Wärmebehandlung von präzisionsgefertigten Teilen

Zusätzlich zu den primären Herstellungsverfahrenstechnologien kann eine umfassende Wärmebehandlung von präzisionsgefertigten Teilen sicherstellen, dass Produkte die genauen Spezifikationen des Endbenutzers erfüllen. Dieser kontrollierte Prozess des Erhitzens und Abkühlens der Teile, um ihre physikalischen Eigenschaften zu ändern, wird normalerweise verwendet, um die Härte oder Festigkeit zu erhöhen und die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Für bestimmte Anwendungen kann jedoch eine Wärmebehandlung indiziert sein, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, die elektrischen oder magnetischen Eigenschaften zu verbessern, die Duktilität oder Weichheit zu erhöhen und innere Spannungen zu verringern.

Die drei Schritte des Wärmebehandlungsprozesses sind Erhitzen, Durchwärmen und Abkühlen. Während des Erhitzens wird das Metall auf die Temperatur gebracht, die erforderlich ist, um die gewünschte Änderung der strukturellen Eigenschaften zu bewirken. Der Einweichprozess besteht darin, das Metall auf dieser Temperatur zu halten, bis das Teil gleichmäßig erhitzt ist. Schließlich wird das Metall mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgekühlt, bis es wieder Raumtemperatur hat. In den meisten Fällen wird die Wärmebehandlung bei Stahl und Stahllegierungen angewendet, sie kann jedoch auch bei einigen Aluminiumsorten angewendet werden.

Arten der Wärmebehandlung für präzisionsgefertigte Teile

Zu den durch Wärmebehandlung erzielbaren Endergebnissen gehören:

• Härten:Härten macht das Metall stärker. Das Material wird zuerst erhitzt und eingeweicht und dann zur schnellen Abkühlung in Öl oder Wasser getaucht. Durch das Härten kann das Metall manchmal spröder werden, was dann den zusätzlichen Prozess des Anlassens erforderlich machen kann.
• Anlassen:Anlassen baut die inneren Spannungen ab, die durch das Härten entstehen können. Der dreistufige Prozess bleibt bestehen, wird jedoch bei niedrigeren Temperaturen als beim Härten abgeschlossen. Die Kühlung erfolgt normalerweise an der Luft, nicht in einer flüssigen Umgebung.
• Glühen:Glühen macht das Metall weicher und macht es weniger wahrscheinlich, dass es reißt. Während des Glühens wird das Material langsam erhitzt, für eine bestimmte Zeit eingeweicht und dann im Ofen langsam luftgekühlt.
• Normalisieren:Das Normalisieren baut innere Spannungen ab, die während der Bearbeitung entstehen. Die Teile werden nach dem Erhitzen und Einweichen aus dem Ofen entfernt und außerhalb des Ofens schnell luftgekühlt.
• Lösungsbehandlung von rostfreiem Stahl:Erhitzen Sie Teile oder Materialien in einer einphasigen Hochtemperaturzone, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten, so dass die überschüssige Phase vollständig in der festen Lösung gelöst und dann schnell abgekühlt wird, um eine übersättigte feste Lösung zu erhalten. Kohlenstoff und andere Legierungselemente scheiden sich zu spät aus, sodass ein reines austenitisches Gefüge entsteht. Dies soll die Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Teile verbessern.

Ausrüstung zur Wärmebehandlung von präzisionsgefertigten Teilen

Hersteller verwenden normalerweise eine automatisierte, CNC-gesteuerte Wärmebehandlungslinie, um mehrere Vorgänge durchzuführen und das Produkt rund um die Uhr durch die verschiedenen Stationen zu bewegen. Ausrüstung in der Linie kann bestehen aus:

• Öfen:Wärmebehandlungsöfen können eine bestimmte Temperatur erreichen und Lasten von bis zu 1200 kg handhaben.
• Aufkohlungsbehandlung:Um den Kohlenstoffgehalt der Stahloberfläche zu erhöhen und darin einen bestimmten Kohlenstoffkonzentrationsgradienten zu bilden, wird das Werkstück in einem Aufkohlungsmedium erhitzt, das für eine lange Zeit gehalten wird, so dass Kohlenstoffatome in das Werkstück eingeschleust werden .
• Vakuumwärmebehandlung:Luft wird aus dem Ofen entfernt, um ein Vakuum zu erzeugen. Die Teile können mit oder ohne Inertgas erhitzt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen und ihre Oberflächen zu schützen. Nach der Behandlung wird das Metall schnell abgekühlt.
• Kryogene Verarbeitung:Werkstücke durchlaufen einen Prozess bei sehr niedriger Temperatur, wodurch Vorteile für bestimmte Metalllegierungen erzielt werden. Es kann die Härte und Schlagzähigkeit eines Werkstücks verbessern, die Korrosions- und Verschleißfestigkeit verbessern und Werkstückverformungen und Risse reduzieren. Die Temperaturen erreichen extreme -80° Celsius.
• Aluminiumlegierungs-Wärmebehandlung:Dieser Prozess wird verwendet, um Aluminiumteile mit einer kontrollierten Geschwindigkeit auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen, die Temperatur für eine bestimmte Dauer zu halten und dann mit einer kontrollierten Geschwindigkeit abzukühlen. Dadurch wird die innere Struktur der Legierung verändert, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Verschleißfestigkeit verbessert und gleichzeitig die Bearbeitbarkeit und Dimensionsstabilität verbessert werden.
• Glühen und Spannungsarmglühen:Glühen verbessert die Duktilität und verringert die Sprödigkeit des Werkstücks. Beim Spannungsarmglühen werden Werkstücke auf eine Temperatur unterhalb ihrer niedrigsten Umwandlungstemperatur erwärmt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dadurch werden Eigenspannungen freigesetzt, die das Metall bei Prozessen wie Gießen, Schmieden und Schweißen durch unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten in verschiedenen Bereichen des Werkstücks oder beim Richten, Bearbeiten oder Walzen aufgenommen hat.
• Gasnitrieren:Bei diesem Verfahren werden normalisierte und spanend bearbeitete Stahlteile in stickstoffreichen Trägergasen wie Ammoniakgas erhitzt. Sie werden für eine bestimmte Dauer auf einer Temperatur im Bereich von 500–540° Celsius gehalten, was zu einer harten, verschleißfesten und korrosionsbeständigen Oberfläche mit einer leuchtend weißen Farbe und einer Eindringtiefe führt.
• Induktionswärmebehandlung:Dieser Prozess erwärmt bestimmte Bereiche eines Teils durch eine Induktionsheizspule, die eine kontrollierte elektrische Eingabe von dem Magnetfeld erhält, das von der Ausrüstung erzeugt wird. Die Teileoberfläche kann bis zu einer bestimmten Tiefe erhitzt werden, wobei der Kern des Teils unbehandelt bleibt.

Erfahren Sie mehr über die Wärmebehandlung von präzisionsgefertigten Teilen

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