فرآیند تولید قالب - عملیات حرارتی قطعات

(1) عملیات حرارتی چیست؟

عملیات حرارتی به یک فناوری پردازش حرارتی فلز اشاره دارد که ترکیب شیمیایی و ساختار سطح یا داخل یک ماده را با گرم کردن، حفظ حرارت و خنک کردن در حالت جامد تغییر می‌دهد تا خواص مورد نظر به دست آید. عملیات حرارتی به طور کلی شامل سه فرآیند است: گرم کردن، حفظ حرارت و خنک کردن، و گاهی اوقات فقط دو فرآیند: گرم کردن و خنک کردن.

(2) نوع عملیات حرارتی چیست؟

• کوئنچینگ

این یک روش عملیات حرارتی است که آهن را تا دمای ۸۰۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد گرم می‌کند، مدتی آن را رها می‌کند و سپس برای خنک شدن سریع در آب یا روغن قرار می‌دهد. در جدول نماد JIS با علامت HQ نوشته شده است. پس از اجرای این فرآیند، فولاد بسیار سخت می‌شود. با این حال، مشکل شکنندگی نیز وجود دارد. به همین دلیل، "تمپر کردن" پس از کوئنچ کردن مورد نیاز است. علاوه بر این، هنگام خنک شدن در حین کوئنچ، به دلیل انبساط و انقباض ساختار سازمانی، قطعات ممکن است ترک خورده و تغییر شکل دهند، بنابراین باید توجه کنید. علاوه بر این، از آنجا که قطعات در حین کوئنچ کردن بسیار سخت می‌شوند، کوئنچ کردن معمولاً پس از برش و تکمیل سایر پردازش‌ها، نزدیک به آخرین فرآیند، انجام می‌شود.

• تمپر کردن

این فرآیندی است که در آن قطعه کوئنچ شده دوباره گرم و سرد می‌شود. این فرآیند با نماد JIS HT نشان داده می‌شود. در طول عملیات تمپر کردن، سختی قطعه کمی کاهش می‌یابد، اما شکنندگی آن از بین می‌رود و سختی و چقرمگی را می‌توان همزمان به دست آورد. همچنین می‌توان از تمپر کردن برای از بین بردن تنش داخلی (تنش درون قطعه به دلیل انقباض ناهموار و غیره) که در حین خنک شدن سریع ایجاد می‌شود، استفاده کرد. تمپر کردن به دو دسته تمپر کردن در دمای پایین و تمپر کردن در دمای بالا تقسیم می‌شود. تمپر کردن در دمای پایین به معنای نگه داشتن دما در دمای ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت و سپس خنک شدن در هوا است. از سوی دیگر، تمپر کردن در دمای بالا به معنای گرم کردن تا دمای ۵۵۰ تا ۶۵۰ درجه سانتیگراد، نگه داشتن آن به مدت حدود یک ساعت و سپس خنک کردن سریع آن است.

• آنیل کردن

آنیل کردن نقطه مقابل کوئنچ کردن است و برای نرم کردن فولاد به منظور آسان‌تر کردن فرآیند آن یا نرم کردن ساختاری که در اثر فرآیند سخت شده است، استفاده می‌شود. این عمل برای همگن کردن ساختار داخل قطعه با حرارت دادن و کروی کردن ساختار تیز انجام می‌شود. انواع مختلفی از آنیل کردن وجود دارد. بسته به نوع آنیل کردن و ساختار فولاد، محدوده دمایی مورد نیاز حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد تا حدود ۹۵۰ درجه سانتیگراد است. در همه موارد، حرارت دادن و حفظ حرارت به مدت یک ساعت انجام می‌شود و سپس فولاد به آرامی در کوره خنک می‌شود.

• عادی‌سازی

نرماله کردن عمدتاً برای یکنواخت کردن ساختار ناهموار آهن تولید شده در مرحله تولید مواد فولادی و تنظیم آن به حالتی مناسب برای ماشینکاری و پرسکاری بعدی است. این عمل در جدول نماد JIS با HNR مشخص شده است. در این روش آهن تا حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم شده و سپس توسط هوا خنک می‌شود.

(3) چه زمانی قطعات نیاز به عملیات حرارتی دارند؟

• کاهش سختی پردازش
• بهبود عملکرد جامع قطعات (به ویژه خواص مکانیکی)
• بهبود مقاومت قطعات در برابر ضربه (مقاومت در برابر سایش و سختی)
• تعداد زیادی جوشکاری روی اجزای مهم