Quá trình xử lý nhiệt kim loại làm thay đổi các đặc tính cơ học của bề mặt bằng cách nung nóng và làm nguội bề mặt của các bộ phận bằng thép. Làm nguội bề mặt là nội dung chính của quá trình xử lý nhiệt bề mặt. Mục đích của nó là để có được lớp bề mặt có độ cứng cao và sự phân bố ứng suất bên trong thuận lợi để cải thiện khả năng chống mòn và chống mỏi của phôi.
Quá trình nhiệt luyện kim loại gia cố trên bề mặt phôi. Nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận yêu cầu khả năng chịu mài mòn cao, chống mỏi và chịu tải trọng tác động lớn lên bề mặt, nhưng cũng có độ dẻo và độ dẻo dai nói chung, chẳng hạn như trục khuỷu, trục cam, bánh răng truyền động, v.v. Xử lý nhiệt bề mặt được chia thành hai loại: làm nguội bề mặt và xử lý nhiệt hóa học.
chết đuối 2022/8 / 12 8: 34:44
Làm cứng bề mặt
Phôi được làm nóng nhanh chóng thông qua các nguồn nhiệt khác nhau và nó được làm nguội nhanh chóng khi nhiệt độ bề mặt của chi tiết đạt trên điểm tới hạn (tại thời điểm này, nhiệt độ tâm của phôi nằm dưới điểm tới hạn), do đó bề mặt của phôi được làm cứng và tim vẫn là mô ban đầu. Để chỉ gia nhiệt bề mặt của phôi, nguồn nhiệt được sử dụng bắt buộc phải có mật độ năng lượng cao. Theo các phương pháp gia nhiệt khác nhau, làm nguội bề mặt có thể được chia thành gia nhiệt cảm ứng (tần số cao, tần số trung gian, tần số công suất) làm nguội bề mặt, dập tắt bề mặt làm nóng bằng ngọn lửa, dập tắt bề mặt tiếp xúc điện, làm nóng bề mặt điện phân, làm nóng bề mặt bằng laser, điện tử làm nguội bề mặt chùm tia, v.v ... Phương pháp dập tắt bề mặt gia nhiệt bằng ngọn lửa và gia nhiệt cảm ứng công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất.
Xử lý nhiệt hóa học
Phôi được làm nóng và cách nhiệt trong môi trường có chứa các nguyên tố hoạt động, để các nguyên tử hoạt động trong môi trường thâm nhập vào bề mặt của phôi hoặc tạo thành một lớp phủ hợp chất để thay đổi mô và thành phần hóa học của lớp bề mặt, do đó bề mặt của chi tiết có các tính chất cơ học hoặc vật lý và hóa học đặc biệt. Các phương pháp xử lý nhiệt thích hợp khác thường được yêu cầu trước và sau khi thấm hóa chất để tối đa hóa tiềm năng của lớp thấm và đạt được sự phù hợp tốt nhất giữa tâm của phôi và bề mặt về cấu trúc, hiệu suất, v.v. Tùy theo độ thấm khác nhau các yếu tố, xử lý nhiệt hóa học có thể được chia thành thấm cacbon, thấm nitơ, boro hóa, silic hóa, sunfua hóa, nhôm hóa, crom hóa, zincizing, đồng thấm nitơ cacbon, đồng thẩm thấu nhôm-crom, v.v.
Làm nóng điện trở tiếp xúc
Điện áp nhỏ hơn 5 vôn được thêm vào phôi thông qua điện cực, một dòng điện lớn chạy qua tiếp xúc giữa điện cực và phôi, và một lượng lớn nhiệt trở được tạo ra, do đó bề mặt của phôi được đốt nóng. nhiệt độ dập tắt, và sau đó điện cực được lấy ra. Nhiệt được truyền vào phôi và bề mặt được làm nguội nhanh chóng, đạt được mục đích dập tắt. Khi xử lý các phôi dài, điện cực tiếp tục di chuyển về phía trước và phần bị bỏ lại liên tục cứng lại.
chết đuối 2022/8 / 12 8: 35:07
Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản, dễ vận hành, dễ tự động hóa, sự biến dạng của phôi là tối thiểu và không cần tôi luyện, do đó có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn và mài mòn của phôi, nhưng lớp cứng mỏng ({{0}}. 15 đến 0,35mm). Tính đồng nhất của cấu trúc vi mô và độ cứng kém. Phương pháp này chủ yếu được sử dụng trong gia công nguội bề mặt đường ray máy công cụ bằng gang, và phạm vi ứng dụng của nó không rộng.
Làm nóng và dập tắt điện phân
Phôi được đặt trong bình điện phân dung dịch nước axit, kiềm hoặc muối, phôi được nối với cực âm và tế bào điện phân được nối với cực dương. Sau khi kết nối DC, chất điện phân bị điện phân, oxy được giải phóng trên anot và hydro được giải phóng trên phôi. Hydro tạo thành một màng khí xung quanh phôi, trở thành điện trở và tạo ra nhiệt. Bề mặt của phôi nhanh chóng được làm nóng đến nhiệt độ dập tắt, và sau đó nguồn điện được cắt. Màng khí biến mất ngay lập tức. Chất điện phân trở thành môi trường dập tắt, do đó bề mặt của phôi nhanh chóng được làm nguội và cứng lại. Chất điện phân thường được sử dụng là dung dịch nước chứa 5-18 phần trăm natri cacbonat. Phương pháp gia nhiệt điện phân đơn giản, thời gian xử lý ngắn, thời gian gia nhiệt chỉ 5-10 s, năng suất cao và độ biến dạng dập tắt nhỏ. Nó phù hợp cho việc sản xuất hàng loạt các bộ phận nhỏ. Nó đã được sử dụng để làm nguội bề mặt ở cuối ống xả động cơ.
Xử lý nhiệt bằng laser
Việc ứng dụng laser trong xử lý nhiệt bắt đầu vào đầu những năm 1970, sau đó bước vào giai đoạn ứng dụng sản xuất từ giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Khi một tia laser hội tụ có mật độ năng lượng cao (10W / cm) chiếu vào bề mặt kim loại, bề mặt kim loại tăng đến nhiệt độ dập tắt trong vài phần trăm hoặc thậm chí vài giây. Do điểm chiếu xạ nóng lên rất nhanh và nhiệt không có thời gian truyền đến các kim loại xung quanh nên khi dừng chiếu tia laze, kim loại xung quanh điểm chiếu xạ đóng vai trò là môi trường dập tắt và hấp thụ một lượng nhiệt lớn, do đó Điểm chiếu xạ nguội nhanh và thu được mô rất mịn, có tính chất cơ học cao. Nếu nhiệt độ nung nóng đủ cao để làm nóng chảy bề mặt kim loại, thì sau khi nguội ta có thể thu được một bề mặt nhẵn, được gọi là sự quyến rũ.
chết đuối 2022/8 / 12 8: 35:33
Gia nhiệt bằng laser cũng có thể được sử dụng để tạo hợp kim cục bộ, nghĩa là phủ một lớp kim loại chịu mài mòn hoặc chịu nhiệt lên các bộ phận của phôi dễ mài mòn hoặc cần chịu nhiệt, hoặc phủ một lớp sơn chứa các kim loại chịu mài mòn hoặc chịu nhiệt, sau đó bị nung chảy nhanh chóng bằng cách chiếu tia laze để tạo thành lớp hợp kim chịu mài mòn hoặc chịu nhiệt. Phủ một lớp crom lên các bộ phận cần chịu nhiệt, sau đó nấu chảy nhanh chóng bằng tia laser để tạo thành bề mặt chịu nhiệt cứng có chứa crom, có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ và khả năng chịu nhiệt của phôi.
Xử lý nhiệt chùm tia điện tử
Việc nghiên cứu và ứng dụng đã bắt đầu sớm nhất vào những năm 197 0. Trong những ngày đầu, nó được sử dụng để ủ liên tục các dải thép mỏng và dây thép, với mật độ năng lượng lên đến 1 0 W / cm. Ngoại trừ việc dập tắt bề mặt của chùm điện tử phải được thực hiện trong chân không, các đặc điểm khác cũng giống như laser. Khi chùm điện tử bắn phá bề mặt kim loại, điểm bắn phá nhanh chóng bị đốt nóng. Chiều sâu của chùm điện tử xuyên qua vật liệu phụ thuộc vào điện áp gia tốc và mật độ vật chất. Ví dụ, độ sâu xuyên qua lý thuyết của chùm tia điện tử 150kW trên bề mặt của sắt là khoảng 0,076mm; trên bề mặt nhôm, nó có thể đạt tới 0,16mm.
Chùm điện tử bắn phá bề mặt trong một thời gian ngắn, và nhiệt độ bề mặt tăng lên nhanh chóng, trong khi ma trận vẫn lạnh. Khi chùm điện tử ngừng bắn phá, nhiệt nhanh chóng được truyền đến kim loại ma trận lạnh, để bề mặt gia nhiệt tự dập tắt. Để thực hiện "dập tắt tự làm mát" hiệu quả, cần duy trì ít nhất 5: 1 giữa thể tích của toàn bộ phôi và thể tích của bề mặt được làm nguội. Nhiệt độ bề mặt và độ sâu dập tắt cũng liên quan đến thời gian bắn phá. Tốc độ gia nhiệt của xử lý nhiệt chùm điện tử nhanh, và thời gian Austenit hóa chỉ vài giây hoặc ít hơn, do đó các hạt trên bề mặt của phôi rất mịn, độ cứng cao hơn nhiệt luyện thông thường và nó có cơ học tốt. đặc tính.
