Cad iad na 5 Phróiseas Cóireála Teasa? Miondealú Soiléir, Praiticiúil

Na cúig bunúsacha cóireáil teasa próisis is mó atá i gceist le miotalóireacht agus déantúsaíocht anáil , normalú , ag múchadh , faghartha , agus cruachás cáis . Athraíonn na hoibríochtaí téimh agus fuaraithe rialaithe seo struchtúr inmheánach na miotail chun teaglaim bheachta de chruas, neart, insínteacht agus friotaíocht caitheamh a bhaint amach. Gan iad, bheadh ​​deacracht ag innealtóireacht nua-aimseartha gach rud a tháirgeadh ó threalamh feithicleach go huirlisí máinliachta. Sa treoir seo mínímid gach próiseas, cuir ar ais é le réaduimhreacha, agus cuirimid comparáid taobh le taobh is féidir leat a úsáid láithreach bonn.

1. Annealing : Bunús na Bog agus Faoiseamh Strus

Is é príomhchuspóir na anáil is é sin miotail a mhaolú, a insínteacht a fheabhsú, agus deireadh a chur le strusanna inmheánacha a charnaíonn le linn réitigh, táthú nó fuar-oibre. Tríd an t-ábhar a théamh go raon teochta ar leith, é a choinneáil ann, agus ansin é a fhuarú go han-mhall - go minic taobh istigh d'fhoirnéis a fhuaraíonn ag 10 go 30 céim Celsius in aghaidh na huaire - déanann na hadaimh a athshocrú go cumraíocht níos cobhsaí, ísealfhuinnimh. Is é an toradh ná struchtúr garbh pearlite nó chomhdhúile sféaróideach i steels, rud a laghdaíonn cruas go mór agus a fhágann go bhfuil an miotail i bhfad níos éasca le meaisíniú nó le foirmiú.

Maidir le steels carbóin simplí a bhfuil cion carbóin 0.3 go 0.6 faoin gcéad acu, anáil iomlán Éilíonn téamh go dtí thart ar 30 go 50 céim Celsius os cionn an teocht uachtair chriticiúil A3 (go hiondúil idir 800 agus 910 céim Celsius), ansin foirnéis mall fionnuar. Titeann cruas iar-annealing le haghaidh cruach mheáncharbóin ó thart ar 280 HB (cruas Brinell) síos go dtí thart ar 140 HB, agus is féidir le insínteacht, arna thomhas mar fadú, ardú ó 10 faoin gcéad go dtí os cionn 25 faoin gcéad. Tá an comhbhabhtáil seo ríthábhachtach do chomhpháirteanna cosúil le seaftaí móra caidéil nó bearnaí fearas a dteastaíonn múnlú fairsing uathu sula ndéantar an cruaite deiridh.

roinnt anáil variants freastal ar thionscail éagsúla:

• Annealing subcritical (annealing próisis) faoi bhun an teocht chriticiúil níos ísle A1 (thart ar 723 céim Celsius le haghaidh cruach eutectoid) chun strus fuar-oibre a mhaolú gan athrú mór microstructural. Raon teochta tipiciúil: 550 go 700 céim Celsius. Féadfaidh sé strus iarmharach a laghdú suas le 80 faoin gcéad, de réir sonraí arna dtiomsú ag Lámhleabhar ASM.
• Annealing spheroidizing coinníonn cruach ardcharbóin (0.6 go 1.4 faoin gcéad de charbóin) ag thart ar 700 céim Celsius ar feadh 15 go 30 uair an chloig, ag athrú plátaí crua cementite ina sféir chothromú. Cruthaíonn sé seo cruas chomh híseal le 110 HB, atá riachtanach chun steels a iompar roimh mheaisínithe.
• Annealing isothermal fhuaraíonn sé an cruach go tapa go dtí thart ar 650 céim Celsius, coinníonn sé go dtí go gcríochnaíonn an claochlú, agus ansin fuaraíonn sé san aer. Laghdaíonn sé seo am timthriall iomlán 30 go 50 faoin gcéad i gcomparáid le fuarú foirnéise iomlán agus struchtúr pearlite fíneáil aonfhoirmeach á tháirgeadh.

Ní fánach an costas fuinnimh a bhaineann le anáil: is gnách go n-ídíonn timthriallta foirnéise baisc le haghaidh tonna cruach idir 1.8 agus 2.5 gigajoule. Cuireann an srian fíordhomhanda seo brú ar innealtóirí próisis paraiméadair análaithe a mheaitseáil go beacht leis an gcóimhiotal agus na céimeanna déantúsaíochta ina dhiaidh sin.

2. normalú : Grán a Fheabhsú le haghaidh Neart Éide

normalú seachadann sé struchtúr grán níos míne, níos aonfhoirmí ná anáil, agus déanann sé amhlaidh le céim fuaraithe níos simplí, níos tapúla: aer fós. Is é an toradh bunscoile méadú measartha ar neart agus cruas i gcomparáid leis an stát annealed, in éineacht le toughness feabhsaithe. Déanann sé seo gnáthchóireáil ullmhúcháin roghnaithe do go leor steels struchtúracha agus brú-soithí.

Déanann an próiseas an cruach a théamh go 30 go 60 céim Celsius os cionn a theocht chriticiúil uachtarach (go hiondúil 830 go 950 céim Celsius le haghaidh steels ísealchóimhiotail), coinníonn sé fada go leor é le haghaidh austenitization iomlán, agus ansin é a bhaint chun fuarú in aer socair. Táirgeann fuarú aeir ag rátaí thart ar 0.5 go 3 céim Celsius in aghaidh an tsoicind pearlite mín le gráinní ferrite níos lú. Maidir le cruach ísealcharbóin cosúil le AISI 1020, ardaíonn normalú an neart teanntachta ó thart ar 400 megapascal (annealaithe) go 450-480 megapascals agus cuireann sé an neart toraidh ó 220 megapascal go timpeall 280 megapascal. Bogann cruas ó 120 HB go thart ar 140 HB, de réir sonraí ó Threoir Idirnáisiúnta ASM um Chóireáil Teasa.

Buntáiste praiticiúil amháin de normalú is é an cumas atá aige struchtúr grán míchothrom a scriosadh de bharr brionnú nó réitigh roimhe seo. I staidéar ar bhrionnú cruach Cr-Mo, normalú éagsúlacht laghdaithe méid gráin níos mó ná 40 faoin gcéad, rud a fhágann go bhfuil feabhas 15 faoin gcéad ar an toughness tionchar Charpy ag lúide 40 céim Celsius. Aistríonn an aonfhoirmeacht seo go díreach feidhmíocht soitheach brú níos sábháilte.

Mar sin féin, tá fuarú aer íogair do chéimseata pháirt. Fuaraíonn rannóga tiubh (os cionn 100 milliméadar) ró-mhall agus ní fhéadfaidh siad normalú iomlán a bhaint amach, rud a fhágann go mbeidh micreastruchtúr measctha ann. I gcás codanna den sórt sin, is féidir aer éigean nó fuarú rialaithe a úsáid, cé go dtéann sé seo i dtreo an tsainmhínithe normalú luathaithe .

3. ag múchadh : Cruas Foircní a Ghabháil Trí Fuarú Mear

ag múchadh an próiseas cruach a théamh go dtí a theocht austenitizing agus ansin é a fhuarú chomh tapa sin nach mbíonn am ag na hadaimh charbóin idirleathadh as an laitís iarainn. Is é an toradh martensite , céim tetragonal comhlacht-lárnach is féidir a bhaint amach leibhéil cruas de 60 go 68 HRC, i bhfad os cionn aon microstructure eile i cruach. Is é an cruas mór seo an eochair do ghearradh uirlisí, imthacaí, bás, agus comhpháirteanna ard-chaitheamh.

Cinneann an meán múchadh an ráta fuaraithe agus an cruas agus an riosca saobhadh ina dhiaidh sin. Seachadann uisce ráta fuaraithe dian de 200 go 500 céim Celsius in aghaidh an tsoicind sa raon ríthábhachtach thart ar 550 céim Celsius, agus fuaraíonn ola tapa ag 60 go 120 céim Celsius in aghaidh an tsoicind, agus suíonn réitigh polaiméire eatarthu. Is féidir le scoilteadh a bheith mar thoradh ar an meán mícheart a roghnú: baineann múchadh uisce as cruach uirlis ardcharbóin cosúil le AISI W1 (1.0% C) 65 HRC amach ach bíonn riosca 3 go 5 faoin gcéad ann maidir le scoilteadh quench mura bhfuil sé deartha i gceart. Tugann múchadh ola den chruach céanna 62-63 HRC le saobhadh i bhfad níos ísle, agus is é sin an fáth go bhfuil go leor comhpháirteanna ardcharbóin múchta ola.

Áirítear le sonraí próisis thábhachtacha ó chleachtas tionsclaíoch:

• I gcás cruach Cr-Mo meáncharbóin (AISI 4140), táirgeann múchadh ola ó 845 céim Celsius cruas dromchla 54-58 HRC, le neart teanntachta níos mó ná 1800 megapascals tar éis faghartha.
• Tá an ráta fuaraithe ríthábhachtach —athraíonn an t-íosluas fuaraithe chun foirmiú péarlach a sheachaint — de réir cion an chóimhiotail. Éilíonn cruach gnáthcharbóin AISI 1040 ráta fuaraithe os cionn 200 céim Celsius in aghaidh an tsoicind, ach níl ach thart ar 8 céim Celsius in aghaidh an tsoicind ag teastáil ó 4140 mar gheall ar moluibdín agus cróimiam, rud a fhágann go bhfuil sé doimhin-chruaite.
• Modh múchadh idirbhriste ar a dtugtar martempering Is éard atá i gceist le múchadh go dtí díreach os cionn an teocht tosaithe martensite (thart ar 250 go 300 céim Celsius) a shealbhú le haghaidh cothromú teochta, agus ansin fuarú aer. Féadann sé seo strus iarmharach a laghdú 60 go 80 faoin gcéad i gcomparáid le múchadh díreach, mar atá doiciméadaithe ag an gCumann um Chóireáil Teasa.

Ní hé an múchadh an chéim dheireanach riamh: tá an martensite mar a múchadh ró-bhriste, le fadú faoi 2 faoin gcéad. Ní mór faghartha a dhéanamh ina dhiaidh sin chun an toughness a athbhunú.

4. Tempering : Cruas agus Toughness a Chothromú

Tempering is é an martensite múchta a aththéamh rialaithe go teocht faoi bhun an phointe criticiúil íochtair A1 (de ghnáth idir 150 agus 650 céim Celsius), é a choinneáil ann, agus ansin fuarú, go hiondúil san aer. Is é an toradh láithreach ná laghdú brittleness agus leibhéal spriocdhírithe cruas a choinneáil. Trí an teocht faghartha a choigeartú, is féidir le cóireála teasa a dhiailiú go beacht sna hairíonna meicniúla a theastaíonn le haghaidh iarratas ar leith.

Tarlaíonn an claochlú le linn faghartha i gcéimeanna ar leith. Idir 100 agus 250 céim Celsius, deascann cairbídí trasdula an-mhín, agus ní thiteann cruas ach beagán - ó 65 HRC go timpeall 60-62 HRC. seo teocht íseal faghartha a úsáidtear le haghaidh uirlisí gearrtha, imthacaí liathróid, agus páirteanna cás-chruaite ina bhfuil friotaíocht ardchaitheamh ríthábhachtach. Ag 350 go 450 céim Celsius, díscaoileann austenític coinnithe agus titeann cruas níos suntasaí; is gnách go seachnaítear an raon seo le haghaidh go leor steels cóimhiotail íseal mar gheall ar bhrabús meon. Ard-teocht faghartha , ag 500 go 650 céim Celsius, táirgeann microstructure ar a dtugtar martensite tempered nó sorbite, a sheachadann meascán den scoth de neart teanntachta (900-1100 megapascals do AISI 4140) agus fadú (15-20 faoin gcéad). Is iad na steels múchta agus tempered sin cnámh droma acastóirí, chromáin agus boltaí ard-neart.

Léiríonn sonraí ó chairt faghartha tipiciúil le haghaidh cruach AISI 4340 an íogaireacht: fágann faghartha ag 200 céim Celsius cruas de 54 HRC agus luach tionchair Charpy de 15 giúil, agus táirgeacht faghartha ag 600 céim Celsius 32 HRC ach cuireann sé an déine tionchair go dtí os cionn 80 giúl. Úsáideann an teaschóireála cairt den sórt sin chun an láthair milis cruas-toughness cruinn a fháil.

Treoirlíne phraiticiúil: is minic a chuirtear faghartha dúbailte, ina bhfuil an chuid tempered faoi dhó le fuarú aer idirmheánach, i bhfeidhm ar steels ardluais agus ar chomhpháirteanna móra chun a chinntiú go n-athraítear austenít coinnithe agus chun an baol a bhaineann le scoilteadh moillithe a laghdú. Léiríonn staidéir gur féidir le faghartha dúbailte ag 550 céim Celsius feabhas a chur ar neart tuirse lúbthachta 12 go 18 faoin gcéad thar aon temper amháin.

5. Cás cruaite : Craiceann Caith-Resistant le Croí Crua

Cás hardening ní timthriall teirmeach amháin é ach teaghlach de phróisis a shaibhríonn ciseal dromchla cruach ísealcharbóin le carbóin nó nítrigin, ansin é a chruasú trí mhúchadh, agus an croí fós dian agus sách bog. Is é an buntáiste láithreach innealtóireachta comhpháirt a chuireann in aghaidh caitheamh agus tuirse ar a dhromchla ach a ionsúnn fuinneamh tionchair gan scoilteadh. Braitheann giaranna, camshafts, ríleanna, agus giotán druil carraig ar chruasú cáis.

Is é an leagan is coitianta carburizing , a thugann carbón isteach sa dromchla ag teochtaí idir 850 agus 950 céim Celsius in atmaisféar saibhir carbóin (gáis, leacht, nó meán soladach). Tá doimhneacht cás tipiciúil idir 0.5 agus 2.5 milliméadar. Tar éis carburizing, múchtar an chuid chun cás martensitic ardcharbóin a chruthú le cruas 60 go 64 HRC, agus tá an croí ísealcharbóin fós faoi bhun 40 HRC. I gcás fiacail fearas, ciallaíonn sé seo gur féidir leis an dromchla strusanna teagmhála os cionn 1500 megapascal a sheasamh, agus fanann an croí-neart flexural os cionn 1000 megapascal.

I measc modhanna eile um chruasú cásanna tá:

• Nítriding : Scaipeann nítrigine isteach sa dromchla ag teocht níos ísle (500-590 céim Celsius), rud a chruthaíonn ciseal cumaisc an-chrua gan múchadh. Is féidir le cruas dromchla 900-1100 HV (Vickers) a bhaint amach, i bhfad níos airde ná martensite carburized. Úsáidtear é le haghaidh sorcóirí inneall aerárthaigh agus sleeves fearsaidí cruinneas.
• Carbóntriding : Tugann sé isteach carbóin agus nítrigin araon ag 820-900 céim Celsius, rud a ligeann úsáid a bhaint as steels carbóin simplí níos saoire agus doimhneacht cáis de 0.1-0.8 milliméadar á tháirgeadh. Is minic a chuirtear i bhfeidhm ar stampings agus seaftaí beaga.
• hardening ionduchtaithe : Téiteann sé an dromchla go roghnach le réimse leictreamaighnéadach ard-minicíochta agus ansin múchadh é. Tugann sé seo rialú beacht ar dhoimhneacht crios cruaite (1-10 milliméadar) agus tá sé tíosach ar fhuinneamh. Tá cruas dromchla 55-60 HRC coitianta ar irisleabhair crankshaft.

Léirigh staidéar comparáide ar ghiaranna tarchurtha feithicleach gur mhair giaranna carburraithe agus cruaite 3.5 huaire níos faide i dtástálacha tuirse pitting ná giaranna trí-chruaite den chroí-neart céanna, rud a léirigh luach ollmhór struchtúr croí-dhromchla ilchodach.

Amharc Taobh le Taobh: Sracfhéachaint ar na Cúig Phróiseas

Tábla: Comparáid dhíreach ar na cúig phróiseas cóireála teasa riachtanacha, lena n-áirítear fuinneoga teochta, teicnící fuaraithe, agus cásanna úsáide tionsclaíocha.

Conas a Oibríonn na Próisis seo le Chéile i bhFíorsheicheamh Déantúsaíochta

Is annamh a úsáidtear próiseas cóireála teasa aonair ina aonar. Soilsíonn gnáthbhealach déantúsaíochta fearas an sineirgíocht: déantar brionnú cruach cóimhiotail ísealcharbóin ar dtús normalú a homogenize a struchtúr gráin tar éis brionnú. Déantar é a mheaisíniú ansin, agus ina dhiaidh sin cruachás cáis (carburizing gáis ag 920 céim Celsius) chun ciseal dromchla ardcharbóin a thógáil. Is cás martensitic é múchadh díreach, ach tá an chuid faoi strus mór agus brittle anois. A teocht íseal-teocht ag 180 céim Celsius relieves strus buaic agus a chaomhnú cás cruas 61-63 HRC. Tá dromchla caitheamh-resistant agus croí ag an táirge deiridh le cruas imbhuailte níos mó ná 35 giúl. Déantar an seicheamh seo na milliúin uair sa lá ar fud slabhraí soláthair feithicleach agus aeraspáis.

Ceisteanna Coitianta

An bhfuil ach cúig phróiseas cóireála teasa ann?

Ní hea, is iad na cúig cinn seo an cnámh droma. Áirítear le cleachtas tionsclaíoch modhanna breise amhail luasmhéadú, marquenching, annealing tuaslagáin (do steels dhosmálta agus cóimhiotal alúmanaim), hardening deascadh, agus anáil faoisimh strus. Mar sin féin, is féidir beagnach gach cóireáil teasa eile a rianú siar go dtí éagsúlacht nó teaglaim de na cúig phríomhchatagóir a phléitear anseo.

Cad é an difríocht is mó idir annealing agus normalú?

An ráta fuaraithe. Úsáideann Annealing foirnéis mall fionnuar, a tháirgeann microstructure garbh agus bog. Úsáideann normalú fuarú aer, rud a ghineann grán níos míne agus neart níos airde. Maidir le cruach AISI 1045, d'fhéadfadh cruas annealaithe a bheith 160 HB, agus tá cruas normalaithe thart ar 185 HB - léim shuntasach le haghaidh machinability agus freagra cóireála teasa ina dhiaidh sin.

An féidir leat éirí as gan magadh?

Go teicniúil tá, ach is annamh a bhíonn sé inmholta. De ghnáth bíonn fadú níos lú ná 2 faoin gcéad ag martensite martensite agus bíonn strusanna teanntachta iarmharacha arda ann. Gan faghartha, tá an chuid thar a bheith so-ghabhálach do scoilteadh faoi ualach nó fiú go spontáineach. Tá an teocht beagnach éigeantach maidir le comhpháirteanna ualachiompartha.

Cé chomh domhain is féidir le cás-chruachan dul isteach?

Braitheann doimhneacht an cháis ar an bpróiseas. Is féidir le carburizing doimhneacht cáis éifeachtach a tháirgeadh ó 0.2 milliméadar suas le 6 milliméadar i bhfiacla fearas trom. Is gnách go mbíonn doimhneacht níos éadomhain de 0.05 go 0.75 milliméadar ag baint le nítriú ach le cruas dromchla níos airde. Is féidir hardening ionduchtaithe a thiúnadh ó 1 milliméadar go dtí os cionn 10 milliméadar. Is é an strus teagmhála agus na lamháltais chaitheamh a bhfuiltear ag súil leo a shocraíonn an rogha.

Cé na miotail seachas cruach is féidir a chóireáil le teas?

Is minic a dhéantar cóimhiotal alúmanaim a réiteach le teaschóireáil agus aois (cruanú deascadh) chun láidreachtaí teanntachta os cionn 500 megapascal a bhaint amach. Déantar cóimhiotail tíotáiniam a anáil agus cóireáiltear le tuaslagán chun airíonna creep agus tuirse a bharrfheabhsú. Tá cóimhiotail chopair annealed chun insínteacht a athbhunú tar éis fuar oibre. Faigheann fiú roinnt sár-chóimhiotail nicil-bhunaithe cóireálacha teasa casta ilchéime. Baineann na cúig phróiseas a thuairiscítear anseo go príomha le cóimhiotail neamhfheiriúla, ach leathnaíonn prionsabail an téimh agus an fhuaraithe rialaithe go forleathan.

Trí na cúig phróiseas cóireála teasa lárnacha seo a thuiscint, is féidir le hinnealtóirí agus dearthóirí cinntí eolasacha a dhéanamh maidir le feidhmíocht ábhartha agus seichimh déantúsaíochta. Tugann na sonraí agus na comparáidí sa treoir seo tagairt phraiticiúil d’fheidhmchláir fhíorshaoil.