Proceso de tratamiento térmico de alta frecuencia

El proceso de tratamiento térmico generalmente incluye tres procesos: calentamiento, aislamiento y enfriamiento. En ocasiones solo existen dos procesos: calentamiento y enfriamiento. Estos procesos están interconectados y no se pueden interrumpir.

El calentamiento es uno de los procesos importantes del tratamiento térmico. Existen muchos métodos de calentamiento para el tratamiento térmico de metales. El primero fue utilizar carbón y carbón como fuente de calor, y luego utilizar combustibles líquidos y gaseosos. La aplicación de electricidad hace que la calefacción sea fácil de controlar y no contamine el medio ambiente. Estas fuentes de calor se pueden utilizar para calentamiento directo, o indirecto a través de sales o metales fundidos, o incluso partículas flotantes. Los pasos son los siguientes: Calentamiento: Cuando el metal se calienta, la pieza de trabajo se expone al aire y se produce la oxidación (el metal reacciona con el aire para formar una película de óxido) y la descarburación (es decir, el contenido de carbono en la superficie de La parte de acero se reduce), lo que tiene un gran impacto en las propiedades superficiales de las piezas después del tratamiento térmico. Por lo tanto, los metales normalmente deben calentarse en una atmósfera controlada o atmósfera protectora, en sales fundidas y al vacío, el calentamiento protector también puede realizarse mediante métodos de recubrimiento o envasado. Aislamiento: La temperatura de calentamiento es uno de los parámetros importantes del proceso de tratamiento térmico. Seleccionar y controlar la temperatura de calentamiento es la cuestión principal para garantizar la calidad del tratamiento térmico. La temperatura de calentamiento varía según el material metálico que se procesa y el propósito del tratamiento térmico, pero generalmente se calienta por encima de la temperatura de transformación de fase para obtener una estructura de alta temperatura. Además, la transformación requiere una cierta cantidad de tiempo, por lo que cuando la superficie de la pieza de metal alcanza la temperatura de calentamiento requerida, debe mantenerse a esta temperatura durante un cierto período de tiempo para que las temperaturas interna y externa sean consistentes y la temperatura. La transformación de la microestructura se completa. Este período de tiempo se llama tiempo de retención. Cuando se utiliza calentamiento de alta densidad de energía y tratamiento térmico superficial, la velocidad de calentamiento es extremadamente rápida y generalmente no hay tiempo de mantenimiento, mientras que el tiempo de mantenimiento del tratamiento térmico químico suele ser más largo. Enfriamiento: El enfriamiento también es un paso indispensable en el proceso de tratamiento térmico. Los métodos de enfriamiento varían según el proceso, controlando principalmente la velocidad de enfriamiento. Generalmente, el recocido tiene la velocidad de enfriamiento más lenta, la normalización tiene una velocidad de enfriamiento más rápida y el enfriamiento tiene una velocidad de enfriamiento más rápida. Sin embargo, existen diferentes requisitos debido a los diferentes tipos de acero. Por ejemplo, el acero endurecido al aire se puede templar con la misma velocidad de enfriamiento que el normalizado. Los procesos de tratamiento térmico de metales se pueden dividir aproximadamente en tres categorías: tratamiento térmico general, tratamiento térmico superficial y tratamiento térmico químico. Dependiendo del medio de calentamiento, la temperatura de calentamiento y el método de enfriamiento, cada categoría se puede dividir en varios procesos de tratamiento térmico diferentes. Utilizando diferentes procesos de tratamiento térmico, un mismo metal puede obtener diferentes estructuras y por tanto tener diferentes propiedades. El acero es el metal más utilizado en la industria y la microestructura del acero también es la más compleja, por lo que existen muchos tipos de procesos de tratamiento térmico del acero.

El tratamiento térmico integral es un proceso de tratamiento térmico de metales que calienta toda la pieza de trabajo y luego la enfría a una velocidad adecuada para cambiar sus propiedades mecánicas generales. El tratamiento térmico general del acero incluye generalmente cuatro procesos básicos: recocido, normalizado, templado y revenido.

El recocido consiste en calentar la pieza de trabajo a una temperatura adecuada, adoptar diferentes tiempos de retención según el material y el tamaño de la pieza de trabajo, y luego enfriarla lentamente. El propósito es hacer que la estructura interna del metal alcance o se acerque. un estado de equilibrio y obtener un buen rendimiento del proceso y propiedades de uso, o preparar el tejido para un enfriamiento adicional.

La normalización consiste en calentar la pieza a una temperatura adecuada y luego enfriarla al aire. El efecto de la normalización es similar al del recocido, excepto que la estructura obtenida es más fina. el rendimiento de corte de materiales y, en ocasiones, se utiliza como tratamiento térmico final para algunas piezas menos exigentes.

El enfriamiento consiste en calentar y mantener la pieza de trabajo y luego enfriarla rápidamente en un medio de enfriamiento como agua, aceite u otras sales inorgánicas, soluciones acuosas orgánicas. Después del templado, el acero se vuelve duro pero al mismo tiempo se vuelve quebradizo.

Para reducir la fragilidad de las piezas de acero, las piezas de acero templado se mantienen durante mucho tiempo a una temperatura adecuada superior a la temperatura ambiente e inferior a 650 °C, y luego se enfrían. reciclaje.

El recocido, la normalización, el temple y el revenido son los "cuatro fuegos" en el tratamiento térmico general. Entre ellos, el temple y el revenido están estrechamente relacionados y, a menudo, se utilizan juntos.

Los "Cuatro Fuegos" han evolucionado diferentes procesos de tratamiento térmico con diferentes temperaturas de calentamiento y métodos de enfriamiento. Para obtener una cierta resistencia y tenacidad, el proceso de combinar temple y revenido a alta temperatura se denomina temple y revenido. Después de que algunas aleaciones se enfrían para formar una solución sólida sobresaturada, se mantienen a temperatura ambiente o a una temperatura ligeramente más alta durante un período de tiempo más largo para mejorar la dureza, resistencia o propiedades electromagnéticas de la aleación.

Este proceso de tratamiento térmico se llama tratamiento de envejecimiento.

El método de combinar de manera efectiva y estrecha el procesamiento por presión, la deformación y el tratamiento térmico para obtener una buena resistencia y tenacidad de la pieza de trabajo se llama tratamiento térmico de deformación realizado en una atmósfera de presión negativa o al vacío, se llama tratamiento térmico al vacío; No solo evita la oxidación y descarburación de la pieza de trabajo, mantiene la superficie de la pieza de trabajo suave y limpia después del tratamiento y mejora el rendimiento de la pieza de trabajo, sino que también permite el tratamiento térmico químico mediante la introducción de un agente penetrante.

El tratamiento térmico superficial es un proceso de tratamiento térmico del metal que solo calienta la capa superficial de la pieza de trabajo para cambiar las propiedades mecánicas de la capa superficial. Para calentar solo la superficie de la pieza de trabajo sin transferir demasiado calor al interior de la pieza de trabajo, la fuente de calor utilizada debe tener una alta densidad de energía, es decir, se proporciona una gran cantidad de energía térmica a la pieza de trabajo por unidad de área. , de modo que la superficie o parte de la pieza de trabajo se pueda calentar por un corto o instante alcanzar altas temperaturas. Los principales métodos de tratamiento térmico de superficies incluyen el enfriamiento por llama y el tratamiento térmico por calentamiento por inducción. Las fuentes de calor comúnmente utilizadas incluyen oxígeno, acetileno u oxígeno propano y otras llamas, corriente inducida, láser y haz de electrones.

El tratamiento térmico químico es un proceso de tratamiento térmico de metales que cambia la composición química, estructura y propiedades de la superficie de la pieza. La diferencia entre el tratamiento térmico químico y el tratamiento térmico superficial es que este último cambia la composición química de la capa superficial de la pieza de trabajo. El tratamiento térmico químico consiste en calentar la pieza de trabajo en un medio (gas, líquido, sólido) que contiene carbono, nitrógeno u otros elementos de aleación y mantenerla caliente durante un tiempo prolongado, de modo que la superficie de la pieza de trabajo pueda penetrar elementos como el carbono. , nitrógeno, boro y cromo. Una vez infiltrados los elementos, a veces se realizan otros procesos de tratamiento térmico, como templado y revenido. Los principales métodos de tratamiento térmico químico incluyen la cementación, la nitruración y la metalización.

El tratamiento térmico es uno de los procesos importantes en el proceso de fabricación de piezas mecánicas, herramientas y moldes. En términos generales, puede garantizar y mejorar diversas propiedades de la pieza de trabajo, como la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión, etc. También puede mejorar la estructura y el estado de tensión de la pieza en bruto para facilitar diversos procesos de procesamiento en frío y en caliente.

Por ejemplo, el hierro fundido blanco se puede recocer durante mucho tiempo para obtener hierro fundido maleable, lo que mejora la plasticidad; utilizando el proceso de tratamiento térmico correcto para los engranajes, la vida útil se puede duplicar o decenas de veces más. que los engranajes sin tratamiento térmico, además, el acero al carbono barato tiene ciertas propiedades del costoso acero de aleación al estar infiltrado con ciertos elementos de aleación y puede reemplazar algunos aceros resistentes al calor y casi todas las herramientas y moldes deben someterse a un tratamiento térmico antes; se pueden utilizar.

Recocido---Enfriamiento---Revenido

1. Tipos de recocido

Un proceso de tratamiento térmico que calienta el acero cuya estructura se desvía del estado de equilibrio a una temperatura adecuada, lo mantiene durante un cierto período de tiempo y luego lo enfría lentamente (enfriándolo con el horno) hasta obtener una estructura cercana al estado de equilibrio.

Existen muchos tipos de procesos de recocido para acero, que se pueden dividir en dos categorías según la temperatura de calentamiento: uno es el recocido por encima de la temperatura crítica (Ac1 o Ac3), también conocido como recocido por recristalización por cambio de fase. , incluido el recocido completo, el recocido incompleto, el recocido por esferoidización y el recocido por difusión, etc., el otro tipo es el recocido por debajo de la temperatura crítica, incluido el recocido por recristalización y el recocido con alivio de tensiones, etc. Recocido completo y recocido isotérmico: el recocido completo también se denomina recocido por recristalización, generalmente denominado recocido. Este recocido se utiliza principalmente para piezas fundidas, forjadas y perfiles laminados en caliente de diversos aceros al carbono y aceros aleados con componentes analíticos de subelementos y, a veces, También para uso en estructuras soldadas. Generalmente se utiliza como tratamiento térmico final de algunas piezas de trabajo livianas o como tratamiento de precalentamiento de algunas piezas de trabajo. Recocido por esferoidización: el recocido por esferoidización se utiliza principalmente para acero al carbono y acero para herramientas de aleación que se han analizado (como los tipos de acero utilizados en la fabricación de herramientas de corte, herramientas de medición y moldes). Su objetivo principal es reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad y prepararlo para el posterior enfriamiento. Recocido con alivio de tensiones: el recocido con alivio de tensiones también se denomina recocido a baja temperatura (o templado a alta temperatura). Este tipo de recocido se utiliza principalmente para eliminar tensiones residuales en piezas fundidas, forjadas, soldadas, laminadas en caliente y estiradas en frío. , etc. Si no se eliminan estas tensiones, las piezas de acero se deformarán o agrietarán después de un cierto período de tiempo o durante procesos de corte posteriores. dos. Al enfriar, los medios de enfriamiento más utilizados son salmuera, agua y aceite. La pieza de trabajo templada en agua salada es fácil de obtener alta dureza y superficie lisa, y no es propensa a puntos blandos que no están endurecidos, pero es fácil causar deformaciones graves de la pieza de trabajo e incluso grietas. El uso de aceite como medio de enfriamiento solo es adecuado para templar algunos aceros aleados o piezas de trabajo de acero al carbono de pequeño tamaño donde la estabilidad de la austenita sobreenfriada es relativamente grande.

3. El propósito del templado del acero es reducir la fragilidad y eliminar o reducir la tensión interna. Después del templado, las piezas de acero tendrán una gran tensión interna y fragilidad. Si no se templan a tiempo, a menudo se deformarán o incluso se agrietarán. Obtenga las propiedades mecánicas requeridas de la pieza de trabajo Después del templado, la pieza de trabajo tiene alta dureza y alta fragilidad. Para cumplir con los diferentes requisitos de rendimiento de varias piezas de trabajo, la dureza se puede ajustar mediante un templado adecuado, reduciendo la fragilidad y obteniendo la tenacidad requerida. Plasticidad. Estabilice el tamaño de la pieza de trabajo para algunos aceros aleados que son difíciles de ablandar durante el recocido, a menudo se usa el templado a alta temperatura después del enfriamiento (o normalización) para recolectar adecuadamente los carburos en el acero y reducir la dureza para facilitar el corte.