Rawatan haba untuk bahagian mesin CNC

Ketahui cara rawatan haba boleh digunakan pada banyak aloi logam untuk meningkatkan sifat fizikal utama seperti kekerasan, kekuatan dan kebolehmesinan secara drastik.

pengenalan
Rawatan haba boleh digunakan pada banyak aloi logam untuk meningkatkan sifat fizikal utama secara drastik (contohnya kekerasan, kekuatan atau kebolehmesinan).Perubahan ini berlaku disebabkan oleh pengubahsuaian pada struktur mikro dan, kadangkala, komposisi kimia bahan.

Rawatan tersebut melibatkan pemanasan aloi logam kepada (biasanya) suhu yang melampau, diikuti dengan langkah penyejukan di bawah keadaan terkawal.Suhu bahan dipanaskan, masa ia disimpan pada suhu itu dan kadar penyejukan semuanya sangat mempengaruhi sifat fizikal akhir aloi logam.

Dalam artikel ini, kami menyemak rawatan haba yang berkaitan dengan aloi logam yang paling biasa digunakan dalam pemesinan CNC.Dengan menerangkan kesan proses ini kepada sifat bahagian akhir, artikel ini akan membantu anda memilih bahan yang sesuai untuk aplikasi anda.

Bilakah rawatan haba digunakan
Rawatan haba boleh digunakan pada aloi logam sepanjang proses pembuatan.Untuk bahagian mesin CNC, rawatan haba biasanya digunakan sama ada:

Sebelum pemesinan CNC: Apabila gred piawai aloi logam diminta yang sedia ada, pembekal perkhidmatan CNC akan memesin bahagian secara terus daripada bahan stok tersebut.Ini selalunya merupakan pilihan terbaik untuk mengurangkan masa petunjuk.

Selepas pemesinan CNC: Sesetengah rawatan haba meningkatkan kekerasan bahan dengan ketara atau digunakan sebagai langkah penamat selepas pembentukan.Dalam kes ini, rawatan haba digunakan selepas pemesinan CNC, kerana kekerasan yang tinggi mengurangkan kebolehmesinan sesuatu bahan.Sebagai contoh, ini adalah amalan standard apabila bahagian keluli alat pemesinan CNC.

Rawatan haba biasa untuk bahan CNC
Penyepuhlindapan, penghilang tekanan & pembajaan
Penyepuhlindapan, pembajaan dan pelepasan tegasan semuanya melibatkan pemanasan aloi logam ke suhu tinggi dan penyejukan bahan seterusnya pada kadar perlahan, biasanya di udara atau di dalam ketuhar.Mereka berbeza dalam suhu di mana bahan dipanaskan dan mengikut susunan dalam proses pembuatan.

Dalam penyepuhlindapan, logam dipanaskan pada suhu yang sangat tinggi dan kemudian perlahan-lahan disejukkan untuk mencapai struktur mikro yang dikehendaki.Penyepuhlindapan biasanya digunakan pada semua aloi logam selepas dibentuk dan sebelum sebarang pemprosesan selanjutnya untuk melembutkannya dan meningkatkan kebolehmesinan mereka.Jika rawatan haba lain tidak dinyatakan, kebanyakan bahagian mesin CNC akan mempunyai sifat bahan seperti keadaan anil.

Pelepasan tekanan melibatkan pemanasan bahagian pada suhu tinggi (tetapi lebih rendah daripada penyepuhlindapan) dan biasanya digunakan selepas pemesinan CNC, untuk menghapuskan tegasan sisa yang terhasil daripada proses pembuatan.Dengan cara ini bahagian dengan sifat mekanikal yang lebih konsisten dihasilkan.

Pembajaan juga memanaskan bahagian pada suhu yang lebih rendah daripada penyepuhlindapan, dan ia biasanya digunakan selepas pelindapkejutan (lihat bahagian seterusnya) keluli lembut (1045 dan A36) dan keluli aloi (4140 dan 4240) untuk mengurangkan kerapuhannya dan meningkatkan prestasi mekanikalnya.

Pelindapkejutan
Pelindapkejutan melibatkan pemanasan logam ke suhu yang sangat tinggi, diikuti dengan langkah penyejukan pantas, biasanya dengan mencelupkan bahan ke dalam minyak atau air atau mendedahkan kepada aliran udara sejuk.Penyejukan pantas "mengunci" perubahan dalam struktur mikro yang dialami bahan apabila dipanaskan, menghasilkan bahagian dengan kekerasan yang sangat tinggi.

Bahagian biasanya dipadamkan sebagai langkah terakhir dalam proses pembuatan selepas pemesinan CNC (fikirkan tukang besi mencelup bilah mereka dalam minyak), kerana kekerasan yang meningkat menjadikan bahan lebih sukar untuk dimesin.

Keluli alat dipadamkan selepas pemesinan CNC untuk mencapai sifat kekerasan permukaannya yang sangat tinggi.Proses pembajaan kemudiannya boleh digunakan untuk mengawal kekerasan yang terhasil.Sebagai contoh, Keluli alat A2 mempunyai kekerasan 63-65 Rockwell C selepas pelindapkejutan tetapi boleh dibajakan kepada kekerasan antara 42 hingga 62 HRC.Pembajaan memanjangkan hayat perkhidmatan bahagian, kerana ia mengurangkan kerapuhan (hasil terbaik dicapai untuk kekerasan 56-58 HRC).

Pengerasan kerpasan (penuaan)
Pengerasan kerpasan atau penuaan ialah dua istilah yang biasa digunakan untuk menggambarkan proses yang sama.Pengerasan kerpasan adalah proses tiga langkah: bahan mula-mula dipanaskan pada suhu tinggi, kemudian dipadamkan dan akhirnya dipanaskan ke suhu yang lebih rendah untuk jangka masa yang lama (berusia).Ini menyebabkan unsur-unsur aloi yang pada mulanya kelihatan sebagai zarah diskret dengan komposisi yang berbeza untuk melarut dan mengedarkan secara seragam dalam matriks logam, dengan cara yang sama seperti hablur gula larut dalam air apabila larutan dipanaskan.

Selepas pengerasan kerpasan, kekuatan dan kekerasan aloi logam meningkat secara drastik.Sebagai contoh, 7075 ialah aloi aluminium, yang biasa digunakan dalam industri aeroangkasa, untuk mengeluarkan bahagian kekuatan tegangan yang setanding dengan keluli tahan karat, sementara mempunyai berat kurang daripada 3 kali ganda.

Pengerasan Kes & pengkarburan
Pengerasan kes ialah satu keluarga rawatan haba yang menghasilkan bahagian dengan kekerasan tinggi pada permukaannya, manakala bahan bergaris bawah kekal lembut.Ini selalunya lebih disukai daripada meningkatkan kekerasan bahagian sepanjang isipadunya (contohnya, dengan pelindapkejutan), kerana bahagian yang lebih keras juga lebih rapuh.

Karburisasi adalah rawatan haba pengerasan kes yang paling biasa.Ia melibatkan pemanasan keluli lembut dalam persekitaran yang kaya dengan karbon dan pelindapkejutan seterusnya bahagian untuk mengunci karbon dalam matriks logam.Ini meningkatkan kekerasan permukaan keluli dengan cara yang sama seperti anodisasi meningkatkan kekerasan permukaan aloi aluminium.