สรุปหลักการเบื้องต้นของการอบชุบด้วยความร้อน!

การอบชุบด้วยความร้อนหมายถึงกระบวนการทางความร้อนของโลหะ โดยวัสดุจะถูกให้ความร้อน กักเก็บ และทำให้เย็นลงโดยการให้ความร้อนในสถานะของแข็ง เพื่อให้ได้โครงสร้างและคุณสมบัติตามต้องการ

I. การอบด้วยความร้อน

1. การทำให้เป็นมาตรฐาน: เหล็กหรือชิ้นส่วนเหล็กที่ได้รับความร้อนถึงจุดวิกฤตของ AC3 หรือ ACM เหนืออุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อรักษาช่วงระยะเวลาหนึ่งหลังจากเย็นลงในอากาศ เพื่อให้ได้การจัดระเบียบแบบเพิร์ลไลต์ของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน

2. การอบอ่อน: ชิ้นงานเหล็กยูเทกติกที่ถูกให้ความร้อนถึง AC3 เหนือ 20-40 องศา หลังจากค้างไว้ระยะหนึ่ง โดยค่อยๆ เย็นตัวลงในเตาเผา (หรือฝังไว้ในทรายหรือปูนขาวเพื่อทำให้เย็นลง) ถึง 500 องศาต่ำกว่าการทำให้เย็นลงในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนด้วยอากาศ

3. การอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็ง: โลหะผสมจะถูกให้ความร้อนจนถึงบริเวณเฟสเดียวที่มีอุณหภูมิสูงที่อุณหภูมิคงที่เพื่อรักษาอุณหภูมิไว้ โดยที่เฟสส่วนเกินจะละลายหมดในสารละลายของแข็ง จากนั้นจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้กระบวนการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็งที่อิ่มตัวเกิน

4、การบ่ม: หลังจากการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายของแข็งหรือการเปลี่ยนรูปพลาสติกแบบเย็นของโลหะผสม เมื่อวางไว้ที่อุณหภูมิห้องหรือเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้องเล็กน้อย ปรากฏการณ์ของคุณสมบัติของโลหะผสมจะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

5. การบำบัดด้วยสารละลายของแข็ง: เพื่อให้โลหะผสมในเฟสต่างๆ ละลายหมด เสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายของแข็งและปรับปรุงความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน ขจัดความเครียดและการทำให้อ่อนตัว เพื่อให้สามารถดำเนินการขึ้นรูปต่อไปได้

6. การบำบัดแบบเก่า: การให้ความร้อนและการรักษาอุณหภูมิของการตกตะกอนของเฟสเสริมแรง เพื่อให้การตกตะกอนของเฟสเสริมแรงเกิดการตกตะกอน แข็งตัว และเพิ่มความแข็งแรง

7. การดับ: การออสเทนไนต์เหล็กหลังจากการทำความเย็นที่อัตราการทำความเย็นที่เหมาะสม เพื่อให้ชิ้นงานในหน้าตัดมีโครงสร้างองค์กรที่ไม่เสถียรทั้งหมดหรือบางส่วน เช่น การเปลี่ยนแปลงมาร์เทนไซต์ของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน

8. การอบชุบ: ชิ้นงานที่ดับแล้วจะถูกให้ความร้อนจนถึงจุดวิกฤตของ AC1 ต่ำกว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นจึงทำให้เย็นลงตามข้อกำหนดของวิธีการ เพื่อให้ได้โครงสร้างและคุณสมบัติที่ต้องการของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน

9. เหล็กกล้าคาร์บอนไนไตรดิ้ง: คาร์บอนไนไตรดิ้งคือกระบวนการแทรกซึมของคาร์บอนและไนโตรเจนไปยังชั้นผิวของเหล็ก คาร์บอนไนไตรดิ้งทั่วไปเรียกอีกอย่างว่าไซยาไนด์ คาร์บอนไนไตรดิ้งที่ใช้ก๊าซอุณหภูมิปานกลางและคาร์บอนไนไตรดิ้งที่ใช้ก๊าซอุณหภูมิต่ำ (เช่น ก๊าซไนโตรคาร์บูไรซิ่ง) เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย วัตถุประสงค์หลักของคาร์บอนไนไตรดิ้งที่ใช้ก๊าซอุณหภูมิปานกลางคือการปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรงความล้าของเหล็ก คาร์บอนไนไตรดิ้งที่ใช้ก๊าซอุณหภูมิต่ำเป็นพื้นฐานสำหรับไนไตรดิ้ง วัตถุประสงค์หลักคือการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดของเหล็ก

10. การอบชุบแข็ง (การชุบแข็งและการอบชุบ): โดยทั่วไปจะมีการอบชุบแข็งและอบชุบที่อุณหภูมิสูงร่วมกับการอบชุบด้วยความร้อนที่เรียกว่าการอบชุบแข็ง การอบชุบแข็งถูกใช้อย่างกว้างขวางในชิ้นส่วนโครงสร้างสำคัญหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนที่ต้องรับน้ำหนักสลับกันของก้านสูบ สลักเกลียว เฟือง และเพลา การอบชุบแข็งเพื่อให้ได้โครงสร้างโซไนต์ที่ผ่านการอบชุบแข็งแล้ว คุณสมบัติเชิงกลจะดีกว่าโครงสร้างโซไนต์ที่ผ่านการอบชุบแข็งแบบธรรมดา ความแข็งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการอบชุบที่อุณหภูมิสูง ความเสถียรของการอบชุบเหล็ก และขนาดหน้าตัดของชิ้นงาน โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง HB200-350

11. การบัดกรี: การบัดกรีเป็นกระบวนการให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน 2 ชนิด โดยให้ความร้อนและหลอมละลายเข้าด้วยกัน

II.Tลักษณะของกระบวนการ

การอบชุบโลหะเป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญในการผลิตเครื่องจักรกล เมื่อเทียบกับกระบวนการกลึงอื่นๆ การอบชุบโดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่างของชิ้นงานและองค์ประกอบทางเคมีโดยรวม แต่จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคภายในของชิ้นงาน หรือเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวของชิ้นงาน เพื่อเพิ่มหรือปรับปรุงคุณสมบัติการใช้งานของชิ้นงาน จุดเด่นคือการปรับปรุงคุณภาพภายในของชิ้นงาน ซึ่งโดยทั่วไปไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เพื่อให้ชิ้นงานโลหะมีคุณสมบัติทางกล กายภาพ และเคมีที่ต้องการ นอกจากการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมและกระบวนการขึ้นรูปที่หลากหลายแล้ว กระบวนการอบชุบโลหะจึงเป็นสิ่งสำคัญ เหล็กเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกล โครงสร้างจุลภาคของเหล็กที่ซับซ้อนสามารถควบคุมได้ด้วยการอบชุบ ดังนั้นการอบชุบโลหะด้วยความร้อนจึงเป็นองค์ประกอบหลักของการอบชุบโลหะ นอกจากนี้ อะลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ไทเทเนียม และโลหะผสมอื่นๆ ยังสามารถอบชุบโลหะเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกล กายภาพ และเคมี เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

สาม.Tเขาดำเนินการ

กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโดยทั่วไปประกอบด้วยกระบวนการให้ความร้อน การเก็บรักษา และการทำให้เย็นลงสามกระบวนการ บางครั้งอาจให้ความร้อนและการทำให้เย็นลงเพียงสองกระบวนการ กระบวนการเหล่านี้เชื่อมต่อกันและไม่สามารถหยุดได้

การให้ความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญในการอบชุบโลหะด้วยความร้อน มีวิธีการให้ความร้อนหลายวิธีด้วยกัน ยุคแรกเริ่มคือการใช้ถ่านและถ่านหินเป็นแหล่งความร้อน ปัจจุบันมีการใช้เชื้อเพลิงเหลวและก๊าซ การใช้ไฟฟ้าทำให้ควบคุมความร้อนได้ง่ายและไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม การใช้แหล่งความร้อนเหล่านี้สามารถให้ความร้อนโดยตรง หรือผ่านเกลือหรือโลหะหลอมเหลว เพื่อให้อนุภาคลอยตัวเพื่อให้ความร้อนทางอ้อมได้

การให้ความร้อนโลหะ ชิ้นงานสัมผัสกับอากาศ มักเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและการสลายตัวของคาร์บอน (เช่น ปริมาณคาร์บอนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กลดลง) ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อคุณสมบัติพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ดังนั้น โลหะจึงควรอยู่ในบรรยากาศควบคุมหรือบรรยากาศป้องกัน การให้ความร้อนด้วยเกลือหลอมเหลวและสุญญากาศ รวมถึงการเคลือบหรือวิธีการบรรจุภัณฑ์สำหรับการให้ความร้อนแบบป้องกัน

อุณหภูมิความร้อนเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน การเลือกและควบคุมอุณหภูมิความร้อนเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของการอบชุบด้วยความร้อนในประเด็นหลัก อุณหภูมิความร้อนจะแตกต่างกันไปตามวัสดุโลหะที่ผ่านการอบชุบและวัตถุประสงค์ของการอบชุบ แต่โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิเปลี่ยนเฟสจะสูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่คงที่ นอกจากนี้ การเปลี่ยนรูปต้องใช้เวลาพอสมควร ดังนั้นเมื่อพื้นผิวของชิ้นงานโลหะต้องการอุณหภูมิความร้อนตามที่ต้องการ จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้คงที่เป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อให้อุณหภูมิภายในและภายนอกคงที่ เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคเสร็จสมบูรณ์ ซึ่งเรียกว่าระยะเวลาการอบชุบ การใช้ความร้อนความหนาแน่นพลังงานสูงและการอบชุบด้วยความร้อนพื้นผิวทำให้อัตราการให้ความร้อนรวดเร็วมาก โดยทั่วไปแล้วจะไม่มีระยะเวลาการอบชุบ ในขณะที่การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีมักจะใช้เวลานานกว่า

การหล่อเย็นเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน เนื่องจากวิธีการหล่อเย็นมีหลากหลายวิธี ส่วนใหญ่จึงใช้เพื่อควบคุมอัตราการหล่อเย็น การอบชุบโดยทั่วไปจะมีอัตราการหล่อเย็นช้าที่สุด การทำให้เป็นมาตรฐานจะทำให้อัตราการหล่อเย็นเร็วขึ้น และการชุบแข็งก็จะเร็วขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ เหล็กแต่ละประเภทก็มีข้อกำหนดที่แตกต่างกัน เหล็กกล้าที่ชุบแข็งด้วยอากาศจึงสามารถชุบแข็งได้ด้วยอัตราการหล่อเย็นเช่นเดียวกับการทำให้เป็นมาตรฐาน

IV.พีการจำแนกประเภทกระบวนการ

กระบวนการอบชุบโลหะสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามประเภท ได้แก่ การอบชุบแบบองค์รวม การอบชุบแบบพื้นผิว และการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมี โดยพิจารณาจากตัวกลางความร้อน อุณหภูมิความร้อน และวิธีการทำความเย็นที่แตกต่างกัน โลหะชนิดเดียวกันที่ผ่านกระบวนการอบชุบที่แตกต่างกัน อาจมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน ทำให้มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เหล็กและเหล็กกล้าเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม และโครงสร้างจุลภาคของเหล็กกล้าก็มีความซับซ้อนมากที่สุดเช่นกัน จึงมีกระบวนการอบชุบเหล็กที่หลากหลาย

การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวม (Overall Heat Treatment) คือการให้ความร้อนชิ้นงานโดยรวม แล้วจึงทำให้เย็นลงด้วยอัตราที่เหมาะสม เพื่อให้ได้โครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ต้องการ เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนโลหะ การอบชุบด้วยความร้อนโดยรวมของเหล็ก ประกอบด้วยกระบวนการพื้นฐาน 4 กระบวนการ ได้แก่ การอบอ่อน การทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบแข็ง และการอบคืนตัว

กระบวนการ หมายถึง:

การอบอ่อนคือการให้ความร้อนชิ้นงานจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมตามวัสดุและขนาดของชิ้นงานโดยใช้ระยะเวลาการยึดที่แตกต่างกัน จากนั้นจึงค่อย ๆ ปล่อยให้เย็นลง วัตถุประสงค์คือเพื่อจัดโครงสร้างภายในของโลหะให้บรรลุหรือใกล้เคียงกับสถานะสมดุล เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและประสิทธิผลของกระบวนการที่ดี หรือเพื่อการดับความร้อนเพิ่มเติมเพื่อจัดโครงสร้างในการเตรียมการ

การทำให้เป็นปกติคือการให้ความร้อนชิ้นงานจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมหลังจากที่เย็นลงในอากาศ ผลของการทำให้เป็นปกติจะคล้ายกับการอบอ่อน เพียงแต่ทำให้ได้โครงสร้างที่ละเอียดขึ้น มักใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดของวัสดุ แต่บางครั้งยังใช้กับชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงบางส่วนเป็นการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายอีกด้วย

การชุบแข็ง (quenching) คือการทำให้ชิ้นงานได้รับความร้อนและหุ้มฉนวนในน้ำ น้ำมัน หรือเกลืออนินทรีย์อื่นๆ สารละลายอินทรีย์ในน้ำ และสารชุบแข็งอื่นๆ เพื่อการหล่อเย็นอย่างรวดเร็ว หลังจากการชุบแข็ง ชิ้นส่วนเหล็กจะแข็งขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็จะเปราะขึ้น ดังนั้น เพื่อขจัดความเปราะให้หมดไปอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจำเป็นต้องอบคืนตัวให้ทันเวลา

เพื่อลดความเปราะของชิ้นส่วนเหล็ก ชิ้นส่วนเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งที่อุณหภูมิที่เหมาะสมสูงกว่าอุณหภูมิห้องและต่ำกว่า 650 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลานานในการเป็นฉนวน แล้วจึงทำให้เย็นลง กระบวนการนี้เรียกว่าการอบคืนตัว การอบคืนตัว (Annealing), การคืนสภาพ (Normalizing), การชุบคืนตัว (Quenching), การอบคืนตัว (Tempering) คือการอบคืนตัวโดยรวมใน “ไฟสี่แบบ” ซึ่งการชุบคืนตัวและการอบคืนตัวมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด มักใช้ร่วมกัน ซึ่งขาดไม่ได้ “ไฟสี่แบบ” ที่มีอุณหภูมิความร้อนและโหมดการทำความเย็นที่แตกต่างกัน และพัฒนากระบวนการอบคืนตัวที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้ความแข็งแรงและความเหนียวในระดับหนึ่ง การชุบคืนตัวและการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงจึงผสมผสานกับกระบวนการที่เรียกว่าการอบคืนตัว หลังจากโลหะผสมบางชนิดถูกชุบคืนตัวจนกลายเป็นสารละลายของแข็งอิ่มตัวยิ่งยวดแล้ว โลหะผสมเหล่านั้นจะถูกคงไว้ที่อุณหภูมิห้องหรือที่อุณหภูมิที่เหมาะสมสูงกว่าเล็กน้อยเป็นระยะเวลานานขึ้น เพื่อเพิ่มความแข็ง ความแข็งแรง หรือคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของโลหะผสม กระบวนการอบคืนตัวเช่นนี้เรียกว่าการอบคืนตัว

การแปรรูปด้วยแรงดัน การเสียรูป และการอบชุบด้วยความร้อนผสมผสานกันอย่างมีประสิทธิภาพและใกล้ชิด ทำให้ชิ้นงานได้รับความแข็งแรง ความเหนียวที่ดีเยี่ยมด้วยวิธีที่เรียกว่าการอบชุบด้วยความร้อนแบบเสียรูป ในบรรยากาศที่มีแรงดันลบหรือสุญญากาศ การอบชุบด้วยความร้อนที่เรียกว่าการอบชุบด้วยความร้อนสุญญากาศนั้น ไม่เพียงแต่ทำให้ชิ้นงานไม่เกิดออกซิเดชัน ไม่เกิดการสลายตัวของคาร์บอน และยังรักษาพื้นผิวของชิ้นงานหลังการอบชุบ ปรับปรุงประสิทธิภาพของชิ้นงานอีกด้วย และยังใช้สารออสโมซิสในการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีอีกด้วย

การอบชุบด้วยความร้อนพื้นผิวเป็นเพียงการให้ความร้อนแก่ชั้นผิวของชิ้นงานเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกลของชั้นผิวของกระบวนการอบชุบโลหะ เพื่อให้ความร้อนแก่ชั้นผิวของชิ้นงานโดยไม่เกิดการถ่ายเทความร้อนมากเกินไป แหล่งความร้อนจะต้องมีความหนาแน่นของพลังงานสูง กล่าวคือ ในพื้นที่หนึ่งหน่วยของชิ้นงานต้องให้พลังงานความร้อนที่มากขึ้น เพื่อให้ชั้นผิวของชิ้นงานหรือพื้นที่เฉพาะสามารถมีอุณหภูมิที่สูงได้ในระยะเวลาสั้นๆ หรือทันทีทันใด วิธีการอบชุบด้วยความร้อนพื้นผิวหลักๆ ได้แก่ การดับเปลวไฟและการเหนี่ยวนำความร้อน แหล่งความร้อนที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ เปลวไฟออกซีอะเซทิลีนหรือออกซีโพรเพน กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ เลเซอร์ และลำแสงอิเล็กตรอน

การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมี (Chemical Heat Treatment) คือกระบวนการอบชุบโลหะด้วยความร้อน โดยการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และคุณสมบัติของชั้นผิวของชิ้นงาน การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีแตกต่างจากการอบชุบด้วยความร้อนบนพื้นผิว ตรงที่การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีจะเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของชั้นผิวของชิ้นงาน การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีจะเคลือบชิ้นงานที่มีคาร์บอน เกลือ หรือธาตุผสมอื่นๆ (แก๊ส ของเหลว ของแข็ง) โดยการอบชุบด้วยความร้อน ฉนวน เป็นระยะเวลานานขึ้น ทำให้ชั้นผิวของชิ้นงานแทรกซึมของคาร์บอน ไนโตรเจน โบรอน โครเมียม และธาตุอื่นๆ หลังจากการแทรกซึมของธาตุเหล่านี้แล้ว บางครั้งอาจใช้กระบวนการอบชุบอื่นๆ เช่น การชุบแข็งและการอบคืนตัว วิธีการหลักของการอบชุบด้วยความร้อนทางเคมี ได้แก่ การคาร์บูไรซิ่ง การไนไตรดิ้ง และการแทรกซึมของโลหะ

การอบชุบด้วยความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและแม่พิมพ์ โดยทั่วไปแล้ว การอบชุบด้วยความร้อนจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ ของชิ้นงาน เช่น ความทนทานต่อการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงโครงสร้างและสภาวะความเค้นของชิ้นงาน เพื่อรองรับกระบวนการแปรรูปทั้งแบบเย็นและแบบร้อนที่หลากหลาย

ตัวอย่างเช่น เหล็กหล่อขาวที่ผ่านการอบอ่อนเป็นเวลานานจะได้เหล็กหล่อเหนียวซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นได้ เฟืองที่มีกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่ถูกต้อง อายุการใช้งานอาจเพิ่มขึ้นมากกว่าเฟืองที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนหลายเท่าหรือหลายสิบเท่า นอกจากนี้ เหล็กกล้าคาร์บอนราคาไม่แพงเนื่องจากการแทรกซึมขององค์ประกอบโลหะผสมบางชนิดมีประสิทธิภาพโลหะผสมเหล็กที่มีราคาแพง สามารถทดแทนเหล็กทนความร้อนบางชนิดได้ สเตนเลส แม่พิมพ์และแม่พิมพ์เกือบทั้งหมดต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อน สามารถใช้งานได้หลังการอบชุบด้วยความร้อนเท่านั้น

วิธีการเสริม

I. ประเภทของการอบอ่อน

การอบอ่อนคือกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน โดยชิ้นงานจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม คงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงค่อยๆ เย็นลง

กระบวนการอบอ่อนเหล็กมีหลายประเภท โดยสามารถแบ่งตามอุณหภูมิการให้ความร้อนได้เป็น 2 ประเภท ประเภทแรกคือที่อุณหภูมิวิกฤต (Ac1 หรือ Ac3) เหนือระดับการอบอ่อน หรือเรียกอีกอย่างว่าการอบอ่อนแบบเปลี่ยนสถานะการตกผลึกใหม่ ซึ่งได้แก่ การอบอ่อนแบบสมบูรณ์ การอบอ่อนแบบไม่สมบูรณ์ การอบอ่อนแบบทรงกลม และการอบอ่อนแบบแพร่กระจาย (การอบอ่อนแบบเนื้อเดียวกัน) เป็นต้น ส่วนอีกประเภทหนึ่งคือที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตของการอบอ่อน ซึ่งได้แก่ การอบอ่อนแบบตกผลึกใหม่ และการอบอ่อนแบบลดความเครียด เป็นต้น โดยวิธีการทำให้เย็นลง การอบอ่อนสามารถแบ่งออกเป็นการอบอ่อนแบบไอโซเทอร์มอลและการอบอ่อนแบบทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง

1. การอบอ่อนแบบสมบูรณ์และการอบอ่อนแบบไอโซเทอร์มอล

การอบอ่อนแบบสมบูรณ์ หรือที่รู้จักกันในชื่อการอบอ่อนแบบตกผลึกใหม่ โดยทั่วไปเรียกว่าการอบอ่อน เป็นเหล็กกล้าหรือเหล็กกล้าที่ถูกให้ความร้อนถึงระดับ Ac3 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 20 ~ 30 องศาเซลเซียส ฉนวนความร้อนนานพอที่จะทำให้โครงสร้างออสเทนไนต์สมบูรณ์หลังจากการทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้โครงสร้างที่เกือบสมดุลของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน การอบอ่อนนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับองค์ประกอบแบบซับยูเทคติกของเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมชนิดต่างๆ เช่น เหล็กหล่อ เหล็กกล้าตีขึ้นรูป และเหล็กกล้ารีดร้อน และบางครั้งก็ใช้สำหรับโครงสร้างเชื่อม โดยทั่วไปมักใช้ในการอบชุบชิ้นงานหนักขั้นสุดท้าย หรือเป็นการอบชุบชิ้นงานบางประเภทด้วยความร้อนเบื้องต้น

2. การอบลูกบอล

การอบอ่อนแบบทรงกลมส่วนใหญ่ใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนยูเทคติกและเหล็กกล้าเครื่องมือผสม (เช่น การผลิตเครื่องมือมีคม เกจวัด แม่พิมพ์ และแม่พิมพ์ที่ใช้ในเหล็กกล้า) วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อลดความแข็ง ปรับปรุงความสามารถในการตัดเฉือน และเตรียมพร้อมสำหรับการชุบแข็งในอนาคต

3. การอบคลายความเครียด

การอบอ่อนแบบคลายความเค้น หรือที่รู้จักกันในชื่อการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำ (หรือการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง) มักใช้เพื่อขจัดความเค้นตกค้างจากการหล่อ การตีขึ้นรูป การเชื่อม ชิ้นส่วนรีดร้อน ชิ้นส่วนดึงเย็น และความเค้นตกค้างอื่นๆ หากความเค้นเหล่านี้ไม่ได้รับการขจัดออกไป จะทำให้เหล็กเสียรูปหรือแตกร้าวหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง หรือในกระบวนการตัดเฉือนในภายหลัง

4. การอบชุบที่ไม่สมบูรณ์คือการให้ความร้อนเหล็กจนถึงระดับ Ac1 ~ Ac3 (เหล็กยูเทกติกต่ำกว่า) หรือ Ac1 ~ ACcm (เหล็กยูเทกติกสูงกว่า) ระหว่างช่วงที่รักษาความร้อนและช่วงที่ทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อให้ได้กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่จัดระเบียบอย่างสมดุลเกือบหมด

II.การดับความร้อน ตัวกลางในการทำความเย็นที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือ น้ำเกลือ น้ำ และน้ำมัน

การชุบแข็งชิ้นงานด้วยน้ำเกลือ ทำให้เกิดความแข็งสูงและพื้นผิวเรียบได้ง่าย การเกิดจุดอ่อนแข็งนั้นไม่ง่ายนัก แต่อาจทำให้ชิ้นงานเสียรูปได้ง่ายและแตกร้าวได้ง่าย การใช้น้ำมันเป็นตัวกลางในการชุบแข็งนั้นเหมาะสำหรับออสเทไนต์ที่เย็นตัวลงอย่างรวดเร็วเท่านั้น ออสเทไนต์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ในเหล็กกล้าผสมบางชนิด หรือเหล็กกล้าคาร์บอนขนาดเล็กที่แข็งตัวแล้ว การทำให้ชิ้นงานเย็นตัวลง

สาม.วัตถุประสงค์ของการอบเหล็ก

1. ลดความเปราะบาง กำจัดหรือลดความเครียดภายใน การชุบแข็งเหล็กมีความเครียดภายในและความเปราะบางเป็นจำนวนมาก เช่น การอบชุบที่ไม่ทันเวลา มักทำให้เหล็กเสียรูปหรืออาจถึงขั้นแตกร้าวได้

2. เพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลที่ต้องการของชิ้นงาน ชิ้นงานจะมีความแข็งและความเปราะสูงหลังจากการดับ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดคุณสมบัติที่แตกต่างกันของชิ้นงานที่หลากหลาย คุณสามารถปรับความแข็งได้โดยการอบชุบให้เหมาะสม เพื่อลดความเปราะของความเหนียวและความเหนียวที่ต้องการ

3、รักษาขนาดของชิ้นงานให้คงที่

4. การอบอ่อนนั้นทำได้ยากสำหรับโลหะผสมเหล็กบางชนิด ในการดับ (หรือทำให้เป็นปกติ) มักใช้หลังจากการอบชุบด้วยอุณหภูมิสูง เพื่อให้คาร์ไบด์เหล็กมีการรวมตัวกันอย่างเหมาะสม ความแข็งจะลดลง เพื่อให้การตัดและการแปรรูปเป็นไปได้สะดวกยิ่งขึ้น

แนวคิดเสริม

1. การอบอ่อน: หมายถึงวัสดุโลหะที่ถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม คงสภาพไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงค่อยๆ ลดอุณหภูมิลง กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน กระบวนการอบอ่อนที่พบบ่อย ได้แก่ การอบชุบผลึกใหม่ การอบชุบด้วยแรงเค้น การอบชุบแบบทรงกลม การอบชุบแบบสมบูรณ์ เป็นต้น วัตถุประสงค์ของการอบอ่อน: ส่วนใหญ่เพื่อลดความแข็งของวัสดุโลหะ ปรับปรุงความเป็นพลาสติก เพื่อความสะดวกในการตัดหรือการตัดเฉือนด้วยแรงดัน ลดความเค้นตกค้าง ปรับปรุงโครงสร้างและองค์ประกอบของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน หรือเพื่อเตรียมโครงสร้างให้พร้อมสำหรับการอบชุบด้วยความร้อน

2. การทำให้เป็นมาตรฐาน: หมายถึงเหล็กหรือเหล็กกล้าที่ถูกให้ความร้อนจนถึงจุดวิกฤต (หรือจุดวิกฤตของอุณหภูมิ) เหนือระดับ 30 ~ 50 องศาเซลเซียส เพื่อรักษาระยะเวลาที่เหมาะสม และทำให้เย็นตัวลงในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบอากาศนิ่ง วัตถุประสงค์ของการทำให้เป็นมาตรฐาน: ส่วนใหญ่เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ปรับปรุงการตัดและการตัดเฉือน ปรับปรุงเกรน และขจัดข้อบกพร่องในโครงสร้าง สำหรับการอบชุบด้วยความร้อนในภายหลังเพื่อเตรียมโครงสร้าง

3. การชุบแข็ง: หมายถึงการนำเหล็กไปเผาที่อุณหภูมิ Ac3 หรือ Ac1 (เหล็กภายใต้จุดวิกฤตของอุณหภูมิ) ที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนด รักษาอุณหภูมิไว้เป็นเวลาที่กำหนด แล้วจึงลดอุณหภูมิลงจนถึงระดับที่เหมาะสม เพื่อให้ได้โครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์ (หรือเบไนต์) ในกระบวนการชุบแข็ง กระบวนการชุบแข็งทั่วไป ได้แก่ การชุบแข็งแบบตัวกลางเดี่ยว การชุบแข็งแบบตัวกลางคู่ การชุบแข็งแบบมาร์เทนไซต์ การชุบแข็งแบบไอโซเทอร์มอลเบไนต์ การชุบแข็งพื้นผิว และการชุบแข็งเฉพาะที่ วัตถุประสงค์ของการชุบแข็ง: เพื่อให้ชิ้นส่วนเหล็กได้โครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์ตามที่ต้องการ ปรับปรุงความแข็งของชิ้นงาน ความแข็งแรง และความต้านทานการเสียดสีของชิ้นงาน เพื่อการชุบแข็งในขั้นตอนหลัง เพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการชุบแข็ง

4. การอบคืนตัว: หมายถึงการชุบแข็งเหล็ก แล้วให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิต่ำกว่า Ac1 เป็นเวลาที่กำหนด แล้วจึงทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง กระบวนการอบคืนตัวที่นิยมใช้กัน ได้แก่ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง และการอบคืนตัวหลายครั้ง

วัตถุประสงค์ในการอบชุบ: ส่วนใหญ่เพื่อขจัดความเครียดที่เกิดจากเหล็กในการชุบแข็ง เพื่อให้เหล็กมีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง และมีความยืดหยุ่นและความเหนียวตามที่ต้องการ

5. การอบคืนตัว: หมายถึงเหล็กกล้าหรือเหล็กกล้าสำหรับกระบวนการชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงของกระบวนการอบคืนตัวด้วยความร้อนแบบคอมโพสิต ใช้ในการอบคืนตัวของเหล็กกล้าที่เรียกว่าเหล็กกล้าอบคืนตัว โดยทั่วไปหมายถึงเหล็กกล้าโครงสร้างคาร์บอนปานกลางและเหล็กกล้าโครงสร้างผสมคาร์บอนปานกลาง

6. คาร์บูไรซิ่ง: คาร์บูไรซิ่งคือกระบวนการทำให้อะตอมของคาร์บอนแทรกซึมเข้าไปในชั้นผิวของเหล็ก นอกจากนี้ยังทำให้ชิ้นงานเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีชั้นผิวของเหล็กกล้าคาร์บอนสูง หลังจากการชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้ชั้นผิวของชิ้นงานมีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง ในขณะที่ส่วนตรงกลางของชิ้นงานยังคงรักษาความเหนียวและความยืดหยุ่นของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำไว้

วิธีการสูญญากาศ

เนื่องจากกระบวนการทำความร้อนและทำความเย็นชิ้นงานโลหะจำเป็นต้องมีการดำเนินการหลายสิบขั้นตอนหรือมากกว่านั้นจึงจะเสร็จสมบูรณ์ การดำเนินการเหล่านี้ดำเนินการภายในเตาเผาชุบแข็งแบบสุญญากาศ ซึ่งผู้ปฏิบัติงานไม่สามารถเข้าไปได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีระบบอัตโนมัติของเตาเผาชุบแข็งแบบสุญญากาศให้สูงขึ้น ในขณะเดียวกัน การดำเนินการบางอย่าง เช่น การทำความร้อนและการยึดปลายของกระบวนการชุบแข็งชิ้นงานโลหะ จะต้องดำเนินการหกถึงเจ็ดขั้นตอน และต้องเสร็จสิ้นภายใน 15 วินาที สภาวะการทำงานที่คล่องตัวเช่นนี้ทำให้ผู้ปฏิบัติงานเกิดความกังวลและเกิดความผิดพลาดในการทำงานได้ง่าย ดังนั้น การทำงานอัตโนมัติระดับสูงเท่านั้นจึงจะสามารถประสานงานให้สอดคล้องกับโปรแกรมได้อย่างถูกต้องและทันท่วงที

การอบชุบด้วยความร้อนแบบสุญญากาศสำหรับชิ้นส่วนโลหะจะดำเนินการในเตาสุญญากาศแบบปิด การปิดผนึกด้วยสุญญากาศอย่างเข้มงวดเป็นที่ทราบกันดี ดังนั้น เพื่อให้ได้และรักษาอัตราการรั่วไหลของอากาศดั้งเดิมของเตา เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของสุญญากาศในเตาสุญญากาศนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของชิ้นส่วน การอบชุบด้วยความร้อนแบบสุญญากาศจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ดังนั้น ประเด็นสำคัญของเตาเผาแบบสุญญากาศคือการมีโครงสร้างการปิดผนึกแบบสุญญากาศที่เชื่อถือได้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการทำงานของสุญญากาศของเตาสุญญากาศ การออกแบบโครงสร้างเตาเผาแบบสุญญากาศต้องเป็นไปตามหลักการพื้นฐาน นั่นคือ เตาเผาจะต้องใช้การเชื่อมแบบแก๊สปิดสนิท ในขณะที่ตัวเตาเผาต้องเปิดหรือไม่เปิดรูให้น้อยที่สุด หลีกเลี่ยงการใช้โครงสร้างการปิดผนึกแบบไดนามิก เพื่อลดโอกาสการรั่วไหลของสุญญากาศ ส่วนประกอบและอุปกรณ์เสริมต่างๆ ของเตาเผาแบบสุญญากาศ เช่น อิเล็กโทรดระบายความร้อนด้วยน้ำ และอุปกรณ์ส่งออกเทอร์โมคัปเปิล ต้องได้รับการออกแบบให้ปิดผนึกโครงสร้างด้วย

วัสดุทำความร้อนและฉนวนส่วนใหญ่สามารถใช้งานได้เฉพาะในสภาวะสุญญากาศเท่านั้น เตาเผาความร้อนสุญญากาศที่ใช้ความร้อนและบุฉนวนเป็นวัสดุที่ใช้สำหรับงานที่อุณหภูมิสูงและสุญญากาศ ดังนั้นวัสดุเหล่านี้จึงมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูง รังสี การนำความร้อน และคุณสมบัติอื่นๆ ความต้องการความต้านทานการเกิดออกซิเดชันไม่สูงนัก ดังนั้น เตาเผาความร้อนสุญญากาศจึงนิยมใช้แทนทาลัม ทังสเตน โมลิบดีนัม และกราไฟต์เป็นวัสดุทำความร้อนและฉนวน วัสดุเหล่านี้เกิดออกซิเดชันได้ง่ายมากในสภาวะบรรยากาศ ดังนั้นเตาเผาความร้อนทั่วไปจึงไม่สามารถใช้วัสดุทำความร้อนและฉนวนเหล่านี้ได้

อุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำ: เปลือกเตาเผาสูญญากาศ ฝาครอบเตา ส่วนประกอบทำความร้อนไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าระบายความร้อนด้วยน้ำ ประตูฉนวนกันความร้อนสูญญากาศกลาง และส่วนประกอบอื่นๆ อยู่ในสภาวะสุญญากาศภายใต้สภาวะการทำงานด้วยความร้อน การทำงานภายใต้สภาวะที่เลวร้ายเช่นนี้ จำเป็นต้องมั่นใจว่าโครงสร้างของส่วนประกอบแต่ละชิ้นไม่เสียรูปหรือเสียหาย และซีลสูญญากาศไม่ร้อนเกินไปหรือไหม้ ดังนั้น ควรติดตั้งอุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำแต่ละชิ้นให้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจว่าเตาเผาสูญญากาศสามารถทำงานได้ตามปกติและมีอายุการใช้งานที่เพียงพอ

การใช้ภาชนะสุญญากาศที่มีแรงดันต่ำและกระแสสูง: เมื่อภาชนะสุญญากาศมีระดับสุญญากาศอยู่ในช่วง lxlo-1 torr ภาชนะสุญญากาศของตัวนำไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงจะทำให้เกิดปรากฏการณ์การคายประจุแบบเรืองแสง ในเตาเผาความร้อนแบบสุญญากาศ การคายประจุแบบอาร์กที่รุนแรงจะทำให้องค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าและชั้นฉนวนไหม้ ซึ่งก่อให้เกิดอุบัติเหตุและการสูญเสียครั้งใหญ่ ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าในการทำงานขององค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าของเตาเผาความร้อนแบบสุญญากาศโดยทั่วไปจะไม่เกิน 80 ถึง 100 โวลต์ ในขณะเดียวกัน การออกแบบโครงสร้างองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าควรใช้มาตรการที่มีประสิทธิภาพ เช่น พยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้ปลายของชิ้นส่วนมีรอยต่อ ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดต้องไม่แคบเกินไป เพื่อป้องกันการเกิดการคายประจุแบบเรืองแสงหรือการคายประจุแบบอาร์ก

การอบชุบ

ตามความต้องการประสิทธิภาพที่แตกต่างกันของชิ้นงาน ตามอุณหภูมิการอบชุบที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งการอบชุบออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

(ก) การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำ (150-250 องศา)

การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำของโครงสร้างที่ได้สำหรับมาร์เทนไซต์ที่ผ่านการอบคืนตัว วัตถุประสงค์คือเพื่อรักษาความแข็งสูงและความต้านทานการสึกหรอของเหล็กชุบแข็ง โดยอาศัยหลักการของการลดแรงเค้นภายในและความเปราะในการชุบคืนตัว เพื่อหลีกเลี่ยงการบิ่นหรือความเสียหายก่อนกำหนดระหว่างการใช้งาน ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเครื่องมือตัดคาร์บอนสูงหลากหลายชนิด เกจวัด แม่พิมพ์ดึงเย็น ตลับลูกปืนกลิ้ง และชิ้นส่วนคาร์บูไรซ์ เป็นต้น ความแข็งหลังการอบคืนตัวโดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับ HRC58-64

(ii) การอบชุบด้วยอุณหภูมิปานกลาง (250-500 องศา)

การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลางสำหรับตัวควอตซ์อบคืนตัว มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ค่าความแข็งแรงครากสูง ขีดจำกัดความยืดหยุ่น และความเหนียวสูง ดังนั้นจึงนิยมใช้เป็นหลักในการอบคืนตัวสปริงและแม่พิมพ์งานร้อนหลากหลายชนิด ความแข็งในการอบคืนตัวโดยทั่วไปอยู่ที่ HRC35-50

(C) การอบชุบด้วยอุณหภูมิสูง (500-650 องศา)

การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงสำหรับโซไนต์ที่ผ่านการอบคืนตัวแล้ว การอบคืนตัวแบบธรรมดาและการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงร่วมกันเรียกว่าการอบคืนตัว มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ความแข็ง และความยืดหยุ่น และความเหนียว ทำให้มีคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมที่ดีขึ้น ดังนั้นจึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ รถแทรกเตอร์ เครื่องมือกล และชิ้นส่วนโครงสร้างสำคัญอื่นๆ เช่น ก้านสูบ สลักเกลียว เฟือง และเพลา โดยทั่วไปความแข็งหลังการอบคืนตัวจะอยู่ที่ HB200-330

การป้องกันการเสียรูป

สาเหตุของการเสียรูปของแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อนมักมีความซับซ้อน แต่เราสามารถเข้าใจกฎการเสียรูป วิเคราะห์สาเหตุ และใช้วิธีการต่างๆ เพื่อป้องกันและควบคุมการเสียรูปของแม่พิมพ์ได้ โดยทั่วไปแล้ว การอบชุบด้วยความร้อนสำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อนสามารถป้องกันได้ดังต่อไปนี้

(1) การเลือกวัสดุที่เหมาะสม แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อน ควรเลือกวัสดุเหล็กกล้าแม่พิมพ์ไมโครดีเฟนเดอร์ที่ดี (เช่น เหล็กกล้าดับด้วยอากาศ) การแยกคาร์ไบด์ของเหล็กกล้าแม่พิมพ์ที่แข็งแรงควรผ่านการตีขึ้นรูปและอบชุบด้วยความร้อนอย่างสมเหตุสมผล ยิ่งเหล็กกล้าแม่พิมพ์มีขนาดใหญ่และไม่สามารถตีขึ้นรูปได้ ก็สามารถนำไปผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนแบบละเอียดสองชั้นได้

(2) การออกแบบโครงสร้างแม่พิมพ์ควรมีความสมเหตุสมผล ความหนาไม่ควรต่างกันมากเกินไป รูปร่างควรสมมาตร เพื่อให้แม่พิมพ์ขนาดใหญ่สามารถขึ้นรูปได้ตามกฎการขึ้นรูป ควรสำรองค่าเผื่อการประมวลผลไว้ สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ แม่นยำ และซับซ้อน สามารถใช้โครงสร้างแบบผสมผสานได้

(3) แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อนควรได้รับการอบความร้อนล่วงหน้าเพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นในกระบวนการตัดเฉือน

(4) การเลือกอุณหภูมิในการทำความร้อนที่เหมาะสม ควบคุมความเร็วในการทำความร้อน สำหรับแม่พิมพ์ที่ซับซ้อนและมีความแม่นยำ สามารถใช้การทำความร้อนแบบช้า การอุ่นล่วงหน้า และวิธีการทำความร้อนที่สมดุลอื่นๆ เพื่อลดการเสียรูปจากการอบชุบด้วยความร้อนของแม่พิมพ์

(5) ภายใต้สมมติฐานของการรับประกันความแข็งของแม่พิมพ์ พยายามใช้วิธีการทำความเย็นล่วงหน้า การทำความเย็นแบบไล่ระดับ หรือการดับด้วยอุณหภูมิ

(6) สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อน ภายใต้เงื่อนไขที่อนุญาต ให้พยายามใช้การทำความร้อนแบบสูญญากาศและการทำความเย็นแบบล้ำลึกหลังการดับ

(7) สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อนบางชนิด สามารถใช้การอบร้อนล่วงหน้า การอบร้อนแบบเก่า การอบร้อนแบบไนไตรด์ เพื่อควบคุมความแม่นยำของแม่พิมพ์

(8) ในการซ่อมแซมรูทรายแม่พิมพ์ ความพรุน การสึกหรอ และข้อบกพร่องอื่นๆ ให้ใช้เครื่องเชื่อมเย็นและผลกระทบทางความร้อนอื่นๆ ของอุปกรณ์ซ่อมแซมเพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการซ่อมแซมของการเสียรูป

นอกจากนี้ การดำเนินการกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่ถูกต้อง (เช่น การอุดรู การผูกรู การตรึงทางกล วิธีการให้ความร้อนที่เหมาะสม การเลือกทิศทางการทำความเย็นของแม่พิมพ์และทิศทางการเคลื่อนที่ในตัวกลางทำความเย็นที่ถูกต้อง เป็นต้น) และกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่เหมาะสมยังช่วยลดการเสียรูปของแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อน ถือเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพเช่นกัน

การชุบแข็งและอบคืนตัวพื้นผิวโดยทั่วไปจะดำเนินการโดยใช้ความร้อนเหนี่ยวนำหรือความร้อนจากเปลวไฟ พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลัก ได้แก่ ความแข็งผิว ความแข็งเฉพาะที่ และความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพ การทดสอบความแข็งสามารถทำได้โดยใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Vickers หรือเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell หรือเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell บนพื้นผิว การเลือกแรงทดสอบ (สเกล) ขึ้นอยู่กับความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพและความแข็งผิวของชิ้นงาน เครื่องทดสอบความแข็งสามประเภทที่เกี่ยวข้อง

ประการแรก เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สเป็นเครื่องมือสำคัญในการทดสอบความแข็งผิวของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน สามารถเลือกแรงทดสอบได้ตั้งแต่ 0.5 ถึง 100 กิโลกรัม ทดสอบชั้นชุบแข็งผิวที่บางเพียง 0.05 มิลลิเมตร และมีความแม่นยำสูงที่สุด และสามารถแยกแยะความแตกต่างเล็กน้อยของความแข็งผิวของชิ้นงานที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนได้ นอกจากนี้ เครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สยังควรตรวจวัดความลึกของชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพด้วย ดังนั้น สำหรับการอบชุบด้วยความร้อนผิวหรือชิ้นงานจำนวนมากที่ใช้การอบชุบด้วยความร้อนผิว จำเป็นต้องมีเครื่องทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์สติดตั้งไว้

ประการที่สอง เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความแข็งของชิ้นงานชุบแข็งผิว เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวมีสามระดับให้เลือก สามารถทดสอบความลึกการชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 0.1 มม. ของชิ้นงานชุบแข็งผิวต่างๆ แม้ว่าความแม่นยำของเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวจะไม่สูงเท่ากับเครื่องทดสอบความแข็ง Vickers แต่เนื่องจากเป็นโรงงานชุบแข็งที่มีการจัดการคุณภาพและการตรวจสอบคุณภาพ จึงสามารถตอบสนองความต้องการได้ นอกจากนี้ เครื่องทดสอบยังมีการใช้งานที่ง่าย ใช้งานง่าย ราคาประหยัด วัดค่าได้อย่างรวดเร็ว สามารถอ่านค่าความแข็งและคุณสมบัติอื่นๆ ได้โดยตรง เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบผิวสามารถใช้ทดสอบชิ้นงานชุบแข็งผิวแบบต่อเนื่องได้อย่างรวดเร็วและไม่ทำลายชิ้นงาน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับโรงงานแปรรูปโลหะและโรงงานผลิตเครื่องจักร

ประการที่สาม เมื่อชั้นชุบแข็งผิวหนาขึ้น สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ได้ เมื่อความหนาของชั้นชุบแข็งผิว 0.4 ~ 0.8 มม. สามารถใช้มาตราส่วน HRA ได้ และเมื่อความหนาของชั้นชุบแข็งมากกว่า 0.8 มม. สามารถใช้มาตราส่วน HRC ได้

ค่าความแข็งทั้งสามแบบของ Vickers, Rockwell และ Surface Rockwell สามารถแปลงค่าความแข็งระหว่างกันได้อย่างง่ายดาย แปลงเป็นค่ามาตรฐาน แบบร่าง หรือค่าความแข็งตามที่ผู้ใช้ต้องการ ตารางแปลงค่าความแข็งที่เกี่ยวข้องมีอยู่ในมาตรฐานสากล ISO มาตรฐาน ASTM ของสหรัฐอเมริกา และมาตรฐาน GB/T ของจีน

การแข็งตัวเฉพาะที่

ชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งเฉพาะที่สูงกว่า เช่น การเหนี่ยวนำความร้อน และวิธีการชุบแข็งเฉพาะที่อื่นๆ ชิ้นส่วนเหล่านี้มักจะต้องทำเครื่องหมายตำแหน่งการชุบแข็งเฉพาะที่และค่าความแข็งเฉพาะที่บนแบบ ควรทดสอบความแข็งของชิ้นส่วนในพื้นที่ที่กำหนด เครื่องมือทดสอบความแข็งสามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ทดสอบค่าความแข็ง HRC เช่น ชั้นชุบแข็งที่ตื้น สามารถใช้เครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell ทดสอบค่าความแข็ง HRN

การอบด้วยความร้อนทางเคมี

การอบชุบด้วยความร้อนทางเคมีคือการทำให้อะตอมของธาตุเคมีหนึ่งหรือหลายชนิดแทรกซึมเข้าสู่พื้นผิวของชิ้นงาน เพื่อเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และประสิทธิภาพของพื้นผิวของชิ้นงาน หลังจากการชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ พื้นผิวของชิ้นงานจะมีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ และทนต่อความล้าจากการสัมผัส ในขณะที่แกนกลางของชิ้นงานมีความเหนียวสูง

จากที่กล่าวมาข้างต้น การตรวจจับและบันทึกอุณหภูมิในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่ง และการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่ดีจะส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์อย่างมาก ดังนั้น การตรวจจับอุณหภูมิจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง แนวโน้มอุณหภูมิในกระบวนการทั้งหมดก็มีความสำคัญเช่นกัน ส่งผลให้กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนจำเป็นต้องบันทึกการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งจะช่วยให้การวิเคราะห์ข้อมูลในอนาคตเป็นไปได้ง่ายขึ้น และยังช่วยให้ทราบว่าอุณหภูมิในช่วงเวลาใดที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนากระบวนการอบชุบด้วยความร้อนในอนาคต

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

1、ทำความสะอาดบริเวณปฏิบัติงาน ตรวจสอบว่าแหล่งจ่ายไฟ เครื่องมือวัด และสวิตช์ต่างๆ อยู่ในสภาพปกติหรือไม่ และแหล่งน้ำก็ราบรื่นหรือไม่

2、ผู้ปฏิบัติงานควรสวมอุปกรณ์ป้องกันแรงงานที่ดี มิฉะนั้นอาจเกิดอันตรายได้

3. เปิดสวิตช์ถ่ายโอนพลังงานควบคุมสากล ตามข้อกำหนดทางเทคนิคของอุปกรณ์ที่ไล่ระดับอุณหภูมิขึ้นและลง เพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และรักษาอุปกรณ์ให้คงอยู่

4. การใส่ใจกับอุณหภูมิของเตาเผาความร้อนและการควบคุมความเร็วของสายพานตาข่าย สามารถควบคุมมาตรฐานอุณหภูมิที่ต้องการสำหรับวัสดุต่างๆ ได้ เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานมีความแข็งและความตรงของพื้นผิวและชั้นออกซิเดชัน และทำหน้าที่ด้านความปลอดภัยได้อย่างจริงจัง

5、 ให้ใส่ใจกับอุณหภูมิของเตาอบชุบและความเร็วของสายพานตาข่าย ให้เปิดช่องระบายอากาศ เพื่อให้ชิ้นงานหลังการอบชุบเป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพ

6. ในการทำงานควรยึดถือตำแหน่งหน้าที่

7. กำหนดค่าอุปกรณ์ดับเพลิงที่จำเป็น และคุ้นเคยกับวิธีการใช้งานและการบำรุงรักษา

8、เมื่อหยุดเครื่องจักร เราควรตรวจสอบว่าสวิตช์ควบคุมทั้งหมดอยู่ในสถานะปิด จากนั้นจึงปิดสวิตช์ถ่ายโอนสากล

ความร้อนสูงเกินไป

จากปากที่ขรุขระของชิ้นส่วนตลับลูกปืนของอุปกรณ์ลูกกลิ้ง สามารถสังเกตเห็นความร้อนสูงเกินไปหลังจากการชุบแข็งโครงสร้างจุลภาค แต่เพื่อกำหนดระดับความร้อนสูงเกินไปที่แน่นอน จำเป็นต้องสังเกตโครงสร้างจุลภาค หากในเหล็กกล้า GCr15 ที่มีโครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์เข็มหยาบ แสดงว่าโครงสร้างแบบมาร์เทนไซต์เข็มหยาบ สาเหตุของการเกิดความร้อนสูงเกินไปในการชุบแข็งอาจเกิดจากอุณหภูมิที่สูงเกินไป หรือความร้อนและระยะเวลาการคงตัวนานเกินไป ซึ่งเกิดจากความร้อนสูงเกินไปในช่วงเต็มช่วง นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากการจัดเรียงตัวของคาร์ไบด์ในแถบเดิม ในบริเวณคาร์บอนต่ำระหว่างแถบทั้งสอง ทำให้เกิดเข็มมาร์เทนไซต์หนาเฉพาะจุด ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด ออสเทไนต์ที่ตกค้างในโครงสร้างแบบร้อนยวดยิ่งจะเพิ่มขึ้น และความเสถียรของมิติจะลดลง เนื่องจากความร้อนสูงเกินไปในโครงสร้างแบบดับแข็ง ผลึกเหล็กจึงหยาบ ซึ่งจะนำไปสู่การลดลงของความเหนียวของชิ้นส่วน ความต้านทานแรงกระแทกลดลง และอายุการใช้งานของตลับลูกปืนก็ลดลงเช่นกัน ความร้อนสูงเกินไปอย่างรุนแรงอาจทำให้เกิดรอยแตกได้

ความร้อนไม่เพียงพอ

อุณหภูมิการดับที่ต่ำหรือการทำความเย็นที่ไม่ดีจะทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่เรียกว่า Torrhenite มากกว่ามาตรฐาน ซึ่งทำให้เกิดโครงสร้างที่ร้อนเกินไป ซึ่งจะทำให้ความแข็งลดลง ความต้านทานการสึกหรอลดลงอย่างรวดเร็ว ส่งผลต่ออายุการใช้งานของชิ้นส่วนลูกกลิ้งลูกปืน

การดับรอยแตกร้าว

ชิ้นส่วนลูกปืนลูกกลิ้งในกระบวนการชุบแข็งและหล่อเย็นเนื่องจากความเค้นภายในทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่เรียกว่ารอยแตกร้าวจากการชุบแข็ง สาเหตุของรอยแตกร้าวดังกล่าว ได้แก่ อุณหภูมิความร้อนสูงเกินไปหรือการหล่อเย็นเร็วเกินไป ความเค้นทางความร้อนและการเปลี่ยนแปลงปริมาตรมวลโลหะในโครงสร้างความเค้นมีค่ามากกว่าความแข็งแรงแตกหักของเหล็ก ข้อบกพร่องดั้งเดิมของพื้นผิวงาน (เช่น รอยแตกร้าวหรือรอยขีดข่วนบนพื้นผิว) หรือข้อบกพร่องภายในของเหล็ก (เช่น ตะกรัน คราบอโลหะที่รุนแรง จุดขาว คราบหดตัว ฯลฯ) ในกระบวนการชุบแข็ง การก่อตัวของความเค้นเข้มข้น การสลายตัวของคาร์บอนบนพื้นผิวอย่างรุนแรงและการแยกตัวของคาร์ไบด์ ชิ้นส่วนที่ชุบแข็งหลังการชุบแข็งไม่เพียงพอหรืออบคืนตัวช้าเกินไป แรงกดจากการเจาะเย็นที่เกิดจากกระบวนการก่อนหน้ามีมากเกินไป การตีขึ้นรูป การพับ การกลึงที่ลึก ร่องน้ำมัน ขอบคม และอื่นๆ กล่าวโดยสรุป สาเหตุของรอยแตกร้าวจากการชุบแข็งอาจเกิดจากปัจจัยข้างต้นอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่าง การมีแรงเค้นภายในเป็นสาเหตุหลักของการเกิดรอยแตกร้าวจากการชุบแข็ง รอยแตกจากการชุบแข็งมีลักษณะลึกและเรียว มีรอยแตกตรงและไม่มีสีออกซิไดซ์บนพื้นผิวที่แตก มักเป็นรอยแตกแบนตามยาวหรือรอยแตกรูปวงแหวนบนปลอกลูกปืน รูปร่างของลูกปืนเหล็กจะมีรูปร่างเป็นรูปตัว S รูปตัว T หรือรูปวงแหวน ลักษณะโครงสร้างโดยรวมของรอยแตกจากการชุบแข็งคือไม่มีปรากฏการณ์การสลายคาร์บอนทั้งสองด้านของรอยแตก ซึ่งแยกแยะได้ชัดเจนจากรอยแตกจากการตีขึ้นรูปและรอยแตกจากวัสดุ

การเสียรูปจากการอบด้วยความร้อน

ชิ้นส่วนตลับลูกปืนของ NACHI ในการอบชุบด้วยความร้อนนั้นมีทั้งความเค้นจากความร้อนและความเครียดจากโครงสร้าง ความเครียดภายในนี้สามารถซ้อนทับกันหรือชดเชยกันได้บางส่วน มีความซับซ้อนและแปรผัน เนื่องจากสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิความร้อน อัตราการให้ความร้อน โหมดการทำความเย็น อัตราการทำความเย็น รูปร่าง และขนาดของชิ้นส่วน ดังนั้นการเสียรูปจากการอบชุบด้วยความร้อนจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การรับรู้และเข้าใจหลักกฎหมายจะทำให้การเสียรูปของชิ้นส่วนตลับลูกปืน (เช่น วงรีของปลอกหุ้ม ขนาดที่เพิ่มขึ้น ฯลฯ) อยู่ในช่วงที่ควบคุมได้ ซึ่งเอื้อต่อการผลิต แน่นอนว่าการชนกันทางกลในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนก็ทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปเช่นกัน แต่การเสียรูปนี้สามารถนำไปใช้ปรับปรุงการทำงานเพื่อลดและหลีกเลี่ยงได้

การกำจัดคาร์บอนบนพื้นผิว

ชิ้นส่วนแบริ่งของอุปกรณ์เสริมลูกกลิ้งในกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน หากถูกให้ความร้อนในสารออกซิไดซ์ พื้นผิวจะถูกออกซิไดซ์ ทำให้สัดส่วนมวลคาร์บอนบนพื้นผิวของชิ้นส่วนลดลง ส่งผลให้เกิดการสลายคาร์บอนบนพื้นผิว ความลึกของชั้นการสลายคาร์บอนบนพื้นผิวที่มากกว่าปริมาณการคงค้างของกระบวนการขั้นสุดท้ายจะทำให้ชิ้นส่วนถูกทิ้ง การกำหนดความลึกของชั้นการสลายคาร์บอนบนพื้นผิวในการตรวจสอบทางโลหะวิทยาของวิธีการทางโลหะวิทยาและวิธีความแข็งระดับจุลภาคที่มีอยู่ เส้นโค้งการกระจายความแข็งระดับจุลภาคของชั้นพื้นผิวขึ้นอยู่กับวิธีการวัด และสามารถใช้เป็นเกณฑ์ในการตัดสิน

จุดอ่อน

เนื่องจากการให้ความร้อนไม่เพียงพอ การระบายความร้อนที่ไม่ดี การชุบแข็งที่เกิดจากความแข็งผิวของชิ้นส่วนตลับลูกปืนที่ไม่เหมาะสม ถือเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าจุดอ่อนจากการชุบแข็ง (quenching soft spot) เหมือนกับการสลายคาร์บอนบนพื้นผิวที่อาจทำให้ความต้านทานการสึกหรอและความแข็งแรงของความล้าบนพื้นผิวลดลงอย่างมาก