תהליך טיפול בחום מתכת המשנה את התכונות המכניות של המשטח על ידי חימום וקירור פני השטח של חלקי פלדה. כיבוי פני השטח הוא התוכן העיקרי של טיפול בחום פני השטח. מטרתו היא להשיג שכבת משטח קשיות גבוהה ופיזור מתח פנימי נוח כדי לשפר את עמידות הבלאי והתנגדות העייפות של חומר העבודה.
תהליך טיפול בחום מתכת מחוזק על פני השטח של חומר העבודה. הוא נמצא בשימוש נרחב בחלקים הדורשים עמידות בפני שחיקה גבוהה, עמידות בפני עייפות ועומס השפעה גדול על פני השטח, אך יש להם גם פלסטיות וקשיחות טובה ככלל, כגון גל ארכובה, גלי זיזים, גלגלי שיניים וכו'. טיפול בחום פני השטח מחולק ל- שתי קטגוריות: כיבוי פני השטח וטיפול בחום כימי.
טביעה 2022/8/12 8:34:44
התקשות פני השטח
חומר העבודה מחומם במהירות באמצעות מקורות חום שונים, והוא מתקרר במהירות כאשר טמפרטורת פני השטח של החלק מגיעה אל מעל לנקודה הקריטית (בזמן זה, טמפרטורת הלב של חומר העבודה מתחת לנקודה הקריטית), כך שהמשטח של חומר העבודה מוקשה והלב נשאר הרקמה המקורית. על מנת לחמם רק את פני השטח של חומר העבודה, מקור החום המשמש נדרש להיות בעל צפיפות אנרגיה גבוהה. על פי שיטות החימום השונות, ניתן לחלק את כיבוי פני השטח לחימום אינדוקציה (תדר גבוה, תדר ביניים, תדר הספק) כיבוי משטח, כיבוי משטח חימום להבה, כיבוי משטח חימום מגע חשמלי, כיבוי משטח חימום אלקטרוליט, כיבוי משטחי חימום בלייזר, מרווה משטח קרן, וכו '. הרוויה תעשייתית חימום אינדוקציה וחימום להבה בשימוש נרחב ביותר.
טיפול בחום כימי
חומר העבודה מחומם ומבודד בתווך המכיל יסודות פעילים, כך שהאטומים הפעילים בתווך חודרים אל פני השטח של חומר העבודה או יוצרים ציפוי של תרכובת לשינוי הרקמה וההרכב הכימי של שכבת פני השטח, כך לפני השטח של החלק יש תכונות מכניות או פיזיקליות וכימיות מיוחדות. בדרך כלל נדרשים טיפולי חום מתאימים אחרים לפני ואחרי חדירה כימית על מנת למקסם את הפוטנציאל של שכבת החדירה ולהשיג את ההתאמה הטובה ביותר בין מרכז חומר העבודה למשטח מבחינת מבנה, ביצועים וכדומה. לפי החדירה השונה אלמנטים, ניתן לחלק טיפול בחום כימי לקרבוריזציה, ניטרידה, בורוניזציה, סיליקוניזציה, גופרית, אלומיניזציה, כרום, אבץ, חלחול שיתוף פחמן-ניטריד, שיתוף אלומיניום-כרום אוסמוזה וכו'.
מרווה חימום התנגדות למגע
המתח של פחות מ-5 וולט מתווסף לחומר העבודה דרך האלקטרודה, זרם גדול זורם במגע בין האלקטרודה לחומר העבודה, ונוצר כמות גדולה של התנגדות חום, כך שמשטח היצירה מתחמם ל טמפרטורת ההמרה, ולאחר מכן מסירים את האלקטרודה. החום מועבר לחומר העבודה והמשטח מתקרר במהירות, מה שמשיג את מטרת ההמרה. כאשר מתמודדים עם חלקי עבודה ארוכים, האלקטרודה ממשיכה לנוע קדימה, והחלק שנותר מאחור מתקשה כל הזמן.
טביעה 2022/8/12 8:35:07
היתרונות של שיטה זו הם שהציוד פשוט, קל לתפעול, קל לאוטומטי, עיוות חומר העבודה הוא מינימלי, ואין צורך בחיטוי, מה שיכול לשפר משמעותית את עמידות הבלאי ועמידות ההתנגדות לשחיקה של חומר העבודה, אבל שכבת ההתקשות דקה ({{0}}.15 עד 0.35 מ"מ). האחידות של מבנה המיקרו והקשיות ירודה. שיטה זו משמשת בעיקר בכיבוי פני השטח של מסילות מכונות העשויות מברזל יצוק, וטווח היישום שלה אינו רחב.
חימום ומרווה אלקטרוליטי
חומר העבודה ממוקם באלקטרוליט של תמיסה מימית חומצה, אלקלית או מלח, חומר העבודה מחובר לקתודה, והתא האלקטרוליטי מחובר לאנודה. לאחר חיבור DC, האלקטרוליט עובר אלקטרוליזה, חמצן משתחרר על האנודה ומימן משתחרר על חומר העבודה. מימן יוצר סרט גז סביב חומר העבודה, הופך לנגד ומייצר חום. פני השטח של חומר העבודה מחוממים במהירות לטמפרטורת ההמרה, ולאחר מכן מנותקת החשמל. סרט הגז נעלם מיד. האלקטרוליט הופך למדיום מרווה, כך שמשטח היצירה מתקרר במהירות ומתקשה. האלקטרוליט הנפוץ הוא תמיסה מימית המכילה 5-18 אחוז נתרן קרבונט. שיטת החימום האלקטרוליטי פשוטה, זמן הטיפול קצר, זמן החימום הוא רק 5-10 שניות, הפרודוקטיביות גבוהה ועיוות ההמרה קטן. זה מתאים לייצור המוני של חלקים קטנים. הוא שימש לכיבוי פני השטח בקצה גזע הפליטה של המנוע.
טיפול בחום בלייזר
יישום הלייזר בטיפול בחום החל בתחילת שנות ה-70, ולאחר מכן נכנס לשלב יישום הייצור משלב מחקר המעבדה. כאשר לייזר ממוקד עם צפיפות אנרגיה גבוהה (10W/cm) זורח על פני המתכת, פני המתכת עולים לטמפרטורת ההמרה תוך כמה אחוזים או אפילו כמה שניות. מכיוון שנקודת ההקרנה מתחממת מהר מאוד והחום לא מספיק להגיע למתכות שמסביב, כאשר מופסקת קרינת הלייזר, המתכת מסביב לנקודת ההקרנה פועלת כתווך מרווה וסופגת כמות גדולה של חום, כך שה נקודת ההקרנה מתקררת במהירות ומקבלת רקמה עדינה מאוד, בעלת תכונות מכניות גבוהות. אם טמפרטורת החימום גבוהה מספיק כדי להמיס את משטח המתכת, ניתן לקבל משטח חלק לאחר הקירור, הנקרא גלמינציה.
טביעה 2022/8/12 8:35:33
ניתן להשתמש בחימום בלייזר גם לסגסוגת מקומית, כלומר, מצופה בשכבת מתכת עמידה בפני שחיקה או עמידה בחום לחלקי חומר העבודה שקל ללבוש או שצריך להיות עמידים בחום, או מצופים בציפוי. מכיל מתכות עמידות ללבוש או עמידות בחום, ולאחר מכן נמס במהירות על ידי קרינת לייזר ליצירת שכבת סגסוגת עמידה בפני שחיקה או עמידה בחום. צלו שכבת כרום על החלקים הזקוקים לעמידות בחום, ולאחר מכן ממיסים אותה במהירות בלייזר כדי ליצור משטח עמיד בחום המכיל כרום חום קשה, שיכול לשפר מאוד את חיי השירות ועמידות החום של חומר העבודה.
טיפול בחום קרן אלקטרונים
המחקר והיישום החלו כבר בשנות ה-1970. בימים הראשונים, הוא שימש עבור חישול מתמשך של רצועות פלדה דקות וחוטי פלדה, עם צפיפות אנרגיה של עד 10W/cm. פרט לכך שכיבת השטח של קרן האלקטרונים צריכה להתבצע בוואקום, מאפיינים אחרים זהים ללייזרים. כאשר אלומת האלקטרונים מפגיזה את פני המתכת, נקודת ההפצצה מתחממת במהירות. עומק קרן האלקטרונים החודרת לחומר תלוי במתח התאוצה ובצפיפות החומר. לדוגמה, עומק החדירה התיאורטי של אלומת אלקטרונים של 150kW על פני השטח של ברזל הוא בערך 0.076 מ"מ; על משטח האלומיניום, זה יכול להגיע ל-0.16 מ"מ.
קרן האלקטרונים הפגיזה את פני השטח תוך זמן קצר, וטמפרטורת פני השטח עלתה במהירות, בעוד המטריצה נותרה קרה. כאשר קרן האלקטרונים מפסיקה להפציץ, החום מועבר במהירות למתכת המטריצה הקרה, כך שמשטח החימום נכבה מעצמו. על מנת לבצע ביעילות "המרווה בקירור עצמי", יש לשמור על לפחות 5:1 בין נפח כל חומר העבודה לנפח המשטח המרוה. טמפרטורת פני השטח ועומק ההמרה קשורים גם לזמן ההפצצה. מהירות החימום של טיפול בחום קרן אלקטרונים היא מהירה, וזמן ההסתרה הוא רק כמה שניות או פחות, כך שהגרגרים על פני השטח של חומר העבודה עדינים מאוד, הקשיות גבוהה יותר מטיפול חום רגיל, ויש לו מכני טוב. נכסים.
