Kiedy kończysz obróbkę CNC części, twoja praca nie jest zakończona.Te oryginalne elementy mogą mieć nieestetyczne powierzchnie, mogą być niewystarczająco mocne lub mogą być tylko częścią jednego elementu, który należy połączyć z innymi elementami, aby stworzyć kompletny produkt.W końcu jak często używasz sprzętu składającego się z pojedynczych części?
Kluczową kwestią jest to, że proces przetwarzania końcowego jest niezbędny dla szeregu aplikacji.W tym miejscu wprowadzamy pewne środki ostrożności, aby można było wybrać prawidłową operację drugorzędną dla swojego projektu.
W tej trzyczęściowej serii przedstawimy opcje i rozważania dotyczące procesu obróbki cieplnej, obróbki powierzchni i instalacji sprzętu.Niektóre lub wszystkie z nich mogą być wymagane do przejścia części ze stanu obrabianego do stanu gotowości klienta.W tym artykule omówiono obróbkę cieplną, natomiast w drugiej i trzeciej części omówiono obróbkę powierzchni i montaż sprzętu.
W tej trzyczęściowej serii przedstawimy proces obróbki cieplnej, opcje wykończenia i instalacji sprzętu oraz rozważania.Dowolne lub wszystkie z nich mogą być konieczne do zmiany części ze stanu obrobionego na stan gotowości klienta.W artykule omówiono obróbkę cieplną.
Obróbka cieplna przed czy po obróbce?
Obróbka cieplna jest pierwszą operacją, którą należy rozważyć po przetworzeniu i można ją nawet uznać za przetwarzanie materiałów do podgrzewania wstępnego.Po co używać jednej metody zamiast drugiej?Kolejność wyboru obróbki cieplnej i obróbki metali może wpływać na właściwości materiału, proces obróbki i tolerancje części.
Gdy używasz materiałów, które zostały poddane obróbce cieplnej, wpłynie to na twoją obróbkę - twardsze materiały mają dłuższy czas obróbki i szybsze zużycie narzędzi, co zwiększy koszty obróbki.W zależności od rodzaju zastosowanej obróbki cieplnej i głębokości pod dotkniętą powierzchnią materiału, możliwe jest również odcięcie utwardzonej warstwy materiału i zniszczenie w pierwszej kolejności przeznaczenia utwardzonego metalu.Proces obróbki może również generować wystarczającą ilość ciepła, aby zwiększyć twardość przedmiotu obrabianego.Niektóre materiały, takie jak stal nierdzewna, są bardziej podatne na utwardzenie podczas obróbki i wymagana jest dodatkowa ostrożność, aby temu zapobiec.
Jednak wybór metali, które zostały wstępnie podgrzane, ma pewne zalety.W przypadku metali hartowanych części mogą zachować węższe tolerancje, a zakup materiałów jest łatwiejszy, ponieważ metale poddane wstępnej obróbce cieplnej są łatwo dostępne.Co więcej, jeśli przetwarzanie zostanie zakończone, obróbka cieplna doda kolejny czasochłonny etap procesu produkcyjnego.
Z drugiej strony obróbka cieplna po obróbce umożliwia lepszą kontrolę procesu obróbki.Istnieje wiele rodzajów obróbki cieplnej i możesz wybrać, którego chcesz użyć, aby uzyskać wymagane właściwości materiału.Obróbka cieplna po obróbce może również zapewnić, że efekt obróbki cieplnej powierzchni części jest spójny.W przypadku materiałów, które zostały wstępnie podgrzane, obróbka cieplna może mieć tylko pewien wpływ na materiały, więc obróbka skrawaniem może usuwać utwardzone materiały w niektórych miejscach, a nie w innych.
Jak wspomniano wcześniej, obróbka cieplna po obróbce zwiększa koszty i czas realizacji, ponieważ proces ten wymaga dodatkowych etapów outsourcingu.Obróbka cieplna może również prowadzić do wypaczenia lub deformacji części, wpływając w ten sposób na ścisłą tolerancję uzyskaną podczas obróbki.
obróbka cieplna
Ogólnie obróbka cieplna zmienia właściwości materiałowe metali.Ogólnie oznacza to zwiększenie wytrzymałości i twardości metalu, aby mógł on wytrzymać bardziej ekstremalne zastosowania.Jednak niektóre procesy obróbki cieplnej, takie jak wyżarzanie, faktycznie zmniejszają twardość metalu.Przyjrzyjmy się różnym metodom obróbki cieplnej.
skleroza
Hartowanie służy do utwardzania metalu.Większa twardość oznacza, że metal jest mniej podatny na wgniecenia lub ślady po uderzeniu.Obróbka cieplna zwiększa również wytrzymałość metalu na rozciąganie, która jest siłą niszczenia i pękania materiału.Większa wytrzymałość sprawia, że materiał lepiej nadaje się do określonych zastosowań.
W celu utwardzenia metalu obrabiany przedmiot jest podgrzewany do określonej temperatury wyższej niż temperatura krytyczna metalu lub punktu, w którym zmienia się jego struktura krystaliczna i właściwości fizyczne.Metal jest utrzymywany w tej temperaturze, a następnie hartowany i chłodzony w wodzie, solance lub oleju.Płyn hartowniczy zależy od konkretnego stopu metalu.Każde hartowanie ma unikalną szybkość chłodzenia, więc jest wybierane zgodnie z szybkością chłodzenia metalu.
Utwardzanie powierzchni
Hartowanie powierzchniowe to rodzaj utwardzania, który wpływa tylko na zewnętrzną powierzchnię materiału.Proces ten jest zwykle kończony po przetworzeniu, aby utworzyć trwałą warstwę zewnętrzną.
Głębokość hartowania można zmienić, modyfikując parametry procesu
Utwardzanie wydzieleniowe
Hartowanie wydzieleniowe to proces dla określonych metali z określonymi pierwiastkami stopowymi.Te pierwiastki to miedź, aluminium, fosfor i tytan.Gdy materiał jest podgrzewany przez długi czas, pierwiastki te wytrącają się w stałym metalu lub tworzą stałe cząstki.Wpłynie to na strukturę ziarna i zwiększy wytrzymałość materiału.
wyżarzanie
Jak wspomniano wcześniej, wyżarzanie służy do zmiękczenia metalu, a także do uwolnienia naprężeń i zwiększenia ciągliwości materiału.Ten proces sprawia, że metal jest łatwiejszy w obróbce.
Aby wyżarzać metal, metal jest powoli podgrzewany do określonej temperatury (wyższej niż temperatura krytyczna materiału), następnie utrzymywany w tej temperaturze, a na koniec bardzo powoli chłodzony.Ten powolny proces chłodzenia jest realizowany przez zakopanie metalu w materiale izolacyjnym lub trzymanie go w piecu, gdy piec i metal stygną.
Odprężanie przy obróbce dużych płyt
Odprężanie jest podobne do wyżarzania, to znaczy, że materiał jest podgrzewany do określonej temperatury i powoli chłodzony.Jednak w przypadku odprężania temperatura jest niższa niż temperatura krytyczna.Materiał jest następnie chłodzony powietrzem.
Proces ten może wyeliminować naprężenia spowodowane obróbką na zimno lub ścinaniem, ale nie zmienia znacząco właściwości fizycznych metalu.Chociaż właściwości fizyczne się nie zmieniają, wyeliminowanie tego naprężenia podczas dalszej obróbki lub użytkowania części pomaga uniknąć zmian wymiarowych (lub wypaczenia lub innego odkształcenia).
ruszenie
Gdy metal jest hartowany, należy go podgrzać do temperatury poniżej temperatury krytycznej, a następnie schłodzić w powietrzu.To prawie to samo, co odprężanie, ale końcowa temperatura nie jest tak wysoka, jak odprężanie.Odpuszczanie zwiększa wytrzymałość przy zachowaniu większości twardości materiału dodanej w procesie hartowania.
Ostatnia myśl
Obróbka cieplna metali jest często konieczna do uzyskania właściwości fizycznych wymaganych dla konkretnego zastosowania.Chociaż obróbka cieplna materiałów przed frezowaniem może zaoszczędzić całkowity czas produkcji, zwiększy czas przetwarzania i koszty.Jednocześnie przetworzone części poddane obróbce cieplnej ułatwiają obróbkę materiałów, ale dodają dodatkowe kroki do procesu produkcyjnego.
