Samenvatting van de basiskennis van de warmtebehandeling van metalen

Warmtebehandeling van metaal is een van de belangrijke processen in de mechanische productie. Vergeleken met andere verwerkingsprocessen verandert warmtebehandeling over het algemeen niet de vorm en de algehele chemische samenstelling van het staalproduct, maar verandert de microstructuur in het item of verandert de chemische samenstelling van het oppervlak, waardoor de prestaties van het product worden verleend of verbeterd. Het doel van de warmtebehandeling van metalen is het verbeteren van de intrinsieke kwaliteit van het metaal, zodat het de vereiste mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en chemische eigenschappen heeft. Naast de redelijke keuze van materialen en verschillende vormprocessen zijn warmtebehandelingsprocessen vaak essentieel. Staal is het meest gebruikte materiaal in de mechanische industrie. De microstructuur van staal is complex en kan worden gecontroleerd door middel van warmtebehandeling. Daarom is de warmtebehandeling van staal de belangrijkste inhoud van de warmtebehandeling van metaal.

Warmtebehandelingsproces

Het warmtebehandelingsproces omvat doorgaans drie processen: verwarming, isolatie en koeling. Soms zijn er maar twee processen: verwarming en koeling. Deze processen zijn met elkaar verbonden en kunnen niet worden onderbroken. Verwarming is een van de belangrijke processen van warmtebehandeling. Er zijn veel verwarmingsmethoden voor de warmtebehandeling van metalen. Houtskool en steenkool werden voor het eerst gebruikt als warmtebronnen, en recentelijk werden vloeibare en gasvormige brandstoffen gebruikt. Door de toepassing van elektriciteit is de verwarming eenvoudig te controleren en is er geen sprake van milieuvervuiling. Deze warmtebronnen kunnen worden gebruikt voor directe verwarming, of indirecte verwarming door gesmolten zout of metaal, of zelfs zwevende deeltjes.

De verwarmingstemperatuur is een van de belangrijke procesparameters van het warmtebehandelingsproces. Selectie en controle van de verwarmingstemperatuur zijn de belangrijkste kwesties om de kwaliteit van de warmtebehandeling te garanderen. De verwarmingstemperatuur varieert afhankelijk van het metaalmateriaal dat wordt verwerkt en het doel van de warmtebehandeling, maar wordt over het algemeen verwarmd tot boven de fasetransformatietemperatuur om een ​​structuur met hoge temperatuur te verkrijgen. Bovendien vergt de transformatie een bepaalde hoeveelheid tijd. Wanneer het oppervlak van het metaal de vereiste verwarmingstemperatuur bereikt, moet het daarom gedurende een bepaalde tijd op deze temperatuur worden gehouden om de interne en externe temperaturen consistent te maken en de transformatie van de microstructuur te voltooien. Deze periode wordt isolatie genoemd. Bij gebruik van verwarming met hoge energiedichtheid en warmtebehandeling van oppervlakken is de verwarmingssnelheid snel en is er over het algemeen geen isolatietijd, terwijl de isolatietijd voor chemische warmtebehandeling vaak langer is.

Ook koeling is een onmisbare stap in het warmtebehandelingsproces. De koelmethoden variëren afhankelijk van het proces, waarbij voornamelijk de koelsnelheid wordt geregeld. Over het algemeen heeft gloeien de langzaamste koelsnelheid, heeft normaliseren een snellere koelsnelheid en heeft blussen een snellere koelsnelheid dan normaliseren. Maar door verschillende staalsoorten worden er ook verschillende eisen gesteld.

Oppervlakte warmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces dat alleen de oppervlaktelaag van het metaal verwarmt om de mechanische eigenschappen van de oppervlaktelaag te veranderen. Om alleen het oppervlak van het metaal te verwarmen zonder al te veel warmte naar de binnenkant van het metaal over te brengen, moet de gebruikte warmtebron een hoge energiedichtheid hebben, dat wil zeggen dat er per oppervlakte-eenheid een grote hoeveelheid warmte-energie aan het metaal wordt gegeven, zodat het oppervlak of een deel van het metaal in korte tijd hoge temperaturen kan bereiken. De belangrijkste methoden voor oppervlaktewarmtebehandeling zijn onder meer vlamdoving en warmtebehandeling met inductieverwarming. Veelgebruikte warmtebronnen zijn onder meer zuurstofacetyleen, zuurstofpropaan, geïnduceerde stroom, laser- en elektronenbundels.

Chemische warmtebehandeling is een metaalwarmtebehandelingsproces dat de chemische samenstelling, structuur en eigenschappen van het oppervlak van het metaal verandert. Chemische warmtebehandeling is het verwarmen van het metaal in een medium (gas, vloeistof, vast) dat koolstof, zout medium of andere legeringselementen bevat, en het langdurig warm houden, zodat het oppervlak van het metaal elementen zoals koolstof, stikstof, boor en chroom kan binnendringen. Nadat de elementen zijn geïnfiltreerd, worden soms andere warmtebehandelingsprocessen zoals afschrikken en temperen uitgevoerd. De belangrijkste methoden voor chemische warmtebehandeling zijn carboneren, nitreren en metalliseren.

Over het algemeen is de warmtebehandeling van metalen een van de belangrijke processen in het productieproces van mechanische onderdelen, gereedschappen en matrijzen. Het kan verschillende eigenschappen van het metaal garanderen en verbeteren, zoals slijtvastheid, corrosieweerstand, enz. Aan de andere kant kan het ook de structuur en spanningstoestand van de plano verbeteren om verschillende koude en warme verwerkingen te vergemakkelijken.