การอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นส่วนกลึง CNC

การอบชุบด้วยความร้อนสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมหลายชนิดเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ เช่น ความแข็ง ความแข็งแรง หรือความสามารถในการแปรรูปการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค บางครั้งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุ

การบำบัดเหล่านี้รวมถึงการให้ความร้อนโลหะผสมกับ (โดยปกติ) อุณหภูมิที่สูงมาก และจากนั้นทำให้เย็นลงภายใต้สภาวะควบคุมอุณหภูมิที่วัสดุถูกทำให้ร้อน เวลาในการรักษาอุณหภูมิ และอัตราการทำความเย็นจะส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพขั้นสุดท้ายของโลหะผสมอย่างมาก
ในบทความนี้ เราจะทบทวนการรักษาความร้อนที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมที่ใช้บ่อยที่สุดในการตัดเฉือน CNCบทความนี้จะช่วยให้คุณเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณได้ด้วยการอธิบายผลกระทบของกระบวนการเหล่านี้ต่อคุณสมบัติของชิ้นส่วนขั้นสุดท้าย
เมื่อใดควรทำการรักษาความร้อน
การอบชุบด้วยความร้อนสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมได้ตลอดกระบวนการผลิตสำหรับชิ้นส่วนกลึง CNC โดยทั่วไปการอบชุบด้วยความร้อนใช้ได้กับ:

ก่อนการประมวลผล CNC: เมื่อต้องการโลหะผสมมาตรฐานที่พร้อมใช้งาน ผู้ให้บริการ CNC จะประมวลผลชิ้นส่วนจากวัสดุในสต็อกโดยตรงซึ่งมักจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการลดระยะเวลารอคอยสินค้า
หลังการตัดเฉือน CNC: การอบชุบด้วยความร้อนบางอย่างจะเพิ่มความแข็งของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ หรือใช้เป็นขั้นตอนการตกแต่งหลังการขึ้นรูปในกรณีเหล่านี้ การอบชุบด้วยความร้อนจะดำเนินการหลังจากการประมวลผลด้วย CNC เนื่องจากความแข็งสูงจะลดความสามารถในการแปรรูปของวัสดุตัวอย่างเช่น นี่เป็นวิธีปฏิบัติมาตรฐานสำหรับชิ้นส่วนเหล็กกล้าเครื่องมือกลึง CNC
การอบชุบด้วยความร้อนทั่วไปของวัสดุ CNC: การหลอม การบรรเทาความเครียด และการแบ่งเบาบรรเทา
การหลอม แบ่งเบาบรรเทา และบรรเทาความเครียดทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงแล้วค่อยเย็นลงวัสดุ โดยปกติในอากาศหรือในเตาอบพวกเขาแตกต่างกันในอุณหภูมิที่วัสดุถูกทำให้ร้อนและในลำดับการผลิต
ในระหว่างกระบวนการหลอม โลหะจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก และเย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่ต้องการการหลอมมักใช้กับโลหะผสมทั้งหมดหลังจากการขึ้นรูปและก่อนการแปรรูปเพิ่มเติมเพื่อทำให้อ่อนลงและปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปหากไม่มีการระบุการรักษาความร้อนอื่น ๆ ชิ้นส่วนกลึง CNC ส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติของวัสดุในสถานะอบอ่อน
การบรรเทาความเครียดรวมถึงชิ้นส่วนที่ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูง (แต่ต่ำกว่าการอบอ่อน) ซึ่งมักใช้หลังจากการตัดเฉือน CNC เพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตด้วยวิธีนี้จึงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอมากขึ้นได้
การแบ่งเบาบรรเทายังให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการหลอม ซึ่งมักใช้หลังจากการชุบเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (1045 และ A36) และเหล็กกล้าโลหะผสม (4140 และ 4240) เพื่อลดความเปราะบางและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล

ดับ
การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้วจะแช่วัสดุในน้ำมันหรือน้ำหรือปล่อยให้สัมผัสกับกระแสลมเย็นการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว "ล็อก" การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุได้รับความร้อน ส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความแข็งสูงมาก
ชิ้นส่วนมักจะดับเป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการผลิตหลังจากการประมวลผล CNC (คิดว่าช่างตีเหล็กแช่ใบมีดในน้ำมัน) เนื่องจากความแข็งที่เพิ่มขึ้นทำให้วัสดุยากต่อการประมวลผล
เหล็กกล้าเครื่องมือดับหลังจากการตัดเฉือน CNC เพื่อให้ได้ลักษณะความแข็งผิวที่สูงมากความแข็งที่เกิดขึ้นสามารถควบคุมได้โดยใช้กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าเครื่องมือ A2 มีความแข็ง 63-65 Rockwell C หลังจากการชุบแข็ง แต่สามารถปรับให้มีความแข็งได้ระหว่าง 42-62 HRCการแบ่งเบาบรรเทาสามารถยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนได้ เนื่องจากการแบ่งเบาบรรเทาสามารถลดความเปราะบางได้ (จะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อความแข็งอยู่ที่ 56-58 HRC)

การแข็งตัวของฝน
การแข็งตัวของฝนหรืออายุเป็นคำสองคำที่ใช้กันทั่วไปเพื่ออธิบายกระบวนการเดียวกันการชุบแข็งแบบตกตะกอนเป็นกระบวนการสามขั้นตอน: ขั้นแรก วัสดุถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นดับ และสุดท้ายถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิต่ำเป็นเวลานาน (เสื่อมสภาพ)สิ่งนี้นำไปสู่การละลายของธาตุอัลลอยด์ในรูปของอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องของส่วนประกอบต่างๆ และการกระจายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์โลหะ เช่นเดียวกับผลึกน้ำตาลละลายในน้ำเมื่อให้ความร้อนกับสารละลาย
หลังจากการตกตะกอนแข็งตัว ความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตัวอย่างเช่น 7075 เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งมักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความต้านทานแรงดึงเทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม และมีน้ำหนักน้อยกว่า 3 เท่าตารางต่อไปนี้แสดงผลของการชุบแข็งแบบตกตะกอนในอะลูมิเนียม 7075:
โลหะบางชนิดไม่สามารถให้ความร้อนด้วยวิธีนี้ได้ แต่วัสดุที่เข้ากันได้ถือเป็นซุปเปอร์อัลลอยและเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงโลหะผสมชุบแข็งแบบตกตะกอนที่พบบ่อยที่สุดที่ใช้ใน CNC สรุปได้ดังนี้:
การชุบแข็งเคสและคาร์บูไรซิ่ง

การชุบแข็งเคสเป็นชุดของการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งทำให้พื้นผิวของชิ้นส่วนมีความแข็งสูงในขณะที่วัสดุที่ขีดเส้นใต้ยังคงอ่อนนุ่มวิธีนี้มักจะดีกว่าการเพิ่มความแข็งของชิ้นส่วนตลอดทั้งปริมาตร (เช่น โดยการดับ) เนื่องจากชิ้นส่วนที่แข็งกว่าก็จะเปราะมากกว่าเช่นกัน
การทำคาร์บูไรซิ่งเป็นการอบชุบด้วยความร้อนโดยทั่วไปซึ่งรวมถึงการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในสภาพแวดล้อมที่มีคาร์บอนสูง จากนั้นจึงดับชิ้นส่วนเพื่อล็อคคาร์บอนในเมทริกซ์โลหะสิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งผิวของเหล็ก เช่นเดียวกับอโนไดซ์จะเพิ่มความแข็งผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม
วิธีระบุการรักษาความร้อนตามลำดับของคุณ:
เมื่อคุณสั่งซื้อ CNC คุณสามารถขอการรักษาความร้อนได้สามวิธี:
อ้างถึงมาตรฐานการผลิต: การอบชุบด้วยความร้อนจำนวนมากได้รับมาตรฐานและใช้กันอย่างแพร่หลายตัวอย่างเช่น ตัวบ่งชี้ T6 ในโลหะผสมอะลูมิเนียม (6061-T6, 7075-T6 ฯลฯ) ระบุว่าวัสดุนั้นแข็งตัวจากการตกตะกอน
ระบุความแข็งที่ต้องการ: นี่เป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการระบุการอบชุบด้วยความร้อนและการชุบแข็งเคสของเหล็กกล้าเครื่องมือสิ่งนี้จะอธิบายให้ผู้ผลิตทราบถึงการรักษาความร้อนที่จำเป็นหลังจากการตัดเฉือน CNCตัวอย่างเช่น สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ D2 มักต้องมีความแข็ง 56-58 HRC

ระบุรอบการอบชุบ: เมื่อทราบรายละเอียดของการรักษาความร้อนที่ต้องการแล้ว สามารถแจ้งรายละเอียดเหล่านี้ไปยังซัพพลายเออร์เมื่อทำการสั่งซื้อซึ่งช่วยให้คุณปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุของแอปพลิเคชันโดยเฉพาะได้แน่นอนว่าสิ่งนี้ต้องใช้ความรู้ทางโลหะวิทยาขั้นสูง
หลักการง่ายๆ
1. คุณสามารถระบุการอบชุบด้วยความร้อนในลำดับการประมวลผล CNC โดยอ้างอิงถึงวัสดุเฉพาะ ระบุข้อกำหนดด้านความแข็ง หรืออธิบายวงจรการบำบัด
2. เลือกโลหะผสมชุบแข็งแบบตกตะกอน (เช่น Al 6061-T6, Al 7075-T6 และ SS 17-4) สำหรับการใช้งานที่มีความต้องการมากที่สุด เนื่องจากมีความแข็งแรงและความแข็งสูงมาก
3. เมื่อจำเป็นต้องปรับปรุงความแข็งภายในปริมาตรของชิ้นส่วนทั้งหมด ควรใช้การชุบแข็ง และเฉพาะการชุบผิว (คาร์บูไรซิ่ง) เท่านั้นที่พื้นผิวของชิ้นส่วนเพื่อเพิ่มความแข็ง