Metalli kuumtöötlusprotsess, mis muudab pinna mehaanilisi omadusi, kuumutades ja jahutades terasdetailide pinda. Pinna karastamine on pinna kuumtöötluse põhisisu. Selle eesmärk on saada suure kõvadusega pinnakiht ja soodne sisemine pingejaotus, et parandada tooriku kulumis- ja väsimuskindlust.
Tugevdatud metalli kuumtöötlusprotsess tooriku pinnal. Seda kasutatakse laialdaselt osades, mis nõuavad kõrget kulumiskindlust, väsimuskindlust ja suurt löögikoormust pinnale, kuid millel on ka hea plastilisus ja sitkus tervikuna, nagu väntvõllid, nukkvõllid, käigukastid jne. Pinna kuumtöötlus jaguneb: kaks kategooriat: pinnakarastus ja keemiline kuumtöötlus.
uppumine 2022/8/12 8:34:44
Pinna kõvenemine
Toorik kuumutatakse kiiresti erinevate soojusallikate kaudu ja see jahutatakse kiiresti, kui detaili pinna temperatuur jõuab üle kriitilise punkti (sel ajal on tooriku südame temperatuur alla kriitilise punkti), nii et detaili pind töödeldav detail on karastatud ja süda jääb algkoeks. Ainult tooriku pinna soojendamiseks peab kasutatav soojusallikas olema kõrge energiatihedusega. Vastavalt erinevatele kuumutusmeetoditele saab pinnakarastuse jagada induktsioonkuumutuseks (kõrgsagedus, vahesagedus, võimsussagedus) pinnakarastuseks, leekküttepinna kustutamiseks, elektrikontaktiga küttepinna kustutamiseks, elektrolüüdi kuumutuspinna kustutamiseks, laserkuumutuspinna kustutamiseks, elektronidega. tala pinnakarastus jne. Tööstuslikult enim kasutatav induktsioonkuumutus ja leekkuumutuspinnajahutus.
Keemiline kuumtöötlus
Toorik kuumutatakse ja isoleeritakse aktiivseid elemente sisaldavas keskkonnas, nii et keskkonnas olevad aktiivsed aatomid tungivad tooriku pinnale või moodustavad ühendi kattekihi, mis muudab pinnakihi koe ja keemilist koostist, nii et detaili pinnal on erilised mehaanilised või füüsikalised ja keemilised omadused. Tavaliselt on enne ja pärast keemilist läbitungimist vaja muid sobivaid kuumtöötlusi, et maksimeerida infiltratsioonikihi potentsiaali ning saavutada parim sobivus töödeldava detaili keskpunkti ja pinna vahel struktuuri, jõudluse jms osas. Vastavalt erinevale infiltratsioonile elemendid, keemilise kuumtöötluse võib jagada karburiseerimiseks, nitriidiks, boroniseerimiseks, silikoonimiseks, vääveldamiseks, aluminiseerimiseks, kroomimiseks, tsinkimiseks, süsiniknitriidi koos imbumiseks, alumiiniumi-kroomi koosmoosiks jne.
Kontakttakistusega kuumutamise karastamine
Toorikule lisatakse elektroodi kaudu pinge alla 5 volti, elektroodi ja tooriku vahelise kontakti kaudu voolab suur vool ning tekib suur kuumustakistus, nii et tooriku pind soojeneb jahutustemperatuur ja seejärel elektrood eemaldatakse. Soojus kandub töödeldavasse detaili ja pind jahutatakse kiiresti, millega saavutatakse karastamise eesmärk. Pikkade toorikutega tegelemisel liigub elektrood pidevalt edasi ja mahajäänud osa kõvastub pidevalt.
uppumine 2022/8/12 8:35:07
Selle meetodi eelised on see, et seadmed on lihtsad, hõlpsasti kasutatavad, kergesti automatiseeritavad, tooriku moonutamine on minimaalne ja puudub vajadus karastamise järele, mis võib oluliselt parandada tooriku kulumiskindlust ja kulumiskindlust, kuid kõvenev kiht on õhuke ({{0}},15 kuni 0,35 mm). Mikrostruktuuri ja kõvaduse ühtlus on halb. Seda meetodit kasutatakse enamasti malmist valmistatud tööpinkide siinide pinnakarastamisel ning selle kasutusala ei ole lai.
Elektrolüütiline kuumutamine ja karastamine
Töödeldav detail asetatakse happe, leelise või soola vesilahuse elektrolüüti, toorik ühendatakse katoodiga ja elektrolüütiline element on ühendatud anoodiga. Pärast alalisvoolu ühendamist elektrolüüt elektrolüüsitakse, anoodile eraldub hapnik ja töödeldavale detailile eraldub vesinik. Vesinik moodustab töödeldava detaili ümber gaasikile, muutudes takistiks ja genereerib soojust. Töödeldava detaili pind kuumutatakse kiiresti karastustemperatuurini ja seejärel katkeb toide. Gaasikile kaob kohe. Elektrolüüt muutub karastusaineks, nii et töödeldava detaili pind jahtub ja kõveneb kiiresti. Tavaliselt kasutatav elektrolüüt on vesilahus, mis sisaldab 5-18 protsenti naatriumkarbonaati. Elektrolüütiline kuumutamismeetod on lihtne, töötlemisaeg on lühike, kuumutamisaeg on ainult 5-10 s, tootlikkus on kõrge ja summutusmoonutus on väike. See sobib väikeste osade masstootmiseks. Seda on kasutatud pinna kustutamiseks mootori väljalaskevarre otsas.
Kuumtöötlus laseriga
Laseri kasutamine kuumtöötlemisel algas 1970. aastate alguses ja seejärel jõudis laboriuuringute etapist tootmisrakenduse etappi. Kui suure energiatihedusega (10W/cm) fokuseeritud laser paistab metallpinnale, tõuseb metallpind karastustemperatuurini mõne protsendi või isegi mõne sekundiga. Kuna kiirituspunkt kuumeneb väga kiiresti ja kuumusel ei ole aega ümbritsevate metallideni jõuda, siis laserkiirguse peatamisel toimib kiirituspunkti ümbritsev metall kustutusainena ja neelab suure hulga soojust, nii et kiirituspunkt jahtub kiiresti ja saadakse väga peen kude, millel on kõrged mehaanilised omadused. Kui kuumutustemperatuur on piisavalt kõrge metallpinna sulatamiseks, võib pärast jahutamist saada sileda pinna, mida nimetatakse glamineerimiseks.
uppumine 2022/8/12 8:35:33
Laserkuumutust saab kasutada ka lokaalseks legeerimiseks, st katta kulumis- või kuumuskindla metalli kihiga töödeldava detaili kergesti kuluvad või kuumakindlad osad või katta kattekihiga. mis sisaldavad kulumis- või kuumakindlaid metalle ja sulatatakse seejärel kiiresti laserkiirgusega, moodustades kulumis- või kuumakindla sulamikihi. Katke kuumakindlust vajavatele osadele kroomikiht ja seejärel sulatage see kiiresti laseriga, et moodustada kõva karastuskroomi sisaldav kuumakindel pind, mis võib oluliselt parandada tooriku kasutusiga ja kuumakindlust.
Elektronkiirte kuumtöötlus
Uurimine ja rakendamine algas juba 1970-il. Algusaegadel kasutati seda õhukeste terasribade ja terastraatide pidevaks lõõmutamiseks energiatihedusega kuni 10W/cm. Välja arvatud see, et elektronkiire pinna summutamine peaks toimuma vaakumis, on muud omadused samad, mis laseritel. Kui elektronkiir pommitab metallpinda, kuumeneb pommitamispunkt kiiresti. Materjali tungiva elektronkiire sügavus sõltub kiirenduspingest ja materjali tihedusest. Näiteks 150 kW võimsusega elektronkiire teoreetiline läbitungimissügavus raua pinnal on umbes 0,076 mm; alumiiniumpinnal võib see ulatuda 0,16 mm-ni.
Elektronkiir pommitas pinda lühikese ajaga ja pinnatemperatuur tõusis kiiresti, samas kui maatriks jäi külmaks. Kui elektronkiir lõpetab pommitamise, kandub soojus kiiresti külma maatriksmetallile, nii et kuumutuspind kustub ise. "Isejahutusega karastamise" tõhusaks läbiviimiseks tuleks kogu tooriku mahu ja karastatud pinna ruumala vahel hoida vähemalt 5:1. Pommitamisajaga on seotud ka pinnatemperatuur ja karastussügavus. Elektronkiire kuumtöötluse kuumutuskiirus on kiire ja austeniidistumisaeg on vaid mõni sekund või vähem, nii et tooriku pinnal olevad terad on väga peened, kõvadus on tavalisest kuumtöötlusest kõrgem ja sellel on hea mehaaniline omadus. omadused.
