Wärmebehandlung von Präzisionsdrehteilen

Die Wärmebehandlung einer präzisionsgefertigten Komponente ist ein kontrollierter Erwärmungs- und Abkühlungsprozess, der die physikalischen Eigenschaften des Metalls verändert, um eine bestimmte Anforderung zu erfüllen. In vielen Fällen wird eine Wärmebehandlung verwendet, um die Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Je nach Material und Prozess kann es jedoch auch zum Abbau innerer Spannungen, zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit und zur Verbesserung der elektrischen oder magnetischen Eigenschaften oder zur Erhöhung der Duktilität und Weichheit verwendet werden.

Der Wärmebehandlungsprozess umfasst 3 grundlegende Schritte:

1. Erhitzen:Das Metall wird auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, bei der sich die strukturellen Eigenschaften ändern.
2. Einweichen:Das Metall wird auf der angegebenen Temperatur gehalten, bis das gesamte Teil gleichmäßig erhitzt wurde.
3. Kühlen:Das Metall wird mit einer bestimmten Rate wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.

Die Wärmebehandlung wird hauptsächlich bei Stählen und Stahllegierungen verwendet, kann aber auch bei einigen Aluminiumsorten verwendet werden. Pioneer Service verfügt über Erfahrung in der Bearbeitung und Wärmebehandlung einer Vielzahl von Stahllegierungen und Kohlenstoffstahlmaterialien, um die Projektanforderungen zu erfüllen.

Es gibt 4 grundlegende Arten der Wärmebehandlung von Stahl:

1. Härten:Wie der Name schon sagt, wird dieser Prozess verwendet, um das Material zu härten und stärker zu machen. Allerdings verliert das Material bei diesem Verfahren auch an Duktilität (dh es wird spröder) und macht je nach Anwendung nach dem Härten ein Anlassen erforderlich.

Bei Teilen, die gehärtet werden müssen, wird das Material langsam auf eine hohe Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit auf eine bestimmte Temperatur eingeweicht und dann schnell abgekühlt, indem es in Wasser oder Öl getaucht wird. Dieses schnelle Abkühlen in einer Flüssigkeit wird als Abschrecken bezeichnet.

Bei Kohlenstoffstahl muss der Stahl in weniger als 1 Sekunde auf unter 1000 Grad Fahrenheit abgekühlt werden. Bei legierten Stählen nimmt die Abkühlgeschwindigkeit ab.

2. Tempern:Das Härten eines Materials erhöht die inneren Spannungen und das Tempern baut diese Spannungen ab. Das Material durchläuft beim Härten einen ähnlichen 3-Stufen-Prozess, obwohl dies bei niedrigeren Temperaturen erfolgt. Der Kühlprozess zum Anlassen erfolgt fast immer in Luft und nicht in einer Flüssigkeit.
3. Glühen:Glühen wird häufig verwendet, um die Duktilität der Materialien zu erhöhen (wodurch das Metall weniger wahrscheinlich bricht), Spannungen abzubauen oder das Metall weicher zu machen. Es wird allgemein als das Gegenteil von Verhärtung angesehen. Bei diesem Verfahren wird das Metall sehr langsam auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, dort für eine bestimmte Zeit gehalten (Einweichen) und dann langsam an der Luft abgekühlt – normalerweise, indem die Teile beim normalen Abkühlen im Ofen belassen werden. Bei kohlenstoffarmen Stählen ist die Glühtemperatur hoch, und mit steigendem Kohlenstoffgehalt sinkt die Glühtemperatur.
4. Normalisierung:Dieser Prozess wird verwendet, um interne Spannungen abzubauen, die während der Bearbeitung entstanden sind. Zum Normalisieren werden die Teile nach der Erwärmungs- und Haltephase zur Luftkühlung aus dem Ofen genommen. Durch das Entfernen aus dem Ofen kühlen die Teile schneller ab – obwohl die Masse der Teile diese Rate beeinflusst (kleinere und dünnere Teile kühlen schneller ab als größere und dickere). Normalisierter Stahl ist stärker als geglühter Stahl.

Während viele Metalleigenschaften durch Wärmebehandlung verbessert werden können, kann der Prozess einige nachteilige Auswirkungen auf die Oberfläche des Teils haben.

1. Zunder auf der Oberfläche des Bauteils – Beeinträchtigung der Oberflächenbeschaffenheit
2. Verformung des Teils – einige lange, dünne Teile verbiegen oder verformen sich im Wärmebehandlungsprozess
3. Färbung des Teils – Durch den Wärmebehandlungsprozess wird das Material dunkler und es wird nicht mehr so ​​glänzend sein wie nach der Bearbeitung.

Die Teile können nach der Wärmebehandlung gerichtet werden, um den Verzug zu beseitigen, und Schleifen ist normalerweise möglich, um eine erforderliche gleichmäßige Oberflächengüte zu erreichen. Die Farbe des Teils kann jedoch selten wieder in den Zustand vor der Wärmebehandlung zurückversetzt werden. Hier ist das gleiche Bauteil nach der Wärmebehandlung und dem Schleifen abgebildet:

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