Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Aby nadać metalom pewne właściwości, na przykład wytrzymałość, poddaje się je specjalnej obróbce cieplnej, którą nazywa się hartowaniem. Podczas tego procesu metal ogrzewa się w bardzo wysokich temperaturach, doprowadzając stal do punktu krytycznego, a następnie gwałtownie chłodzi. W celu szybkiego chłodzenia stali, sprężone powietrze, mgła wodna, płynny środek chłodzący polimer może być używany jako chłodnica.
Jest to złożony rodzaj obróbki metalu, ponieważ w tym przypadku metal staje się nie tylko trwały, ale także nie jest tak lepki i elastyczny jak przed przetwarzaniem. Aby produkt metalowy uzyskał wymagane właściwości po hartowaniu, stosuje się różne rodzaje hartowania. Bez względu na metodę utwardzania konieczne jest przestrzeganie pewnych środków bezpieczeństwa.
- Jeśli część musi zostać opuszczona do kąpieli olejowej, zrób to tylko za pomocą kleszczy z długimi uchwytami.
- Maski do twarzy należy stosować wyłącznie z hartowanym szkłem.
- Rękawice do pracy muszą mieć właściwości ognioodporne.
- Do produkcji odzieży należy używać tkaniny ognioodpornej.
Metody hartowania stali
Istnieje kilka rodzajów utwardzania, których wybór zależy od składu metalu, charakteru przedmiotu obrabianego, potrzeby zwiększenia wytrzymałości materiału i warunków, w których nastąpi chłodzenie. Sposoby obróbki metalu można również podzielić na kilka podgatunków.
Korzystanie z tego samego medium
Metoda jest dość prosta, ale nie nadaje się do każdego gatunku stali, a nie do wszystkich części. W tym przypadku za pomocą szybkiego chłodzenia z dużym zakresem temperatur. Podczas przetwarzania występuje nieregularność temperatury i duże naprężenia wewnętrzne w materiale, co może prowadzić do deformacji produktu, a nawet do jego zniszczenia. Materiał o wysokiej zawartości węgla nie nadaje się do tego zabiegu.
Gaszenie metalu w kilku krokach
W tej metodzie stal po podgrzaniu do żądanej temperatury zanurza się w kąpieli solnej. Pomaga wyrównać jego temperaturę. Po tym produkt jest chłodzony do normalnej temperatury za pomocą oleju lub powietrza. Dzięki tej metodzie usuwa się naprężenia wewnętrzne i zwiększa się właściwości mechaniczne produktu. Ta metoda nadaje się do przetwarzania małych części.
Izotermiczny
Ten rodzaj obróbki odbywa się w taki sam sposób jak hartowanie stopniowe, ale produkt jest przechowywany w kąpieli solnej przez dłuższy czas. W przypadku hartowania izotermicznego jakość części nie wpływa na szybkość chłodzenia. Zaletami tego typu hartowania jest to, że stal prawie nie jest wypaczona i nie ma pęknięć. Metal staje się bardziej lepki.
Światło
W tym celu należy użyć specjalnych pieców, które mają środowisko ochronne. Przed włożeniem instrumentu do takiego piekarnika, jest on podgrzewany w kąpieli solnej zawierającej chlorek sodu, a następnie chłodzony w kąpieli zawierającej mieszaninę żrącego potasu i żrącego sodu z małym dodatkiem wody.
Odpuszczanie na wakacje
Ta metoda jest odpowiednia do produkcji narzędzi. Istotą tej metody jest to, że podgrzane części są usuwane ze środowiska w celu chłodzenia, zanim całkowicie ostygną. W ten sposób możliwe jest utrzymanie ciepła w rdzeniu części. To właśnie to ciepło umożliwia wytwarzanie produktu. Dopiero po jego zakończeniu produkt jest całkowicie chłodzony specjalnym płynem. Taka obróbka cieplna jest stosowana do stali, która jest używana do produkcji narzędzi, które wymagają dużej wytrzymałości podczas pracy.
Techniki chłodzenia
Dzięki szybkiemu schłodzeniu stal hartowana nabiera naprężeń wewnętrznych, co z czasem prowadzi do tego, że części z niej wykonane zaczynają się wypaczać i mogą w nich pojawić się pęknięcia. Stal może uzyskać te negatywne właściwości, jeśli jest chłodzona w wodzie. Lepiej jest używać oleju do chłodzenia. Jednak w przypadku niektórych części, w których produkcji zastosowano stal węglową, stosowanie oleju nie jest odpowiednie, ponieważ proces chłodzenia nie jest wystarczająco szybki. W tym przypadku lepiej jest zastosować hartowanie w dwóch mediach, z samorozładowaniem lub inną metodą.
Od sposobu, w jaki część jest zanurzona w medium do hartowania, zależy od naprężeń wewnętrznych w metalu . Podstawowe zasady, których należy przestrzegać podczas chłodzenia, są następujące:
- jeśli w swojej konfiguracji część ma cienką i grubą część, to grubsza część jest najpierw chłodzona;
- aby długie i wydłużone części nie ulegały wypaczeniu, konieczne jest ich pionowe obniżenie do środka hartującego;
- jeśli potrzebujesz utwardzić tylko część produktu, stosuje się miejscowe utwardzenie, ale cała część jest zanurzona w medium chłodzącym.
Wady podczas utwardzania metalu
Jeśli podczas obróbki cieplnej stali naruszono normy technologiczne, produkty mogą mieć niewystarczającą twardość. Dzieje się tak, gdy temperatura nie jest wystarczająco wysoka podczas ogrzewania i długiego czasu otwarcia migawki, a także gdy szybkość chłodzenia była niewystarczająca. Można to skorygować przez wyżarzanie i ponowne hartowanie lub użycie bardziej energicznego środka hartującego.
Czasami uzyskuje się stal hartowaną o strukturze gruboziarnistej, co pociąga za sobą zwiększoną kruchość. Wynika to z przegrzania produktu. Konieczne jest wyżarzanie i nowe utwardzanie w wymaganej temperaturze. Jeśli kruchość pojawiła się po wypaleniu, niemożliwe jest skorygowanie takiej wady.
Jeśli po wygaszeniu część się wypaczyła i pojawiły się pęknięcia, oznacza to, że metal ma duże naprężenie wewnętrzne. Takie wady pojawiają się z powodu nierównomiernej zmiany objętości utwardzonej części, jeśli ma ona różne rozmiary i tryb chłodzenia zostaje przerwany. Pęknięć nie można naprawić, a wypaczenie można wyeliminować przez prostowanie lub prostowanie. Czasami żużel pojawia się na przedmiocie po hartowaniu. Poprawienie takiego małżeństwa jest niemożliwe. Można tego uniknąć, podgrzewając części w piecach o atmosferze ochronnej.