Proces termičke obrade metala koji mijenja mehanička svojstva površine zagrijavanjem i hlađenjem površine čeličnih dijelova. Površinsko kaljenje je glavni sadržaj površinske termičke obrade. Njegova svrha je postizanje površinskog sloja visoke tvrdoće i povoljne unutarnje raspodjele naprezanja kako bi se poboljšala otpornost na habanje i zamor radnog komada.
Ojačani proces toplinske obrade metala na površini obratka. Široko se koristi u dijelovima koji zahtijevaju visoku otpornost na habanje, otpornost na zamor i veliko udarno opterećenje na površinu, ali također imaju dobru plastičnost i žilavost u cjelini, kao što su radilice, bregaste osovine, prijenosnici itd. dvije kategorije: površinsko kaljenje i hemijska termička obrada.
utapanje 2022/8/12 8:34:44
Površinsko očvršćavanje
Radni komad se brzo zagreva kroz različite izvore toplote, a brzo se hladi kada temperatura površine dela dostigne kritičnu tačku (u ovom trenutku je temperatura srca obratka ispod kritične tačke), tako da površina radni komad je otvrdnut i srce ostaje originalno tkivo. Da bi se zagrijala samo površina obratka, izvor topline koji se koristi mora imati visoku gustoću energije. Prema različitim metodama grijanja, površinsko gašenje se može podijeliti na indukcijsko grijanje (visoka frekvencija, međufrekvencija, frekvencija snage), površinsko gašenje, površinsko gašenje plamenom, gašenje grijaće površine električnim kontaktom, gašenje površine grijanja elektrolitom, gašenje površine za grijanje laserom, gašenje elektrona površinsko gašenje greda, itd. Najrasprostranjenije industrijsko indukcijsko grijanje i površinsko gašenje plamenom.
Hemijska termička obrada
Radni predmet se zagrijava i izolira u mediju koji sadrži aktivne elemente, tako da aktivni atomi u mediju prodiru u površinu obratka ili formiraju premaz jedinjenja koji mijenja tkivni i hemijski sastav površinskog sloja, tako da površina dijela ima posebna mehanička ili fizičko-hemijska svojstva. Drugi odgovarajući toplinski tretmani obično su potrebni prije i nakon kemijskog prožimanja kako bi se maksimizirao potencijal infiltracionog sloja i postiglo najbolje pristajanje između središta obratka i površine u smislu strukture, performansi itd. Prema različitim infiltracijama elemenata, hemijska termička obrada se može podijeliti na karburizaciju, nitriranje, boroniziranje, silikonizaciju, sumporiranje, aluminiziranje, hromiranje, cinkovanje, ko-procjeđivanje ugljikom-nitriranjem, koosmozu aluminijum-hrom, itd.
Gašenje kontaktnog otpora pri zagrevanju
Radnom predmetu se kroz elektrodu dodaje napon manji od 5 volti, kroz kontakt između elektrode i obratka teče velika struja i stvara se velika količina toplotnog otpora, tako da se površina obratka zagrijava do temperaturu gašenja, a zatim se elektroda uklanja. Toplota se prenosi na radni predmet i površina se brzo hladi, čime se postiže kaljenje. Kada se radi o dugim radnim komadima, elektroda se kreće naprijed, a dio koji je zaostao se stalno stvrdnjava.
utapanje 2022/8/12 8:35:07
Prednosti ove metode su u tome što je oprema jednostavna, laka za rukovanje, laka za automatizaciju, izobličenje obratka je minimalno i nema potrebe za kaljenjem, što može značajno poboljšati otpornost na habanje i habanje radnog komada, ali sloj za stvrdnjavanje je tanak ({{0}}.15 do 0,35 mm). Ujednačenost mikrostrukture i tvrdoće je loša. Ova metoda se najviše koristi u površinskom kaljenju tračnica alatnih strojeva od lijevanog željeza, a područje primjene nije široko.
Elektrolitičko grijanje i gašenje
Radni predmet se stavlja u elektrolit kiselog, alkalnog ili vodenog rastvora soli, radni komad je spojen na katodu, a elektrolitička ćelija je povezana sa anodom. Nakon što je DC spojen, elektrolit se elektrolizira, kisik se oslobađa na anodi, a vodik se oslobađa na radnom komadu. Vodik formira plinski film oko radnog predmeta, postaje otpornik i stvara toplinu. Površina obratka se brzo zagrijava do temperature kaljenja, a zatim se struja prekida. Gasni film odmah nestaje. Elektrolit postaje medij za gašenje, tako da se površina obratka brzo hladi i stvrdnjava. Obično korišteni elektrolit je vodena otopina koja sadrži 5-18 posto natrijum karbonata. Metoda elektrolitičkog grijanja je jednostavna, vrijeme tretmana je kratko, vrijeme zagrijavanja je samo 5-10s, produktivnost je visoka, a distorzija gašenja je mala. Pogodan je za masovnu proizvodnju malih dijelova. Korišćen je za površinsko gašenje na kraju izduvnog stuba motora.
Termička obrada laserom
Primena lasera u termičkoj obradi počela je početkom 1970-ih, a zatim je iz faze laboratorijskih istraživanja ušla u fazu proizvodne primene. Kada fokusirani laser visoke gustoće energije (10W/cm) sija na metalnu površinu, metalna površina se podiže do temperature gašenja za nekoliko postotaka ili čak nekoliko sekundi. Budući da se tačka zračenja vrlo brzo zagreva i toplota nema vremena da stigne do okolnih metala, kada se lasersko zračenje zaustavi, metal oko tačke zračenja deluje kao medij za gašenje i apsorbuje veliku količinu toplote, tako da tačka zračenja se brzo hladi i dobija se veoma fino tkivo, koje ima visoka mehanička svojstva. Ako je temperatura zagrijavanja dovoljno visoka da se metalna površina otopi, nakon hlađenja može se dobiti glatka površina, što se naziva glaminiranjem.
utapanje 2022/8/12 8:35:33
Lasersko grijanje se može koristiti i za lokalno legiranje, odnosno premazivanje slojem metala otpornog na habanje ili toplinu na dijelove izratka koji se lako nose ili trebaju biti otporni na toplinu, ili premazati premazom. koji sadrže metale otporne na habanje ili toplinu, a zatim se brzo rastapaju laserskim zračenjem kako bi se formirao sloj legure otporan na habanje ili toplinu. Nanesite sloj hroma na dijelove kojima je potrebna otpornost na toplinu, a zatim ga brzo istopite laserom kako biste formirali površinu otpornu na tvrdu temperaturu koja sadrži krom, što može uvelike poboljšati vijek trajanja i otpornost na toplinu radnog komada.
Termička obrada elektronskim snopom
Istraživanje i primjena započeli su još 1970. U ranim danima koristio se za kontinuirano žarenje tankih čeličnih traka i čeličnih žica, gustoće energije do 10W/cm. Osim što bi površinsko gašenje elektronskog snopa trebalo da se vrši u vakuumu, ostale karakteristike su iste kao kod lasera. Kada elektronski snop bombarduje metalnu površinu, tačka bombardovanja se brzo zagreva. Dubina elektronskog snopa koji prodire u materijal zavisi od napona ubrzanja i gustine materijala. Na primjer, teoretska dubina prodiranja snopa elektrona od 150 kW na površini željeza je oko 0,076 mm; na aluminijskoj površini može doseći 0,16 mm.
Elektronski snop je za kratko vreme bombardovao površinu, a temperatura površine je brzo rasla, dok je matrica ostala hladna. Kada elektronski snop prestane da bombarduje, toplota se brzo prenosi na metal hladnog matriksa, tako da se grejna površina samogasi. Da bi se efikasno izvršilo "samohlađeno kaljenje", treba održavati najmanje 5:1 između zapremine celog radnog komada i zapremine kaljene površine. Temperatura površine i dubina gašenja su također povezani s vremenom bombardiranja. Brzina zagrijavanja toplinske obrade elektronskim snopom je velika, a vrijeme austenitizacije je samo nekoliko sekundi ili manje, tako da su zrna na površini obratka vrlo fina, tvrdoća je veća od uobičajene toplinske obrade i ima dobru mehaničku obradu. svojstva.
