Термічна обробка металів і сплавів – дуже важливий етап технологічного процесу у виробництві.
Він полягає в тому, що метали і їх сплави піддаються нагріванню до певної температури з метою поліпшення їх властивостей, зміни структури або форми для відповідності визначеним завданням.
Термічна обробка виробляється на спеціальному обладнанні, іменованому термічна піч.
Для точності досягнення температур, нагрівання певних зон та іншого піч оснащують числовим програмним управлінням (ЧПУ).
У статті розглядається технологія термічної обробки металів, її види зі зміною хіміко-термічних властивостей із збереженням поверхні, зі зміною поверхні оброблюваного металу шляхом нанесення різів і отворів, способи і вживане обладнання.
Зміст:
Види термічної обробки
Термічне різання
Киснева різка
Плазмова різка
Лазерне різання
Зміст
З метою зміни хіміко-термічної структури металу і сплаву застосовується термічна обробка всій поверхні листа або заготовки.
Метал або сплав нагрівають до певної температури, при якій змінюються хіміко-технологічні властивості, і піддають повільному охолодженню (найчастіше, швидкість охолодження матеріалу збігається зі швидкістю, з якою остигає піч).
Хіміко-термічна і хіміко-технологічні властивості при цьому не повертаються до вихідних показників.
Термічна обробка буває як попередньої (для підготовки до подальшої обробки), так і остаточною, в ході якої досягається потрібна структура металу.
Застосовуються наступні способи обробки:
відпалювання;
старіння;
загартовування;
відпустку.
Технологічно відпалювання металу являє собою підігрів до зазначеної температури, утримування цього рівня температури протягом визначеного та уповільненого часу, якому піддається також і сама піч.
Відпал потрібно заготівлях, підданим штампування або гарячої ковки. Він дозволить знизити твердість, зменшити неоднорідність і закінчити підготовку до теплової обробки.
При перевищенні температури нагрівання відбувається перепалювання сплаву, яке є технологічним браком.
Для якісного відпалу важлива правильна швидкість охолодження. Вона підбирається виходячи з необхідних кінцевих технічний умов і марки сталі.
Занадто повільна швидкість зниження температури (одночасно остигають деталь і піч) призводить до утворення локальних розривів сгибаемого листа.
І навпаки, занадто швидке охолодження призводить до появи дрібних зерен всередині структури сталі. Твердість стали прямо пропорційна кількості вуглецю в ній.
Тому для нормалізації структури використовують прогрів сталі до температурних показників 700-720С, витримують нетривалий час і допускають вільне охолодження.
Ефективним є ізотермічний відпал з двома етапами зниження температури.
Після нагрівання проводиться поетапне зниження температури – перший етап — до 630С, і подальша витримка при цій температурі, другий етап – охолодження до температури навколишнього середовища.
Поетапне охолодження не тільки сприяє рівномірній структурі зерна стали, але і забезпечує обладнання безперервним циклом завантаження.
Термічне різання – це процес теплової обробки металевих виробів з метою вирізки заготовок і створення пазів в металі (розрізів).
При незначних енергетичних затратах досягається можливість отримання деталей складної форми, при цьому товщина металевого листа може бути значною.
Для таких робіт застосовуються машини для термічного різання, укомплектовані ЧПУ. Розглянемо види і способи термічної обробки для отримання різів.
По технологічному процесу термічне різання може бути здійснена:
Окисленням — по контуру реза виріб нагрівається до температури горіння в кисні, після чого спрямованої струменем кисню з допомогою механізмів з ЧПУ виробляють випалювання металу. Залишковий продукт горіння евакуюється з порожнини спрямованої сумішшю кисню і газів, що утворилися при горінні. У виробництві застосовуються такі види різання з допомогою окислення: кисневий і кисневий з додаванням флюсу;
Плавленням — по контуру нанесення реза вихідну заготовку піддають впливу високої температури, яка більше його точки кипіння, і розплавлений метал евакуюється за формою реза гнітом плазми. Способи плавлення – це плазмова, лазерна та повітряно-дугове різання;
Змішаним варіантом — при цьому виді термічної обробки застосовуються обидва зазначених вище способу різання.
Способи термічної обробки для різання залежать від виду і марки металу. При газової та плазмової різки застосовується портальна машина.
Сучасна портальна машина конструюється під конкретні завдання. Розглянемо найбільш застосовні види обробки і вживане обладнання з ЧПУ.
Д/з: ст.205-207