熱処理変形低減対策

熱処理は、金属部品の総合的な性能を向上させることができる部品の加工において不可欠なプロセスです。 熱処理加工後、ワークピースの性能はより優れ、機械部品の性能要件にさらに一致します。 しかし、熱処理の過程で金属部品が変形したり、その他の問題が発生することがあります。 適切に管理しないと、金属部品の歪みや変形につながり、深刻な場合には部品の廃棄につながる可能性があります。
熱処理中の部品の変形を減らすために、熱処理メーカーは、熱処理された部品の変形を減らすために、さまざまな熱処理プロセスやその他の手段を採用します。 今日は、熱加工ネットワークの編集者が、熱処理による変形を減らす方法を紹介します。
熱処理炉の温度計測と制御
熱処理工程は、加熱、保温、冷却の3段階から成り立っています。 全体のプロセスは、加熱速度、加熱温度、保持時間、冷却速度、および熱処理サイクルなどのいくつかのパラメーターによって説明できます。 熱処理工程では、金属部品の熱処理（焼鈍、焼入れ、焼戻し、化学熱処理、浸炭、アンモニア、アルミ、クロマイジング、脱水素・脱酸素）を行うため、各種加熱炉が必要です。 したがって、加熱炉内の温度測定は、熱処理の重要なプロセスパラメータ測定となります。 各熱処理工程の仕様において、温度は非常に重要な検出指標です。 温度測定が正確でないと、熱処理プロセスを正しく実行できず、製品の品質低下や廃棄につながります。 温度の測定と制御は、熱処理プロセスの鍵であり、部品の変形を減らす重要な要素でもあります。
正規化または等温アニーリング
焼きならしとは、ワークピースを適切な温度に加熱してから空気中で冷却するプロセスです。 焼ならしの効果は焼鈍と似ていますが、結果として得られる微細構造がより細かくなり、材料の切削性能を向上させるために一般的に使用されます。 また、要件の低い部品の最終熱処理に使用されることもあります。 過剰な焼きならし硬度、混晶、および大量のソルバイトまたはウィドマンシュテッテン構造は、内部の穴の変形を増加させる可能性があるため、焼きならしまたは等温アニールを使用して部品を処理する必要があります。 焼きならし、焼きなまし、焼き入れ前の金属の焼き戻しはすべて、金属の最終的な変形に大きな影響を与え、それによって金属の構造の変化に影響を与えます。 正規化中に等温焼入れを使用すると、金属構造を効果的に均質化し、部品の変形を減らすことができます。
冷却方法
金属焼入れ後の変形に対する冷却プロセスの影響も、変形の非常に重要な理由です。 熱油焼入れの変形は冷油焼入れよりも小さく、一般に100度±20度に抑えられています。 オイルの冷却能力は、部品の変形にとって重要です。 攪拌方法と急冷の速度は、金属部品の変形に重要な影響を与えます。 金属熱処理の冷却速度が速いほど、冷却が不均一になり、発生する応力が大きくなり、部品の変形が大きくなります。 部品の硬度確保を前提に、予冷は可能な限り使用します。 段階的な冷却と急冷を使用すると、金属の急冷中に発生する熱的および構造的応力を大幅に削減でき、複雑な形状の一部のワークピースの変形を大幅に削減できます。 特に複雑なワークピースや高精度のワークピースの場合、等温焼入れにより変形の発生を大幅に減らすことができます。
部品構成
金属熱処理の冷却過程では、薄い部分は急速に冷却され、厚い部分はゆっくりと冷却されます。 実際の生産ニーズを満たすためには、ワークピースの厚さのばらつきを最小限に抑え、部品の断面を均一にして、応力集中による遷移ゾーンの歪みや亀裂の傾向を減らす必要があります。 ワークピースは、不均一な冷却によって引き起こされる歪みを減らすために、その構造と材料組成と構造の対称性を維持しようとする必要があります。 ワークピースは、鋭いエッジ、角、溝などをできるだけ避け、ワークピースの厚さと厚さの接合部と段差で丸みを帯びた移行がある必要があります。 ワークの穴や溝リブの非対称構造を最小限に抑え、加工量を確保する方法を採用することで偏肉部の変形を低減。
クランプ方法と固定具
合理的なツールは、熱処理の品質と効率を向上させ、部品の変形を減らすことができます。 目的 ワークピースを均一に加熱および冷却して、熱応力および組織応力の不均一性を低減し、変形を低減します。 クランプ方法の変更、ディスク部を油面に対して垂直にする、シャフト部を垂直に取り付ける、補償ワッシャー、支持ワッシャー、重ねワッシャーなどを使用することで、部品の変形を少なくすることができます。
機械加工
熱処理がワーク加工プロセスの最終ステップである場合、熱処理歪みの許容値は、図面で指定されたワーク サイズを満たしている必要があり、歪み変数は、前のステップの加工サイズに基づいて決定する必要があります。 寸法の事前修正は、熱処理歪みが許容範囲内であることを確認するために、ワークピースの歪み法則に従って熱処理前に実行されるものとします。 熱処理が中間工程の場合、熱処理前の取り代は、取り代と熱処理歪みの和と考えてください。 一般に、取り代は容易に決定できますが、熱処理は影響要因が多く複雑であるため、十分な取り代を機械加工に確保し、残りを熱処理の許容変形変数として使用できます。 熱処理後、再度加工を行います。 ワークピースの変形法則に従って、収縮端の逆変形と予備膨張を使用して、焼入れ部品の認定率を向上させます。
急冷剤
焼入媒体は、部品の熱処理効果と品質を確保するための重要な熱処理材料です。 油性媒体を使用して同じ硬度要件を確保するという前提の下で、条件に違いがないという前提の下で、油性媒体の冷却速度は比較的遅く、水系媒体の冷却速度は比較的高速です。 油性媒体と比較して、水温の変化は、水性媒体の冷却特性に大きな影響を与えます。 同じ熱処理条件下で、焼入れ後の水性媒体に対する油性媒体の変形は比較的小さいです。
熱処理は、部品の品質と性能を向上させ、変形を減らすための主な方法です。 部品の歪みを低減するために、合理的な熱処理プロセス、熱処理工具、焼入れ媒体、およびその他の手段を採用することができます。