Mga heat treatment para sa CNC machined parts

Matutunan kung paano maaaring ilapat ang mga heat treatment sa maraming metal alloy upang lubos na mapahusay ang mga pangunahing pisikal na katangian tulad ng tigas, lakas at kakayahang magamit.

Panimula
Ang mga heat treatment ay maaaring ilapat sa maraming mga metal na haluang metal upang lubos na mapabuti ang mga pangunahing pisikal na katangian (halimbawa, tigas, lakas o machinability).Ang mga pagbabagong ito ay nangyayari dahil sa mga pagbabago sa microstructure at, kung minsan, ang kemikal na komposisyon ng materyal.

Kasama sa mga paggamot na iyon ang pag-init ng mga metal na haluang metal sa (karaniwang) matinding temperatura, na sinusundan ng isang cooling step sa ilalim ng mga kontroladong kondisyon.Ang temperatura kung saan pinainit ang materyal, ang oras na pinananatili sa temperaturang iyon at ang bilis ng paglamig ay lubos na nakakaapekto sa panghuling pisikal na katangian ng metal na haluang metal.

Sa artikulong ito, sinuri namin ang mga heat treatment na nauugnay sa pinakakaraniwang ginagamit na metal alloy sa CNC machining.Sa pamamagitan ng paglalarawan ng epekto ng mga prosesong ito sa mga katangian ng huling bahagi, tutulungan ka ng artikulong ito na piliin ang tamang materyal para sa iyong mga aplikasyon.

Kailan inilalapat ang mga heat treatment
Maaaring ilapat ang mga heat treatment sa mga metal na haluang metal sa buong proseso ng pagmamanupaktura.Para sa CNC machined parts, ang mga heat treatment ay karaniwang ginagamit alinman sa:

Bago ang CNC machining: Kapag ang isang standardized grade ng isang metal alloy ay hiniling na madaling makuha, ang CNC service provider ay gagawa ng mga bahagi nang direkta mula sa stock na materyal.Kadalasan ito ang pinakamahusay na opsyon para sa pagbabawas ng mga oras ng lead.

Pagkatapos ng CNC machining: Ang ilang mga heat treatment ay makabuluhang nagpapataas ng tigas ng materyal o ginagamit bilang isang pagtatapos na hakbang pagkatapos mabuo.Sa mga kasong ito, ang heat treatment ay inilalapat pagkatapos ng CNC machining, dahil ang mataas na tigas ay binabawasan ang machinability ng isang materyal.Halimbawa, ito ay karaniwang kasanayan kapag ang CNC machining tool steel parts.

Mga karaniwang heat treatment para sa mga materyales ng CNC
Pagsusupil, pang-alis ng stress at tempering
Ang pagsusubo, tempering at pag-alis ng stress ay kinabibilangan ng pag-init ng metal na haluang metal sa isang mataas na temperatura at ang kasunod na paglamig ng materyal sa mabagal na bilis, kadalasan sa hangin o sa oven.Nag-iiba sila sa temperatura kung saan ang materyal ay pinainit at sa pagkakasunud-sunod sa proseso ng pagmamanupaktura.

Sa pagsusubo, ang metal ay pinainit sa isang napakataas na temperatura at pagkatapos ay dahan-dahang pinalamig upang makamit ang nais na microstructure.Ang pagsusubo ay karaniwang inilalapat sa lahat ng mga metal na haluang metal pagkatapos mabuo at bago ang anumang karagdagang pagproseso upang mapahina ang mga ito at mapabuti ang kanilang kakayahang makina.Kung hindi tinukoy ang isa pang heat treatment, karamihan sa mga bahagi ng CNC machined ay magkakaroon ng mga materyal na katangian ng annealed state.

Ang pag-alis ng stress ay kinabibilangan ng pag-init ng bahagi sa isang mataas na temperatura (ngunit mas mababa kaysa sa pagsusubo) at kadalasang ginagamit pagkatapos ng CNC machining, upang alisin ang mga natitirang stress na nilikha mula sa proseso ng pagmamanupaktura.Sa ganitong paraan, ang mga bahagi na may mas pare-parehong mekanikal na katangian ay ginawa.

Pinapainit din ng tempering ang bahagi sa temperaturang mas mababa kaysa sa pagsusubo, at kadalasang ginagamit ito pagkatapos ng pagsusubo (tingnan ang susunod na seksyon) ng mga banayad na bakal (1045 at A36) at mga bakal na haluang metal (4140 at 4240) upang mabawasan ang kanilang brittleness at mapabuti ang kanilang mekanikal na pagganap.

Pagsusubo
Ang pagsusubo ay nagsasangkot ng pag-init ng metal sa napakataas na temperatura, na sinusundan ng isang mabilis na hakbang sa paglamig, kadalasan sa pamamagitan ng paglubog ng materyal sa langis o tubig o paglalantad sa isang daloy ng malamig na hangin.Ang mabilis na paglamig ay "nag-lock-in" sa mga pagbabago sa microstructure na nararanasan ng materyal kapag pinainit, na nagreresulta sa mga bahagi na may napakataas na tigas.

Ang mga bahagi ay karaniwang pinapatay bilang isang huling hakbang sa proseso ng pagmamanupaktura pagkatapos ng CNC machining (isipin ang mga panday na isinasawsaw ang kanilang mga blades sa langis), dahil ang tumaas na katigasan ay nagpapahirap sa materyal sa makina.

Ang mga tool steel ay pinapatay pagkatapos ng CNC machining upang makamit ang kanilang napakataas na katangian ng tigas sa ibabaw.Ang isang proseso ng tempering ay maaaring gamitin upang kontrolin ang nagreresultang katigasan.Halimbawa, ang Tool steel A2 ay may tigas na 63-65 Rockwell C pagkatapos ma-quench ngunit maaaring i-temper sa isang tigas na nasa pagitan ng 42 hanggang 62 HRC.Pinapahaba ng tempering ang buhay ng serbisyo ng bahagi, dahil binabawasan nito ang brittleness (nakakamit ang pinakamahusay na mga resulta para sa tigas na 56-58 HRC).

Pagtitigas ng ulan (pagtanda)
Ang pagpapatigas ng ulan o pagtanda ay dalawang termino na karaniwang ginagamit upang ilarawan ang parehong proseso.Ang pagpapatigas ng ulan ay isang tatlong hakbang na proseso: ang materyal ay unang pinainit sa isang mataas na temperatura, pagkatapos ay pinapatay at sa wakas ay pinainit sa isang mas mababang temperatura sa loob ng mahabang panahon (may edad).Ito ay nagiging sanhi ng mga elemento ng haluang metal na sa simula ay lumilitaw bilang mga discrete na particle ng iba't ibang komposisyon upang matunaw at pantay-pantay na ipamahagi sa metal matrix, sa isang katulad na paraan na ang asukal sa kristal ay natutunaw sa tubig kapag ang solusyon ay pinainit.

Pagkatapos ng pagtigas ng ulan, ang lakas at tigas ng mga haluang metal ay tumataas nang husto.Halimbawa, ang 7075 ay isang aluminyo na haluang metal, na karaniwang ginagamit sa industriya ng aerospace, upang gumawa ng mga bahagi ng lakas ng makunat na maihahambing sa hindi kinakalawang na asero, habang may mas mababa sa 3 beses ang timbang.

Case Hardening at carburizing
Ang case hardening ay isang pamilya ng mga heat treatment na nagreresulta sa mga bahaging may mataas na tigas sa ibabaw ng mga ito, habang ang mga materyales na may salungguhit ay nananatiling malambot.Ito ay madalas na ginusto kaysa sa pagtaas ng katigasan ng bahagi sa kabuuan ng dami nito (halimbawa, sa pamamagitan ng pagsusubo), dahil ang mas matigas na mga bahagi ay mas malutong din.

Ang carburizing ay ang pinakakaraniwang case-hardening heat treatment.Kabilang dito ang pag-init ng mga banayad na bakal sa isang kapaligirang mayaman sa carbon at ang kasunod na pagsusubo ng bahagi upang i-lock ang carbon sa metal matrix.Pinapataas nito ang katigasan ng ibabaw ng mga bakal sa katulad na paraan na pinapataas ng anodizing ang tigas ng ibabaw ng mga aluminyo na haluang metal.