Термична обработка на видове метали и сплави, машини

Предишна
термична

Термичната обработка на метали и сплави е много важен етап от технологичния процес в производството.

Състои се във факта, че металите и техните сплави се нагряват до определена температура, за да се подобрят техните свойства, да се промени структурата или формата, за да отговорят на определените задачи.

Топлинната обработка се извършва на специално оборудване, наречено топлинна пещ.

За точността на достигане на температури, нагряване на определени зони и др., фурната е оборудвана с цифрово управление (CPU).

Статията разглежда технологията на термична обработка на метали, нейните видове с промяна на химико-термичните свойства със запазване на повърхността, с промяна на повърхността на обработения метал чрез прилагане на разрези и отвори, методи и използвано оборудване.

Съдържание:

  • Видове топлинна обработка
  • Термично рязане
  • Кислородът е остър
  • Плазмата е остра
  • Лазерно рязане

Видове топлинна обработка

За да се промени химичната и термична структура на метала и сплавта, термичната обработка се прилага върху цялата повърхност на листа или детайла.

Металът или сплавта се нагряват до определена температура, при която се променят химичните и технологичните свойства, и се подлагат на бавно охлаждане (най-често скоростта на охлаждане на материала съвпада със скоростта на охлаждане на пещта).

В същото време химико-термичните и химико-технологичните свойства не се връщат към първоначалните си стойности.

Термичната обработка може да бъде както предварителна (за подготовка за по-нататъшна обработка), така и окончателна, по време на която се постига желаната структура на метала.

Използват се следните методи за обработка:

  • отгряване;
  • стареене;
  • втвърдяване;
  • ваканция

Технологично отгряването на метала е нагряване доопределената температура, поддържайки това температурно ниво за определено и забавено време, на което е подложена и самата фурна.

Отгряването е необходимо за заготовки, подложени на щамповане или горещо коване. Това ще намали твърдостта, ще намали хетерогенността и ще завърши подготовката за термична обработка.

При превишаване на температурата на нагряване сплавта прегрява, което е технологичен дефект.

Правилната скорост на охлаждане е важна за висококачественото отгряване. Избира се въз основа на необходимите крайни технически условия и клас стомана.

Твърде бавната скорост на намаляване на температурата (деталят и пещта се охлаждат едновременно) води до образуване на локални счупвания в огъващия лист.

Видео:

Обратно, прекалено бързото охлаждане води до появата на малки зърна вътре в стоманената конструкция. Твърдостта на стоманата е право пропорционална на количеството въглерод в нея.

Следователно, за нормализиране на структурата, стоманата се нагрява до температура 700-720C, те се държат за кратко време и се оставят да се охладят свободно.

Ефективно е изотермично отгряване с два етапа на намаляване на температурата.

След нагряване температурата постепенно се понижава - първият етап - до 630C и по-нататъшно задържане при тази температура, вторият етап - охлаждане до температура на околната среда.

Постепенното охлаждане не само допринася за еднаквата структура на стоманеното зърно, но също така осигурява на оборудването непрекъснат цикъл на натоварване.

Термично рязане

Термичното рязане е процес на топлинна обработка на метални изделия с цел изрязване на заготовки и създаване на канали в метала (разрези).

При незначителни разходи за енергия е възможно да се получат части със сложна форма, докато дебелината на металаписмото може да бъде значимо.

За такава работа се използват машини за термично рязане, оборудвани с ЦПУ. Нека разгледаме видовете и методите на топлинна обработка за получаване на разфасовки.

Според технологичния процес термичното рязане може да се извърши:

  • Оксидиране — по контура на среза продуктът се нагрява до температурата на горене в кислород, след което металът се изпича с насочена струя кислород с помощта на CNC механизми. Остатъчният продукт от горенето се евакуира от кухината, насочен от смес от кислород и газове, образувани по време на горенето. В производството се използват следните видове рязане с окисление: кислород и кислород с добавяне на поток;
  • Топене — по протежение на контура на среза първоначалният детайл се излага на висока температура, която е по-висока от точката му на кипене, а разтопеният метал се евакуира по формата на среза чрез плазмена струя. Методите на топене са плазмено, лазерно и въздушно-дъгово рязане;
  • Смесен вариант - при този вид термична обработка се използват и двата горепосочени метода на рязане.

Методите за термична обработка за рязане зависят от вида и марката на метала. За газово и плазмено рязане се използва портална машина.

Модерна портална машина е предназначена за специфични задачи. Нека разгледаме най-приложимите видове обработка и използваното CNC оборудване.

Видео:

Кислородът е остър

Кислородното рязане се използва за рязане на метален детайл от всеки контур.

В началната зона на среза детайлът се нагрява до температурата на топене, след което се подава концентриран поток от нагрята въздушна смес (с преобладаващо включване на кислород).

Сплавта изгаря по предвидената линия от потока кислород, нагрят до температурата на топене на метала. Те се отстраняват с помощта на кинетична енергияполучени оксиди.

В началната зона концентрираната нагрята смес доставя до 90% от топлината, необходима за стопяването на метала.

По-нататъшното топене се получава както от топлината, отделена при горенето, така и от потока на струята смес. Качеството и непрекъснатостта на процеса се осигуряват с достатъчна мощност на подаваната топлина.

Температурата на образуване на оксиди и тяхната течливост се вземат предвид при изчислението.

При ниска топлопроводимост на детайла не се получава бърз топлообмен, което също допринася за непрекъснатостта на процеса.

Видео:

Кислородното рязане може да се използва за разделяне на метала на няколко части, премахване на повърхностния слой или изгаряне на дупки. Не е необходимо печене или допълнително оборудване за рязане с кислород.

В продажба има мобилни машини за термично рязане, които ви позволяват да режете метал с кислород в условията на малка работилница.

Плазмата е остра

По време на тази топлинна обработка отделянето на метала става с помощта на плазмен поток, който се получава в резултат на подаване на газ под значително налягане към електрическа дъга, образувана от електродите и детайла за рязане.

Дъгата превръща газовия поток в плазмен разрез с температура до 31 000 градуса по Целзий. В същото време допустимата дебелина на заготовките за рязане варира от 0,5 cm до 10 cm.

Активните газове се използват за захранване на електрическата дъга при рязане на черни метали, а неактивните газове, като водород или азот, се използват при рязане на сплави или цветни метали.

Най-често този вид рязане се използва в производствени съоръжения. CNC оборудване контролира охлаждането на дюзите с течност или газ.

Видео:

По време на плазменото рязане температурата на разделяне на метала е 2-6 пъти по-висока, отколкото при използване на кислород.

Позволява локално нагряване на зоната на рязанеизвършване на разделяне без деформация и извършване на висококачествено рес.

Извършваната работа е напълно безопасна поради липсата на експлозивни кислородни бутилки.

Лазерно рязане

Лазерното рязане на заготовки се използва само в промишлени предприятия.

CNC оборудването ви позволява да насочвате лазера и с помощта на програмата се постига точност на контура при изгаряне.

Благодарение на CNC разрезът може да бъде с всякаква сложност. При рязане с лазерен лъч повърхността на детайла не се деформира, което прави възможно използването на тази технология за нетвърди части.

Лазерното лъчение се контролира изцяло от CNC. Технологичното оборудване се използва както в режим на постоянен лъч, така и в импулсен начин.

Въпреки факта, че търсенето на лазерно рязане на детайли се увеличава, оборудването остава доста скъпо.

Този тип разделяне се използва, когато са изпълнени изискванията за висока точност на рязане, при подготовката на малък брой части от един и същи тип (процесът на лазерно рязане ще бъде много по-евтин от правенето на форма за отливане) или когато е невъзможно да се използва по-прост железни режещи форми.

Видео:

Контурен чертеж се подготвя за обработка и се прехвърля в компютърна програма.

Разгледахме методи за термична обработка на метали и сплави, използвани за подобряване на тяхната структура и промяна на формата.

Промяната на свойствата дава възможност за адаптиране на по-евтини сплави към сложни технологични задачи.

Намаляването на цената на разреза ни позволява да намалим цената на промишлените продукти, а увеличаването на точността на разреза до десети от милиметъра ни позволява да произвеждаме части за високопрецизни устройства.

Следваща

Прочетете също: