Die Wärmebehandlung wird als sekundärer Bearbeitungsschritt nach der CNC-Bearbeitung verwendet
Ihre Arbeit ist noch nicht vorbei, nachdem Sie das CNC-Schneiden eines Teils abgeschlossen haben. Diese Grundkomponenten können hässliche Oberflächen haben, nicht stark genug sein oder nur eine Komponente sein, die mit anderen kombiniert werden muss, um ein vollständiges Produkt herzustellen. Wie oft verwenden Sie schließlich ein Gadget, das aus verschiedenen Teilen besteht?
Der Punkt ist, dass Nachbearbeitungsaktivitäten für eine Vielzahl von Anwendungen erforderlich sind, und wir werden Sie durch einige Faktoren führen, damit Sie die beste sekundäre Operation für Ihr Projekt auswählen können.
In dieser dreiteiligen Serie werden wir uns mit Wärmebehandlungsverfahren, Beschichtungen und Alternativen und Überlegungen zur Hardwareinstallation befassen. Einige oder alle davon können erforderlich sein, um Ihr bearbeitetes Produkt in einen kundenbereiten Zustand zu versetzen. Teil I dieses Aufsatzes befasst sich mit der Wärmebehandlung, während sich die Teile II und III mit der Oberflächenvorbereitung und der Installation der Hardware befassen.
In dieser dreiteiligen Serie werden wir uns mit Wärmebehandlungsverfahren, Beschichtungen und Alternativen und Überlegungen zur Hardwareinstallation befassen. Einige oder alle davon können erforderlich sein, um Ihren Artikel vom bearbeiteten Zustand in den kundenbereiten Zustand zu überführen. Das Thema Wärmebehandlung wird in diesem Artikel behandelt.
Wird vor oder nach der Verarbeitung eine Wärmebehandlung durchgeführt?
Nach der Bearbeitung ist die Wärmebehandlung der erste zu berücksichtigende Vorgang, und es ist auch möglich, das Fräsen vorbehandelter Materialien in Betracht zu ziehen. Warum sollte ein Ansatz einem anderen vorgezogen werden? Die Reihenfolge der Wahl der Wärmebehandlung und der Bearbeitungsmetalle kann sich auf Materialqualitäten, Bearbeitungsprozess und Bauteiltoleranzen auswirken.
Wenn Sie wärmebehandelte Materialien verwenden, wirkt sich dies auf Ihre Bearbeitung aus, da die Bearbeitung härterer Materialien länger dauert und die Ausrüstung schneller verschleißt, was die Bearbeitungskosten erhöht. Es ist auch möglich, die gehärtete Schicht des Materials zu durchschneiden und den Zweck der Verwendung von gehärtetem Metall überhaupt zu untergraben, abhängig von der Art der verwendeten Wärmebehandlung und der Tiefe unter der betroffenen Oberfläche des Materials. Es ist auch möglich, dass der Bearbeitungsprozess genügend Wärme erzeugt, um die Härte des Werkstücks zu erhöhen. Bestimmte Materialien, wie z. B. Edelstahl, neigen besonders zur Kaltverfestigung während der Bearbeitung, und es müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um dies zu vermeiden.
Die Verwendung eines erwärmten Metalls hat jedoch mehrere Vorteile. Ihre Teile können mit gehärteten Metallen in engeren Toleranzen gehalten werden, und die Materialbeschaffung ist einfacher, da vorwärmebehandelte Metalle allgemein zugänglich sind. Darüber hinaus fügt das Aufschieben der Wärmebehandlung bis nach der Bearbeitung dem Produktionsprozess einen weiteren zeitaufwändigen Schritt hinzu.
Die Wärmebehandlung nach der Bearbeitung hingegen gibt Ihnen mehr Kontrolle über den Bearbeitungsprozess. Es gibt viele verschiedene Formen der Wärmebehandlung, und Sie können jede davon anwenden, um die gewünschten Materialqualitäten zu erhalten. Die Wärmebehandlung nach der Bearbeitung garantiert eine gleichmäßige Wärmebehandlung auf der Oberfläche des Teils. Da die Wärmebehandlung das Material bei vorgewärmten Materialien möglicherweise nur bis zu einer begrenzten Tiefe beeinflusst, kann die Bearbeitung gehärtetes Material an bestimmten Stellen entfernen, an anderen jedoch nicht.
Wie bereits erwähnt, erhöht die Wärmebehandlung nach der Verarbeitung die Kosten und verlängert die Vorlaufzeit, da sie zusätzliche ausgelagerte Verfahren erfordert. Die Wärmebehandlung kann auch dazu führen, dass sich Teile verziehen oder verzerren, was die engen Toleranzen beeinträchtigen kann, die während der Bearbeitung erzielt werden.
Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung verändert häufig die Materialeigenschaften des Metalls. Typischerweise bedeutet dies, die Festigkeit und Härte des Metalls zu erhöhen, damit es raueren Anwendungen standhalten kann. Bestimmte Wärmebehandlungsmethoden, wie z. B. Glühen, können andererseits die Härte des Metalls verringern. Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Wärmebehandlungsmöglichkeiten.
Härten
Metall wird durch den Prozess des Härtens gehärtet. Wenn es getroffen wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Metall mit einer höheren Härte verbeult oder markiert wird. Die Wärmebehandlung erhöht auch die Zugfestigkeit des Metalls, d. h. die Kraft, mit der das Material versagt und bricht. Die erhöhte Festigkeit des Materials macht es für spezifische Anwendungen geeigneter.
Um ein Metall zu härten, wird das Werkstück auf eine Temperatur erhitzt, die höher ist als die kritische Temperatur des Metalls oder die Temperatur, bei der sich seine Kristallstruktur und seine physikalischen Eigenschaften ändern. Das Metall wird für kurze Zeit auf dieser Temperatur gehalten, bevor es zum Abkühlen in Wasser, Salzlösung oder Öl abgeschreckt wird. Die Abschreckflüssigkeit wird durch die Legierung des Metalls bestimmt. Da jede Abschreckflüssigkeit eine andere Abkühlungsgeschwindigkeit hat, basiert die Wahl darauf, wie schnell sie das Metall abkühlt.
Einsatzhärten
Das Einsatzhärten ist eine Art des Härtens, das ausschließlich die äußere Oberfläche des Materials betrifft. Dies erfolgt häufig nach der Bearbeitung, um eine starke Außenschicht zu erzeugen.
Ausscheidungshärtung
Ausscheidungshärtung ist ein Verfahren zum Härten bestimmter Metalle unter Verwendung bestimmter Legierungsbestandteile. Zu diesen Elementen gehören Kupfer, Aluminium, Phosphor und Titan. Wenn ein festes Metall über einen längeren Zeitraum erhitzt wird, fallen diese Elemente aus oder bilden feste Partikel. Dies wirkt sich auf die Kornstruktur aus und verbessert die Festigkeit des Materials.
Glühen
Wie bereits erwähnt, wird Glühen verwendet, um Metall zu erweichen, Spannungen zu reduzieren und die Duktilität des Materials zu verbessern. Diese Technik macht das Metall weicher und macht es einfacher zu handhaben.
Um ein Metall zu glühen, wird es sanft auf eine bestimmte Temperatur (oberhalb der kritischen Temperatur des Materials) erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann langsam abgekühlt. Dieses verzögerte Abkühlen wird erreicht, indem das Metall in isolierendem Material vergraben oder im Ofen gehalten wird, während der Ofen und das Metall abkühlen.
Spannungsabbau bei der großen Brammenbearbeitung
Der Spannungsabbau ähnelt dem Glühen, da das Material auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann schrittweise abgekühlt wird. Beim Spannungsabbau ist diese Temperatur jedoch niedriger als die kritische Temperatur. Die Substanz wird dann durch Luft gekühlt.
Dieses Verfahren eliminiert Spannungen durch Kaltumformen oder Scheren, ohne die physikalischen Eigenschaften des Metalls nennenswert zu beeinträchtigen. Während die physikalischen Eigenschaften unverändert bleiben, trägt die Verringerung dieser Spannung dazu bei, Dimensionsänderungen (oder Verwerfungen oder andere Verformungen) während der weiteren Verarbeitung oder Verwendung des Teils zu verhindern.
Temperiert
Beim Anlassen eines Metalls wird es auf eine Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur erhitzt und dann an der Luft abgekühlt. Dies ist nahezu identisch mit dem Spannungsarmglühen, jedoch ist die Endtemperatur nicht so hoch. Das Anlassen erhöht die Zähigkeit, während der Großteil der während des Härteprozesses erzielten Härte erhalten bleibt.
Abschließende Gedanken
Eine Wärmebehandlung von Metallen ist häufig erforderlich, um die richtigen physikalischen Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung zu erzielen. Die Wärmebehandlung des Materials vor dem Fräsen kann zwar die gesamte Produktionszeit einsparen, erhöht aber auch Zeit und Kosten für den Bearbeitungsprozess. Gleichzeitig erleichtern maschinell bearbeitete, wärmebehandelte Komponenten die Bearbeitung des Materials, fügen dem Herstellungsprozess jedoch einen zusätzlichen Schritt hinzu.
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