Warum müssen Metallteile wärmebehandelt werden?

Die Rolle der Wärmebehandlung besteht darin, die mechanischen Eigenschaften von Materialien zu verbessern, Eigenspannungen zu beseitigen und die Bearbeitbarkeit von Metallen zu verbessern. Entsprechend den verschiedenen Zwecken der Wärmebehandlung kann der Wärmebehandlungsprozess in zwei Kategorien eingeteilt werden:vorläufige Wärmebehandlung und abschließende Wärmebehandlung.

Vorläufige Wärmebehandlung

Der Zweck der vorläufigen Wärmebehandlung besteht darin, die Verarbeitungsleistung zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen und eine gute metallografische Struktur für die abschließende Wärmebehandlung vorzubereiten. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst Glühen, Normalisieren, Altern, Abschrecken und Anlassen.

(1) Tempern und Normalisieren

Glühen und Normalisieren werden für warm verarbeitete Rohlinge verwendet. Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,5 % werden häufig geglüht, um ihre Härte zu verringern und leicht zu schneiden. Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,5 % werden verwendet, um ein Anhaften am Werkzeug zu vermeiden, wenn die Härte ist zu niedrig. Stattdessen wird eine Normalisierung verwendet. Durch Glühen und Normalisieren können die Körner und die gleichmäßige Struktur noch verfeinert und für die nachfolgende Wärmebehandlung vorbereitet werden. Glühen und Normalisieren werden häufig nach der Herstellung des Rohlings und vor der Grobbearbeitung angeordnet.

(2) Alterungsbehandlung

Die Alterungsbehandlung wird hauptsächlich verwendet, um die bei der Rohlingsherstellung und -bearbeitung erzeugten Eigenspannungen zu beseitigen.

Um übermäßigen Transportaufwand zu vermeiden, kann bei Teilen mit allgemeiner Präzision vor der Endbearbeitung eine Alterungsbehandlung angeordnet werden. Bei Teilen mit höheren Anforderungen an die Genauigkeit (z. B. Kasten einer Koordinatenbohrmaschine usw.) sollten jedoch zwei oder mehrere Alterungsbehandlungen durchgeführt werden. Einfache Teile unterliegen im Allgemeinen keiner Alterungsbehandlung.

Neben Gussteilen werden für einige Präzisionsteile mit geringer Steifigkeit (z. B. Präzisionsleitspindeln) häufig mehrere Alterungsbehandlungen zwischen der Grobbearbeitung und der Halbbearbeitung angeordnet, um die während der Bearbeitung erzeugten inneren Spannungen zu beseitigen und die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile zu stabilisieren -Fertigbearbeitung. Einige Wellenteile werden nach dem Richtprozess mit einer Alterungsbehandlung bearbeitet.

(3) Anlassen

Abschrecken und Anlassen ist die Hochtemperatur-Anlassbehandlung nach dem Abschrecken. Es kann eine gleichmäßige und fein getemperte Sorbitstruktur zur Vorbereitung auf die anschließende Oberflächenabschreck- und Nitrierbehandlung zur Verringerung der Verformung erhalten werden, sodass das Anlassen auch als vorläufige Wärmebehandlung verwendet werden kann.

Aufgrund der besseren umfassenden mechanischen Eigenschaften der Teile nach dem Abschrecken und Anlassen können einige Teile, die keine hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, auch als abschließender Wärmebehandlungsprozess verwendet werden.

2. Abschließende Wärmebehandlung

Zweck der abschließenden Wärmebehandlung ist die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit.

(1) Abschrecken

Abschrecken hat Oberflächenabschrecken und Gesamtabschrecken. Unter ihnen wird das Oberflächenabschrecken wegen geringer Verformung, Oxidation und Entkohlung weit verbreitet verwendet, und das Oberflächenabschrecken hat auch die Vorteile einer hohen äußeren Festigkeit und einer guten Verschleißfestigkeit, während eine gute innere Zähigkeit und eine starke Schlagfestigkeit beibehalten werden. Um die mechanischen Eigenschaften oberflächengehärteter Teile zu verbessern, ist häufig eine Wärmebehandlung wie Abschrecken und Anlassen oder Normalglühen als vorläufige Wärmebehandlung erforderlich. Der allgemeine Prozessweg ist:Stanzen-Schmieden-Normalglühen (Glühen)-Vorbearbeiten-Abschrecken und Anlassen-Vorschlichten-Oberflächenabschrecken-Schlichten.

(2) Aufkohlen und Abschrecken

Das Aufkohlen und Abschrecken ist für kohlenstoffarmen und niedrig legierten Stahl geeignet. Erhöhen Sie zunächst den Kohlenstoffgehalt der Oberflächenschicht des Teils. Nach dem Abschrecken erhält die Oberflächenschicht eine hohe Härte, während der Kernteil noch eine gewisse Festigkeit und eine hohe Zähigkeit und Plastizität beibehält. Das Aufkohlen wird in Gesamtaufkohlung und Teilaufkohlung unterteilt. Bei partieller Aufkohlung sind für den nicht aufgekohlten Teil Anti-Sickerungsmaßnahmen (Verkupferung oder Anti-Sickerungs-Materialbeschichtung) zu treffen. Da die Aufkohlungsabschreckverformung groß ist und die Aufkohlungstiefe im Allgemeinen zwischen 0,5 und 2 mm liegt, wird der Aufkohlungsprozess im Allgemeinen zwischen Halbfertigbearbeitung und Endbearbeitung angeordnet.

Der Prozessweg ist im Allgemeinen:Stanzen-Schmieden-Normalisieren-Schruppen und Vorschlichten-Aufkohlen und Abschrecken-Fertigstellen.

Wenn der nicht aufgekohlte Teil der teilweise aufgekohlten Teile den Prozessplan zum Entfernen der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach dem Erhöhen des Spielraums annimmt, sollte der Prozess zum Entfernen der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach dem Aufkohlen und vor dem Abschrecken angeordnet werden

(3) Nitrierbehandlung

Das Nitrieren ist eine Behandlungsmethode, bei der Stickstoffatome in die Metalloberfläche eindringen können, um eine Schicht aus stickstoffhaltigen Verbindungen zu erhalten. Die Nitrierschicht kann die Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Teils verbessern. Da die Nitrierbehandlungstemperatur niedrig ist, die Verformung gering ist und die Nitrierschicht dünn ist (im Allgemeinen nicht mehr als 0,6 bis 0,7 mm), sollte der Nitrierprozess so weit wie möglich angeordnet werden. Um die Verformung beim Nitrieren zu reduzieren, ist es in der Regel nach dem Schneiden erforderlich. Spannungsarmglühen bei hoher Temperatur durchführen.