Η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας μετάλλων που αλλάζει τις μηχανικές ιδιότητες της επιφάνειας με θέρμανση και ψύξη της επιφάνειας των χαλύβδινων εξαρτημάτων. Η επιφανειακή σβέση είναι το κύριο περιεχόμενο της θερμικής επεξεργασίας επιφανειών. Σκοπός του είναι να αποκτήσει ένα επιφανειακό στρώμα υψηλής σκληρότητας και μια ευνοϊκή εσωτερική κατανομή τάσεων για τη βελτίωση της αντοχής στη φθορά και την αντοχή στην κόπωση του τεμαχίου εργασίας.
Ενισχυμένη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας μετάλλων στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Χρησιμοποιείται ευρέως σε μέρη που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά, αντοχή στην κόπωση και μεγάλο φορτίο κρούσης στην επιφάνεια, αλλά έχουν επίσης καλή πλαστικότητα και σκληρότητα στο σύνολό τους, όπως στροφαλοφόροι άξονες, εκκεντροφόροι, γρανάζια μετάδοσης κίνησης κ.λπ. Η θερμική επεξεργασία επιφάνειας χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: επιφανειακή σβέση και χημική θερμική επεξεργασία.
πνιγμός 2022/8/12 8:34:44
Επιφανειακή σκλήρυνση
Το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται γρήγορα μέσω διαφορετικών πηγών θερμότητας και ψύχεται γρήγορα όταν η θερμοκρασία της επιφάνειας του εξαρτήματος φτάσει πάνω από το κρίσιμο σημείο (αυτή τη στιγμή, η θερμοκρασία καρδιάς του τεμαχίου είναι κάτω από το κρίσιμο σημείο), έτσι ώστε η επιφάνεια του το τεμάχιο εργασίας σκληραίνει και η καρδιά παραμένει ο αρχικός ιστός. Για να θερμανθεί μόνο η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, απαιτείται η χρησιμοποιούμενη πηγή θερμότητας να έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους θέρμανσης, η σβέση επιφάνειας μπορεί να χωριστεί σε επαγωγική θέρμανση (υψηλής συχνότητας, ενδιάμεσης συχνότητας, συχνότητας ισχύος), σβήσιμο επιφάνειας, σβήσιμο επιφανειών θέρμανσης με φλόγα, σβήσιμο επιφάνειας θέρμανσης με ηλεκτρική επαφή, σβήσιμο επιφάνειας θέρμανσης ηλεκτρολυτών, σβήσιμο επιφάνειας θέρμανσης με λέιζερ, ηλεκτρόνια σβέση επιφάνειας δοκού κ.λπ. Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη βιομηχανική θέρμανση επαγωγής και σβήσιμο επιφανειών θέρμανσης με φλόγα.
Χημική θερμική επεξεργασία
Το κατεργαζόμενο τεμάχιο θερμαίνεται και μονώνεται σε ένα μέσο που περιέχει ενεργά στοιχεία, έτσι ώστε τα ενεργά άτομα του μέσου να διεισδύουν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας ή να σχηματίζουν μια επικάλυψη μιας ένωσης για αλλαγή του ιστού και της χημικής σύνθεσης του επιφανειακού στρώματος, έτσι ώστε η επιφάνεια του εξαρτήματος έχει ειδικές μηχανικές ή φυσικές και χημικές ιδιότητες. Απαιτούνται συνήθως άλλες κατάλληλες θερμικές επεξεργασίες πριν και μετά τη χημική διείσδυση προκειμένου να μεγιστοποιηθεί το δυναμικό του στρώματος διήθησης και να επιτευχθεί η καλύτερη εφαρμογή μεταξύ του κέντρου του τεμαχίου εργασίας και της επιφάνειας όσον αφορά τη δομή, την απόδοση κ.λπ. Ανάλογα με τη διαφορετική διείσδυση στοιχεία, η χημική θερμική επεξεργασία μπορεί να χωριστεί σε ενανθράκωση, νιτρίωση, βορωνίωση, σιλικονοποίηση, θείωση, αλουμίνιση, χρωμίωση, ψευδάργυρο, συν-διήθηση με νιτρίωση άνθρακα, συν-όσμωση αλουμινίου-χρωμίου κ.λπ.
Αντοχή επαφής σβήσιμο θέρμανσης
Η τάση μικρότερη από 5 βολτ προστίθεται στο τεμάχιο εργασίας μέσω του ηλεκτροδίου, ένα μεγάλο ρεύμα ρέει μέσω της επαφής μεταξύ του ηλεκτροδίου και του τεμαχίου εργασίας και δημιουργείται μεγάλη αντίσταση στη θερμότητα, έτσι ώστε η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας να θερμαίνεται σε τη θερμοκρασία σβέσης και στη συνέχεια αφαιρείται το ηλεκτρόδιο. Η θερμότητα μεταφέρεται στο τεμάχιο εργασίας και η επιφάνεια ψύχεται γρήγορα, πράγμα που επιτυγχάνει τον σκοπό της απόσβεσης. Όταν έχουμε να κάνουμε με μεγάλα τεμάχια εργασίας, το ηλεκτρόδιο συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός και το τμήμα που μένει πίσω σκληραίνει συνεχώς.
πνιγμός 2022/8/12 8:35:07
Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι ότι ο εξοπλισμός είναι απλός, εύκολος στη λειτουργία, εύκολος στην αυτοματοποίηση, η παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας είναι ελάχιστη και δεν υπάρχει ανάγκη για σκλήρυνση, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή στη φθορά και την αντοχή στην τριβή του τεμαχίου εργασίας. αλλά το στρώμα σκλήρυνσης είναι λεπτό ({{0}}.15 έως 0,35 mm). Η ομοιομορφία της μικροδομής και της σκληρότητας είναι κακή. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον στην επιφανειακή σβέση σιδηροτροχιών εργαλειομηχανών από χυτοσίδηρο και το εύρος εφαρμογής της δεν είναι ευρύ.
Ηλεκτρολυτική θέρμανση και σβέση
Το τεμάχιο εργασίας τοποθετείται στον ηλεκτρολύτη υδατικού διαλύματος οξέος, αλκαλίου ή αλατιού, το τεμάχιο εργασίας συνδέεται με την κάθοδο και το ηλεκτρολυτικό στοιχείο συνδέεται με την άνοδο. Αφού συνδεθεί το DC, ο ηλεκτρολύτης ηλεκτρολύεται, απελευθερώνεται οξυγόνο στην άνοδο και υδρογόνο απελευθερώνεται στο τεμάχιο εργασίας. Το υδρογόνο σχηματίζει ένα φιλμ αερίου γύρω από το τεμάχιο εργασίας, γίνεται αντίσταση και παράγει θερμότητα. Η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας θερμαίνεται γρήγορα στη θερμοκρασία σβέσης και στη συνέχεια διακόπτεται η τροφοδοσία. Το φιλμ αερίου εξαφανίζεται αμέσως. Ο ηλεκτρολύτης γίνεται μέσο σβέσης, έτσι ώστε η επιφάνεια του τεμαχίου να ψύχεται και να σκληραίνει γρήγορα. Ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται συνήθως είναι ένα υδατικό διάλυμα που περιέχει 5-18 τοις εκατό ανθρακικό νάτριο. Η μέθοδος ηλεκτρολυτικής θέρμανσης είναι απλή, ο χρόνος επεξεργασίας είναι σύντομος, ο χρόνος θέρμανσης είναι μόνο 5-10, η παραγωγικότητα είναι υψηλή και η παραμόρφωση σβέσης είναι μικρή. Είναι κατάλληλο για τη μαζική παραγωγή μικρών ανταλλακτικών. Έχει χρησιμοποιηθεί για το σβήσιμο της επιφάνειας στο άκρο του στελέχους εξάτμισης του κινητήρα.
Θερμική επεξεργασία με λέιζερ
Η εφαρμογή του λέιζερ στη θερμική επεξεργασία ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 1970, και στη συνέχεια εισήλθε στο στάδιο εφαρμογής της παραγωγής από το στάδιο της εργαστηριακής έρευνας. Όταν ένα εστιασμένο λέιζερ με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα (10W/cm) λάμπει στη μεταλλική επιφάνεια, η μεταλλική επιφάνεια ανεβαίνει στη θερμοκρασία σβέσης σε λίγα τοις εκατό ή ακόμα και σε λίγα δευτερόλεπτα. Επειδή το σημείο ακτινοβολίας θερμαίνεται πολύ γρήγορα και η θερμότητα δεν έχει χρόνο να φτάσει στα γύρω μέταλλα, όταν η ακτινοβολία λέιζερ σταματήσει, το μέταλλο γύρω από το σημείο ακτινοβολίας λειτουργεί ως μέσο σβέσης και απορροφά μεγάλη ποσότητα θερμότητας, έτσι ώστε η Το σημείο ακτινοβολίας ψύχεται γρήγορα και αποκτά έναν πολύ λεπτό ιστό, ο οποίος έχει υψηλές μηχανικές ιδιότητες. Εάν η θερμοκρασία θέρμανσης είναι αρκετά υψηλή για να λιώσει η μεταλλική επιφάνεια, μπορεί να δημιουργηθεί μια λεία επιφάνεια μετά την ψύξη, η οποία ονομάζεται επικάλυψη.
πνιγμός 2022/8/12 8:35:33
Η θέρμανση με λέιζερ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τοπικό κράμα, δηλαδή επικάλυψη με ένα στρώμα μετάλλου ανθεκτικό στη φθορά ή ανθεκτικό στη θερμότητα στα μέρη του τεμαχίου εργασίας που φοριούνται εύκολα ή πρέπει να είναι ανθεκτικά στη θερμότητα ή επικαλυμμένα με επίστρωση που περιέχει μέταλλα ανθεκτικά στη φθορά ή ανθεκτικά στη θερμότητα και στη συνέχεια λιώνουν γρήγορα με ακτινοβολία λέιζερ για να σχηματίσουν ένα στρώμα κράματος ανθεκτικό στη φθορά ή ανθεκτικό στη θερμότητα. Τοποθετήστε ένα στρώμα χρωμίου στα μέρη που χρειάζονται αντοχή στη θερμότητα και στη συνέχεια λιώστε το γρήγορα με ένα λέιζερ για να σχηματιστεί μια σκληρή επιφάνεια που περιέχει χρώμιο ανθεκτική στη θερμότητα, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής και τη θερμική αντίσταση του τεμαχίου εργασίας.
Θερμική επεξεργασία με δέσμη ηλεκτρονίων
Η έρευνα και η εφαρμογή ξεκίνησαν ήδη από το 1970. Στις πρώτες μέρες, χρησιμοποιήθηκε για συνεχή ανόπτηση λεπτών χαλύβδινων λωρίδων και συρμάτων από χάλυβα, με ενεργειακή πυκνότητα έως και 10W/cm. Εκτός από το ότι η επιφανειακή απόσβεση της δέσμης ηλεκτρονίων πρέπει να πραγματοποιείται υπό κενό, άλλα χαρακτηριστικά είναι ίδια με τα λέιζερ. Όταν η δέσμη ηλεκτρονίων βομβαρδίζει τη μεταλλική επιφάνεια, το σημείο βομβαρδισμού θερμαίνεται γρήγορα. Το βάθος της δέσμης ηλεκτρονίων που διεισδύει στο υλικό εξαρτάται από την τάση επιτάχυνσης και την πυκνότητα του υλικού. Για παράδειγμα, το θεωρητικό βάθος διείσδυσης μιας δέσμης ηλεκτρονίων 150 kW στην επιφάνεια του σιδήρου είναι περίπου 0,076 mm. στην επιφάνεια αλουμινίου, μπορεί να φτάσει τα 0,16 χλστ.
Η δέσμη ηλεκτρονίων βομβάρδισε την επιφάνεια σε σύντομο χρονικό διάστημα και η θερμοκρασία της επιφάνειας αυξήθηκε γρήγορα, ενώ η μήτρα παρέμεινε κρύα. Όταν η δέσμη ηλεκτρονίων σταματήσει να βομβαρδίζει, η θερμότητα μεταδίδεται γρήγορα στο κρύο μέταλλο της μήτρας, έτσι ώστε η θερμαντική επιφάνεια να αυτοσβήνει. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί αποτελεσματικά η "αυτοψύξη σβέσης", θα πρέπει να διατηρείται τουλάχιστον 5:1 μεταξύ του όγκου ολόκληρου του τεμαχίου εργασίας και του όγκου της σβησμένης επιφάνειας. Η θερμοκρασία της επιφάνειας και το βάθος σβέσης σχετίζονται επίσης με το χρόνο βομβαρδισμού. Η ταχύτητα θέρμανσης της θερμικής επεξεργασίας με δέσμη ηλεκτρονίων είναι γρήγορη και ο χρόνος ωστενίωσης είναι μόνο λίγα δευτερόλεπτα ή λιγότερο, έτσι οι κόκκοι στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας είναι πολύ λεπτοί, η σκληρότητα είναι υψηλότερη από τη συνηθισμένη θερμική επεξεργασία και έχει καλή μηχανική ιδιότητες.
