Термическая обработка стальных поковок: основные способы
После ковки и штампования поковки отправляют на термообработку. Данный процесс изменяет структуру металла, улучшая его характеристики. Изделия, подвергнутые высокой температуры, имеют лучшую степень обрабатываемости резкой и другими разновидностями механического воздействия.
Термообработка стальных поковок происходит в термической зоне кузнечного цеха предприятия, где обычно размещают электрические или газовые печи. Цикл операции состоит из трех стадий:
- нагревание;
- остывание;
- охлаждение.
Разновидности операций
Существует четыре главных вида теплообработки:
- отжиг;
- нормализация;
- закалка;
- отпуск.
В процессе отжига штамповку перемещают в печь и держат там при заданной температуре. Далее заготовку выдерживают некоторое время и оставляют остывать вместе с печным агрегатом. На выходе получают элемент с устойчивой металлической структурой, свободной от остаточных напряжений. Такой металлообработке подвергают в основном массивные элементы, которым нужно большое количество времени для нагревания. С учетом температурных условий различают полный, неполный, изотермический, диффузионный отжиг.
Нормализация похожа на предыдущий способ улучшения, однако ее отличие в том, что охлаждение изделия идет вне печи на воздухе, потому происходит быстрее. В результате у обрабатываемой детали происходит повышение механических свойств и удаление остаточных микронапряжений. Как правило, нормализация является промежуточным этапом для подготовления заготовок к последующей термической обработке.
Закалку проводят в следующем порядке: сначала деталь доводят до необходимой температуры, затем выдерживают ее и охлаждают. Охлаждение осуществляют в ускоренном режиме в воде или масле. Закалка положительно влияет на механические показатели, повышает надежность и время эксплуатации поковки.
При отпуске штамповок их нагревают до температуры не более +650 градусов. В процессе сталь становится более вязкой, из нее уходят остаточные напряжения. В зависимости от того, какие свойства материала нужны потребителю, различают низкий, средний и высокий отпуск. В первом случае температура среды составляет от +150 до +250 градусов, во втором — от +350 до +450, а в третьем — от +500 до +650.
Самым эффективным методом теплообработки поковок из стали считают улучшение. Этот процесс совмещает в себе закалку с последующим отпуском. Его используют для увеличения механических характеристик заготовок клапанов, шатунов и прочих высокоответственных частей механизмов, функционирующих в тяжелых условиях.
Получают широкое распространение современные способы с применением ковочной теплоты. После штампования поковку переносят в расположенную в области ковки или штамповки печь. Таким образом происходит сокращение трат на нагревание, повышение скорости и производительности техпроцесса.
Обработка заготовок из цветных металлов имеет некоторые отличия от термообработки стальных поковок. Детали из алюминия закаливают и состаривают в течение нескольких дней, магниевые изделия отжигают или закаляют с последующим искусственным старением, титановые металлозаготовки подвергают одинарному или двойному отжигу.
|
