การรักษาความร้อนสำหรับชิ้นส่วนกลึง CNC

เรียนรู้วิธีการอบชุบด้วยความร้อนกับโลหะผสมหลายชนิดเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญอย่างมาก เช่น ความแข็ง ความแข็งแรง และความสามารถในการแปรรูป

การแนะนำ
การอบชุบด้วยความร้อนสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมหลายชนิดเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญได้อย่างมาก (เช่น ความแข็ง ความแข็งแรง หรือความสามารถในการแปรรูป)การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากการดัดแปลงโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุในบางครั้ง

การบำบัดเหล่านั้นเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะผสมจนถึงอุณหภูมิ (ปกติ) ที่สูงมาก ตามด้วยขั้นตอนการทำให้เย็นลงภายใต้สภาวะควบคุมอุณหภูมิที่วัสดุได้รับความร้อน เวลาที่เก็บไว้ที่อุณหภูมินั้น และอัตราการเย็นตัว ล้วนมีผลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพขั้นสุดท้ายของโลหะผสม

ในบทความนี้ เราได้ทบทวนการรักษาความร้อนที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมที่ใช้บ่อยที่สุดในการตัดเฉือน CNCด้วยการอธิบายผลกระทบของกระบวนการเหล่านี้ต่อคุณสมบัติของส่วนสุดท้าย บทความนี้จะช่วยคุณเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ

เมื่อมีการใช้การรักษาความร้อน
การอบชุบด้วยความร้อนสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมได้ตลอดกระบวนการผลิตสำหรับชิ้นส่วนกลึง CNC โดยทั่วไปจะใช้การอบชุบด้วยความร้อนอย่างใดอย่างหนึ่ง:

ก่อนการตัดเฉือน CNC: เมื่อมีการร้องขอเกรดมาตรฐานของโลหะผสมที่พร้อมใช้งาน ผู้ให้บริการ CNC จะทำการตัดเฉือนชิ้นส่วนโดยตรงจากวัสดุสต็อกนั้นซึ่งมักเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการลดระยะเวลารอคอยสินค้า

หลังจากการตัดเฉือน CNC: การอบชุบด้วยความร้อนบางอย่างจะเพิ่มความแข็งของวัสดุอย่างมาก หรือใช้เป็นขั้นตอนสุดท้ายหลังจากการขึ้นรูปในกรณีเหล่านี้ การรักษาความร้อนจะใช้หลังจากการตัดเฉือน CNC เนื่องจากความแข็งสูงจะลดความสามารถในการขึ้นรูปของวัสดุตัวอย่างเช่น นี่เป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับชิ้นส่วนเหล็กกล้าเครื่องมือตัดเฉือน CNC

การรักษาความร้อนทั่วไปสำหรับวัสดุ CNC
การหลอม การลดความเครียด และการแบ่งเบาบรรเทา
การหลอม การแบ่งเบาบรรเทา และการลดความเครียดล้วนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนของโลหะผสมจนถึงอุณหภูมิสูง และการทำให้วัสดุเย็นลงในอัตราที่ช้า ซึ่งมักจะอยู่ในอากาศหรือในเตาอบต่างกันที่อุณหภูมิที่วัสดุถูกให้ความร้อนและตามลำดับในกระบวนการผลิต

ในการหลอม โลหะจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก จากนั้นจึงค่อย ๆ เย็นลงเพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคตามที่ต้องการโดยปกติแล้วการหลอมจะใช้กับโลหะผสมทั้งหมดหลังการขึ้นรูปและก่อนการแปรรูปใดๆ ต่อไป เพื่อทำให้นิ่มลงและปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปหากไม่ได้ระบุการรักษาความร้อนแบบอื่น ชิ้นส่วนกลึง CNC ส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติวัสดุในสถานะอบอ่อน

การคลายความเค้นเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนจนถึงอุณหภูมิสูง (แต่ต่ำกว่าการหลอม) และมักจะใช้หลังจากการตัดเฉือน CNC เพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดจากกระบวนการผลิตด้วยวิธีนี้จะผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอมากขึ้น

การอบคืนความร้อนยังให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนที่อุณหภูมิต่ำกว่าการหลอม และโดยปกติจะใช้หลังจากการชุบแข็ง (ดูหัวข้อถัดไป) ของเหล็กเหนียว (1045 และ A36) และโลหะผสมเหล็ก (4140 และ 4240) เพื่อลดความเปราะบางและปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงกล

ดับ
การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก ตามด้วยขั้นตอนการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้วโดยการจุ่มวัสดุลงในน้ำมันหรือน้ำ หรือสัมผัสกับกระแสลมเย็นการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว “ล็อคอิน” การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคที่วัสดุผ่านเมื่อได้รับความร้อน ส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความแข็งสูงมาก

โดยปกติแล้วชิ้นส่วนจะถูกดับเป็นขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการผลิตหลังจากการตัดเฉือน CNC (ลองนึกถึงช่างตีเหล็กจุ่มใบมีดลงในน้ำมัน) เนื่องจากความแข็งที่เพิ่มขึ้นทำให้วัสดุตัดเฉือนได้ยากขึ้น

เหล็กกล้าเครื่องมือจะถูกดับหลังจากการกลึง CNC เพื่อให้ได้คุณสมบัติความแข็งผิวที่สูงมากจากนั้นอาจใช้กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาเพื่อควบคุมความแข็งที่เกิดขึ้นตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าเครื่องมือ A2 มีความแข็ง 63-65 Rockwell C หลังจากการชุบแข็ง แต่สามารถอบคืนตัวให้มีความแข็งระหว่าง 42 ถึง 62 HRCการแบ่งเบาบรรเทาช่วยยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วน เนื่องจากช่วยลดความเปราะบาง (ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับความแข็ง 56-58 HRC)

การแข็งตัวของฝน (อายุ)
การแข็งตัวของฝนหรือการทำให้แก่ก่อนวัยเป็นคำสองคำที่ใช้กันทั่วไปเพื่ออธิบายกระบวนการเดียวกันการชุบแข็งด้วยหยาดน้ำฟ้าเป็นกระบวนการสามขั้นตอน: วัสดุจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงก่อน จากนั้นจึงชุบแข็งและสุดท้ายให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเป็นระยะเวลานาน (บ่ม)สิ่งนี้ทำให้องค์ประกอบของโลหะผสมที่ตอนแรกปรากฏเป็นอนุภาคแยกจากองค์ประกอบที่แตกต่างกันเพื่อละลายและกระจายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์ของโลหะ ในลักษณะที่คล้ายกับผลึกน้ำตาลที่ละลายในน้ำเมื่อสารละลายได้รับความร้อน

หลังจากการชุบแข็งแบบตกตะกอน ความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตัวอย่างเช่น 7075 เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความต้านทานแรงดึงเทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม ในขณะที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 3 เท่า

เคสชุบแข็ง & คาร์บูไรซิ่ง
การชุบแข็งเคสเป็นตระกูลของการอบชุบด้วยความร้อนซึ่งส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความแข็งสูงบนพื้นผิว ในขณะที่วัสดุที่ขีดเส้นใต้ยังคงอ่อนอยู่วิธีนี้มักเป็นที่นิยมมากกว่าการเพิ่มความแข็งของชิ้นส่วนตลอดปริมาตร (เช่น การชุบแข็ง) เนื่องจากชิ้นส่วนที่แข็งกว่าก็จะเปราะกว่าเช่นกัน

คาร์บูไรซิ่งเป็นกระบวนการชุบแข็งด้วยความร้อนที่พบได้บ่อยที่สุดมันเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กอ่อนในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคาร์บอน และการชุบแข็งของชิ้นส่วนที่ตามมาเพื่อล็อคคาร์บอนไว้ในเมทริกซ์โลหะสิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งผิวของเหล็กกล้าในลักษณะเดียวกับที่อโนไดซ์จะเพิ่มความแข็งผิวของโลหะผสมอะลูมิเนียม