Jūsų išmaniojo telefono rėmas, greitojo{0}}traukinio ratai ir net erdvėlaivio variklio komponentai,-kodėl jie tokie tvirti, tvirti ir patvarūs daugelį metų? Paslaptis slypi neregėtame procese: terminiame apdorojime. Jis nekeičia formos, o prisotina medžiagą „siela“.
Tai galima laikyti šiuolaikinės pramonės „alchemija“.
I. Kas yra terminis apdorojimas? Kodėl tai laikoma „vidine jėga“?
Įsivaizduokite plieno gabalą kaip armiją. Mikrostruktūra po liejimo ir kalimo gali būti chaotiška ir netvarkinga, kaip neapmokytų karių grupė. Terminis apdorojimas, naudojant tikslų „kaitinimo-laikymo{-aušinimo“ procesą, pertvarko šios armijos formavimąsi (mikrostruktūrą), taip išlaisvindamas jai būdingą potencialą.
Jo esmė slypi: nekeičiant ruošinio formos ir cheminės sudėties, jis gali visiškai pakeisti jo mechanines savybes, tokias kaip kietumas, stiprumas, kietumas ir atsparumas dilimui. Tai tarsi tam pačiam asmeniui skirtinga specializuota treniruotė, paverčiant jį sprinteriu arba ištvermės ekspertu.
II. Keturi "ugnies" procesai plienui stiprinti: atkaitinimas, normalizavimas, gesinimas ir grūdinimas
Tai yra keturi pagrindiniai pagrindiniai viso terminio apdorojimo procesai, vadinami „Keturiais gaisrais“.
1. Atkaitinimas: medžiagos atpalaidavimas
Procedūra: Kaitinkite iki tinkamos aukštos temperatūros ir po to lėtai atvėsinkite.
Tikslas: pašalinti vidinį įtempį, sumažinti kietumą, pagerinti plastiškumą ir palengvinti tolesnį apdorojimą. Tai tarsi visapusiškas masažas ir poilsis įsitempusiam kūnui, paruošimas kitai didelio intensyvumo{1}} treniruotei (pvz., apdirbimui ar gesinimui).
Gamyboje: tai pirmas žingsnis prieš apdirbant daugelį dalių, ypač liejinius ir kaltinius, kurie turi būti atkaitinti, kad „atsilaisvintų“.
Kokia yra specifinė atkaitinimo krosnies darbo eiga? Įvadas į atkaitinimo krosnis_Bododo
2. Normalizavimas: Mikrostruktūros homogenizavimas
Procedūra: Šildymas ir natūralus vėsinimas oru.
Poveikis: panašus į atkaitinimą, tačiau aušinimas yra šiek tiek greitesnis, todėl gaunama smulkesnė mikrostruktūra ir šiek tiek didesnis stiprumas bei kietumas nei atkaitintų dalių.
Paskirtis: dažniausiai naudojamas mažo{0}}anglies plieno apdirbamumui pagerinti arba kaip galutiniam dalių, kurioms taikomi žemi našumo reikalavimai, apdorojimas. Tai ekonomiškas ir efektyvus „standartizuotas“ procesas.
Normalizavimas, atkaitinimas, grūdinimas ir grūdinimas: ar žinote, kas yra šie keturi terminio apdorojimo procesai? - Žihu
3. Gesinimas: medžiagoms suteikiamas „plieninis korpusas“
Procedūra: po kaitinimo greitai atvėsinkite tokioje terpėje kaip vanduo arba aliejus.
Pagrindiniai rezultatai: martensitinės struktūros gavimas, žymiai padidinantis kietumą ir stiprumą. Tai pats svarbiausias plieno grūdinimo žingsnis.
Tačiau šalutinis poveikis: po gesinimo medžiaga tampa trapi, patiria didžiulį vidinį įtempimą, kaip visiškai ištrauktas lankas, todėl ji gali lūžti, jei naudojama tiesiogiai.
Dešimt gesinimo būdų terminio apdorojimo procesuose, kiek žinote? - OFweek pramonės valdymo tinklas
4. Grūdinimas: „privaloma{1}}padaryti“ po gesinimo
Procedūra: Grūdinto ruošinio kaitinimas iki žemesnės temperatūros (150-650 laipsnių), palaikymas tokioje temperatūroje ir atvėsinimas.
Tikslas: pašalinti trapumą ir vidinį įtampą, sureguliuoti bendrą našumą. Neapdorotos dalys yra pavojingos medžiagos. Grūdinant skirtingomis temperatūromis, galima rasti optimalų kietumo, stiprumo ir kietumo balansą.
Svarbus derinys: grūdinimas + aukšta{1}}temperatūra=grūdinimas. Tai klasikinis būdas gauti puikias visapusiškas mechanines savybes (ir stiprias, ir kietas), plačiai naudojamas kritinėse dalyse, pavyzdžiui, velenai ir krumpliaračiai.
Koks grūdinimo tikslas? Kokie yra dažniausiai naudojami grūdinimo būdai? Kokia jų mikrostruktūra ir veikimo charakteristikos? - Baidu patirtis
Paprasta mnemonika: atkaitinimas dėl minkštumo, normalizavimas dėl vienodumo, grūdinimas dėl kietumo, grūdinimas dėl kietumo.
III. Daugiau nei „Keturi gaisrai“: paviršiaus ir cheminis terminis apdorojimas
Daugeliui dalių mums reikia tik kieto ir{0}}dėvėjimui atsparaus paviršiaus sluoksnio, išlaikant vidinį tvirtumą. Tam reikia sudėtingesnių procesų.
Paviršiaus terminis apdorojimas: pvz., indukcinis grūdinimas, naudojant aukšto{0}}dažnio srovę, kad detalės paviršius akimirksniu įkaitintų, o po to greitai atvėstų, tik „sugrūdinamas“ paviršinis sluoksnis. Dažniausiai naudojamas krumpliaračio dantų paviršiams ir kakliams.
Cheminis terminis apdorojimas: Kaitinant dalis tam tikroje terpėje, tokie elementai kaip anglis ir azotas gali prasiskverbti į paviršių ir pakeisti jų cheminę sudėtį.
Karbiuravimas: pridedant anglies į mažai anglies išskiriančio plieno{0}}paviršių, paviršius tampa kietas, atsparus dilimui- ir geras šerdies tvirtumas po grūdinimo. Tai yra pagrindinė automobilių pavarų technologija.
Azotavimas: ant paviršiaus sudaromas didelio-kietumo, labai atsparus nusidėvėjimui-ir korozijai-atsparus nitrido sluoksnis su minimalia deformacija. Pagrindinis procesas, skirtas tiksliųjų staklių velenams ir{4}}aviacinių variklių dalims.
Didelio{0}}tvirtumo pavaros karbiuravimo, gesinimo ir grūdinimo terminio apdorojimo procesas - Danyang Electric Furnace Factory Co., Ltd.
IV. Terminis apdorojimas ir pažangi gamyba: tikslumo kertinis akmuo
Aukštos kokybės{0}}gamyboje terminis apdorojimas nebėra „neapdorotas ir paruoštas“ procesas, o veikiau „mikroskopinė operacija“, siekiant tikslumo, skaitmeninimo ir valdomumo.
Oro erdvė: variklio turbinos diskai yra apdorojami vakuuminiu būdu, kad būtų išvengta oksidacijos, tiksliai kontroliuojamas grūdelių dydis ir užtikrinamas veikimas bei eksploatavimo trukmė esant ekstremalioms temperatūroms.
Naujos energetinės transporto priemonės: didelio našumo{0}}varomųjų variklių silicio plieno lakštai yra specialiai atkaitinami, siekiant sumažinti geležies nuostolius ir tiesiogiai pagerinti variklio efektyvumą ir veikimo diapazoną.
Tikslieji medicinos prietaisai: chirurginiai skalpeliai ir ortopediniai implantai užtikrina puikų biologinį suderinamumą ir atsparumą dilimui dėl specialaus paviršiaus apdorojimo ir žemos{0}}temperatūrinės plazmos azotinimo.
Puslaidininkių ir lustų gamyba: tikslūs kreiptuvai ir etapai įrangoje, pvz., litografijos aparatuose, siekiant nanometro{0}}lygio matmenų stabilumo, labai priklauso nuo kriogeninio streso mažinimo ir tikslaus senėjimo apdorojimo.
Galima sakyti, kad be pažangių terminio apdorojimo procesų patikima pažangi gamyba neįmanoma. Tai padaugina įprastų medžiagų vertę ir leidžia pagerinti pagrindinių komponentų našumą.
V. Pamąstymas: ar neįvertinome „tradicinių procesų“ vertės?
Siekiant pažangiausių technologijų, pvz., 3D spausdinimo, dirbtinio intelekto ir naujų medžiagų, pagrindiniai procesai, tokie kaip terminis apdorojimas, gali atrodyti „tradiciniai“. Tačiau būtent šios kruopščiai išgrynintos „vidinės stiprybės“ sudaro tvirčiausią aukščiausios klasės-gamybos pagrindą. Medžiagos apibrėžia dizaino ribas, o terminis apdorojimas – medžiagų eksploatacinių savybių ribas.
