การอบชุบด้วยความร้อนของชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

การอบชุบด้วยความร้อนสามารถนำไปใช้กับโลหะผสมหลายชนิดเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ เช่น ความแข็ง ความแข็งแรง หรือความสามารถในการแปรรูปการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคและบางครั้งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของวัสดุ

การบำบัดเหล่านี้รวมถึงการให้ความร้อนแก่โลหะผสม (โดยปกติ) ที่อุณหภูมิสูงมาก ตามด้วยการทำให้เย็นลงภายใต้สภาวะควบคุมอุณหภูมิที่วัสดุถูกทำให้ร้อน เวลาในการรักษาอุณหภูมิ และอัตราการทำความเย็นจะส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพขั้นสุดท้ายของโลหะผสมอย่างมาก
ในบทความนี้ เราจะทบทวนการรักษาความร้อนที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมที่ใช้บ่อยที่สุดในการตัดเฉือน CNCบทความนี้จะช่วยให้คุณเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณได้ด้วยการอธิบายผลกระทบของกระบวนการเหล่านี้ต่อคุณสมบัติของชิ้นส่วนขั้นสุดท้าย
จะดำเนินการบำบัดความร้อนเมื่อใด
การอบชุบด้วยความร้อนสามารถใช้กับโลหะผสมได้ตลอดกระบวนการผลิตสำหรับชิ้นส่วนกลึง CNC โดยทั่วไปการอบชุบด้วยความร้อนใช้ได้กับ:

ก่อนการตัดเฉือน CNC: เมื่อจำเป็นต้องจัดหาโลหะผสมเกรดมาตรฐานสำเร็จรูป ผู้ให้บริการ CNC จะประมวลผลชิ้นส่วนจากวัสดุในสินค้าคงคลังโดยตรงซึ่งมักจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการลดระยะเวลารอคอยสินค้า
หลังการตัดเฉือน CNC: การอบชุบด้วยความร้อนบางส่วนจะเพิ่มความแข็งของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ หรือใช้เป็นขั้นตอนการตกแต่งหลังจากการขึ้นรูปในกรณีเหล่านี้ การอบชุบด้วยความร้อนจะดำเนินการหลังจากการตัดเฉือน CNC เนื่องจากความแข็งสูงจะลดความสามารถในการแปรรูปของวัสดุตัวอย่างเช่น นี่เป็นวิธีปฏิบัติมาตรฐานสำหรับชิ้นส่วนเหล็กกล้าเครื่องมือกลึง CNC
การอบชุบด้วยความร้อนทั่วไปของวัสดุ CNC: การหลอม การบรรเทาความเครียด และการแบ่งเบาบรรเทา
การหลอม การแบ่งเบาบรรเทา และบรรเทาความเครียด ล้วนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะผสมที่อุณหภูมิสูง จากนั้นจึงทำให้วัสดุเย็นลงอย่างช้าๆ ซึ่งมักจะอยู่ในอากาศหรือในเตาอบพวกเขาแตกต่างกันในอุณหภูมิที่วัสดุถูกทำให้ร้อนและในลำดับของกระบวนการผลิต
ในระหว่างการหลอม โลหะจะถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก และเย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่ต้องการการหลอมมักใช้กับโลหะผสมทั้งหมดหลังจากการขึ้นรูปและก่อนการแปรรูปเพิ่มเติมเพื่อทำให้อ่อนลงและปรับปรุงความสามารถในการใช้งานหากไม่มีการระบุการรักษาความร้อนอื่น ๆ ชิ้นส่วนกลึง CNC ส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติของวัสดุในสถานะอบอ่อน
การบรรเทาความเครียดรวมถึงการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนที่อุณหภูมิสูง (แต่ต่ำกว่าการอบอ่อน) ซึ่งมักใช้หลังจากการตัดเฉือน CNC เพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอมากขึ้น
การแบ่งเบาบรรเทายังทำให้ชิ้นส่วนร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการอบอ่อนมักใช้หลังจากการชุบเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (1045 และ A36) และเหล็กกล้าอัลลอยด์ (4140 และ 4240) เพื่อลดความเปราะบางและปรับปรุงคุณสมบัติทางกล

ดับ
การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก ตามด้วยการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว โดยปกติแล้วจะแช่วัสดุในน้ำมันหรือน้ำ หรือปล่อยให้สัมผัสกับกระแสลมเย็นการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว "ล็อก" การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุได้รับความร้อน ส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความแข็งสูงมาก
ชิ้นส่วนมักจะดับลงหลังจากการตัดเฉือน CNC เป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการผลิต (คิดว่าช่างตีเหล็กแช่ใบมีดในน้ำมัน) เนื่องจากความแข็งที่เพิ่มขึ้นทำให้วัสดุยากต่อการประมวลผล
เหล็กกล้าเครื่องมือจะดับลงหลังจากการตัดเฉือน CNC เพื่อให้ได้ลักษณะความแข็งผิวที่สูงมากความแข็งที่เกิดขึ้นสามารถควบคุมได้โดยใช้กระบวนการแบ่งเบาบรรเทาตัวอย่างเช่น ความแข็งของเหล็กกล้าเครื่องมือ A2 หลังจากการชุบแข็งคือ 63-65 Rockwell C แต่สามารถปรับให้มีความแข็งได้ระหว่าง 42-62 HRCการแบ่งเบาบรรเทาสามารถยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนได้ เนื่องจากการแบ่งเบาบรรเทาสามารถลดความเปราะบางได้ (จะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อความแข็งอยู่ที่ 56-58 HRC)
การตกตะกอนแข็งตัว (อายุ)

การแข็งตัวของฝนหรืออายุเป็นคำสองคำที่ใช้กันทั่วไปเพื่ออธิบายกระบวนการเดียวกันการชุบแข็งแบบตกตะกอนเป็นกระบวนการสามขั้นตอน: ขั้นแรก วัสดุถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูง จากนั้นดับ และสุดท้ายถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิต่ำ (เสื่อมสภาพ) เป็นเวลานานสิ่งนี้นำไปสู่การละลายและการกระจายตัวขององค์ประกอบการผสมอย่างสม่ำเสมอในขั้นต้นในรูปแบบของอนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องขององค์ประกอบที่แตกต่างกันในเมทริกซ์โลหะ เช่นเดียวกับผลึกน้ำตาลละลายในน้ำเมื่อสารละลายถูกทำให้ร้อน
หลังจากการตกตะกอนแข็งตัว ความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตัวอย่างเช่น 7075 เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งมักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความต้านทานแรงดึงเทียบเท่ากับเหล็กกล้าไร้สนิม และมีน้ำหนักน้อยกว่า 3 เท่าตารางต่อไปนี้แสดงผลของการชุบแข็งแบบตกตะกอนในอะลูมิเนียม 7075:
โลหะบางชนิดไม่สามารถให้ความร้อนด้วยวิธีนี้ได้ แต่วัสดุที่เข้ากันได้ถือเป็นซูเปอร์อัลลอยและเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงโลหะผสมชุบแข็งแบบตกตะกอนที่ใช้บ่อยที่สุดใน CNC สรุปได้ดังนี้:

การชุบแข็งเคสและคาร์บูไรซิ่ง
การชุบแข็งเคสเป็นชุดของการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งทำให้พื้นผิวของชิ้นส่วนมีความแข็งสูงในขณะที่วัสดุที่ขีดเส้นใต้ยังคงอ่อนนุ่มโดยทั่วไปแล้วจะดีกว่าการเพิ่มความแข็งของชิ้นส่วนในปริมาตรทั้งหมด (เช่น โดยการดับ) เนื่องจากส่วนที่แข็งกว่าก็จะเปราะมากกว่าเช่นกัน
การทำคาร์บูไรซิ่งเป็นการอบชุบด้วยความร้อนโดยทั่วไปมันเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยคาร์บอนแล้วดับชิ้นส่วนเพื่อล็อคคาร์บอนในเมทริกซ์โลหะสิ่งนี้จะเพิ่มความแข็งผิวของเหล็ก เช่นเดียวกับอโนไดซ์จะเพิ่มความแข็งผิวของโลหะผสมอลูมิเนียม
วิธีระบุการรักษาความร้อนตามลำดับของคุณ:
เมื่อคุณสั่งซื้อ CNC คุณสามารถขอการรักษาความร้อนได้สามวิธี:
มาตรฐานการผลิตอ้างอิง: การอบชุบด้วยความร้อนจำนวนมากได้มาตรฐานและใช้กันอย่างแพร่หลายตัวอย่างเช่น ตัวบ่งชี้ T6 ในโลหะผสมอะลูมิเนียม (6061-T6, 7075-T6 ฯลฯ) ระบุว่าวัสดุได้รับการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน
ระบุความแข็งที่ต้องการ: นี่เป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการระบุการอบชุบด้วยความร้อนและการชุบแข็งผิวของเหล็กกล้าเครื่องมือสิ่งนี้จะอธิบายให้ผู้ผลิตทราบถึงการรักษาความร้อนที่จำเป็นหลังจากการตัดเฉือน CNCตัวอย่างเช่น สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ D2 มักต้องมีความแข็ง 56-58 HRC

ระบุวงจรการอบชุบ: เมื่อทราบรายละเอียดของการรักษาความร้อนที่ต้องการแล้ว สามารถแจ้งรายละเอียดเหล่านี้ไปยังซัพพลายเออร์เมื่อทำการสั่งซื้อซึ่งช่วยให้คุณปรับเปลี่ยนคุณสมบัติวัสดุของแอปพลิเคชันของคุณได้โดยเฉพาะแน่นอนว่าสิ่งนี้ต้องใช้ความรู้ทางโลหะวิทยาขั้นสูง
หลักการง่ายๆ
1. คุณสามารถระบุการอบชุบด้วยความร้อนในลำดับการประมวลผล CNC โดยอ้างอิงถึงวัสดุเฉพาะ ระบุข้อกำหนดด้านความแข็ง หรืออธิบายวงจรการบำบัด
2. โลหะผสมชุบแข็งแบบตกตะกอน (เช่น Al 6061-T6, Al 7075-T6 และ SS 17-4) ได้รับการคัดเลือกสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการมากที่สุดเนื่องจากมีความแข็งแรงและความแข็งสูงมาก
3. เมื่อจำเป็นต้องปรับปรุงความแข็งในปริมาตรของชิ้นงานทั้งหมด ควรใช้การชุบแข็ง และทำการชุบแข็งที่ผิวชิ้นงานเท่านั้น (คาร์บูไรซิ่ง) เพื่อเพิ่มความแข็ง