กระบวนการบำบัดความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อนหมายถึงกระบวนการแปรรูปโลหะด้วยความร้อนซึ่งวัสดุอยู่ในสถานะของแข็งโดยการให้ความร้อน เก็บรักษาความร้อน และความเย็นเพื่อให้ได้โครงสร้างและคุณสมบัติที่ต้องการ

1. Normalizing: ให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนเหล็กหรือเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมเหนือจุดวิกฤต AC3 หรือ ACM เป็นระยะเวลาหนึ่งแล้วระบายความร้อนในอากาศเพื่อให้ได้กระบวนการบำบัดความร้อนของโครงสร้าง Pearlite

2. การหลอม: ชิ้นงานเหล็กไฮโปยูเทคตอยด์ถูกให้ความร้อนที่ 20-40 องศาเหนือ AC3 และหลังจากถือครองไว้ระยะหนึ่ง จะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ด้วยเตาหลอม (หรือฝังในทรายหรือทำให้เย็นในปูนขาว) เพื่อให้ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน กระบวนการทำความเย็นในอากาศต่ำกว่า 500 องศา

3. การรักษาความร้อนด้วยสารละลายที่เป็นของแข็ง: โลหะผสมถูกให้ความร้อนกับบริเวณเฟสเดียวที่มีอุณหภูมิสูงและคงไว้ที่อุณหภูมิคงที่ เพื่อให้เฟสส่วนเกินถูกละลายจนหมดในสารละลายที่เป็นของแข็ง และเย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้สารละลายที่เป็นของแข็งที่อิ่มตัวยิ่งยวด

4. อายุ: หลังจากที่โลหะผสมได้รับการบำบัดด้วยความร้อนหรือการเปลี่ยนรูปพลาสติกเย็น เมื่อโลหะผสมถูกวางไว้ที่อุณหภูมิห้องหรือเก็บไว้สูงกว่าอุณหภูมิห้องเล็กน้อย คุณสมบัติของมันจะเปลี่ยนไปตามเวลา

5. การบำบัดด้วยสารละลายที่เป็นของแข็ง: ละลายขั้นตอนต่างๆ ในโลหะผสมได้อย่างเต็มที่ เสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายที่เป็นของแข็ง ปรับปรุงความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน ขจัดความเครียดและทำให้อ่อนตัวลง เพื่อดำเนินการแปรรูปและขึ้นรูปต่อไป

6. การรักษาความชรา: การให้ความร้อนและการรักษาอุณหภูมิที่อุณหภูมิการตกตะกอนของระยะการเสริมความแข็งแรง เพื่อให้ระยะการเสริมความแข็งแกร่งถูกตกตะกอน ชุบแข็ง และเพิ่มความแข็งแรง

7. การชุบแข็ง: กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโดยที่เหล็กได้รับออสเทนไนซ์แล้วทำให้เย็นด้วยอัตราการทำความเย็นที่เหมาะสม เพื่อให้ชิ้นงานสามารถผ่านการเปลี่ยนรูปมาร์เทนไซต์และโครงสร้างจุลภาคที่ไม่เสถียรอื่นๆ ในทุกช่วงของหน้าตัดหรือบางส่วน

8. Tempering: ชิ้นงานที่ดับแล้วจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิที่เหมาะสมต่ำกว่าจุดวิกฤต AC1 เป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นจึงระบายความร้อนด้วยวิธีการที่ตรงตามข้อกำหนดเพื่อให้ได้โครงสร้างและคุณสมบัติที่ต้องการ

9. Carbonitriding ของเหล็ก: Carbonitriding เป็นกระบวนการแทรกซึมคาร์บอนและไนโตรเจนเข้าสู่พื้นผิวของเหล็กในเวลาเดียวกัน ตามเนื้อผ้า carbonitriding หรือที่เรียกว่าไซยานิเดชั่นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิปานกลางและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิต่ำ (เช่นแก๊สไนไตรดิ้งอ่อน) วัตถุประสงค์หลักของคาร์บอนไนไตรดิ้งแก๊สที่อุณหภูมิปานกลางคือการปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรงเมื่อยล้าของเหล็ก คาร์บอนไนไตรดิ้งก๊าซที่อุณหภูมิต่ำส่วนใหญ่เป็นไนไตรดิ้ง และจุดประสงค์หลักคือเพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการยึดเกาะของเหล็ก

10. การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา: โดยทั่วไปแล้วเป็นเรื่องปกติที่จะรวมการอบชุบด้วยความร้อนกับการอบชุบและการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงเป็นการดับและแบ่งเบาบรรเทา การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนโครงสร้างที่สำคัญต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งก้านสูบ สลักเกลียว เกียร์ และเพลาที่ทำงานภายใต้โหลดแบบสลับกัน โครงสร้างซอร์ไบท์แบบปรับอุณหภูมิได้มาจากการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา และคุณสมบัติทางกลของมันจะดีกว่าโครงสร้างซอร์ไบท์ปกติที่มีความแข็งเท่ากัน ความแข็งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในการอบที่อุณหภูมิสูงและสัมพันธ์กับความเสถียรในการอบชุบของเหล็กและขนาดของส่วนชิ้นงาน โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง HB200-350

11. การประสาน: กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโดยให้ความร้อนแก่ชิ้นงานสองชิ้น หลอมและเชื่อมประสานกับโลหะเติมประสาน

ประการที่สอง ลักษณะกระบวนการ

การอบชุบด้วยความร้อนด้วยโลหะเป็นกระบวนการที่สำคัญอย่างหนึ่งในการผลิตเครื่องจักร เมื่อเทียบกับกระบวนการแปรรูปอื่นๆ โดยทั่วไปแล้วการอบชุบด้วยความร้อนจะไม่เปลี่ยนรูปร่างและองค์ประกอบทางเคมีโดยรวมของชิ้นงาน แต่เปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคภายในชิ้นงานหรือเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวชิ้นงาน เพื่อให้หรือปรับปรุงประสิทธิภาพของชิ้นงาน มีลักษณะเฉพาะโดยการปรับปรุงคุณภาพที่แท้จริงของชิ้นงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เพื่อให้ชิ้นงานโลหะมีคุณสมบัติทางกล คุณสมบัติทางกายภาพ และคุณสมบัติทางเคมีที่จำเป็น นอกเหนือจากการเลือกวัสดุที่เหมาะสมและกระบวนการขึ้นรูปที่หลากหลายแล้ว กระบวนการบำบัดความร้อนจึงเป็นสิ่งจำเป็น เหล็กเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมเครื่องจักร โครงสร้างจุลภาคของเหล็กมีความซับซ้อนและสามารถควบคุมได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน ดังนั้นการอบชุบด้วยความร้อนของเหล็กจึงเป็นเนื้อหาหลักของการอบชุบด้วยความร้อนด้วยโลหะ นอกจากนี้ อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ไททาเนียม ฯลฯ และโลหะผสมของพวกมันยังสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล กายภาพ และเคมีของพวกมันผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

3. กระบวนการ

กระบวนการบำบัดความร้อนโดยทั่วไปประกอบด้วยสามกระบวนการของการให้ความร้อน การเก็บรักษาความร้อน และการทำความเย็น และบางครั้งมีเพียงสองกระบวนการในการทำความร้อนและความเย็น กระบวนการเหล่านี้เชื่อมต่อถึงกันและไม่ขาดตอน

การให้ความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญของการอบชุบด้วยความร้อน มีวิธีการให้ความร้อนหลายวิธีในการอบชุบด้วยความร้อนจากโลหะ กลุ่มแรกใช้ถ่านและถ่านหินเป็นแหล่งความร้อน และล่าสุดมีการใช้เชื้อเพลิงเหลวและก๊าซ การใช้ไฟฟ้าทำให้ควบคุมความร้อนได้ง่ายและปราศจากมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม แหล่งความร้อนเหล่านี้สามารถใช้เพื่อให้ความร้อนโดยตรงหรือให้ความร้อนโดยอ้อมผ่านเกลือหรือโลหะที่หลอมเหลวได้ เช่นเดียวกับอนุภาคที่ลอยอยู่

เมื่อโลหะได้รับความร้อน ชิ้นงานจะสัมผัสกับอากาศ และมักเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอนออก (กล่าวคือ ปริมาณคาร์บอนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กลดลง) ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อคุณสมบัติพื้นผิวของ ชิ้นส่วนหลังการอบชุบด้วยความร้อน ดังนั้นโลหะควรได้รับความร้อนในบรรยากาศควบคุมหรือบรรยากาศป้องกัน ในเกลือหลอมเหลวและในสุญญากาศ และยังสามารถป้องกันได้โดยการเคลือบหรือวิธีการบรรจุหีบห่อ

อุณหภูมิความร้อนเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญของกระบวนการบำบัดความร้อน การเลือกและการควบคุมอุณหภูมิความร้อนเป็นประเด็นหลักในการรับประกันคุณภาพของการอบชุบ อุณหภูมิความร้อนจะแตกต่างกันไปตามวัสดุโลหะที่จะนำไปแปรรูปและวัตถุประสงค์ของการอบชุบด้วยความร้อน แต่โดยทั่วไปแล้ว อุณหภูมิความร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสเพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงยังต้องใช้เวลาพอสมควร ดังนั้นเมื่อพื้นผิวของชิ้นงานโลหะถึงอุณหภูมิความร้อนที่ต้องการ จะต้องรักษาอุณหภูมินี้ไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้อุณหภูมิภายในและภายนอกมีความสม่ำเสมอและโครงสร้างจุลภาคเปลี่ยนแปลงไปโดยสิ้นเชิง ช่วงเวลานี้เรียกว่าเวลาถือครอง เมื่อใช้ความร้อนที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงและการรักษาความร้อนที่พื้นผิว ความเร็วในการทำความร้อนจะเร็วมาก และโดยทั่วไปจะไม่มีเวลาถือ ในขณะที่เวลาในการรักษาความร้อนด้วยสารเคมีมักจะนานกว่า

การระบายความร้อนยังเป็นขั้นตอนที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการบำบัดความร้อน วิธีการทำความเย็นจะแตกต่างกันไปตามกระบวนการต่างๆ โดยส่วนใหญ่จะควบคุมอัตราการทำความเย็น โดยทั่วไป อัตราการหล่อเย็นของการหลอมจะช้าที่สุด อัตราการทำความเย็นของการทำให้เป็นมาตรฐานเร็วขึ้น และอัตราการทำความเย็นของการชุบจะเร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันเนื่องจากเหล็กประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น เหล็กชุบแข็งแบบกลวงสามารถชุบแข็งได้ด้วยอัตราการหล่อเย็นเท่ากับการทำให้เป็นมาตรฐาน

สี่ การจำแนกกระบวนการ

กระบวนการบำบัดด้วยความร้อนด้วยโลหะสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามประเภท: การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวม การอบชุบด้วยความร้อนที่พื้นผิว และการบำบัดด้วยความร้อนด้วยสารเคมี ตามสื่อความร้อน อุณหภูมิความร้อน และวิธีการทำความเย็นที่แตกต่างกัน แต่ละประเภทสามารถแบ่งออกเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันหลาย โลหะชนิดเดียวกันใช้กระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้โครงสร้างที่แตกต่างกันและมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เหล็กเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรม และโครงสร้างจุลภาคของเหล็กก็ซับซ้อนที่สุดเช่นกัน จึงมีกระบวนการบำบัดความร้อนจากเหล็กหลายประเภท

การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวมเป็นกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนด้วยโลหะซึ่งจะให้ความร้อนแก่ชิ้นงานโดยรวม จากนั้นจึงทำให้เย็นลงในอัตราที่เหมาะสมเพื่อให้ได้โครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ต้องการเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลโดยรวม การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวมของเหล็กโดยทั่วไปมีสี่ขั้นตอนพื้นฐาน: การหลอม การทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบแข็ง และการแบ่งเบาบรรเทา

กระบวนการหมายถึง:

การหลอมคือการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม ใช้เวลาในการจับยึดที่แตกต่างกันตามวัสดุและขนาดของชิ้นงาน จากนั้นจึงค่อย ๆ เย็นลง จุดประสงค์คือเพื่อให้โครงสร้างภายในของโลหะเข้าถึงหรือใกล้เคียงกับสภาวะสมดุล ได้ผลลัพธ์ที่ดี ประสิทธิภาพของกระบวนการและประสิทธิภาพหรือเพื่อดับต่อไป เตรียมความพร้อมสำหรับองค์กร

การทำให้เป็นมาตรฐานคือการทำให้ชิ้นงานร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมแล้วปล่อยให้เย็นในอากาศ ผลของการทำให้เป็นมาตรฐานนั้นคล้ายกับการหลอม แต่โครงสร้างที่ได้รับนั้นละเอียดกว่า มักใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของวัสดุ และบางครั้งก็ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่มีความต้องการต่ำ เป็นการรักษาความร้อนขั้นสุดท้าย

การชุบแข็งคือการทำให้ชิ้นงานเย็นลงอย่างรวดเร็วในตัวกลางในการชุบแข็ง เช่น น้ำ น้ำมัน หรือเกลืออนินทรีย์อื่นๆ และสารละลายอินทรีย์ในน้ำหลังจากให้ความร้อนและทำให้ชิ้นงานอุ่น หลังจากการดับเหล็กจะแข็ง แต่ในขณะเดียวกันก็เปราะ เพื่อขจัดความเปราะบางในเวลา โดยทั่วไปจำเป็นต้องอารมณ์ในเวลา

เพื่อลดความเปราะบางของชิ้นส่วนเหล็ก ชิ้นส่วนเหล็กที่ดับแล้วจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิห้องแต่ต่ำกว่า 650 องศาเซลเซียสเป็นเวลานานแล้วจึงระบายความร้อน กระบวนการนี้เรียกว่าการแบ่งเบาบรรเทา การหลอม การทำให้เป็นมาตรฐาน การดับ และการแบ่งเบาบรรเทาเป็น "ไฟสี่ดวง" ในการอบชุบด้วยความร้อนโดยรวม ในหมู่พวกเขา การดับและการแบ่งเบาบรรเทามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดและมักใช้ร่วมกันและไม่จำเป็น "ไฟสี่ดวง" ได้พัฒนากระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกันด้วยอุณหภูมิความร้อนและวิธีการทำความเย็นที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความเหนียว กระบวนการรวมการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงเรียกว่าการชุบและการแบ่งเบาบรรเทา หลังจากที่โลหะผสมบางชนิดถูกดับเพื่อสร้างสารละลายของแข็งที่มีความอิ่มตัวยิ่งยวด พวกมันจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องหรืออุณหภูมิที่เหมาะสมที่สูงขึ้นเล็กน้อยเป็นเวลานาน เพื่อปรับปรุงความแข็ง ความแข็งแรง หรือคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กของโลหะผสม กระบวนการบำบัดความร้อนดังกล่าวเรียกว่าการรักษาริ้วรอยก่อนวัย

วิธีการรวมการเปลี่ยนรูปแรงดันและการอบชุบด้วยความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพและใกล้เคียงกันเพื่อให้ชิ้นงานได้รับความแข็งแรงและความทนทานที่ดีเรียกว่าการอบชุบด้วยความร้อนจากการเปลี่ยนรูป การอบชุบด้วยความร้อนในบรรยากาศที่มีแรงดันลบหรือสุญญากาศเรียกว่าการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสุญญากาศ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ชิ้นงานไม่ถูกออกซิไดซ์หรือเสื่อมสภาพแล้ว พื้นผิวของชิ้นงานหลังการบำบัดจะคงความเรียบ และประสิทธิภาพของชิ้นงานก็ดีขึ้นด้วย

การอบชุบด้วยความร้อนที่พื้นผิวเป็นกระบวนการบำบัดด้วยความร้อนด้วยโลหะซึ่งให้ความร้อนเฉพาะพื้นผิวของชิ้นงานเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลของพื้นผิว ในการให้ความร้อนเฉพาะชั้นผิวของชิ้นงานโดยไม่ให้ความร้อนผ่านเข้าไปภายในชิ้นงานมากเกินไป แหล่งความร้อนที่ใช้จะต้องมีความหนาแน่นของพลังงานสูง กล่าวคือ จะต้องให้พลังงานความร้อนกับชิ้นงานมากขึ้น ต่อหน่วยพื้นที่ เพื่อให้ชั้นผิวหรือพื้นที่ท้องถิ่นของชิ้นงานอาจเป็นแบบระยะสั้นหรือแบบทันทีก็ได้ ถึงอุณหภูมิสูง วิธีการหลักของการรักษาความร้อนที่พื้นผิวคือการดับไฟและการอบชุบด้วยความร้อนแบบเหนี่ยวนำ แหล่งความร้อนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เปลวไฟ เช่น ออกซีอะเซทิลีนหรือออกซีโพรเพน กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ลำแสงเลเซอร์และอิเล็กตรอน

การบำบัดด้วยความร้อนด้วยเคมีเป็นกระบวนการบำบัดด้วยความร้อนด้วยโลหะที่เปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และคุณสมบัติของพื้นผิวชิ้นงาน ความแตกต่างระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารเคมีและการอบชุบด้วยความร้อนที่พื้นผิวคือ แบบเดิมเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวของชิ้นงาน การอบชุบด้วยสารเคมีคือการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานในตัวกลาง (ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง) ที่มีคาร์บอน เกลือ หรือองค์ประกอบผสมอื่นๆ และเก็บไว้เป็นเวลานาน เพื่อให้ชั้นผิวของชิ้นงานถูกแทรกซึมด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น คาร์บอน ไนโตรเจน โบรอน และโครเมียม หลังจากที่องค์ประกอบถูกแทรกซึม บางครั้งกระบวนการบำบัดความร้อนอื่นๆ เช่น การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา ก็จะถูกดำเนินการในบางครั้ง วิธีการหลักในการอบชุบด้วยความร้อนด้วยสารเคมีได้แก่ คาร์บูไรซิ่ง ไนไตรดิ้ง และการทำให้เป็นโลหะ

การอบชุบด้วยความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญในการผลิตชิ้นส่วนและเครื่องมือทางกล โดยทั่วไปแล้ว สามารถตรวจสอบและปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ ของชิ้นงานได้ เช่น ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน ฯลฯ นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงโครงสร้างและสถานะความเค้นของชิ้นงานเปล่าเพื่ออำนวยความสะดวกในการประมวลผลแบบเย็นและแบบร้อนต่างๆ

ตัวอย่างเช่น: เหล็กหล่อสีขาวสามารถเป็นเหล็กหล่อที่อ่อนนุ่มได้หลังจากการอบอ่อนในระยะยาวเพื่อปรับปรุงความเป็นพลาสติก เกียร์ใช้กระบวนการบำบัดความร้อนที่ถูกต้องและอายุการใช้งานสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าหรือสูงกว่าเกียร์โดยไม่ใช้ความร้อนหลายสิบเท่า การแทรกซึมของธาตุผสมบางชนิดมีคุณสมบัติของโลหะผสมที่มีราคาแพง ซึ่งสามารถทดแทนเหล็กทนความร้อนและสแตนเลสบางชนิดได้ เครื่องมือและแม่พิมพ์เกือบทั้งหมดต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อนก่อนจึงจะสามารถใช้งานได้

ทำไมท่อเหล็กต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อน?

หน้าที่ของการรักษาความร้อนคือการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของท่อเหล็กและท่อเหล็กที่มีความแม่นยำ ขจัดความเค้นตกค้าง และปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือนของท่อเหล็ก

ตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันของการรักษาความร้อน กระบวนการบำบัดความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การรักษาความร้อนเบื้องต้นและการรักษาความร้อนขั้นสุดท้าย

1. การเตรียมการอบความร้อน

วัตถุประสงค์ของการเตรียมการอบชุบด้วยความร้อนคือการปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป ขจัดความเครียดภายใน และเตรียมโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ดีสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนรวมถึงการหลอม การทำให้เป็นมาตรฐาน อายุมากขึ้น การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา ฯลฯ

(1) การหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน

การหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐานใช้สำหรับชิ้นงานที่ร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า {{0}} ร้อยละ 5 มักผ่านการอบอ่อนเพื่อลดความแข็งและตัดง่าย เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.5 เปอร์เซ็นต์ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มีดเกาะเมื่อความแข็งต่ำเกินไป และการใช้การรักษามาตรฐาน การหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐานยังคงสามารถขัดเกลาเมล็ดพืชและโครงสร้างที่สม่ำเสมอเพื่อเตรียมการอบชุบด้วยความร้อนในภายหลัง การหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐานมักจะถูกกำหนดไว้หลังจากการแปรรูปเปล่าและก่อนการตัดเฉือนหยาบ

(2) การรักษาอายุขัย

การรักษาความชราส่วนใหญ่จะใช้เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดจากการผลิตและการตัดเฉือนเปล่า

เพื่อหลีกเลี่ยงภาระงานในการขนส่งที่มากเกินไป สำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำทั่วไป สามารถจัดการรักษาอายุก่อนการตกแต่งได้ อย่างไรก็ตาม สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง (เช่น กล่องของเครื่องคว้านพิกัด ฯลฯ) ควรมีการจัดขั้นตอนการบำบัดอายุสองหรือหลายขั้นตอน ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายมักไม่อยู่ภายใต้การรักษาอายุ

นอกจากการหล่อแล้ว สำหรับชิ้นส่วนที่มีความเที่ยงตรงที่มีความแข็งแกร่งต่ำ (เช่น ลีดสกรูที่มีความแม่นยำ) เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลและทำให้ความแม่นยำในการตัดเฉือนของชิ้นส่วนมีเสถียรภาพ จบ. สำหรับชิ้นส่วนของเพลาบางชิ้น ควรจัดการรักษาอายุหลังจากขั้นตอนการยืดผม

(3) การดับและแบ่งเบาบรรเทา

การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาเป็นการบำบัดด้วยอุณหภูมิที่สูงหลังจากการชุบแข็ง ซึ่งสามารถได้โครงสร้างซอร์ไบท์ที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอและพิถีพิถัน เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการลดการเปลี่ยนรูปในระหว่างการชุบผิวและการบำบัดด้วยไนไตรดิ้งที่ตามมา ดังนั้นการชุบและการแบ่งเบาบรรเทาสามารถใช้เป็นการอบชุบเบื้องต้นได้

เนื่องจากคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมที่ดีของชิ้นส่วนหลังจากการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา บางส่วนที่ไม่ต้องการความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอจึงสามารถใช้เป็นกระบวนการบำบัดความร้อนขั้นสุดท้ายได้

2. การรักษาความร้อนขั้นสุดท้าย

วัตถุประสงค์ของการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายคือการปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรง

1 ดับ

การชุบแข็งรวมถึงการชุบผิวและการชุบแข็งแบบบูรณาการ ในหมู่พวกเขา การชุบผิวใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการเสียรูปน้อยลง การเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอน และการชุบผิวยังมีข้อดีของความแข็งแรงภายนอกสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดี ในขณะที่ยังคงความเหนียวภายในที่ดีและทนต่อแรงกระแทกได้ดี เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนชุบแข็งที่พื้นผิว การบำบัดด้วยความร้อน เช่น การชุบและการแบ่งเบาบรรเทา เส้นทางกระบวนการทั่วไปคือ: การทำให้ว่างเปล่า -- การปลอม -- การทำให้เป็นมาตรฐาน (การหลอม) -- การหยาบ -- การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา -- การเก็บผิวกึ่งละเอียด -- พื้นผิว ดับ -- จบ

(2) การคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง

Carburizing และ quenching เหมาะสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ ประการแรก ปริมาณคาร์บอนของชั้นผิวของชิ้นส่วนจะเพิ่มขึ้น หลังจากการชุบแข็ง ชั้นผิวจะได้รับความแข็งสูง ในขณะที่แกนกลางยังคงรักษาความแข็งแรงและความเหนียวและความยืดหยุ่นสูง Carburizing แบ่งออกเป็น carburizing โดยรวมและ carburizing ในท้องถิ่น เมื่อทำการคาร์บูไรซิ่งในพื้นที่ ควรใช้มาตรการป้องกันการรั่วซึม (การชุบทองแดงหรือการชุบวัสดุป้องกันการซึม) สำหรับชิ้นส่วนที่ไม่ผ่านการคาร์บูไรซ์ เนื่องจากการเสียรูปของคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งอย่างมาก และความลึกของคาร์บูไรซิ่งโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2 มม. โดยทั่วไป กระบวนการคาร์บูไรซิ่งจะถูกจัดเรียงระหว่างการเก็บผิวกึ่งละเอียดและการเก็บผิวละเอียด

เส้นทางของกระบวนการโดยทั่วไป: การทำให้ว่างเปล่า - การปลอม - การทำให้เป็นมาตรฐาน - หยาบ, การเก็บกึ่งละเอียด - การทำคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง - การตกแต่ง

เมื่อส่วนที่ไม่มีคาร์บูไรซ์ของส่วนที่คาร์บูไรซ์ในพื้นที่ใช้แผนกระบวนการในการขจัดชั้นคาร์บูไรซ์ส่วนเกินหลังจากเพิ่มค่าเผื่อแล้ว กระบวนการในการขจัดชั้นคาร์บูไรซ์ส่วนเกินควรจัดหลังจากการคาร์บูไรซ์และก่อนที่จะดับ

(3) การบำบัดด้วยไนไตรดิ้ง

ไนไตรดิ้งเป็นวิธีการแทรกซึมอะตอมไนโตรเจนเข้าไปในผิวโลหะเพื่อให้ได้ชั้นของสารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจน ชั้นไนไตรดิ้งสามารถปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความล้า และความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวชิ้นส่วน เนื่องจากอุณหภูมิไนไตรดิ้งต่ำ การเสียรูปจึงมีขนาดเล็ก และชั้นไนไตรดิ้งก็บาง (โดยทั่วไปไม่เกิน 0.6~0.7 มม.) กระบวนการไนไตรดิ้งควรจัดเรียงให้ไกลที่สุด เป็นไปได้. เพื่อลดการเสียรูปในระหว่างการทำไนไตรดิ้ง โดยทั่วไปจำเป็นต้องแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงเพื่อบรรเทาความเครียด

นอกจากนี้ ตามโครงสร้าง เตารักษาความร้อนอย่างต่อเนื่องเตาลูกกลิ้งสามารถแบ่งออกเป็นท่อเหล็กแบบขั้นตอนเดียว สองขั้นตอน และสามขั้นตอน เตาหลอมแบบลูกกลิ้งสองขั้นตอนหรือสามขั้นตอนส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการอบชุบด้วยความร้อนที่สดใสของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ และโดยทั่วไปเรียกว่าเตาเผาแบบใช้ความร้อนแบบลูกกลิ้ง เตาเผาแบบลูกกลิ้งแบบต่อเนื่อง

กรรมวิธีทางความร้อนระบุไว้ในมาตรฐานท่อเหล็กไร้ตะเข็บ สินค้าบางอย่าง. มาตรฐานระบุข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่ท่อเหล็กไร้ตะเข็บควรเป็นไปตามข้อกำหนด โดยทั่วไปการอบชุบด้วยความร้อนของท่อเหล็กไร้ตะเข็บคาร์บอนต่ำส่วนใหญ่จะผ่านการอบอ่อนหรือทำให้เป็นมาตรฐาน ในขณะที่ท่อเหล็กไม่มีตะเข็บสเตนเลสสตีลโครเมียม - นิกเกิลใช้วิธีการแก้ปัญหาท่อเหล็กมณฑลซานตงซิโนมา

หลังจากที่ท่อเหล็กไร้ตะเข็บรีดร้อน การรวมที่ไม่ใช่โลหะในเหล็ก (ส่วนใหญ่เป็นซัลไฟด์และออกไซด์ และซิลิเกต) จะถูกกดลงในแผ่นบาง ๆ และปรากฏการณ์การแตกตัว (แซนวิช) เกิดขึ้น ความเค้นตกค้างที่เกิดจากการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอจะมีขนาดใหญ่กว่าความเครียดที่เกิดจากโหลด