Il trattamento termico viene utilizzato come fase di lavorazione secondaria dopo la lavorazione CNC
Il tuo lavoro non è finito dopo aver completato il taglio CNC di una parte. Questi componenti di base possono avere superfici brutte, non essere sufficientemente resistenti o essere solo un componente che deve essere combinato con altri per produrre un prodotto completo. Dopotutto, con quale frequenza usi un gadget composto da parti distinte?
Il punto è che le attività di post-elaborazione sono necessarie per una varietà di applicazioni e ti guideremo attraverso alcuni fattori in modo da poter selezionare la migliore operazione secondaria per il tuo progetto.
In questa serie in tre parti, esamineremo le procedure di trattamento termico, i rivestimenti e le alternative e le considerazioni per l'installazione dell'hardware. Alcuni o tutti questi potrebbero essere necessari per convertire il prodotto lavorato a macchina in uno stato pronto per il cliente. La parte I di questo saggio copre il trattamento termico, mentre le parti II e III esaminano la preparazione della superficie e l'installazione dell'hardware.
In questa serie in tre parti, esamineremo le procedure di trattamento termico, i rivestimenti e le alternative e le considerazioni per l'installazione dell'hardware. Alcuni o tutti questi potrebbero essere necessari per trasferire il tuo articolo dallo stato lavorato allo stato pronto per il cliente. L'argomento del trattamento termico è trattato in questo articolo.
Il trattamento termico viene eseguito prima o dopo la lavorazione?
Dopo la lavorazione, il trattamento termico è la prima operazione da considerare ed è anche possibile considerare la fresatura di materiali pretrattati. Perché un approccio dovrebbe essere usato piuttosto che un altro? La sequenza in cui vengono scelti il trattamento termico e la lavorazione dei metalli può avere un impatto sulle qualità del materiale, sul processo di lavorazione e sulle tolleranze dei componenti.
L'utilizzo di materiali trattati termicamente influisce sulla lavorazione poiché i materiali più resistenti richiedono più tempo per essere elaborati e le apparecchiature si usurano più rapidamente, aumentando le spese di lavorazione. È anche possibile tagliare lo strato indurito del materiale e minare lo scopo di utilizzare in primo luogo il metallo temprato, a seconda del tipo di trattamento termico utilizzato e della profondità al di sotto della superficie interessata del materiale. È anche possibile che il processo di lavorazione crei abbastanza calore per aumentare la durezza del pezzo. Alcuni materiali, come l'acciaio inossidabile, sono particolarmente soggetti a incrudimento durante la lavorazione e devono essere prese precauzioni speciali per evitarlo.
Tuttavia, ci sono diversi vantaggi nell'usare un metallo riscaldato. Le tue parti possono essere mantenute a tolleranze più strette usando metalli temprati e l'approvvigionamento di materiali è più facile perché i metalli preriscaldati sono ampiamente accessibili. Inoltre, il differimento del trattamento termico fino a dopo la lavorazione aggiunge un'altra fase dispendiosa in termini di tempo al processo di produzione.
Il trattamento termico dopo la lavorazione, d'altra parte, offre un maggiore controllo sul processo di lavorazione. Esistono molte forme diverse di trattamento termico e puoi utilizzarne una per ottenere le qualità del materiale desiderate. Il trattamento termico dopo la lavorazione garantisce un trattamento termico uniforme sulla superficie del pezzo. Poiché il trattamento termico può influenzare il materiale solo a una profondità limitata nei materiali preriscaldati, la lavorazione può rimuovere il materiale indurito in alcuni punti ma non in altri.
Come affermato in precedenza, il trattamento termico di post-elaborazione aumenta i costi e allunga i tempi di consegna poiché richiede procedure esterne extra. Il trattamento termico può anche causare la deformazione o la distorsione degli articoli, che possono compromettere le strette tolleranze ottenute durante la lavorazione.
Trattamento termico
Il trattamento termico spesso altera le caratteristiche del materiale del metallo. In genere, ciò comporta l'aumento della forza e della durezza del metallo in modo che possa sopportare usi più duri. Alcuni metodi di trattamento termico, come la ricottura, potrebbero, d'altra parte, diminuire la durezza del metallo. Diamo un'occhiata alle varie opzioni di trattamento termico.
Indurimento
Il metallo è indurito dal processo di indurimento. Quando viene colpito, un metallo con una durezza maggiore ha meno probabilità di ammaccarsi o segnare. Il trattamento termico migliora anche la resistenza alla trazione del metallo, che è la forza con cui il materiale si rompe e si rompe. La maggiore resistenza del materiale lo rende più appropriato per applicazioni specifiche.
Per indurire un metallo, il pezzo viene riscaldato a una temperatura superiore alla temperatura critica del metallo, o alla temperatura alla quale la sua struttura cristallina e le sue caratteristiche fisiche cambiano. Il metallo viene mantenuto a questa temperatura per un breve periodo di tempo prima di essere raffreddato in acqua, salamoia o olio. Il fluido di tempra è determinato dalla lega del metallo. Poiché ogni fluido di raffreddamento ha una velocità di raffreddamento diversa, la scelta si basa sulla velocità con cui raffredda il metallo.
Rinforzo dell'involucro
La cementazione è una sorta di tempra che interessa esclusivamente la superficie esterna del materiale. Questo viene spesso fatto dopo la lavorazione per generare uno strato esterno resistente.
Indurimento per precipitazione
L'indurimento per precipitazione è un metodo per indurire determinati metalli utilizzando componenti di lega specificati. Rame, alluminio, fosforo e titanio sono tra questi elementi. Quando un metallo solido viene riscaldato per un lungo periodo di tempo, questi elementi precipitano o formano particelle solide. Questo ha un effetto sulla struttura del grano, migliorando la resistenza del materiale.
Ricottura
Come affermato in precedenza, la ricottura viene utilizzata per ammorbidire il metallo, ridurre la tensione e migliorare la duttilità del materiale. Questa tecnica ammorbidisce il metallo e lo rende più semplice da maneggiare.
Per ricotturare un metallo, viene riscaldato delicatamente a una temperatura specificata (sopra la temperatura critica del materiale), mantenuto a quella temperatura e quindi raffreddato lentamente. Questo raffreddamento ritardato si ottiene seppellendo il metallo in materiale isolante o mantenendolo nel forno mentre il forno e il metallo si raffreddano.
Sollievo dallo stress per la lavorazione di lastre di grandi dimensioni
Il sollievo dallo stress è simile alla ricottura in quanto il materiale viene riscaldato a una temperatura specifica e quindi raffreddato progressivamente. In caso di riduzione dello stress, tuttavia, questa temperatura è inferiore alla temperatura critica. La sostanza viene quindi raffreddata ad aria.
Questo procedimento elimina le sollecitazioni dovute alla lavorazione a freddo o al taglio senza intaccare in modo apprezzabile le qualità fisiche del metallo. Sebbene gli attributi fisici rimangano invariati, alleviare questo stress aiuta a prevenire cambiamenti dimensionali (o deformazioni o altre deformazioni) durante l'ulteriore elaborazione o utilizzo della parte.
Temperato
La tempra di un metallo comporta il riscaldamento a una temperatura inferiore alla temperatura critica e quindi il raffreddamento all'aria. Questo è quasi identico al sollievo dallo stress, tuttavia la temperatura finale non è così alta. Il rinvenimento migliora la tenacità mantenendo la maggior parte della durezza ottenuta durante il processo di tempra.
Pensieri finali
Il trattamento termico dei metalli è spesso richiesto per produrre le qualità fisiche corrette per una determinata applicazione. Sebbene il trattamento termico del materiale prima della fresatura possa far risparmiare tempo totale di produzione, aggiunge anche tempo e spese al processo di lavorazione. Allo stesso tempo, i componenti trattati termicamente lavorati facilitano la lavorazione del materiale ma aggiungono un ulteriore passaggio al processo di produzione.
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