısıl işlemin ardından iyi bir hazırlık yapılmasını sağlamaktır.
4. Tavlama: Çeliğin sertleştirilip Ac1'in altındaki bir sıcaklığa ısıtılıp bekletilmesi ve ardından oda sıcaklığına soğutulması işlemidir. Yaygın tavlama işlemleri şunlardır: düşük sıcaklıkta tavlama, orta sıcaklıkta tavlama, yüksek sıcaklıkta tavlama ve çoklu tavlama.
Tavlamanın amacı: Çeliğin söndürme sırasında oluşan gerilimi ortadan kaldırarak, çeliğin yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahip olmasını, gerekli plastikliğe ve tokluğa sahip olmasını sağlamaktır.
5. Temperleme: Kompozit ısıl işlem prosesinin su verme ve yüksek sıcaklıkta temperleme işlemi için çeliğe veya çeliğe uygulanan işlemi ifade eder. Temperli çelik adı verilen çeliğin temperleme işleminde kullanılır. Genellikle orta karbonlu yapı çeliği ve orta karbonlu alaşımlı yapı çeliğini ifade eder.
6, karbürleme: Karbürleme, karbon atomlarının çeliğin yüzey tabakasına nüfuz etmesini sağlama işlemidir. Ayrıca, düşük karbonlu çelik iş parçasının yüksek karbonlu çelikten bir yüzey tabakasına sahip olmasını ve ardından söndürme ve düşük sıcaklıkta tavlama işleminden sonra, iş parçasının yüzey tabakasının yüksek sertlik ve aşınma direncine sahip olmasını, iş parçasının orta kısmının ise düşük karbonlu çeliğin tokluğunu ve esnekliğini korumasını sağlar.
Vakum yöntemi
Metal iş parçalarının ısıtılıp soğutulması işlemlerinin tamamlanması için onlarca hatta onlarca işlem gerektiğinden, bu işlemler vakumlu ısıl işlem fırını içerisinde gerçekleştirildiğinden, operatör müdahale edemez, bu nedenle vakumlu ısıl işlem fırınının otomasyon seviyesinin daha yüksek olması gerekir. Aynı zamanda, metal iş parçasının sonunu ısıtma ve bekletme gibi bazı işlemlerin altı, yedi işlemden oluşması ve 15 saniye içinde tamamlanması gerekir. Bu kadar çevik koşullar, çok sayıda işlemin tamamlanmasını gerektirdiğinden, operatörün gerginliğine ve hatalı çalışmaya neden olabilir. Bu nedenle, programa uygun, doğru ve zamanında koordinasyon ancak yüksek otomasyon seviyesiyle sağlanabilir.
Metal parçaların vakumlu ısıl işlemi kapalı bir vakum fırınında gerçekleştirilir ve sıkı vakum sızdırmazlığı iyi bilinmektedir. Bu nedenle, fırının orijinal hava sızıntı oranını elde etmek ve buna bağlı kalmak, vakum fırınının çalışma vakumunu sağlamak ve parçaların kalitesini garantilemek için vakumlu ısıl işlem çok büyük önem taşır. Bu nedenle, vakumlu ısıl işlem fırınının temel bir özelliği, güvenilir bir vakum sızdırmazlık yapısına sahip olmasıdır. Vakum fırınının vakum performansını sağlamak için, vakumlu ısıl işlem fırını yapı tasarımı temel bir prensibe uymalıdır: fırın gövdesinde gaz geçirmez kaynak kullanılmalı, fırın gövdesinde mümkün olduğunca az delik açılmalı veya açılmamalı, dinamik sızdırmazlık yapısı kullanılmamalı ve vakum sızıntısı olasılığı en aza indirilmelidir. Vakum fırını gövdesine monte edilen bileşenler ve aksesuarlar (su soğutmalı elektrotlar, termokupl gibi) da yapıyı sızdırmaz hale getirecek şekilde tasarlanmalıdır.
Çoğu ısıtma ve yalıtım malzemesi yalnızca vakum altında kullanılabilir. Vakumlu ısıl işlem fırını ısıtma ve ısı yalıtım astarı vakum ve yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanıldığından, bu malzemeler yüksek sıcaklık dayanımı, radyasyon sonuçları, ısıl iletkenlik ve diğer gereksinimleri karşılar. Oksidasyon direnci gereksinimleri yüksek değildir. Bu nedenle, vakumlu ısıl işlem fırınlarında ısıtma ve ısı yalıtım malzemeleri olarak yaygın olarak tantal, tungsten, molibden ve grafit kullanılır. Bu malzemeler atmosferik ortamda çok kolay oksitlenir, bu nedenle sıradan bir ısıl işlem fırınında bu ısıtma ve yalıtım malzemeleri kullanılamaz.
Su soğutmalı cihaz: Vakumlu ısıl işlem fırını gövdesi, fırın kapağı, elektrikli ısıtma elemanları, su soğutmalı elektrotlar, ara vakumlu ısı yalıtım kapağı ve diğer bileşenler, vakum altında, ısıl işlem durumundadır. Bu tür son derece elverişsiz koşullar altında çalışırken, her bir bileşenin yapısının deforme olmaması veya hasar görmemesi ve vakum contasının aşırı ısınmaması veya yanmaması sağlanmalıdır. Bu nedenle, vakumlu ısıl işlem fırınının normal şekilde çalışabilmesi ve yeterli kullanım ömrüne sahip olması için her bir bileşenin farklı koşullara göre ayarlanması gerekir.
Düşük voltajlı yüksek akımlı vakum kabı kullanımı, vakum derecesi birkaç lxlo-1 torr aralığında olduğunda, enerjili iletkenin vakum kabı daha yüksek voltajda olduğunda, kızdırma deşarjı fenomenine neden olur. Vakumlu ısıl işlem fırınında, ciddi ark deşarjı elektrikli ısıtma elemanını ve yalıtım katmanını yakarak büyük kazalara ve kayıplara neden olur. Bu nedenle, vakumlu ısıl işlem fırını elektrikli ısıtma elemanının çalışma voltajı genellikle 80 ila 100 volttan fazla değildir. Aynı zamanda, elektrikli ısıtma elemanının yapı tasarımında, kızdırma deşarjı veya ark deşarjı oluşumunu önlemek için parçaların uçlarının temas etmemesine dikkat etmek ve elektrotlar arasındaki elektrot aralığını çok küçük tutmamak gibi etkili önlemler alınmalıdır.
Tavlama
İş parçasının farklı performans gereksinimlerine, farklı tavlama sıcaklıklarına göre, aşağıdaki tavlama türlerine ayrılabilir:
(a) düşük sıcaklıkta tavlama (150-250 derece)
Elde edilen martenzitin düşük sıcaklıkta temperlenmesiyle elde edilen temperlenmiş martenzit. Amacı, su verilmiş çeliğin yüksek sertliğini ve yüksek aşınma direncini koruyarak, su verme iç gerilimini ve kırılganlığını azaltmak ve böylece kullanım sırasında kırılma veya erken hasarı önlemektir. Genellikle HRC58-64 sertlik derecesine sahip olan temperleme işleminden sonra, çeşitli yüksek karbonlu kesici takımlar, ölçüm aletleri, soğuk çekme kalıpları, rulmanlar ve karbürlenmiş parçalar vb. için kullanılır.
(ii) orta sıcaklıkta temperleme (250-500 derece)
Temperlenmiş kuvars gövde için orta sıcaklıkta temperleme sistemi. Amacı yüksek akma dayanımı, elastiklik sınırı ve yüksek tokluk elde etmektir. Bu nedenle, çoğunlukla çeşitli yay ve sıcak iş kalıplarının işlenmesinde kullanılır ve temperleme sertliği genellikle HRC35-50'dir.
(C) yüksek sıcaklıkta temperleme (500-650 derece)
Sohnite'in yüksek sıcaklıkta temperlenmesi için kullanılan bir organizasyondur. Geleneksel su verme ve yüksek sıcaklıkta temperlemenin bir arada uygulandığı bir ısıl işlem olan temperleme işlemi, mukavemet, sertlik, esneklik ve tokluk gibi genel mekanik özelliklerin iyileştirilmesini amaçlar. Bu nedenle, otomobillerde, traktörlerde, takım tezgahlarında ve bağlantı çubukları, cıvatalar, dişliler ve şaftlar gibi diğer önemli yapısal parçalarda yaygın olarak kullanılır. Temperleme sonrası sertlik genellikle HB200-330'dur.
Deformasyon önleme
Hassas karmaşık kalıp deformasyonunun nedenleri genellikle karmaşıktır, ancak deformasyon yasasını anlayıp nedenlerini analiz ederek, kalıp deformasyonunu önlemek için farklı yöntemler kullanabilir, ancak aynı zamanda kontrol altına alabiliriz. Genel olarak, hassas karmaşık kalıp deformasyonunun ısıl işlemi aşağıdaki önleme yöntemlerini içerebilir:
(1) Uygun malzeme seçimi. Hassas karmaşık kalıplar, iyi mikro deformasyona dayanıklı kalıp çeliğinden (hava söndürme çeliği gibi) seçilmelidir. Ciddi kalıp çeliğinin karbür ayrışması makul dövme ve tavlama ısıl işlemine tabi tutulmalıdır. Daha büyük ve dövülemeyen kalıp çeliği, katı çözelti çift rafine ısıl işlemine tabi tutulabilir.
(2) Kalıp yapısı tasarımı makul olmalı, kalınlık çok farklı olmamalı, şekil simetrik olmalı, daha büyük kalıbın deformasyon yasasını kavraması için ayrılmış işleme payı, büyük, hassas ve karmaşık kalıplar için çeşitli yapıların birleşiminde kullanılabilir.
(3) Hassas ve karmaşık kalıplar, işleme sürecinde oluşan artık gerilimi ortadan kaldırmak için ön ısıtma işlemine tabi tutulmalıdır.
(4) Isıtma sıcaklığının makul seçimi, ısıtma hızının kontrolü, hassas karmaşık kalıplar için yavaş ısıtma, ön ısıtma ve kalıp ısıl işlem deformasyonunu azaltmak için diğer dengeli ısıtma yöntemleri uygulanabilir.
(5) Kalıbın sertliğini sağlama ön koşulu altında, ön soğutma, kademeli soğutma söndürme veya sıcaklık söndürme işlemini kullanmayı deneyin.
(6) Hassas ve karmaşık kalıplar için, koşullar uygunsa, söndürmeden sonra vakumlu ısıtma söndürme ve derin soğutma işlemini deneyin.
(7) Bazı hassas ve karmaşık kalıplar için kalıbın doğruluğunu kontrol etmek amacıyla ön ısıtma işlemi, yaşlandırma ısıl işlemi, temperleme nitrürleme ısıl işlemi kullanılabilir.
(8) Kalıp kum deliklerinin, gözenekliliğin, aşınmanın ve diğer kusurların onarımında, onarım sürecinin deformasyonunu önlemek için soğuk kaynak makinesi ve diğer termal darbeli onarım ekipmanlarının kullanılması.
Ayrıca doğru ısıl işlem prosesi çalışması (deliklerin tıkanması, deliklerin bağlanması, mekanik tespit, uygun ısıtma yöntemleri, kalıbın soğutma yönünün ve soğutma ortamındaki hareket yönünün doğru seçilmesi vb.) ve makul temperleme ısıl işlem prosesi hassas ve karmaşık kalıpların deformasyonunu azaltmak için de etkili önlemlerdir.
Yüzey su verme ve temperleme ısıl işlemi genellikle indüksiyon ısıtma veya alev ısıtma ile gerçekleştirilir. Temel teknik parametreler yüzey sertliği, lokal sertlik ve etkin sertleştirme tabakası derinliğidir. Sertlik testi için Vickers sertlik test cihazı veya Rockwell veya yüzey Rockwell sertlik test cihazı kullanılabilir. Test kuvveti (ölçek) seçimi, etkin sertleştirme tabakasının derinliğine ve iş parçasının yüzey sertliğine bağlıdır. Bu işlemde üç tür sertlik test cihazı kullanılır.
Öncelikle, Vickers sertlik ölçüm cihazı, ısıl işlem görmüş iş parçalarının yüzey sertliğini test etmek için önemli bir araçtır. 0,5 ila 100 kg arasında test kuvveti seçilebilir, 0,05 mm kalınlığındaki yüzey sertleştirme tabakasını test edebilir ve doğruluğu en yüksek seviyededir. Isıl işlem görmüş iş parçalarının yüzey sertliğindeki küçük farklılıkları bile ayırt edebilir. Ayrıca, etkin sertleştirilmiş tabakanın derinliği de Vickers sertlik ölçüm cihazı tarafından ölçülmelidir, bu nedenle yüzey ısıl işlem prosesleri veya çok sayıda yüzey ısıl işlem iş parçası kullanan üniteler için bir Vickers sertlik ölçüm cihazı ile donatılmış olması gerekir.
İkinci olarak, yüzey Rockwell sertlik ölçüm cihazı, yüzey sertleştirilmiş iş parçalarının sertliğini test etmek için de oldukça uygundur. Yüzey Rockwell sertlik ölçüm cihazı, üç farklı ölçek seçeneği sunar. 0,1 mm'den fazla etkili sertleştirme derinliğine sahip çeşitli yüzey sertleştirilmiş iş parçalarının testini yapabilir. Yüzey Rockwell sertlik ölçüm cihazının hassasiyeti Vickers sertlik ölçüm cihazı kadar yüksek olmasa da, bir ısıl işlem tesisi kalite yönetimi ve nitelikli muayene aracı olarak gereksinimleri karşılayabilmiştir. Dahası, basit bir kullanım, kolay kullanım, düşük fiyat, hızlı ölçüm, sertlik değeri ve diğer özellikleri doğrudan okunabilir. Yüzey Rockwell sertlik ölçüm cihazı, hızlı ve tahribatsız parça parça test için bir grup yüzey ısıl işlem iş parçasının testini yapabilir. Bu, metal işleme ve makine üretim tesisleri için önemlidir.
Üçüncüsü, yüzey ısıl işlemle sertleştirilmiş tabaka daha kalınsa, Rockwell sertlik test cihazı da kullanılabilir. Isıl işlemle sertleştirilmiş tabaka kalınlığı 0,4 ~ 0,8 mm olduğunda HRA ölçeği, 0,8 mm'den fazla olduğunda ise HRC ölçeği kullanılabilir.
Vickers, Rockwell ve yüzey Rockwell olmak üzere üç farklı sertlik değeri kolayca birbirine dönüştürülebilir, standartlara, çizimlere veya kullanıcının ihtiyaç duyduğu sertlik değerlerine dönüştürülebilir. İlgili dönüşüm tabloları uluslararası standart ISO, Amerikan standardı ASTM ve Çin standardı GB/T'de verilmiştir.
Yerelleştirilmiş sertleşme
Parçalar, daha yüksek yerel sertlik gereksinimlerine sahipse, indüksiyon ısıtma ve diğer yerel söndürme ısıl işlemleri mevcutsa, bu tür parçalar genellikle yerel söndürme ısıl işleminin yerini ve yerel sertlik değerini çizimlerde işaretlemelidir. Parçaların sertlik testleri, belirlenen alanda yapılmalıdır. Sertlik test cihazları, Rockwell sertlik test cihazı kullanılarak HRC sertlik değeri test edilebilir. Isıl işlem sertleştirme tabakası sığ ise, yüzey Rockwell sertlik test cihazı kullanılarak HRN sertlik değeri test edilebilir.
Kimyasal ısıl işlem
Kimyasal ısıl işlem, iş parçasının yüzeyine bir veya daha fazla kimyasal element atomu sızmasını sağlayarak, iş parçasının kimyasal bileşimini, yapısını ve performansını değiştirmektir. Söndürme ve düşük sıcaklıkta tavlama işleminden sonra, iş parçasının yüzeyi yüksek sertliğe, aşınma direncine ve temas yorulma dayanımına sahip olurken, iş parçasının çekirdeği yüksek tokluğa sahip olur.
Yukarıdakilere göre, ısıl işlem sürecinde sıcaklığın tespiti ve kaydedilmesi çok önemlidir ve yetersiz sıcaklık kontrolü ürün üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, sıcaklığın tespiti ve tüm süreçteki sıcaklık eğilimi çok önemlidir. Bu nedenle, ısıl işlem sürecindeki sıcaklık değişimlerinin kaydedilmesi, gelecekteki veri analizlerini kolaylaştırmanın yanı sıra, sıcaklığın hangi zamanlarda gereksinimleri karşılamadığını da görmeyi sağlar. Bu, gelecekte ısıl işlemin iyileştirilmesinde çok büyük rol oynayacaktır.
İşletme prosedürleri
1、Çalışma alanını temizleyin, güç kaynağının, ölçüm cihazlarının ve çeşitli anahtarların normal olup olmadığını ve su kaynağının düzgün olup olmadığını kontrol edin.
2、Operatörler iyi iş güvenliği koruyucu ekipmanı giymelidir, aksi takdirde tehlikeli olacaktır.
3, ekipmanın teknik gereksinimlerine göre sıcaklık artış ve düşüşünün derecelendirilmiş bölümlerini kontrol gücü evrensel transfer anahtarını açın, ekipmanın ömrünü ve ekipmanın sağlamlığını uzatın.
4, ısıl işlem fırını sıcaklığına ve örgü bant hızı düzenlemesine dikkat etmek, farklı malzemeler için gereken sıcaklık standartlarına hakim olmak, iş parçasının sertliğini ve yüzey düzgünlüğünü ve oksidasyon tabakasını sağlamak ve ciddi şekilde iyi bir güvenlik işi yapmak.
5、Temperleme fırını sıcaklığına ve örgü bant hızına dikkat edin, egzoz havasını açın, böylece temperlemeden sonra iş parçası kalite gereksinimlerini karşılar.
6, Çalışmada yazıya sadık kalınmalıdır.
7, Gerekli yangın söndürme cihazlarını yapılandırmak, kullanım ve bakım yöntemlerini bilmek.
8、Makineyi durdururken tüm kontrol anahtarlarının kapalı durumda olduğundan emin olmalıyız ve ardından üniversal transfer anahtarını kapatmalıyız.
Aşırı ısınma
Rulmanlı aksesuar yatak parçalarının pürüzlü ağzından, söndürme sonrası mikro yapıda aşırı ısınma gözlemlenebilir. Ancak aşırı ısınmanın kesin derecesini belirlemek için mikro yapıyı incelemek gerekir. GCr15 çeliğinde söndürme organizasyonunda kaba iğne martenzit görünümü varsa, bu söndürme aşırı ısınma organizasyonudur. Söndürme ısıtma sıcaklığının çok yüksek olması veya ısıtma ve bekletme süresinin çok uzun olması, aşırı ısınmanın tam aralığından kaynaklanıyor olabilir; ayrıca bant karbürünün orijinal organizasyonundan da kaynaklanabilir, iki bant arasındaki düşük karbonlu alanda kalın iğne martenzit lokalize bir aşırı ısınmaya neden olarak lokalize bir aşırı ısınmaya neden olabilir. Aşırı ısıtılmış organizasyondaki artık ostenit artar ve boyutsal kararlılık azalır. Söndürme organizasyonunun aşırı ısınması nedeniyle çelik kristali kabalaşır, bu da parçaların tokluğunun azalmasına, darbe dayanımının düşmesine ve yatağın ömrünün kısalmasına yol açar. Şiddetli aşırı ısınma, söndürme çatlaklarına bile neden olabilir.
Yetersiz ısınma
Söndürme sıcaklığının düşük olması veya yetersiz soğutma, mikro yapıda standart Torrhenite organizasyonundan daha fazlasının oluşmasına neden olur, buna alt ısıtma organizasyonu denir, bu da sertliğin düşmesine, aşınma direncinin keskin bir şekilde azalmasına ve silindir parçalarının rulman ömrünün etkilenmesine neden olur.
Çatlakları söndürmek
Rulmanlı yatak parçalarında söndürme ve soğutma işlemi sırasında oluşan iç gerilmeler nedeniyle oluşan çatlaklara söndürme çatlakları denir. Bu çatlakların nedenleri şunlardır: söndürme sırasında ısıtma sıcaklığının çok yüksek veya soğutmanın çok hızlı olması, termal gerilme ve metal kütle hacminin değişmesi, gerilmenin organizasyonunda çeliğin kırılma dayanımından daha büyük olması; çalışma yüzeyindeki orijinal kusurların (yüzey çatlakları veya çizikleri gibi) veya çelikteki iç kusurların (cüruf, ciddi metalik olmayan kalıntılar, beyaz lekeler, büzülme kalıntıları vb.) söndürme sırasında oluşan gerilme yoğunlaşması; şiddetli yüzey dekarbürizasyonu ve karbür segregasyonu; temperleme sonrası söndürülmüş parçaların yetersiz veya zamanından önce temperlenmesi; önceki işlemden kaynaklanan soğuk delme gerilmesinin çok büyük olması, dövme katlanması, derin tornalama kesimleri, yağ olukları, keskin kenarlar vb. Kısacası, söndürme çatlaklarının nedeni yukarıdaki faktörlerden biri veya birkaçı olabilir, iç gerilmenin varlığı söndürme çatlaklarının oluşumunun ana nedenidir. Söndürme çatlakları, düz bir kırılma ve kırık yüzeyde oksitlenmiş bir renk olmadan derin ve incedir. Genellikle yatak bileziğinde uzunlamasına düz bir çatlak veya halka şeklinde bir çatlaktır; yatak çelik bilyesindeki şekil ise S, T veya halka şeklindedir. Söndürme çatlağının yapısal özelliği, çatlağın her iki tarafında da dekarbürizasyon olayının olmamasıdır ve bu durum dövme çatlaklarından ve malzeme çatlaklarından açıkça ayırt edilebilir.
Isıl işlem deformasyonu
NACHI rulman parçalarının ısıl işleminde, termal ve yapısal gerilimler mevcuttur. Bu iç gerilimler üst üste binebilir veya kısmen dengelenebilir. Isıtma sıcaklığı, ısıtma hızı, soğutma modu, soğutma hızı, parçaların şekli ve boyutu gibi faktörlere bağlı olarak değişebildiğinden, ısıl işlem deformasyonu kaçınılmazdır. Kuralları anlamak ve bunlara hakim olmak, rulman parçalarının deformasyonunu (örneğin, yaka ovalliği, boyutlandırma vb.) üretime elverişli, kontrol edilebilir bir aralıkta tutmayı sağlayabilir. Elbette, ısıl işlem sürecinde mekanik çarpışma da parça deformasyonuna neden olur, ancak bu deformasyon, işlemi iyileştirmek ve azaltmak için kullanılabilir.
Yüzey dekarbürizasyonu
Isıl işlem sürecindeki makaralı aksesuar yatak parçaları, oksitleyici bir ortamda ısıtılırsa, yüzey oksitlenir ve böylece parçanın yüzey karbon kütle oranı azalır ve bu da yüzey dekarbürizasyonuna neden olur. Yüzey dekarbürizasyon tabakasının derinliği, nihai işlemden kalan kalıntı miktarından daha fazlaysa, parçalar hurdaya ayrılır. Metalografik incelemede yüzey dekarbürizasyon tabakasının derinliğinin belirlenmesi için mevcut metalografik yöntem ve mikro sertlik yöntemi kullanılır. Yüzey tabakasının mikro sertlik dağılım eğrisi, ölçüm yöntemine dayanır ve bir hakem kriteri olarak kullanılabilir.
Yumuşak nokta
Yetersiz ısıtma, yetersiz soğutma ve rulmanlı yatak parçalarının uygun olmayan yüzey sertliğinden kaynaklanan söndürme işlemi, söndürme yumuşak noktası olarak bilinen yeterli bir olgu değildir. Yüzey dekarbürizasyonu, yüzey aşınma direncinde ve yorulma dayanımında ciddi bir düşüşe neden olabilir.
Gönderi zamanı: 05-12-2023