Для обеспечения того, чтобы металлические компоненты обладали желаемыми механическими, физическими и химическими свойствами,Теплообрабатывающие процессы часто необходимы в дополнение к выбору подходящих материалов и различным методам формованияСталь является наиболее широко используемым материалом в машиностроении из-за своей сложной микроструктуры, которую можно контролировать с помощью тепловой обработки.Тепловая обработка стали является основным направлением в тепловой обработке металлов.

Кроме того, такие металлы, как алюминий, медь, магний, титан, и их сплавы также могут иметь свои механические, физические,и химические свойства, измененные тепловой обработкой для достижения различных характеристик.

Тепловая обработка, как правило, не изменяет форму или общий химический состав заготовки; вместо этогоизменяет внутреннюю микроструктуру или изменяет химический состав поверхности, чтобы придать или улучшить эксплуатационные свойства компонентаЕго характерной чертой является улучшение внутреннего качества заготовки, которое обычно не видно невооруженным глазом.Целью тепловой обработки является повышение механических свойств материалов., устраняют остаточные напряжения и улучшают обрабатываемость металлов.

Общие методы тепловой обработки деталей

Химическая термическая обработка

Химическая термическая обработка включает в себя использование химических реакций, иногда в сочетании с физическими методами, для изменения химического состава поверхности и микроструктуры стальных компонентов.После химической термической обработки, стальные компоненты можно рассматривать как специальный композитный материал.и стойкость к окислению при высоких температурахМетоды химической термической обработки включают карбурирование, нитрирование, борение, сульфидирование, алюминирование, хромирование, силицирование, кодиффузию углерода и азота, оксинитрирование, кодиффузию тиоцианатов,и многокомпонентных диффузионных процессов, таких как углеродные (азотные) титановые покрытия.

Контактное сопротивление нагревание

Принцип загрязнения контактным сопротивлением заключается в прохождении низковольтного тока через контактное сопротивление между электродом и заготовкой.быстрое нагревание поверхности заготовкиЭтот метод имеет преимущества простого оборудования, простоты эксплуатации и хорошей автоматизации.приводит к минимальному искажению заготовкиОн не требует закаливания и значительно повышает износостойкость и устойчивость к царапинам на заготовке, хотя закаленный слой относительно тонкий (0,15 ‰ 0.35 мм) и демонстрирует слабую однородность в микроструктуре и твердостиДанный метод используется в основном для отверждения поверхности литого железа и имеет ограниченное применение.

Тепловая обработка электронными лучами

Технология электронного луча используется уже более 20 лет и широко применяется в процессах сварки и резки металлов.Тепловая обработка электронным пучком - это новый метод, который использует электронные пучки с высокой плотностью энергии для отверждения поверхностиЭлектронный пучок излучается от нагретого катода (филамента) через высоковольтный кольцевой анод, сфокусированный на луче, который поражает металлическую поверхность, достигая нагрева.Глубина нагрева обработанных частей зависит от напряжения ускорения и плотности металлаНапример, при мощности 150 кВт теоретическая глубина нагрева в железе составляет 0,076 мм, а в алюминии - 0,178 мм.с временем аустенизации только доли секунды, что приводит к очень тонким поверхностным зернам, более высокой твердости, чем при обычной термической обработке, и отличным механическим свойствам.

Электролитическое нагревание

Электролитическое нагревание - это процесс тепловой обработки металла, который изменяет механические свойства поверхностного слоя путем нагревания и охлаждения поверхности стальных компонентов.Нагревная обработка поверхности основное внимание уделяет отверждению поверхности, направленный на достижение твердого поверхностного слоя и благоприятного внутреннего распределения напряжений для улучшения износостойкости и устойчивости к усталости компонента.через электролит проходит постоянный ток (150~300 В)Водород высвобождается на катоде, а кислород - на аноде. Вокруг катода образуется пленка водородного газа.увеличение сопротивления и создание большого количества теплаВо время тушения, загруженная в электролит деталь подключается к катоду, в то время как электролитный бак подключается к аноду.Погруженная часть заготовки нагревается (достигается температура охлаждения за 5−10 секунд)После отключения электричества деталь может охлаждаться в электролите или переноситься в отдельный резервуар для тушения.с 5%~18% раствором карбоната натрия, наиболее часто используемым, при условии, что температура не превышает 60°C; в противном случае пленка водородного газа становится нестабильной, что влияет на нагревательный эффект.

Лазерная тепловая обработка

Лазерное отверждение включает в себя использование лазеров для нагрева поверхности материала выше точки фазового преобразования, в результате чего аустенит превращается в мартензит по мере охлаждения материала,тем самым затвердевая поверхностьЛазерное отверждение зубов передач включает в себя высокие скорости нагрева и охлаждения, что приводит к коротким циклам процесса без необходимости использования внешних средств охлаждения.включая минимальное искажение заготовки, чистая рабочая среда, нет необходимости в последующей обработке, такой как шлифовка, и размер обработанных редукторов не ограничен оборудованием для тепловой обработки.Из-за его высокой плотности мощности и быстрой скорости охлаждения, лазерное отверждение постепенно заменяет традиционные процессы, такие как индукционное отверждение и химическая термическая обработка во многих промышленных приложениях,особенно для деталей с высокими требованиями к точности.

Вакуумная термическая обработка

Сжигание соляной ванны становится устаревшим из-за ограничений окружающей среды.Вакуумная среда относится к атмосферам с давлением ниже одной атмосферы, включая низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум.Развитие и совершенствование технологии вакуумной тепловой обработки привели к ее широкому распространению, характеризуется отсутствием окисления и декарбуризации, что приводит к чистым и ярким поверхностям после тушения, высокой износостойкости, отсутствию загрязнения и высокой степени автоматизации.Обычно используемые технологии вакуумной тепловой обработки в промышленном производстве включают вакуумную отжигание, вакуумное обезгазирование, вакуумное гашение масла, вакуумное гашение воды, вакуумное гашение газов, вакуумное закаливание и вакуумное карбурирование,что делает его одним из наиболее распространенных методов тепловой обработки в мастерских.

Индукционная тепловая обработка и технология нитрирования ионов

Индукционная тепловая обработка широко используется в таких отраслях промышленности, как автомобильное производство, строительные машины и нефтехимия из-за ее эффективности, экономии энергии, чистоты и гибкости.Почти 40% автомобильных деталей можно обработать с помощью индукционной тепловой обработкиИндукционное нагрев позволяет обрабатывать многие продукты на полностью автоматизированных или полуавтоматизированных производственных линиях,улучшение согласованности качества продукцииНаиболее быстрое развитие в этой области происходит в области индукционного отопления.где устаревшие электронные колебательные трубки были заменены полностью транзисторными системамиТранзисторы, управляемые микрокомпьютером, позволяют стабильно и точно регулировать, значительно уменьшая помехи от гармоники электросети.

Использование новых технологий укрепления поверхности и продвижение тепловой обработки атмосферы на основе азота

Традиционные методы обработки поверхности инструментов ограничивались устаревшими методами, такими как обработка паром и оксинитрирование, обычно улучшая срок службы инструмента только на 30-50%.Китай самостоятельно разработал и внедрил такие технологии, как QPQ солевая ванна композитная обработка и PVD титанового оксида покрытийПервый может стабилизировать и продлить срок службы инструмента в 2-3 раза с простым оборудованием и низкими затратами, что делает его особенно подходящим для стандартного инструмента.Последнее может увеличить срок службы инструмента в 3 - 5 разДля защиты от тепловой обработки и химической тепловой обработки используются атмосферы на азотной основе.позволяет декарбурировать без кислорода и уменьшает внутренние дефекты окисления, тем самым повышая качество химической тепловой обработки.