Sammanfattning av grundläggande kunskaper om metallvärmebehandling

Värmebehandling av metall är en av de viktiga processerna inom mekanisk tillverkning. Jämfört med andra bearbetningsprocesser ändrar värmebehandling i allmänhet inte formen och den totala kemiska sammansättningen av stålprodukten, men förändrar mikrostrukturen inuti föremålet eller ändrar den kemiska sammansättningen av ytan, vilket ger eller förbättrar produktens prestanda. Syftet med metallvärmebehandling är att förbättra metallens inneboende kvalitet så att den har de mekaniska egenskaperna, fysikaliska egenskaperna och kemiska egenskaperna som krävs. Förutom det rimliga urvalet av material och olika formningsprocesser är värmebehandlingsprocesser ofta viktiga. Stål är det mest använda materialet i den mekaniska industrin. Mikrostrukturen hos stål är komplex och kan kontrolleras genom värmebehandling. Därför är värmebehandlingen av stål huvudinnehållet i metallvärmebehandling.

Värmebehandlingsprocess

Värmebehandlingsprocessen innefattar i allmänhet tre processer: uppvärmning, isolering och kylning. Ibland finns det bara två processer: uppvärmning och kylning. Dessa processer är sammankopplade och kan inte avbrytas. Uppvärmning är en av de viktiga processerna för värmebehandling. Det finns många uppvärmningsmetoder för metallvärmebehandling. Träkol och kol användes först som värmekällor, och flytande och gasformiga bränslen användes nyligen. Användningen av elektricitet gör uppvärmningen lätt att kontrollera och har ingen miljöförorening. Dessa värmekällor kan användas för direkt uppvärmning, eller indirekt uppvärmning genom smält salt eller metall, eller till och med flytande partiklar.

Värmetemperatur är en av de viktiga processparametrarna för värmebehandlingsprocessen. Val och kontroll av uppvärmningstemperaturen är huvudfrågorna för att säkerställa värmebehandlingens kvalitet. Uppvärmningstemperaturen varierar beroende på metallmaterialet som bearbetas och syftet med värmebehandlingen, men det värms vanligtvis till över fasomvandlingstemperaturen för att erhålla en högtemperaturstruktur. Dessutom kräver omvandlingen en viss tid. När metallens yta når den erforderliga uppvärmningstemperaturen måste den därför hållas vid denna temperatur under en viss tidsperiod för att göra de inre och yttre temperaturerna konsekventa och mikrostrukturomvandlingen vara fullständig. Denna tidsperiod kallas isolering. Vid användning av uppvärmning med hög energidensitet och ytvärmebehandling är uppvärmningshastigheten hög och det finns i allmänhet ingen isoleringstid, medan isoleringstiden för kemisk värmebehandling ofta är längre.

Kylning är också ett oumbärligt steg i värmebehandlingsprocessen. Kylningsmetoderna varierar beroende på processen, främst styrande av kylningshastigheten. Generellt har glödgning den långsammaste kylningshastigheten, normalisering har en snabbare kylningshastighet och härdning har en snabbare kylningshastighet än normalisering. Men det finns också olika krav på grund av olika ståltyper.

Ytvärmebehandling är en metallvärmebehandlingsprocess som endast värmer metallens ytskikt för att ändra ytskiktets mekaniska egenskaper. För att endast värma upp ytan på metallen utan att överföra för mycket värme till metallens inre, måste värmekällan som används ha en hög energitäthet, det vill säga en stor mängd värmeenergi ges till metallen per ytenhet, så att ytan eller delen av metallen kan nå höga temperaturer på kort tid. De viktigaste metoderna för ytvärmebehandling inkluderar flamsläckning och induktionsvärmebehandling. Vanligt använda värmekällor inkluderar syreacetylen, syrepropan, inducerad ström, laser och elektronstråle.

Kemisk värmebehandling är en metallvärmebehandlingsprocess som förändrar den kemiska sammansättningen, strukturen och egenskaperna hos metallens yta. Kemisk värmebehandling är att värma metallen i ett medium (gas, vätska, fast) innehållande kol, saltmedium eller andra legeringsämnen, och hålla den varm under lång tid, så att metallens yta kan penetrera element som kol, kväve, bor och krom. Efter att elementen har infiltrerats utförs ibland andra värmebehandlingsprocesser såsom härdning och härdning. De viktigaste metoderna för kemisk värmebehandling inkluderar uppkolning, nitrering och metallisering.

Sammantaget är värmebehandling av metall en av de viktiga processerna i tillverkningsprocessen av mekaniska delar och verktyg och formar. Det kan säkerställa och förbättra olika egenskaper hos metallen, såsom slitstyrka, korrosionsbeständighet, etc. Å andra sidan kan det också förbättra ämnets struktur och spänningstillstånd för att underlätta olika kall och varm bearbetning.