عملية تصنيع القوالب - المعالجة الحرارية للأجزاء

(1) ما هي المعالجة الحرارية؟

المعالجة الحرارية هي تقنية لمعالجة المعادن حرارياً، تُغير التركيب الكيميائي وبنية سطح أو باطن المادة عن طريق التسخين، وحفظ الحرارة، والتبريد في الحالة الصلبة للحصول على الخصائص المطلوبة. تشمل المعالجة الحرارية عادةً ثلاث عمليات: التسخين، وحفظ الحرارة، والتبريد، وأحياناً عمليتين فقط: التسخين والتبريد.

(2) ما نوع المعالجة الحرارية؟

• التبريد

هي طريقة معالجة حرارية يتم فيها تسخين الحديد إلى درجة حرارة عالية جدًا (800-850 درجة مئوية)، ثم يُترك لفترة، وبعدها يُغمر في الماء أو الزيت للتبريد السريع. يُرمز لها بالرمز HQ في جدول رموز JIS. بعد هذه العملية، يصبح الفولاذ شديد الصلابة، ولكنه قد يصبح هشًا. لذا، يُنصح بإجراء عملية "التطبيع" بعد التبريد السريع. إضافةً إلى ذلك، قد تتشقق الأجزاء وتتشوه أثناء التبريد السريع نتيجةً لتمدد وانكماش البنية البلورية، لذا يجب توخي الحذر. كما أن التبريد السريع يُجرى عادةً بعد الانتهاء من القطع والمعالجات الأخرى، أي قرب نهاية العملية.

• التصليد

هذه عملية يتم فيها تسخين قطعة مُقساة ثم تبريدها مرة أخرى. ويُرمز لها بالرمز HT في نظام JIS. خلال عملية التلدين، تنخفض صلابة القطعة قليلاً، ولكن يتم التخلص من هشاشتها، ويمكن الحصول على الصلابة والمتانة في آن واحد. كما يُستخدم التلدين لإزالة الإجهاد الداخلي (الإجهاد داخل القطعة الناتج عن الانكماش غير المتساوي، وما إلى ذلك) المتولد أثناء التبريد السريع. وينقسم التلدين إلى نوعين: التلدين بدرجة حرارة منخفضة والتلدين بدرجة حرارة عالية. في التلدين بدرجة حرارة منخفضة، يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 150-200 درجة مئوية لمدة ساعة ثم التبريد بالهواء. أما في التلدين بدرجة حرارة عالية، فيتم التسخين إلى 550-650 درجة مئوية، والحفاظ على هذه الدرجة لمدة ساعة تقريبًا، ثم التبريد السريع.

• التلدين

التلدين هو عكس التبريد السريع، ويُستخدم لتليين الفولاذ لتسهيل تشكيله أو لتليين البنية التي تم تقسيتها أثناء التشكيل. يهدف التلدين إلى تجانس البنية الداخلية للقطعة عن طريق التسخين، وتحويل البنية الحادة إلى بنية كروية. توجد أنواع عديدة من التلدين، ويتراوح نطاق درجة الحرارة المطلوبة، بحسب نوع التلدين وبنية الفولاذ، بين 550 درجة مئوية و950 درجة مئوية تقريبًا. في جميع الحالات، تتم عملية التسخين والحفاظ على الحرارة لمدة ساعة، ثم يُبرد الفولاذ ببطء داخل الفرن.

• التطبيع

تهدف عملية التطبيع بشكل أساسي إلى توحيد بنية الحديد غير المتجانسة الناتجة عن مرحلة تصنيع المواد الفولاذية، وتهيئتها لتكون مناسبة لعمليات التشغيل والتشكيل اللاحقة. ويُرمز لها بالرمز HNR في جدول رموز JIS. تتضمن هذه العملية تسخين الحديد إلى حوالي 800-900 درجة مئوية، ثم تبريده بالهواء.

(3) متى تحتاج الأجزاء إلى المعالجة الحرارية؟

• تقليل صعوبة المعالجة
• تحسين الأداء الشامل للأجزاء (وخاصة الخصائص الميكانيكية)
• تحسين مقاومة الأجزاء للصدمات (مقاومة التآكل والصلابة)
• عدد كبير من عمليات اللحام على المكونات المهمة