Δύο διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας μετάλλων

Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας μετάλλου περιλαμβάνει γενικά τρεις διαδικασίες: θέρμανση, μόνωση και ψύξη. Μερικές φορές υπάρχουν μόνο δύο διαδικασίες: θέρμανση και ψύξη. Αυτές οι διαδικασίες είναι αλληλένδετες και δεν μπορούν να διακοπούν.

1. Θέρμανση

Η θέρμανση είναι μια από τις σημαντικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι θέρμανσης για τη θερμική επεξεργασία μετάλλων. Η πρώτη ήταν η χρήση ξυλάνθρακα και γαιάνθρακα ως πηγή θερμότητας και στη συνέχεια η χρήση υγρών και αερίων καυσίμων. Η εφαρμογή ηλεκτρικής ενέργειας καθιστά εύκολο τον έλεγχο της θέρμανσης και δεν προκαλεί περιβαλλοντική ρύπανση. Αυτές οι πηγές θερμότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άμεση θέρμανση ή έμμεση θέρμανση μέσω τηγμένου αλατιού ή μετάλλου ή ακόμα και αιωρούμενων σωματιδίων.

Όταν το μέταλλο θερμαίνεται, το τεμάχιο εργασίας εκτίθεται στον αέρα και συχνά συμβαίνουν οξείδωση και αποανθράκωση (δηλαδή, μειώνεται η περιεκτικότητα σε άνθρακα στην επιφάνεια του χαλύβδινου εξαρτήματος), κάτι που έχει πολύ αρνητικό αντίκτυπο στις επιφανειακές ιδιότητες των εξαρτημάτων μετά τη θερμική επεξεργασία. Επομένως, τα μέταλλα θα πρέπει συνήθως να θερμαίνονται σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα ή προστατευτική ατμόσφαιρα, σε τηγμένο αλάτι και σε κενό. Η προστατευτική θέρμανση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με μεθόδους επικάλυψης ή συσκευασίας.

Η θερμοκρασία θέρμανσης είναι μία από τις σημαντικές παραμέτρους της θερμικής επεξεργασίας. Η επιλογή και ο έλεγχος της θερμοκρασίας θέρμανσης είναι το κύριο ζήτημα για τη διασφάλιση της ποιότητας της θερμικής επεξεργασίας. Η θερμοκρασία θέρμανσης ποικίλλει ανάλογα με το μεταλλικό υλικό που υποβάλλεται σε επεξεργασία και τον σκοπό της θερμικής επεξεργασίας, αλλά γενικά θερμαίνεται πάνω από μια ορισμένη χαρακτηριστική θερμοκρασία μετασχηματισμού για να επιτευχθεί μια δομή υψηλής θερμοκρασίας. Επιπλέον, ο μετασχηματισμός απαιτεί ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Επομένως, όταν η επιφάνεια του μεταλλικού τεμαχίου φτάσει στην απαιτούμενη θερμοκρασία θέρμανσης, πρέπει να διατηρηθεί σε αυτήν τη θερμοκρασία για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα για να καταστούν οι εσωτερικές και εξωτερικές θερμοκρασίες σταθερές και ο μετασχηματισμός της μικροδομής να ολοκληρωθεί. Αυτό το χρονικό διάστημα ονομάζεται χρόνος συγκράτησης. Όταν χρησιμοποιείται θέρμανση υψηλής ενεργειακής πυκνότητας και επιφανειακή θερμική επεξεργασία, η ταχύτητα θέρμανσης είναι εξαιρετικά γρήγορη και γενικά δεν υπάρχει χρόνος συγκράτησης, ενώ ο χρόνος συγκράτησης για χημική θερμική επεξεργασία είναι συχνά μεγαλύτερος.

2.Ψύξη

Η ψύξη είναι επίσης ένα απαραίτητο βήμα στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Οι μέθοδοι ψύξης ποικίλλουν ανάλογα με τη διαδικασία, ελέγχοντας κυρίως τον ρυθμό ψύξης. Γενικά, η ανόπτηση έχει τον πιο αργό ρυθμό ψύξης, η ομαλοποίηση έχει ταχύτερο ρυθμό ψύξης και η βαφή έχει ταχύτερο ρυθμό ψύξης. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικές απαιτήσεις λόγω των διαφορετικών τύπων χάλυβα. Για παράδειγμα, ο χάλυβας που έχει σκληρυνθεί με αέρα μπορεί να σκληρυνθεί με τον ίδιο ρυθμό ψύξης με την ομαλοποίηση.