Wärmebehandlung für Metalle:Was Sie wissen müssen

Metallerwärmungsverfahren werden seit der Antike verwendet. Früher haben Schmiede Metall wärmebehandelt, um es zu Waffen, Hufeisen oder Wagenteilen zu formen. Und im Laufe der Jahre bleibt das Erhitzen von Metall die effektivste Methode, um es in die gewünschte Form zu bringen.

Heutzutage jedoch Wärmebehandlung von Metallen ist zu einem viel ausgefeilteren und präziseren Prozess geworden. Mithilfe moderner maschineller Bearbeitung können Ingenieure jetzt Metalle für verschiedene Zwecke viel effizienter formen.

Aber die Wärmebehandlung von Metall ist viel mehr, als man denkt. Diese Prozesse helfen nicht nur Ingenieuren, Metalle zu formen. Sie verändern auch mehrere Metalleigenschaften, einschließlich Härte, Festigkeit, Formbarkeit und Elastizität.

In diesem Leitfaden besprechen wir ausführlicher, was Wärmebehandlung für Metalle ist, sowie Wärmebehandlungsarten, -prozesse und -zwecke.

Was ist Wärmebehandlung von Metallen?

Einfach ausgedrückt umfasst die Wärmebehandlung von Metallen das Erhitzen und Abkühlen des Materials. Das Metall oder die Legierung wird zunächst auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, um es formbarer zu machen, und dann abgekühlt, um es zu härten.

Das Ziel eines Wärmebehandlungsprozesses ist es, die gewünschten mechanischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften von Metall durch Änderung seiner Mikrostruktur hervorzubringen . Solche Änderungen können das Metall stärker, abriebfester, duktiler oder temperaturbeständiger machen.

Natürlich tritt Metallerwärmung in praktisch jedem Metallprozess auf, sei es beim Schweißen oder Laserschneiden, aber Wärmebehandlungsprozesse werden besser kontrolliert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wärmebehandlung von Metallen eine entscheidende Rolle bei Metallherstellungsprozessen spielt. Es ermöglicht Ingenieuren, die Eigenschaften des Materials auszuwählen und es verschleißfester zu machen.

Wie funktioniert ein Metallwärmebehandlungsprozess?

Obwohl es mehrere Arten von Metallwärmebehandlungsprozessen gibt (wir werden sie in diesem Artikel weiter besprechen), folgen sie alle ähnlichen Phasen. Diese Phasen sind typischerweise:

1. Die Erwärmungsphase , wo das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.
2. Die Einweichphase , bei dem das Material für einen bestimmten Zeitraum auf einer bestimmten Temperatur gehalten wird.
3. Die Kühlphase , wo das Metall auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

Wir diskutieren sie weiter unten ausführlicher.

Die Erwärmungsphase

Der erste Schritt besteht darin, das Metall auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen. In dieser Phase ist unbedingt darauf zu achten, dass das Material gleichmäßig erhitzt wird . Deshalb wird langsam aufgeheizt.

Wenn Sie das Metall ungleichmäßig erhitzen, können sich einige Abschnitte schneller ausdehnen als andere, was zu Rissen und Verwerfungen führt.

Die Heizrate wird basierend auf den folgenden Variablen ausgewählt:

• Die Wärmeleitfähigkeit des Metalls – je höher die Leitfähigkeit, desto schneller erwärmt sich das Material;
• Der Zustand des Materials – Wenn das Metall bereits gehärtet oder belastet wurde, sollte es langsamer erhitzt werden als das Material, das dies nicht getan hat;
• Größe und Querschnitt des Materials – Größere Teile mit ungleichmäßigen Querschnitten müssen langsamer erhitzt werden, da die Gefahr von übermäßigem Verziehen und Reißen besteht.

Die Einweichphase

Vor dem Abkühlen durchläuft das Metall den Einweichprozess . Sein Zweck besteht darin, das Material auf einer bestimmten Temperatur zu halten, bis es seine Struktur in die gewünschte ändert.

Die Zeit, während der das Metall „einweicht“, wird als „Einweichzeit“ bezeichnet. Ingenieure bestimmen sie basierend auf der chemischen Analyse und der Masse des Metalls.

Die Kühlphase

Schließlich gibt es die Kühlphase, in der das Metall wieder auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Die Kühlmethode hängt vom Metall ab. In den meisten Fällen wird ein Kühlmedium benötigt – in flüssiger, fester, gasförmiger Form oder einer Kombination davon.

Das Metall und das Medium beeinflussen auch die Kühlgeschwindigkeit und -methode. Beispielsweise können Sie Löschen verwenden . Dabei wird das Metall schnell mit Luft, Öl, Wasser, Sole oder einem anderen Medium gekühlt. Beispielsweise wird bei der Bearbeitung von Kupfer häufig mit Wasser abgeschreckt.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass das Abschrecken einige Metalle reißen oder verformen kann. Als Faustregel gilt, dass Wasserabschreckung zum Abkühlen von Kohlenstoffstahl verwendet werden kann, während langsamere Methoden besser zum Härten von legiertem Stahl geeignet sind.

Was sind die Arten der Metallwärmebehandlung bei der Bearbeitung?

Wie bereits erwähnt, gibt es mehrere Arten der Wärmebehandlung. Und obwohl sie alle ähnlichen Prozessen des Erhitzens, Einweichens und Abkühlens folgen, haben sie alle unterschiedliche Zwecke bei der Bearbeitung.

Die vier Arten der Metallwärmebehandlung sind:

• Verhärtung,
• Tempern,
• Glühen,
• und Normalisierung.

Härtung

Beim Härten wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und so schnell wie möglich abgeschreckt.

Das Metall wird zuerst auf eine Temperatur erhitzt, bei der die im Metall vorhandenen Elemente in die Lösung feiner Partikel übergehen und das Material festigen. Schnelles Abschrecken hilft dann, diese Partikel einzufangen in der Lösung.

Der Zweck dieses Prozesses ist es, das Metall zu stärken. Das Härten macht das Metall auch spröder, während es seine Duktilität verringert. Deshalb empfiehlt es sich, das Metall nach dem Härten zu tempern.

Tempern

Das Anlassen hat wie das Härten den Zweck, die Widerstandsfähigkeit des Stahls zu erhöhen. In diesem Fall wird das Metall jedoch auf die Temperatur unterhalb des kritischen Punkts erhitzt , das die Härte beibehält und gleichzeitig die Sprödigkeit reduziert.

Es hilft, die durch das Härten verursachte Härte zu reduzieren, und ermöglicht Technikern, neue physikalische Eigenschaften für das Metall zu entwickeln. Aus diesem Grund folgt dem Härten bei Wärmebehandlungsprozessen häufig das Anlassen.

Glühen

Während des Glühprozesses wird das Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten, um es umzuwandeln, und dann abgekühlt.

Glühen eignet sich für Metalle wie Aluminium, Stahl, Kupfer, Silber und Messing und dient dazu, die Härte des Metalls zu verringern und gleichzeitig seine Duktilität zu erhöhen. Mit anderen Worten, Glühen ist also das Gegenteil von Härten.

Der Abkühlungsprozess kann beim Glühen von Silber, Kupfer oder Messing schneller sein. Bei der Bearbeitung von Stahl sollte die Abkühlung jedoch langsam und allmählich erfolgen, um wirksam zu sein.

Normalisierung

Das Normalisieren ist im Wesentlichen eine andere Form des Glühens. Der Unterschied besteht darin, dass das Metall auf eine höhere Temperatur erhitzt wird .

Nach dem Erhitzen wird das Metall bis zur Umwandlung auf dieser kritischen Temperatur gehalten, und dann wird die Luft abgekühlt. Der Prozess führt zu kleineren austenitischen Körnern, wobei Luftkühlung hilft, ferritische und feinere Körner zu erzeugen.

Der Zweck der Normalisierung besteht darin, innere Spannungen von Metallen zu entfernen , was bei Nichtbeachtung zu Metallversagen führen kann. Sobald das Metall normalisiert ist, verwenden Techniker das Härten, um das Material zu stärken und sicherzustellen, dass der Herstellungsprozess erfolgreich ist.

Warum werden Metalle wärmebehandelt?

Die Wärmebehandlung von Metallen ist ein wesentlicher Bestandteil der Metallherstellung . Ohne das Verfahren wäre die Herstellung von Teilen für Geräte und Anlagen nicht möglich, da diese dann nicht richtig funktionieren würden.

Die Wärmebehandlung stellt sicher, dass Metalle wie Stahl und Aluminium stark genug sind, um bestimmten Anwendungen standzuhalten. Beispielsweise werden wärmebehandelte Metalle in Flugzeugen, Autos und anderen Produkten verwendet, die auf Metalle mit erhöhter Festigkeit und Widerstandsfähigkeit angewiesen sind.

Wärmebehandlungsverfahren verbessern auch die Haltbarkeit von Metallen. Aus diesem Grund sind wärmebehandelte Metalle zum Kern kostengünstiger Maschinen geworden , da sie effizienter und weniger anfällig für Schäden sind.

Die Wärmebehandlung von Metall bietet jedoch nicht nur Anwendungsvorteile. Auch Herstellern bietet es zahlreiche Vorteile. Beispielsweise werden durch einen Wärmebehandlungsprozess innere Spannungen abgebaut innerhalb des Materials, wodurch es viel einfacher zu schweißen oder zu bearbeiten ist.

Wenn wir alle Vorteile von Wärmebehandlungsverfahren zusammenfassen würden, würde die Liste Folgendes umfassen:

• Höhere Festigkeit des Materials, während es duktiler und flexibler wird;
• Verringerte Eigenspannungen, wodurch das Material einfacher zu schweißen oder zu bearbeiten ist;
• Verbesserte Sprödigkeit;
• Einführung von verschleißfesten Eigenschaften in das Material;
• Die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Metalle wurden verbessert.

Schlüsselmitnahmen

Zusammenfassend ist die Wärmebehandlung für Metalle ein Prozess des Erhitzens, Einweichens und Abkühlens des Materials. Während des Wärmebehandlungsprozesses ändert das Metall seine Mikrostruktur, was zu einer verbesserten Festigkeit, Haltbarkeit, Sprödigkeit und Flexibilität führt.

Es gibt verschiedene Arten von Metallwärmeprozessen, wobei die häufigsten das Härten, Anlassen, Glühen und Normalisieren sind. Und obwohl alle denselben Prozessen folgen, sind ihre Zwecke unterschiedlich.

Die Wärmebehandlung ist entscheidend, um die mechanischen Eigenschaften des Metalls zu verbessern, was zu einer verbesserten Kompatibilität des Materials mit anderen Materialien und Teilen führt.

Aus diesem Grund werden wärmebehandelte Metalle in Anwendungen und Produkten eingesetzt, die eine erhöhte Festigkeit und Widerstandsfähigkeit erfordern, wie z. B. Flugzeuge, Autos oder Maschinen.

Obwohl die Wärmebehandlung die eigenen Produkte verbessern kann, muss sie von qualifizierten Technikern durchgeführt werden. Hier kann Gensun Precision Machining helfen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere Dienstleistungen zu erfahren und zu sehen, wie wir Ihnen bei Ihren Projekten helfen können.