أهمية المعالجة الحرارية على قطع العمل المعدنية

من أجل توفير قطع العمل المعدنية بالخصائص الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية المطلوبة، بالإضافة إلى الاختيار الرشيد للمواد وعمليات التشكيل المختلفة، غالبًا ما تكون عمليات المعالجة الحرارية ضرورية. الصلب هو المادة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الصناعة الميكانيكية، وله بنية مجهرية معقدة يمكن التحكم فيها من خلال المعالجة الحرارية. ولذلك، فإن المعالجة الحرارية للصلب هي المحتوى الرئيسي للمعالجة الحرارية للمعادن.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للألمنيوم والنحاس والمغنيسيوم والتيتانيوم وسبائكها أيضًا تغيير خواصها الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية من خلال المعالجة الحرارية للحصول على خصائص أداء مختلفة.

لا تؤدي المعالجة الحرارية عمومًا إلى تغيير الشكل والتركيب الكيميائي العام لقطعة الشغل، بل تضفي عليها أو تحسن أدائها عن طريق تغيير البنية المجهرية داخل قطعة الشغل أو تغيير التركيب الكيميائي على سطح قطعة الشغل. وتتمثل خصائصه في تحسين الجودة الجوهرية لقطعة العمل، والتي لا تكون مرئية بالعين المجردة بشكل عام.

تتمثل وظيفة المعالجة الحرارية في تحسين الخواص الميكانيكية للمواد، والقضاء على الضغوط المتبقية، وتعزيز إمكانية تشغيل المعادن. وفقا للأغراض المختلفة للمعالجة الحرارية، يمكن تقسيم عمليات المعالجة الحرارية إلى فئتين: المعالجة الحرارية الأولية والمعالجة الحرارية النهائية.

1.الغرض من المعالجة الحرارية الأولية هو تحسين أداء المعالجة، والقضاء على الإجهاد الداخلي، وإعداد هيكل ميتالوغرافي جيد للمعالجة الحرارية النهائية. تتضمن عملية المعالجة الحرارية التلدين، والتطبيع، والشيخوخة، والتبريد، والتلطيف، وما إلى ذلك.

ل يتم استخدام الصلب والتطبيع للفراغات التي خضعت للمعالجة الحرارية. غالبًا ما يتم تلدين الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ التي تحتوي على نسبة كربون أكبر من 0.5% لتقليل صلابتها وتسهيل عملية القطع؛ تتم معالجة الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ التي تحتوي على نسبة كربون أقل من 0.5% بالتطبيع لتجنب التصاق الأداة أثناء القطع بسبب صلابتها المنخفضة. يمكن أن يؤدي التلدين والتطبيع إلى تحسين حجم الحبوب وتحقيق بنية مجهرية موحدة، والتحضير للمعالجة الحرارية في المستقبل. غالبًا ما يتم ترتيب التلدين والتطبيع بعد المعالجة الخشنة وقبل المعالجة الخشنة.

ل يستخدم العلاج بالوقت بشكل رئيسي للقضاء على الضغوط الداخلية المتولدة في التصنيع الفارغ والمعالجة الميكانيكية. لتجنب عبء عمل النقل المفرط، بالنسبة للأجزاء ذات الدقة العامة، يمكن ترتيب معالجة زمنية قبل المعالجة الدقيقة. ومع ذلك، بالنسبة للأجزاء ذات متطلبات الدقة العالية (مثل غلاف آلات الحفر المتناسقة)، يجب ترتيب عمليتين أو أكثر من عمليات معالجة التقادم. الأجزاء البسيطة عمومًا لا تتطلب معالجة الشيخوخة. بالإضافة إلى المسبوكات، بالنسبة لبعض الأجزاء الدقيقة ذات الصلابة الضعيفة (مثل البراغي الدقيقة)، غالبًا ما يتم ترتيب معالجات الشيخوخة المتعددة بين الآلات الخام والآلات شبه الدقيقة للتخلص من الضغوط الداخلية المتولدة أثناء المعالجة وتحقيق الاستقرار في دقة تصنيع الأجزاء. تتطلب بعض أجزاء العمود معالجة زمنية بعد عملية التقويم.

يشير التبريد والتلطيف إلى معالجة درجات الحرارة العالية بعد التبريد، والتي يمكن أن تحصل على بنية مارتينسيت موحدة ودقيقة، استعدادًا لتقليل التشوه أثناء تبريد السطح ومعالجة النيترة في المستقبل. لذلك، يمكن أيضًا استخدام التبريد والتلطيف كمعالجة حرارية تحضيرية. نظرًا للخصائص الميكانيكية الشاملة الجيدة للأجزاء المسقية والمقساة، يمكن أيضًا استخدام بعض الأجزاء ذات المتطلبات المنخفضة للصلابة ومقاومة التآكل كعملية معالجة حرارية نهائية.

2.الغرض من المعالجة الحرارية النهائية هو تحسين الخواص الميكانيكية مثل الصلابة ومقاومة التآكل والقوة.

ل يشمل التبريد التبريد السطحي والتبريد السائب. يتم استخدام تبريد السطح على نطاق واسع بسبب تشوهه الصغير، والأكسدة، وإزالة الكربنة، كما أنه يتمتع بمزايا القوة الخارجية العالية ومقاومة التآكل الجيدة، مع الحفاظ على صلابة جيدة ومقاومة قوية للصدمات داخليًا. لتحسين الخواص الميكانيكية للأجزاء المسقية السطحية، غالبًا ما يكون من الضروري إجراء معالجة حرارية مثل التبريد والتلطيف أو التطبيع كمعالجة حرارية أولية. المسار العام للعملية هو: القطع - الحدادة - التطبيع (التليين) - المعالجة الخشنة - التبريد والتلطيف - المعالجة شبه الدقيقة - تبريد السطح - المعالجة الدقيقة.

ل التبريد الكربنة مناسب للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض السبائك. أولاً، يتم زيادة محتوى الكربون في الطبقة السطحية للجزء، وبعد التبريد، تحصل الطبقة السطحية على صلابة عالية، بينما لا يزال القلب يحتفظ بقوة معينة، وصلابة عالية، ومرونة. يمكن تقسيم الكربنة إلى الكربنة الشاملة والكربنة المحلية. عند الكربنة جزئيًا، يجب اتخاذ تدابير مضادة للتسرب (طلاء النحاس أو طلاء مواد مضادة للتسرب) للأجزاء غير الكربنة. بسبب التشوه الكبير الناتج عن الكربنة والتبريد، وعمق الكربنة بشكل عام يتراوح من 0.5 إلى 2 مم، يتم ترتيب عملية الكربنة بشكل عام بين الآلات شبه الدقيقة والآلات الدقيقة. مسار العملية العام هو: قطع تزوير، تطبيع الآلات الخشنة وشبه الدقيقة، الكربنة، التبريد، الآلات الدقيقة. عندما يعتمد الجزء غير المكربن ​​من الأجزاء المكربنة محليًا خطة العملية لزيادة السماح وقطع الطبقة المكربنة الزائدة، يجب ترتيب عملية قطع الطبقة المكربنة الزائدة بعد الكربنة وقبل التبريد.

معالجة النيتروجين هي طريقة معالجة تسمح لذرات النيتروجين بالتسلل إلى سطح المعدن للحصول على طبقة من المركبات المحتوية على النيتروجين. يمكن لطبقة النيترة تحسين الصلابة ومقاومة التآكل وقوة التعب ومقاومة التآكل لسطح الأجزاء. نظرًا لانخفاض درجة حرارة معالجة النيترة، والتشوه البسيط، وطبقة النيترة الرقيقة (عموما لا تتجاوز 0.6 ~ 0.7 مم)، يجب ترتيب عملية النيترة في وقت متأخر قدر الإمكان. لتقليل التشوه أثناء عملية النيترة، يلزم بشكل عام استخدام درجات حرارة عالية لتخفيف الضغط بعد القطع.