Wie werden Maschinenteile wärmebehandelt?

Um dem Metallwerkstück die erforderlichen mechanischen Eigenschaften, physikalischen Eigenschaften und chemischen Eigenschaften zu verleihen, sind neben der sinnvollen Werkstoffauswahl und verschiedenen Umformverfahren häufig Wärmebehandlungsverfahren unabdingbar. Stahl ist das am häufigsten verwendete Material in der Maschinenindustrie. Die Mikrostruktur von Stahl ist komplex und kann durch Wärmebehandlung kontrolliert werden. Daher ist die Wärmebehandlung von Stahl der Hauptinhalt der Metallwärmebehandlung.

Darüber hinaus können Aluminium, Kupfer, Magnesium, Titan usw. und ihre Legierungen auch ihre mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften durch Wärmebehandlung ändern, um unterschiedliche Leistungseigenschaften zu erhalten.

Die Wärmebehandlung verändert im Allgemeinen nicht die Form des Werkstücks und die chemische Gesamtzusammensetzung, sondern verändert die innere Mikrostruktur des Werkstücks oder die chemische Zusammensetzung der Oberfläche des Werkstücks, um die Leistung des Werkstücks zu verbessern oder zu verbessern. Seine Eigenschaft ist die Verbesserung der inneren Qualität des Werkstücks, die im Allgemeinen mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.

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 unterschiedlichen Zwecken der Wärmebehandlung kann der Wärmebehandlungsprozess in die folgenden zwei Kategorien eingeteilt werden: vorläufige Wärmebehandlung und abschließende Wärmebehandlung.

Vorläufige Wärmebehandlung

Der Zweck der vorläufigen Wärmebehandlung besteht darin, die Verarbeitungsleistung zu verbessern, Eigenspannungen zu beseitigen und ein gutes metallografisches Gefüge für die abschließende Wärmebehandlung vorzubereiten. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst Glühen, Normalisieren, Altern, Abschrecken und Anlassen usw.

(1) Glühen und Normalisieren

Glühen und Normalisieren werden für warm verarbeitete Rohlinge verwendet. Kohlenstoffstähle und legierte Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,5 % werden häufig geglüht, um ihre Härte zu verringern und sich leichter schneiden zu lassen; Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,5 % werden verwendet, um ein Anhaften zu vermeiden, wenn die Härte zu gering ist. 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 inneren Spannungen 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.

Zusätzlich zu Gussteilen werden für einige Präzisionsteile mit geringer Steifigkeit (wie z. Fertigbearbeitung. Bei einigen Wellenteilbearbeitungen muss nach dem Richtprozess eine Alterungsbehandlung angeordnet werden.

(3) Anlassen

Abschrecken und Anlassen ist die Hochtemperatur-Anlassbehandlung nach dem Abschrecken. Es kann eine gleichmäßige und fein temperierte Sorbatstruktur erhalten, um die Verringerung der Verformung während der anschließenden Oberflächenabschreck- und Nitrierbehandlung vorzubereiten. Daher kann das Abschrecken und Anlassen auch als vorläufige Wärmebehandlung eingesetzt werden.

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.

Abschließende Wärmebehandlung

Der Zweck der abschließenden Wärmebehandlung besteht darin, die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit zu verbessern.

(1) Abschrecken

Das Abschrecken umfasst das Oberflächenabschrecken und das Gesamtabschrecken. Unter diesen wird das Oberflächenabschrecken aufgrund 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 als Wärmevorbehandlung häufig eine Wärmebehandlung wie Abschrecken und Anlassen oder Normalglühen erforderlich.

(2) Aufkohlen und Abschrecken

Aufkohlen und Abschrecken sind für kohlenstoffarmen und niedrig legierten Stahl geeignet. Erhöhen Sie zunächst den Kohlenstoffgehalt der Oberfläche des Teils. Nach dem Abschrecken erhält die Oberfläche eine hohe Härte, während der Kern noch eine gewisse Festigkeit und eine hohe Zähigkeit und Plastizität behält.

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 Aufkohlungs- und Abschreckverformung groß ist und die Aufkohlungstiefe im Allgemeinen zwischen 0,5 und 2 mm liegt, wird der Aufkohlungsprozess im Allgemeinen zwischen Halbfertigbearbeitung und Endbearbeitung angeordnet.

Wenn der nicht aufgekohlte Teil des teilweise aufgekohlten Teils den Prozessplan zum Entfernen der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach dem Vergrößern 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 Härte, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche des Teils verbessern.

Da die Nitrierbehandlungstemperatur niedrig ist, die Verformung gering ist und die Nitrierschicht dünn ist (im Allgemeinen nicht mehr als 0,6–0,7 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.

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