Sammendrag av grunnleggende kunnskap om metallvarmebehandling

Metallvarmebehandling er en av de viktige prosessene i mekanisk produksjon. Sammenlignet med andre prosesseringsprosesser, endrer varmebehandling generelt ikke formen og den generelle kjemiske sammensetningen til stålproduktet, men endrer mikrostrukturen inne i gjenstanden eller endrer den kjemiske sammensetningen av overflaten, og dermed gir eller forbedrer ytelsen til produktet. Hensikten med metallvarmebehandling er å forbedre metallets iboende kvalitet slik at det har de nødvendige mekaniske egenskaper, fysiske egenskaper og kjemiske egenskaper. I tillegg til rimelig utvalg av materialer og ulike formingsprosesser, er varmebehandlingsprosesser ofte avgjørende. Stål er det mest brukte materialet i mekanisk industri. Mikrostrukturen til stål er kompleks og kan kontrolleres gjennom varmebehandling. Derfor er varmebehandling av stål hovedinnholdet i metallvarmebehandling.

Varmebehandlingsprosess

Varmebehandlingsprosessen inkluderer generelt tre prosesser: oppvarming, isolasjon og kjøling. Noen ganger er det bare to prosesser: oppvarming og avkjøling. Disse prosessene henger sammen og kan ikke avbrytes. Oppvarming er en av de viktige prosessene for varmebehandling. Det finnes mange oppvarmingsmetoder for metallvarmebehandling. Kull og kull ble først brukt som varmekilder, og flytende og gassformig brensel ble nylig brukt. Bruken av elektrisitet gjør oppvarmingen enkel å kontrollere og har ingen miljøforurensning. Disse varmekildene kan brukes til direkte oppvarming, eller indirekte oppvarming gjennom smeltet salt eller metall, eller til og med flytende partikler.

Oppvarmingstemperatur er en av de viktige prosessparametrene i varmebehandlingsprosessen. Valg og kontroll av varmetemperaturen er hovedproblemene for å sikre kvaliteten på varmebehandlingen. Oppvarmingstemperaturen varierer avhengig av metallmaterialet som behandles og formålet med varmebehandlingen, men det varmes vanligvis opp til over fasetransformasjonstemperaturen for å oppnå en høytemperaturstruktur. I tillegg krever transformasjonen en viss tid. Derfor, når overflaten av metallet når den nødvendige oppvarmingstemperaturen, må den holdes ved denne temperaturen i en viss tidsperiode for å gjøre de indre og ytre temperaturene konsistente og mikrostrukturtransformasjonen skal være fullstendig. Denne tidsperioden kalles isolasjon. Ved bruk av oppvarming med høy energitetthet og overflatevarmebehandling er oppvarmingshastigheten høy og det er generelt ingen isolasjonstid, mens isolasjonstiden for kjemisk varmebehandling ofte er lengre.

Avkjøling er også et uunnværlig trinn i varmebehandlingsprosessen. Kjølemetodene varierer avhengig av prosessen, og kontrollerer hovedsakelig kjølehastigheten. Generelt har gløding den laveste kjølehastigheten, normalisering har en raskere kjølehastighet, og bråkjøling har en raskere kjølehastighet enn normalisering. Men det er også ulike krav på grunn av ulike ståltyper.

Overflate varmebehandling er en metallvarmebehandlingsprosess som bare varmer opp overflatelaget til metallet for å endre de mekaniske egenskapene til overflatelaget. For å kun varme overflaten av metallet uten å overføre for mye varme inn i metallets indre, må varmekilden som brukes ha høy energitetthet, det vil si at det gis en stor mengde varmeenergi til metallet per arealenhet, slik at overflaten eller en del av metallet kan nå høye temperaturer på kort tid. De viktigste metodene for overflatevarmebehandling inkluderer flammeslukking og induksjonsvarmebehandling. Vanlige varmekilder inkluderer oksygenacetylen, oksygenpropan, indusert strøm, laser og elektronstråle.

Kjemisk varmebehandling er en metallvarmebehandlingsprosess som endrer den kjemiske sammensetningen, strukturen og egenskapene til metallets overflate. Kjemisk varmebehandling er å varme opp metallet i et medium (gass, væske, fast stoff) som inneholder karbon, saltmedium eller andre legeringselementer, og holde det varmt lenge, slik at metallets overflate kan trenge inn i grunnstoffer som karbon, nitrogen, bor og krom. Etter at elementene er infiltrert, utføres noen ganger andre varmebehandlingsprosesser som bråkjøling og temperering. De viktigste metodene for kjemisk varmebehandling inkluderer karburering, nitrering og metallisering.

Generelt sett er metallvarmebehandling en av de viktige prosessene i produksjonsprosessen av mekaniske deler og verktøy og former. Det kan sikre og forbedre ulike egenskaper til metallet, slik som slitestyrke, korrosjonsmotstand osv. På den annen side kan det også forbedre strukturen og spenningstilstanden til emnet for å lette ulike kald- og varmebehandlinger.