Um metallischen Werkstücken die erforderlichen mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften zu verleihen, sind neben einer rationellen Werkstoffauswahl und verschiedenen Umformverfahren häufig auch Wärmebehandlungsverfahren unerlässlich. Stahl ist das in der mechanischen Industrie am häufigsten verwendete Material mit einer komplexen Mikrostruktur, die durch Wärmebehandlung kontrolliert werden kann. Daher ist die Wärmebehandlung von Stahl der Hauptinhalt der Metallwärmebehandlung.
Darüber hinaus können Aluminium, Kupfer, Magnesium, Titan und deren Legierungen durch Wärmebehandlung ihre mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften verändern, um unterschiedliche Leistungsmerkmale zu erhalten.
Die Wärmebehandlung verändert im Allgemeinen nicht die Form und die gesamte chemische Zusammensetzung des Werkstücks, sondern verleiht oder verbessert vielmehr dessen Leistung, indem sie die Mikrostruktur im Inneren des Werkstücks oder die chemische Zusammensetzung auf der Oberfläche des Werkstücks verändert. Seine Eigenschaft besteht darin, die intrinsische Qualität des Werkstücks zu verbessern, die in der Regel mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.
Die Funktion 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 können Wärmebehandlungsprozesse in zwei Kategorien unterteilt werden: Vorwärmebehandlung und Endwärmebehandlung.
1.Der Zweck der vorläufigen Wärmebehandlung besteht darin, die Verarbeitungsleistung zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen und eine gute metallografische Struktur für die abschließende Wärmebehandlung vorzubereiten. Der Wärmebehandlungsprozess umfasst Glühen, Normalisieren, Altern, Abschrecken und Anlassen usw.
l Glühen und Normalisieren werden für Rohlinge verwendet, die einer Wärmebehandlung unterzogen wurden. Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,5 % werden häufig geglüht, um ihre Härte zu verringern und das Schneiden zu erleichtern; Kohlenstoffstahl und legierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,5 % werden normalisiert, um ein Festkleben des Werkzeugs beim Schneiden aufgrund ihrer geringen Härte zu verhindern. Durch Glühen und Normalisieren kann die Korngröße verfeinert und eine gleichmäßige Mikrostruktur erreicht werden, wodurch eine zukünftige Wärmebehandlung vorbereitet wird. Glühen und Normalisieren werden häufig nach der Grobbearbeitung und vor der Grobbearbeitung angeordnet.
l Die Zeitbehandlung wird hauptsächlich verwendet, um innere Spannungen zu beseitigen, die bei der Rohlingsherstellung und der mechanischen Bearbeitung entstehen. Um eine übermäßige Transportbelastung zu vermeiden, kann für Teile mit allgemeiner Präzision vor der Präzisionsbearbeitung eine Zeitbehandlung vereinbart werden. Bei Teilen mit hohen Präzisionsanforderungen (z. B. dem Gehäuse von Koordinatenbohrmaschinen) sollten jedoch zwei oder mehr Alterungsbehandlungsprozesse angeordnet werden. Einfache Teile erfordern im Allgemeinen keine Alterungsbehandlung. Neben Gussteilen werden bei einigen Präzisionsteilen mit geringer Steifigkeit (z. B. Präzisionsschrauben) häufig mehrere Alterungsbehandlungen zwischen Grobbearbeitung und Halbpräzisionsbearbeitung angeordnet, um bei der Bearbeitung entstehende innere Spannungen zu beseitigen und die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile zu stabilisieren. Einige Wellenteile erfordern nach dem Richtvorgang eine Zeitbehandlung.
l Unter Abschrecken und Anlassen versteht man eine Hochtemperatur-Anlassbehandlung nach dem Abschrecken, mit der eine gleichmäßige und feine angelassene Martensitstruktur erhalten werden kann, die sich auf die Verringerung der Verformung beim Oberflächenabschrecken und der Nitrierbehandlung in der Zukunft vorbereitet. Daher kann das Abschrecken und Anlassen auch als vorbereitende Wärmebehandlung eingesetzt werden. Aufgrund der guten umfassenden mechanischen Eigenschaften vergüteter Teile können einige Teile mit geringen Anforderungen an Härte und Verschleißfestigkeit auch als abschließendes Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt werden.
2.Der Zweck der abschließenden Wärmebehandlung besteht darin, mechanische Eigenschaften wie Härte, Verschleißfestigkeit und Festigkeit zu verbessern.
l Das Abschrecken umfasst Oberflächenabschrecken und Massenabschrecken. Das Oberflächenabschrecken wird aufgrund seiner geringen Verformung, Oxidation und Entkohlung häufig verwendet und bietet außerdem die Vorteile einer hohen äußeren Festigkeit und einer guten Verschleißfestigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer guten Zähigkeit und einer starken Schlagfestigkeit im Inneren. Um die mechanischen Eigenschaften oberflächenvergüteter Teile zu verbessern, ist es häufig erforderlich, als vorläufige Wärmebehandlung eine Wärmebehandlung wie Abschrecken und Anlassen oder Normalisieren durchzuführen. Der allgemeine Prozessweg ist: Schneiden – Schmieden – Normalisieren (Glühen) – Grobbearbeitung – Abschrecken und Anlassen – Halbpräzisionsbearbeitung – Oberflächenabschreckung – Präzisionsbearbeitung.
l Aufkohlendes Abschrecken ist für kohlenstoffarmen Stahl und niedriglegierten Stahl geeignet. Erstens wird der Kohlenstoffgehalt der Oberflächenschicht des Teils erhöht, und nach dem Abschrecken erhält die Oberflächenschicht eine hohe Härte, während der Kern immer noch eine gewisse Festigkeit, hohe Zähigkeit und Plastizität beibehält. Die Karbonisierung kann in Gesamtaufkohlung und lokale Aufkohlung unterteilt werden. Bei teilweiser Aufkohlung sollten für die nicht aufkohlenden Teile Anti-Sicker-Maßnahmen (Verkupferung oder Plattieren mit Anti-Sicker-Materialien) ergriffen werden. Aufgrund der großen Verformung, die durch Aufkohlen und Abschrecken verursacht wird, und der Aufkohlungstiefe, die im Allgemeinen zwischen 0,5 und 2 mm liegt, wird der Aufkohlungsprozess im Allgemeinen zwischen Halbpräzisionsbearbeitung und Präzisionsbearbeitung eingeordnet. Der allgemeine Prozessweg ist: Schneiden, Schmieden, Normalisieren, Grob- und Halbpräzisionsbearbeitung, Aufkohlen, Abschrecken, Präzisionsbearbeitung. Wenn der nicht aufgekohlte Teil lokal aufgekohlter Teile den Prozessplan der Erhöhung des Aufmaßes und des Abschneidens der überschüssigen aufgekohlten Schicht übernimmt, sollte der Prozess des Abschneidens der überschüssigen aufgekohlten Schicht nach der Aufkohlung und vor dem Abschrecken angeordnet werden.
l Die Nitrierbehandlung ist eine Behandlungsmethode, die es Stickstoffatomen ermöglicht, in die Metalloberfläche einzudringen, um eine Schicht stickstoffhaltiger Verbindungen zu erhalten. Die Nitrierschicht kann die Härte, Verschleißfestigkeit, Dauerfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche der Teile verbessern. Aufgrund der niedrigen Nitrierbehandlungstemperatur, der geringen Verformung und der dünnen Nitrierschicht (im Allgemeinen nicht mehr als 0,6 bis 0,7 mm) sollte der Nitrierprozess so spät wie möglich erfolgen. Um die Verformung beim Nitrieren zu reduzieren, ist nach dem Schneiden im Allgemeinen ein Hochtemperaturanlassen zum Spannungsabbau erforderlich.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. Okt. 2024
