Apreneu com es poden aplicar tractaments tèrmics a molts aliatges metàl·lics per millorar dràsticament les propietats físiques clau com la duresa, la resistència i la mecanització.
Introducció
Els tractaments tèrmics es poden aplicar a molts aliatges metàl·lics per millorar dràsticament les propietats físiques clau (per exemple, duresa, resistència o mecanització).Aquests canvis es produeixen a causa de modificacions a la microestructura i, de vegades, a la composició química del material.
Aquests tractaments impliquen l'escalfament dels aliatges metàl·lics a temperatures (normalment) extremes, seguit d'un pas de refredament en condicions controlades.La temperatura a la qual s'escalfa el material, el temps que es manté a aquesta temperatura i la velocitat de refredament afecten molt les propietats físiques finals de l'aliatge metàl·lic.
En aquest article, hem revisat els tractaments tèrmics que són rellevants per als aliatges metàl·lics més utilitzats en el mecanitzat CNC.En descriure l'efecte d'aquests processos sobre les propietats de la part final, aquest article us ajudarà a triar el material adequat per a les vostres aplicacions.
Quan s'apliquen els tractaments tèrmics
Els tractaments tèrmics es poden aplicar als aliatges metàl·lics durant tot el procés de fabricació.Per a peces mecanitzades CNC, els tractaments tèrmics s'apliquen normalment:
Abans del mecanitzat CNC: quan es demana un grau estandarditzat d'un aliatge metàl·lic que estigui disponible, el proveïdor de serveis CNC mecanitzarà les peces directament a partir d'aquest material d'estoc.Sovint, aquesta és la millor opció per reduir els terminis de lliurament.
Després del mecanitzat CNC: alguns tractaments tèrmics augmenten significativament la duresa del material o s'utilitzen com a pas d'acabat després de la formació.En aquests casos, el tractament tèrmic s'aplica després del mecanitzat CNC, ja que l'alta duresa redueix la mecanització d'un material.Per exemple, aquesta és una pràctica estàndard quan es mecanitza peces d'acer per eines CNC.
Tractaments tèrmics comuns per a materials CNC
Recuit, alleujament i temperament
El recuit, el tremp i l'alleujament de tensions impliquen l'escalfament de l'aliatge metàl·lic a una temperatura elevada i el posterior refredament del material a un ritme lent, generalment a l'aire o al forn.Es diferencien en la temperatura a la qual s'escalfa el material i en l'ordre en el procés de fabricació.
En el recuit, el metall s'escalfa a una temperatura molt alta i després es refreda lentament per aconseguir la microestructura desitjada.El recuit s'aplica generalment a tots els aliatges metàl·lics després de la formació i abans de qualsevol processament posterior per suavitzar-los i millorar-ne la mecanització.Si no s'especifica un altre tractament tèrmic, la majoria de peces mecanitzades CNC tindran les propietats del material de l'estat recuit.
L'alleujament de tensió implica l'escalfament de la peça a una temperatura elevada (però inferior a la del recuit) i s'acostuma a utilitzar després del mecanitzat CNC, per eliminar les tensions residuals creades pel procés de fabricació.D'aquesta manera es produeixen peces amb propietats mecàniques més consistents.
El revenit també escalfa la peça a una temperatura inferior a la del recuit, i s'acostuma a utilitzar després del trempat (vegeu la secció següent) d'acers suaus (1045 i A36) i acers aliats (4140 i 4240) per reduir la seva fragilitat i millorar-ne el rendiment mecànic.
Apagat
L'extinció implica l'escalfament del metall a una temperatura molt elevada, seguit d'un ràpid pas de refredament, generalment submergint el material en oli o aigua o exposant-lo a un corrent d'aire fresc.El refredament ràpid "bloqueja" els canvis en la microestructura que experimenta el material quan s'escalfa, donant lloc a peces amb una duresa molt alta.
Les peces se solen apagar com a pas final del procés de fabricació després del mecanitzat CNC (penseu en els ferrers que submergeixen les seves fulles en oli), ja que l'augment de la duresa fa que el material sigui més difícil de mecanitzar.
Els acers per a eines es treuen després del mecanitzat CNC per aconseguir les seves propietats de duresa superficial molt elevades.A continuació, es pot utilitzar un procés de temperat per controlar la duresa resultant.Per exemple, l'acer per eines A2 té una duresa de 63-65 Rockwell C després de l'extinció, però es pot temperar fins a una duresa que oscil·la entre 42 i 62 HRC.El tremp allarga la vida útil de la peça, ja que redueix la fragilitat (els millors resultats s'aconsegueixen amb una duresa de 56-58 HRC).
Enduriment per precipitació (envelliment)
L'enduriment per precipitació o l'envelliment són dos termes que s'utilitzen habitualment per descriure el mateix procés.L'enduriment per precipitació és un procés de tres passos: primer s'escalfa el material a alta temperatura, després s'apaga i finalment s'escalfa a una temperatura més baixa durant un llarg període de temps (envellit).Això fa que els elements d'aliatge que apareixen inicialment com a partícules discretes de diferent composició es dissolguin i es distribueixin uniformement a la matriu metàl·lica, de manera semblant que el cristall de sucre es dissol en aigua quan s'escalfa la solució.
Després de l'enduriment per precipitació, la resistència i la duresa dels aliatges metàl·lics augmenten dràsticament.Per exemple, 7075 és un aliatge d'alumini, utilitzat habitualment a la indústria aeroespacial, per fabricar peces de resistència a la tracció comparables a l'acer inoxidable, tot i que té menys de 3 vegades el pes.
Enduriment i cementació
L'enduriment és una família de tractaments tèrmics que donen lloc a peces amb una gran duresa a la seva superfície, mentre que els materials de subratllat romanen suaus.Sovint es prefereix això per augmentar la duresa de la peça al llarg del seu volum (per exemple, mitjançant l'extinció), ja que les parts més dures també són més trencadisses.
La carburació és el tractament tèrmic d'enduriment més comú.Implica l'escalfament d'acers suaus en un entorn ric en carboni i el posterior trempat de la peça per bloquejar el carboni a la matriu metàl·lica.Això augmenta la duresa superficial dels acers de la mateixa manera que l'anodització augmenta la duresa superficial dels aliatges d'alumini.
Hora de publicació: 14-feb-2022