Bei der Herstellung von Formteilen werden in der Regel Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt, um die erforderliche Härte und Festigkeit zu erreichen. Der Metallwärmebehandlungsprozess soll die Oberfläche oder innere Struktur des Materials verändern und die erforderliche Leistung durch Erhitzen, Wärmeerhaltung und Abkühlung im festen Zustand des Metallmaterials erzielen.
Im realen Betrieb sind Ausfälle jedoch oft eher auf nicht erwähnenswerte Kleinigkeiten als auf technische Schlüsselprobleme zurückzuführen, ebenso wenig wie auf Fehler in der konkreten Anwendung der typischen Theorien, die in den Büchern erwähnt werden. Die Lektionen sollten gelernt und gewarnt werden. Heute habe ich einige Minenfelder im Wärmebehandlungsprozess wie folgt für Sie aussortiert:
Gehärtete Teile, die eine höhere Härte und größere Abmessungen erfordern, können nicht aus Kohlenstoffstahl hergestellt werden
Die erreichbare Härte der Bauteiloberfläche nach dem Abschrecken hängt von der Härtbarkeit des Stahls, der Querschnittsgröße und dem Abschreckmittel ab. Wenn andere Bedingungen konstant sind, nimmt die Oberflächenhärte mit zunehmender Größe des Teils nach dem Abschrecken ab. Daher müssen die Auswirkungen der Abschreckhärte und -größe bei der Konstruktion und Auswahl des Materials von abgeschreckten Teilen berücksichtigt werden.
Bei Kohlenstoffstahl sind aufgrund seiner schlechten Härtbarkeit seine Abschreckhärte und sein Größeneffekt offensichtlicher. Wenn die Querschnittsgröße des entworfenen Teils größer ist als der kritische abgeschreckte Durchmesser des ausgewählten Stahls, kann die vorgegebene Härteanforderung nicht erreicht werden. Daher sollte für diese Art von Werkstück legierter Stahl mit besserer Härtbarkeit verwendet werden.
Die mechanischen Eigenschaftsdaten der im Handbuch aufgeführten Werkstoffe lassen sich nicht einfach in die mechanische Konstruktion übernehmen
Die Anzahl der in verschiedenen Handbüchern aufgeführten mechanischen Eigenschaften basiert im Allgemeinen auf Daten, die durch Testen von kleinen härtbaren Proben erhalten wurden. Daher muss bei der Nutzung dieser Daten der Einfluss des Leimungseffekts auf die mechanischen Eigenschaften beachtet werden.
Wenn der Durchmesser (Dicke) des Teils dem kritischen Härtedurchmesser des Materials ähnlich ist, können die Daten im Handbuch als Grundlage für Design und Materialauswahl verwendet werden. Wenn die Größe des Teils größer als der kritische Durchmesser des Materials ist, nehmen die mechanischen Eigenschaften des Stahls mit zunehmender Querschnittsgröße ab (dieses Phänomen wird Größeneffekt genannt), insbesondere bei Stahl mit geringer Härtbarkeit ist der Größeneffekt besonders deutlich.
Gehärtete Teile mit komplexen Formen können nicht aus Stahl mit großer Verformung ausgewählt werden
Bei Werkstücken mit komplexen Formen werden aufgrund der Wirkung von thermischer Spannung und struktureller Spannung während des Abschreckens große innere Spannungen im Inneren des Werkstücks erzeugt, die dazu führen, dass sich das Werkstück verformt oder sogar reißt und verschrottet wird.
Um die während des Abschreckens erzeugten Nebenwirkungen zu eliminieren, müssen wir versuchen, die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Abschrecken zu reduzieren. Um mit geringerer Abkühlgeschwindigkeit härten zu können, müssen Stahlsorten mit guter Härtbarkeit und geringer Verformung gewählt werden.
In den Löschölbehälter ist das Eindringen von Wasser strengstens zu verhindern
Öl ist ein häufig verwendetes Abschreckmittel für einige legierte Stähle mit kleinem Querschnitt. Wenn jedoch Wasser unbeabsichtigt in gewöhnliches Abschrecköl eingebracht wird und das Öl nicht wasserlöslich ist, wird das Öl mit Wasser emulgieren, um eine Emulsion zu bilden. Die Kühlleistung dieses Mediums ist vergleichbar mit schlechtem Öl. Wenn das Öl eine nicht emulgierte Flüssigkeit ist, existieren Wasser und Ölschichten, und das Wasser befindet sich am Boden des Öltanks, was zu einer Abschreckverformung und einem Reißen des Werkstücks während des Abschreckens führen kann. Wenn die Wasserschicht dick ist, kann das schnell verdampfende Wasser während des Abschreckens eine Explosion verursachen.
Manchmal ist es unvermeidlich, Wasser und Öl mit doppeltem Medium abzuschrecken, das an Ort und Stelle verwaltet und regelmäßig getrennt werden sollte.
Die Konstruktion und Herstellung von Abschreckvorrichtungen kann nicht ohne Prinzip hergestellt werden
Um sicherzustellen, dass das abgeschreckte Werkstück angemessen erhitzt und in der richtigen Weise in das Abschreckmittel eingetaucht werden kann, um die Produktionseffizienz zu verbessern, ist es oft notwendig, einige Vorrichtungen in der Produktion zu entwerfen und herzustellen. Die Qualität der Konstruktion der Abschreckvorrichtung steht in engem Zusammenhang mit der Qualität des Produkts, sodass die Qualität der Konstruktion und Herstellung der Abschreckvorrichtung nicht beliebig ausgeführt werden kann und die folgenden Anforderungen erfüllt werden müssen:
1) Halterungen und Aufhänger, die der Belastung durch das Werkstück bei Rotglut nicht standhalten können, und die Verformung der Halterung während des Erwärmens und Abkühlens verhindert die freie Ausdehnung des Werkstücks;
- Die Größe und das Gewicht der Vorrichtung sind zu groß oder zu schwer, um verwendet zu werden;
- Vorrichtungen, die die Kühlung des Werkstücks in der Struktur beeinträchtigen, sollten nicht verwendet werden;
- Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt sollte nicht als Material für die Vorrichtung verwendet werden, und Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist am besten geeignet, da Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt schwer zu schweißen ist und leicht durch den Bruch bricht, was das Abschrecken beeinträchtigt. Kohlenstoffreicher Stahl ist leicht zu oxidieren und zu entkohlen und bricht durch wiederholtes Härten beim wiederholten Flashen und hat eine kurze Lebensdauer.
Die oberflächenmittelfrequenz- und hochfrequenzinduktionsgehärteten Werkstücke müssen einer Wärmevorbehandlung unterzogen werden
Das Werkstück wird durch Mittelfrequenz-Induktionsheizgeräte und Hochfrequenz-Induktionsheizgeräte abgeschreckt und hat eine höhere Oberflächenhärte, höhere Festigkeit und höhere Ermüdungsfestigkeit als gewöhnlich abgeschreckte. Diese überlegenen Leistungen beruhen hauptsächlich auf der Tatsache, dass Hoch- und Zwischenfrequenzerwärmung eine Art Schnellerwärmung ohne Wärmeerhaltung ist. Dieser Erwärmungszustand verursacht eine ungleichmäßige Austenitzusammensetzung, eine Verfeinerung von Austenitkörnern und Substrukturen und in der gehärteten Schicht nach dem Abschrecken. Die Martensitnadeln sind extrem klein und die Karbide haben einen hohen Dispersionsgrad.
Diese überlegenen Organisationen und exzellenten Leistungen können nur unter der kleinen ursprünglichen Organisation erlangt werden. Wenn in der ursprünglichen Struktur große Stücke freien Ferrits vorhanden sind, ist die Dicke der gehärteten Schicht nach dem Abschrecken ungleichmäßig, was die Gleichmäßigkeit der Härte der gehärteten Schicht beeinträchtigt, die Leistung der gehärteten Schicht verringert oder weiche Stellen aufweist nach dem Abschrecken. Daher sollten die hoch- und mittelfrequenzabgeschreckten Teile vor dem Abschrecken normalisiert oder abgeschreckt und getempert werden, um eine feine und gleichmäßige Struktur zu erhalten.
Der Abstand zwischen gasaufkohlenden Werkstücken sollte nicht zu klein sein
Bei der Gasaufkohlung sorgt ein Ventilator dafür, dass die Atmosphäre im Ofen intensiv zirkuliert, um eine gleichmäßige Atmosphäre im Ofen zu erreichen. Um den Zweck einer guten Zirkulation des Ofengases in der Aufkohlungswanne zu erreichen, sollte der Abstand zwischen den Werkstücken nicht zu klein sein. Insbesondere bei einigen kleinen Zementiten dürfen die Werkstücke nicht nur nicht miteinander in Kontakt sein, wenn der Ofen installiert ist, sondern auch der Abstand darf nicht zu klein gemacht werden, da sonst die Ofenatmosphäre schwer zirkulieren kann. Die Atmosphäre im Ofen ist ungleichmäßig und verursacht sogar einen toten Winkel im Ofenteil, was zu einer schlechten Aufkohlung führt. Unter normalen Umständen sollte der Abstand zwischen den Werkstücken 5-10 mm betragen.
Die abgeschreckten Reparaturteile aus hochkohlenstoffhaltigem und hochlegiertem Stahl sollten nicht direkt abgeschreckt werden
Hochlegierter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt hat einen niedrigen Ms-Punkt und ein großes spezifisches Abschreckvolumen. Daher weist der abgeschreckte Teil eine große Eigenspannung auf. Wenn es direkt wieder abgeschreckt wird, ist es leicht zu verformen und zu brechen. Daher muss vor dem erneuten Abschrecken eine Glühbehandlung durchgeführt werden, um seine inneren Spannungen zu beseitigen.
Hochlegierte Kokillen mit Hochtemperaturabschreckung können nicht zum Langzeitanlassen anstelle des Mehrfachanlassens verwendet werden
Hochlegierte Formen, die bei hohen Temperaturen abgeschreckt werden, müssen mehrfach angelassen werden, wie z. B. Warmschmiedegesenke aus 3Cr2W8-Stahl, die mehr als zweimal angelassen werden müssen. Dies liegt daran, dass diese bei hoher Temperatur abgeschreckten hochlegierten Werkstücke nach dem Abschrecken mehr Restaustenit in der Struktur aufweisen. Der Zweck des mehrfachen Anlassens besteht darin, die Umwandlung von Restaustenit in Martensit während des Anlassens und Abkühlens zu vervollständigen, so dass der Restaustenit Der umgewandelte Martensit dann in getemperten Martensit umgewandelt wird.
Es ist schwierig, die oben erwähnte Strukturumwandlung zu erreichen, wenn ein Langzeittempern verwendet wird. Unzureichendes Anlassen führt zu unbedeutender Nachhärtung, schlechter Maßhaltigkeit des Werkstücks, größerer Versprödung und geringer Standzeit.
Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt und Netzwerkkarbiden eignen sich nicht zum Sphäroidisieren
Um die Härte zu verringern und eine bessere Verarbeitungsleistung zu erzielen, neigt Kohlenstoffstahl beim Abschrecken nicht zu Überhitzung, Verformung und Rissbildung. Im Allgemeinen wird ein sphäroidisierendes Glühen angewandt. Vor dem Sphäroidisierungsglühen sollten jedoch keine ernsthaften Netzwerkkarbide im Stahl vorhanden sein. Wenn die Netzwerkkarbide vorhanden sind, wird die Sphäroidisierung daran gehindert, fortzuschreiten.
Bei kohlenstoffreichem Stahl mit einer ausgeprägten Netzwerkkarbidstruktur muss vor dem Sphäroidisierungsglühen eine Normalisierungsbehandlung durchgeführt werden, um Netzwerkkarbide zu beseitigen, und dann das Sphäroidisierungsglühen.
ENDE