Obróbka cieplna

Obróbka cieplna – nadanie materiałom określonych cech i zmiana ich struktury

Obróbka cieplna jest procesem bardzo złożonym oraz niezwykle skomplikowanym. Jest stosowana w celu nadania stali i metalom określonych cech mechanicznych, chemicznych lub fizycznych poprzez zmianę ich struktury. W ten sposób możemy otrzymać produkt, który będzie w maksymalnym stopniu spełniał nasze oczekiwania oraz sprawdzi się w konstrukcjach, do których ma być wykorzystany. Na czym zatem polega obróbka cieplna i jakie efekty można dzięki niej uzyskać?

Pod pojęciem obróbki cieplnej rozumiemy zespół obróbek materiałów, które poddawane są nagrzewaniu, wygrzewaniu i chłodzeniu do odpowiednich temperatur. W ten sposób następuje zmiana własności stopu w stanie ciekłym. W obrębie obróbki cieplnej wyróżnić można wiele jej rodzajów. Chcielibyśmy przybliżyć te, które w swoich działaniach wykorzystuje firma Sacher.

Hartowanie

Ten rodzaj obróbki cieplnej odbywa się w różnej temperaturze w zależności od rodzaju stali. Cały proces polega na nagrzaniu elementów stalowych, przetrzymaniu ich w tejże temperaturze, a następnie ochłodzeniu. Również czas chłodzenia może być różny, a także warunki, w jakim jest przeprowadzane – chłodzenie stali odbywa się w oleju, wodzie, powietrzu lub solach. W efekcie otrzymujemy stalowy element o większej twardości, jednakże o zwiększonej kruchości, przez co łatwiej ulega pękaniu.

Nawęglanie

Jest to proces, który nazywamy również cementowaniem. Przeprowadzany jest wtedy, kiedy chcemy uzyskać większą twardość materiału, jednak zależy nam na zachowaniu miękkości i ciągliwości rdzenia. Stal nagrzewana jest do temperatury 850 - 900 st. C. Trzeba wiedzieć, że nawęglanie stosuje się jedynie przy stalach o zawartości węgla do 0,25%. Wygrzewanie trwać może od 3 nawet do 20 godzin, co jest uzależnione od grubości powierzchni, jaka ulega nawęglaniu. Następnie, takie elementy poddaje się hartowaniu, a niekiedy odpuszczaniu.

Wyżarzanie

Wyżarzanie jest podstawowym procesem obróbki termicznej stali, którego celem jest zmniejszenie twardości elementów, które wcześniej zostały odpowiednio utwardzone. Jego charakterystyczną cechą jest dłuższy, niż w przypadku innych rodzajów obróbki cieplnej czas trwania całego procesu oraz bardzo wysoka temperatura, w jakim się on odbywa. Wyróżnić można 2 rodzaje wyżarzania:

  • wyżarzanie zmiękczające – proces, który przeprowadza się w celu obniżenia twardości elementów stalowych, które wcześniej utwardzone wymagają obróbki mechanicznej. Są one podgrzewane do temperatury 700 st. C, w której utrzymywane są przez 5-10 godzin. Studzenie również trwa dłuższy czas, kilka godzin, i przeprowadzane jest powoli
  • wyżarzanie odprężające – podczas tego rodzaju wyżarzania następuje usunięcie lub zmniejszenie naprężeń, które powstały podczas spawania, wyklepywania czy też kucia na zimno i grubego skrawania mechanicznego. Stal nagrzewana jest do temperatury 400 – 500 st. C, przetrzymywana w niej przez 4 – 6 godzin, a następnie studzona w popiele lub ciepłym powietrzu.

Odpuszczanie

Jest to proces, który pozwala usunąć naprężenia powstałe w wyniku obróbki cieplnej lub cieplno-chemicznej. Przy odpuszczaniu następuje nagrzanie materiału stalowego, a następnie jego wystudzenie. W zależności od temperatury możemy wyróżnić 3 rodzaje odpuszczania:

  • odpuszczanie niskie – stosowane jest w celu usunięcia naprężeń hartowniczych. Nagrzanie stali następuje powoli i jest wykonywane w temperaturze 150 – 250 st. C. Następnie chłodzenie odbywa się z wykorzystaniem powietrza, oleju lub wody. Przy tej obróbce cieplnej twardość stali, jaka została uzyskana podczas hartowania nie ulega zmianie
  • odpuszczanie średnie – jest stosowane przy odpuszczaniu sprężyn. Nagrzewane są one w temperaturze 300 – 500 st.C, a następnie chłodzone, podobnie jak w przypadku odpuszczania niskiego, w powietrzu, oleju lub wodzie. Celem procesu jest zmiana w strukturze krystalicznej stali na skutek zmniejszenia jej kruchości, jednocześnie nie zmieniając jej twardości i sprężystości
  • odpuszczanie wysokie – jest to rodzaj odpuszczania, który wykonuje się w celu zwiększenia odporności stali na zmienne obciążenie o dużej amplitudzie, jak również znacznym obciążeniom. Stal nagrzewana jest w temperaturze 500 – 600 st. C i chłodzona w powietrzu, oleju lub wodzie.

Każda obróbka cieplna składa się z 3 etapów – nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia. Jej rodzaje różnią się temperaturą, w jakiej przeprowadzany jest cały proces, a także czasem, który jest potrzebny do przeprowadzenia poszczególnych etapów. To od tych dwóch czynników zależy, jaki efekt uzyskamy, zatem jak zmienią się właściwości materiału poddawanego obróbce.  

Aktualności

więcej
  • Zakup nowego centrum obróbczego Hermle C400
    02 / 02 / 2017
    Dynamiczne centrum obróbcze C 400 stanowi idealny model podstawowy do obróbki 5-osiowej z 5 stron. Centrum obróbcze C 400 jest oparte na sprawdzonej kluczowej technologii 5-osiowej Hermle. Jest mocne i dynamicznie, dzięki czemu precyzyjnie i niezawodnie spełnia wymagania rynku.Łoże maszyny o minimalnych wibracjach jest wykonane z kompozytu mineralnego i zapewnia niezbędną stabilność s...więcej

Partnerzy

  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo
  • logo