Le traitement thermique peut être appliqué à beaucoup d'alliages en métal pour améliorer de manière significative les propriétés physiques principales telles que la dureté, la force, ou l'usinabilité. Ces changements sont dus aux changements de la microstructure, parfois due aux changements de la composition chimique du matériel.
Ces traitements incluent les alliages de chauffage en métal (habituellement) aux températures extrêmes et puis à les refroidir dans des conditions commandées. La température à laquelle le matériel est chauffé, l'heure de maintenir la température, et le taux de refroidissement affecteront considérablement les propriétés physiques finales de l'alliage en métal.
En ce document, nous passons en revue le traitement thermique lié aux alliages en métal les plus utilisés généralement dans l'usinage de commande numérique par ordinateur. En décrivant l'incidence de ces processus sur les propriétés finales de partie, cet article vous aidera à choisir les bons matériaux pour votre application.
Quand pour conduire le traitement thermique
Le traitement thermique peut être appliqué aux alliages en métal dans tout le processus de fabrication. Pour la commande numérique par ordinateur a usiné des pièces, traitement thermique s'applique généralement à :
Avant le traitement de commande numérique par ordinateur : Quand des alliages standard prêts en métal sont exigés, les prestataires de service de commande numérique par ordinateur traiteront directement des parties des matériaux courants. C'est habituellement le meilleur choix pour raccourcir le délai d'exécution.
Après l'usinage de commande numérique par ordinateur : Quelques traitements thermiques augmentent de manière significative la dureté du matériel ou sont employés à mesure que des étapes de finition après la formation. Dans ces cas, le traitement thermique est effectué après la commande numérique par ordinateur traitant, parce que la dureté élevée réduira l'usinabilité des matériaux. Par exemple, c'est la technique normalisée pour les pièces en acier de machine-outil de commande numérique par ordinateur.
Traitement thermique commun des matériaux de commande numérique par ordinateur : recuit, détente et gâchage
Le recuit, le gâchage, et le recuit de stabilisation impliquent tout de chauffer un alliage en métal à un à hautes températures et puis de refroidir lentement le matériel, habituellement en air ou dans un four. Ils diffèrent dans la température à laquelle le matériel est chauffé et dans l'ordre en lequel elle est fabriquée.
Pendant le processus de recuit, le métal est chauffé très à un à hautes températures et lentement puis refroidi pour obtenir la microstructure désirée. Le recuit est habituellement appliqué à tous les alliages en métal après la formation et avant toute transformation plus ultérieure pour les ramollir et pour améliorer leur usinabilité. Si aucun autre traitement thermique n'est spécifié, la plupart de commande numérique par ordinateur a usiné des pièces aura les propriétés matérielles dans l'état recuit.
La détente inclut les pièces de chauffage à la haute température (mais inférieurs au recuit), qui est habituellement employée après la commande numérique par ordinateur usinant pour éliminer la contrainte résiduelle produite pendant la fabrication. De cette façon, des parties avec des propriétés mécaniques plus cohérentes peuvent être produites.
Le gâchage également chauffe des pièces à température plus basse que la température de recuit, habituellement employée après l'extinction de l'acier d'acier (1045 et A36) et allié à faible teneur en carbone (4140 et 4240) pour réduire leur fragilité et pour améliorer leurs propriétés mécaniques.
éteignez
L'extinction implique de chauffer le métal très à un à hautes températures et puis de le refroidir rapidement, habituellement en immergeant le matériel dans le pétrole ou l'eau ou en l'exposant à un courant d'air froid. « Serrures » de refroidissement rapides les changements de microstructure qui se produisent quand des matériaux sont chauffés, ayant pour résultat la dureté extrêmement élevée des pièces.
Des pièces sont habituellement éteintes comme dernière étape du processus de fabrication après la commande numérique par ordinateur traitant (pensez au forgeron immergeant la lame dans l'huile), parce que l'augmentation de la dureté rend le matériel plus difficile au processus.
L'acier à outils est éteint après la commande numérique par ordinateur usinant pour obtenir des caractéristiques extérieures extrêmement élevées de dureté. La dureté en résultant peut alors être commandée utilisant le processus de gâchage. Par exemple, l'acier à outils A2 a une dureté de 63-65 Rockwell C après l'extinction, mais peut être gâché à une dureté entre 42-62 HRC. Le gâchage peut prolonger la durée de vie des pièces, parce que le gâchage peut réduire la fragilité (le meilleur résultat peut être obtenu quand la dureté est 56-58 HRC).
Durcissement de précipitation
La précipitation durcissant ou vieillissant sont deux termes utilisés généralement pour décrire le même processus. Le durcissement de précipitation est un processus en trois étapes : d'abord, le matériel est chauffé à une haute température, puis éteint, et finalement chauffé à une basse température pendant longtemps (vieillissant). Ceci mène à la dissolution des éléments d'alliage sous forme de particules discrètes de différents composants et de leur distribution uniforme dans la matrice en métal, juste comme les cristaux de sucre se dissolvent dans l'eau en chauffant la solution.
Après le durcissement de précipitation, la force et dureté des alliages en métal pour augmenter rapidement. Par exemple, 7075 est un alliage d'aluminium, qui est habituellement employé dans l'industrie aérospatiale pour fabriquer des parties avec la résistance à la traction équivalente à l'acier inoxydable, et son poids est moins de 3 fois. La table suivante illustre l'effet de la précipitation durcissant dans 7075 en aluminium :
Non tous les métaux peuvent être soumis à un traitement thermique de cette façon, mais des matériaux compatibles sont considérés des superalliages et conviennent aux applications de performance très haute. La précipitation la plus commune durcissant des alliages utilisés dans la commande numérique par ordinateur sont récapitulées comme suit :
Durcissement par trempe et carburation
Le durcissement par trempe est une série de traitement thermique, qui peut faire la surface des pièces a la dureté élevée tandis que le matériel souligné demeure doucement. C'est habituellement préférable à la dureté croissante de partie dans tout le volume (par exemple par l'extinction), car des pièces plus dures sont également plus fragiles.
La carburation est le traitement thermique le plus commun de durcissement par trempe. Elle inclut l'acier à faible teneur en carbone de chauffage un environnement riche de carbone, et puis en éteignant les pièces de fermer à clef le carbone dans la matrice en métal. Ceci augmente la dureté extérieure de l'acier, juste comme des augmentations de anodisation la dureté extérieure des alliages d'aluminium.
Comment spécifier le traitement thermique dans votre ordre :
Quand vous passez une commande de commande numérique par ordinateur, vous pouvez demander le traitement thermique de trois manières :
Référez-vous aux normes de fabrication : beaucoup de traitements thermiques sont normalisés et très utilisés. Par exemple, les indicateurs T6 en alliages d'aluminium (6061-T6, 7075-T6, etc.) indiquent que le matériel a la précipitation durcie.
Spécifiez la dureté requise : C'est une méthode commune pour spécifier le traitement thermique et le durcissement par trempe des aciers à outils. Ceci expliquera au fabricant le traitement thermique exigé après l'usinage de commande numérique par ordinateur. Par exemple, pour l'acier à outils D2, une dureté de 56-58 HRC est habituellement exigée.
Spécifiez le cycle de traitement thermique : quand les détails du traitement thermique exigé sont connus, ces détails peuvent être communiqués au fournisseur en passant une commande. Ceci te permet de modifier les propriétés de matériel de l'application spécifiquement. Naturellement, ceci exige la connaissance métallurgique avancée.
Principe de base
1. Vous pouvez spécifier le traitement thermique dans la commande numérique par ordinateur traitant l'ordre en se rapportant aux matériaux spécifiques, en fournissant des conditions de dureté ou en décrivant le cycle de traitement.
2. précipitation choisie durcissant des alliages (tels qu'Al 6061-T6, Al 7075-T6 et des solides solubles 17-4) pour les applications les plus exigeantes parce qu'ils ont de haute résistance même et la dureté.
3. Quand il est nécessaire d'améliorer la dureté dans le volume tout-partie, l'extinction est préférée, et seulement le durcissement extérieur (carburation) est effectué sur la surface de pièce pour augmenter la dureté.