Il trattamento termico può applicarsi a molte leghe del metallo per migliorare significativamente le proprietà fisiche chiave quali durezza, forza, o fabbricabilità. Questi cambiamenti sono dovuto i cambiamenti nella microstruttura ed a volte dovuto i cambiamenti nella composizione chimica del materiale.
Questi trattamenti comprendono il riscaldamento della lega del metallo (solitamente) alle temperature estreme seguite dal raffreddamento nelle condizioni controllate. La temperatura a cui il materiale è riscaldato, il tempo mantenere la temperatura ed il tasso di raffreddamento notevolmente colpiranno le proprietà fisiche finali della lega del metallo.
In questo articolo, esaminiamo il trattamento termico relativo alle leghe del metallo più comunemente usate nel lavorare di CNC. Descrivendo l'impatto di questi processi sulle proprietà finali della parte, questo articolo vi aiuterà a scegliere il giusto materiale per la vostra applicazione.
Quando il trattamento termico sarà effettuato
Il trattamento termico può applicarsi alle leghe del metallo in tutto il processo di fabbricazione. Per CNC i pezzi meccanici, trattamento termico è generalmente applicabile a:
Prima di lavorare di CNC: quando è richiesto per fornire le leghe pronte del metallo del grado standard, i fornitori di servizio di CNC direttamente elaboreranno le parti dai materiali di inventario. Ciò è solitamente la migliore scelta per accorciare il termine d'esecuzione.
Dopo lavorare di CNC: alcuni trattamenti termici aumentano significativamente la durezza del materiale, o sono usati come punti di finitura dopo la formazione. In questi casi, il trattamento termico è realizzato dopo CNC che lavora, perché l'alta durezza riduce la fabbricabilità del materiale. Per esempio, questa è la pratica normale quando parti lavoranti dell'acciaio per utensili di CNC.
Trattamento termico comune dei materiali di CNC: ricottura, distensione della tensione e temperare
La tempera, temperare e la distensione della tensione interamente comprendono riscaldare la lega del metallo ad una temperatura elevata e poi lentamente raffreddare il materiale, solitamente in aria o in un forno. Differiscono nella temperatura a cui il materiale è riscaldato e per il processo di fabbricazione.
Durante la ricottura, il metallo è riscaldato molto ad un ad alta temperatura e poi lentamente è raffreddato per ottenere la microstruttura desiderata. La ricottura si applica solitamente a tutte le leghe del metallo dopo la formazione e prima di tutta la trasformazione ulteriore per ammorbidirle e migliorare la loro lavorabilità. Se nessun altro trattamento termico è specificato, la maggior parte del CNC i pezzi meccanici avrà proprietà materiali nello stato temprato.
La distensione della tensione comprende il riscaldamento delle parti ad un ad alta temperatura (ma più basso della ricottura), che è usato solitamente dopo CNC che lavora per eliminare la tensione residua generata nel processo di fabbricazione. Ciò può produrre si separa le proprietà meccaniche più coerenti.
La tempera anche riscalda le parti ad una temperatura più bassa della temperatura di tempera. È usata solitamente dopo l'estinzione dell'acciaio a basso tenore di carbonio (1045 e A36) e dell'acciaio legato (4140 e 4240) per ridurre la sua fragilità e per migliorare le sue proprietà meccaniche.
estigui
L'estinzione comprende riscaldare il metallo ad una temperatura elevata stessa, seguita dal raffreddamento rapido, solitamente immergendo il materiale in petrolio o acqua o esponendolo ad una corrente dell'aria fredda. «Serrature» di raffreddamento rapide i cambiamenti di microstruttura che accadono quando il materiale è riscaldato, con conseguente durezza estremamente alta delle parti.
Le parti sono estiguute solitamente dopo CNC che lavora come l'ultimo punto del processo di fabbricazione (pensi al fabbro che immerge la lama in olio), perché l'aumento nella durezza rende il materiale più difficile elaborare.
Gli acciai per utensili sono estiguuti dopo CNC che lavora per ottenere le caratteristiche di superficie estremamente alte di durezza. La durezza risultante può poi essere controllata facendo uso di un processo di tempera. Per esempio, la durezza di acciaio per utensili A2 dopo l'estinzione è 63-65 Rockwell C, ma può essere temperata ad una durezza fra 42-62 HRC. La tempera può prolungare il tempo di impiego delle parti perché temperare può ridurre la fragilità (i migliori risultati possono essere ottenuti quando la durezza è 56-58 HRC).
Indurimento della precipitazione (invecchiamento)
La precipitazione che si indurisce o che invecchia è due termini comunemente usati descrivere lo stesso processo. L'indurimento della precipitazione è un processo in tre tappe: in primo luogo, il materiale è riscaldato ad una temperatura elevata, poi è estiguuto ed infine è riscaldato ad una bassa temperatura (invecchiare) a lungo. Ciò conduce inizialmente alla dissoluzione ed alla distribuzione uniforme dei leganti sotto forma di particelle discrete delle composizioni differenti nella matrice del metallo, appena poichè i cristalli dello zucchero si dissolvono in acqua quando la soluzione è riscaldata.
Dopo l'indurimento della precipitazione, la forza e la durezza dell'aumento della lega del metallo acutamente. Per esempio, 7075 sono una lega di alluminio, che è utilizzata solitamente nell'industria aerospaziale per fabbricare si separa la resistenza alla trazione equivalente a quella di acciaio inossidabile ed il suo peso è di meno di 3 volte. La seguente tavola illustra l'effetto di precipitazione che si indurisce in 7075 di alluminio:
Non tutti i metalli possono essere trattati termicamente in questo modo, ma i materiali compatibili sono considerati come superleghe e sono adatti ad applicazioni di rendimento elevato molto. La precipitazione più comune che indurisce le leghe utilizzate nel CNC è riassunta come segue:
Cementazione e carburare
La cementazione è una serie di trattamento termico, che può fare la superficie delle parti ha alta durezza mentre il materiale di sottolineatura rimane delicatamente. Ciò è generalmente migliore dell'aumentando la durezza della parte sopra l'intero volume (per esempio, estiguendo) perché la parte più dura è inoltre più fragile.
La carburazione è il trattamento termico di cementazione più comune. Comprende riscaldare l'acciaio a basso tenore di carbonio in un ambiente ricco del carbonio e poi estiguere le parti per chiudere il carbonio a chiave nella matrice del metallo. Ciò aumenta la durezza di superficie dell'acciaio, appena come aumenti d'anodizzazione la durezza di superficie della lega di alluminio.
Come specificare trattamento termico nel vostro ordine:
Quando ordinate di CNC, potete richiedere il trattamento termico in tre modi:
Norme di fabbricazione di riferimento: molti trattamenti termici sono standardizzati ed ampiamente usati. Per esempio, gli indicatori T6 in leghe di alluminio (6061-T6, 7075-T6, ecc.) indicano che il materiale è stato precipitazione indurita.
Specifichi la durezza richiesta: Ciò è un metodo comune per la precisazione dell'indurimento della superficie e di trattamento termico dell'acciaio per utensili. Ciò spiegherà al produttore il trattamento termico richiesto dopo lavorare di CNC. Per esempio, per acciaio per utensili D2, una durezza di 56-58 HRC è richiesta solitamente.
Specifichi il ciclo di trattamento termico: quando i dettagli del trattamento termico richiesto sono conosciuti, questi dettagli possono essere comunicati al fornitore quando ordina. Ciò permette che specificamente modifichiate le proprietà materiali della vostra applicazione. Naturalmente, questo richiede la conoscenza metallurgica avanzata.
Regola empirica
1. Potete specificare il trattamento termico nel CNC che elabora l'ordine riferendoti ai materiali specifici, fissando i requisiti di durezza o descrivendo il ciclo del trattamento.
2. la precipitazione che indurisce le leghe (quali Al 6061-T6, Al 7075-T6 e gli ss 17-4) è selezionata per le applicazioni più esigenti perché hanno ad alta resistenza stesso e durezza.
3. Quando è necessario da migliorare la durezza nell'intero volume della parte, estiguere è preferita e soltanto l'indurimento di superficie (carburare) è realizzato sulla superficie della parte per aumentare la durezza.
