Når du er færdig med CNC -bearbejdning af en del, er dit job ikke gjort. Disse rå komponenter kan have grimme overflader og er muligvis ikke stærke nok. Eller de er bare en del af en komponent, der skal sammenføjes med andre komponenter for at danne et komplet produkt. Når alt kommer til alt, hvor ofte bruger du en enhed, der består af individuelle dele?
Pointen er, at efterbehandlingsprocesser er nødvendige for en række applikationer, og her introducerer vi dig til nogle overvejelser, så du kan vælge den rigtige sekundære operation til dit projekt.
I denne tredelte serie dækker vi muligheder og overvejelser til varmebehandlingsprocesser, finish og hardwareinstallation. Enhver eller alle disse kan være påkrævet for at flytte din del fra en bearbejdet tilstand til en kunde-klar tilstand. Denne artikel diskuterer varmebehandling, mens dele II og III undersøger overfladeforberedelse og hardwareinstallation.
I denne tredelte serie dækker vi muligheder og overvejelser til varmebehandlingsprocesser, finish og hardwareinstallation. Enhver eller alle disse kan være nødvendige for at få din del fra en bearbejdet tilstand til en kunde-klar tilstand. Denne artikel diskuterer varmebehandling.
Varmebehandling før eller efter behandling?
Varmebehandling er den første operation, der skal overvejes efter bearbejdning, og det er endda muligt at overveje bearbejdning af forbehandlede materialer. Hvorfor bruge den ene metode og ikke den anden? Den rækkefølge, i hvilken varmebehandlings- og bearbejdningsmetaller er valgt, kan påvirke de materielle egenskaber, bearbejdningsprocessen og tolerancerne i delen.
Når du bruger materialer, der er blevet varmebehandlet, påvirker dette din bearbejdning - hårdere materialer tager længere tid at maskine og værktøjer slides hurtigere, hvilket øger bearbejdningsomkostningerne. Afhængig af den anvendte varmebehandling og dybden under den berørte overflade af materialet er det også muligt at skære gennem det hærdede lag af materialet og besejre formålet med at bruge hærdet metal i første omgang. Det er også muligt, at bearbejdningsprocessen genererer nok varme til at øge hårdheden i emnet. Visse materialer, såsom rustfrit stål, er mere tilbøjelige til at arbejde hærdning under bearbejdning, og der kræves ekstra omhu for at forhindre dette.
At vælge et forvarmet metal har imidlertid nogle fordele. Med hærdede metaller kan dine dele holdes til strammere tolerancer, og sourcing-materialer er lettere, fordi forvarmningsbehandlede metaller er let tilgængelige. Og hvis du venter til, efter at bearbejdning er færdig, tilføjer varmebehandling et andet tidskrævende trin til produktionsprocessen.
På den anden side giver varmebehandling efter bearbejdning dig mere kontrol over bearbejdningsprocessen. Der er mange typer varmebehandling, og du kan vælge, hvilken type du skal bruge til at opnå de ønskede materialegenskaber. Varmebehandling efter bearbejdning sikrer også ensartet varmebehandling på overfladen af delen. For forvarmede materialer kan varmebehandlingen kun påvirke materialet til en bestemt dybde, så bearbejdning kan fjerne hærdet materiale nogle steder, men ikke andre.
Som nævnt tidligere øger efterbehandlingsvarmebehandling omkostningerne og ledelsestiden, fordi processen kræver yderligere outsourcede trin. Varmebehandling kan også få dele til at fordreje eller deformere, hvilket påvirker de stramme tolerancer, der er opnået under bearbejdning.
Varmebehandling
Typisk ændrer varmebehandling de materielle egenskaber ved metallet. Normalt betyder dette at øge styrken og hårdheden af metallet, så det kan modstå mere ekstreme anvendelser. Visse varmebehandlingsprocesser, såsom udglødning, kan imidlertid faktisk reducere metalets hårdhed. Lad os se på de forskellige varmebehandlingsmetoder.
Hærdning
Hærdning bruges til at gøre metal hårdere. Højere hårdhed betyder, at metallet er mindre tilbøjeligt til at bukke eller markere, når det påvirkes. Varmebehandling øger også metalets trækstyrke, som er den kraft, hvorpå materialet mislykkes og går i stykker. Højere styrke gør materialet mere velegnet til visse applikationer.
For at hærde et metal opvarmes emnet til en bestemt temperatur over den kritiske temperatur på metallet, eller det punkt, hvor dets krystalstruktur og fysiske egenskaber ændres. Metallet holdes ved denne temperatur og slukkede derefter i vand, saltvand eller olie for at afkøle. Den slukende væske afhænger af den specifikke legering af metallet. Hver slukkevæske har en unik kølehastighed, så valget er baseret på, hvor hurtigt det afkøler metallet.
Saghærdning
Saghærdning er en type hærdning, der kun påvirker materialets ydre overflade. Denne proces udføres normalt efter bearbejdning for at skabe et holdbart ydre lag.
nedbørshærdning
Udfældningshærdning er en proces for specifikke metaller med specifikke legeringselementer. Disse elementer inkluderer kobber, aluminium, fosfor og titanium. Disse elementer udfældes i det faste metal eller danner faste partikler, når materialet opvarmes i en længere periode. Dette påvirker kornstrukturen og øger materialets styrke.
(Hærdedybde kan ændres ved at ændre procesparametre)
Udglødning
Som nævnt tidligere bruges annealing til at blødgøre metallet såvel som til at lindre stress og øge materialets duktilitet. Denne proces gør metallet lettere at arbejde.
For at annealere et metal opvarmes metallet langsomt til en bestemt temperatur (over materialets kritiske temperatur), holdes ved denne temperatur og afkøles til sidst meget langsomt. Denne langsomme afkølingsproces opnås ved at begrave metallet i isolerende materiale eller holde det i ovnen som ovn og metal kølig.
Stor pladebearbejdning af stresstresslettelse
Stresslindring ligner annealing, hvor materialet opvarmes til en bestemt temperatur og afkøles langsomt. I tilfælde af stresslindring er denne temperatur imidlertid under den kritiske temperatur. Materialet afkøles derefter.
Denne proces fjerner stress fra koldt arbejde eller forskydning uden at ændre metalets fysiske egenskaber. Mens de fysiske egenskaber ikke ændrer sig, hjælper det at lindre denne stress med at undgå dimensionelle ændringer (eller fordrejning eller anden deformation) under yderligere behandling eller under brug af delen.
Tempereret
Når et metal er tempereret, opvarmes det til et punkt under den kritiske temperatur og afkøles derefter i luften. Dette er næsten det samme som stresslindring, men den endelige temperatur er ikke så høj som stresslindring. Tempering øger hårdheden, mens det meste af hårdheden af det materiale, der er tilføjet gennem hærdningsprocessen.
Sidste tanker
Varmebehandling af metaller er ofte nødvendig for at opnå den ønskede fysiske egenskab
-------------------------------ENDE---------------------------------------
