نحوه انتخاب ماده تزریق مناسب

عملیات حرارتی را می توان برای بسیاری از آلیاژهای فلزی اعمال کرد تا به طور قابل توجهی خواص فیزیکی کلیدی مانند سختی، استحکام یا ماشین کاری را بهبود بخشد.این تغییرات به دلیل تغییر در ریزساختار و گاهی به دلیل تغییر در ترکیب شیمیایی مواد است.

این درمان ها شامل حرارت دادن آلیاژ فلز تا (معمولاً) دماهای شدید و به دنبال آن سرد شدن در شرایط کنترل شده است.دمایی که ماده به آن گرم می شود، زمان حفظ دما و سرعت خنک شدن تا حد زیادی بر خواص فیزیکی نهایی آلیاژ فلز تأثیر می گذارد.
در این مقاله، عملیات حرارتی مربوط به متداول ترین آلیاژهای فلزی مورد استفاده در ماشینکاری CNC را بررسی می کنیم.این مقاله با تشریح تأثیر این فرآیندها بر ویژگی‌های قطعه نهایی، به شما کمک می‌کند تا مواد مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنید.

عملیات حرارتی چه زمانی انجام می شود
عملیات حرارتی را می توان برای آلیاژهای فلزی در طول فرآیند تولید اعمال کرد.برای قطعات ماشینکاری شده CNC، عملیات حرارتی به طور کلی برای موارد زیر قابل استفاده است:

قبل از ماشینکاری CNC: هنگامی که نیاز به تهیه آلیاژهای فلزی درجه استاندارد آماده است، ارائه دهندگان خدمات CNC مستقیماً قطعات را از مواد موجودی پردازش می کنند.این معمولا بهترین انتخاب برای کوتاه کردن زمان تحویل است.
پس از ماشینکاری CNC: برخی از عملیات حرارتی به طور قابل توجهی سختی مواد را افزایش می دهند یا به عنوان مراحل تکمیلی پس از شکل دهی استفاده می شوند.در این موارد عملیات حرارتی پس از ماشینکاری CNC انجام می شود، زیرا سختی بالا قابلیت ماشینکاری مواد را کاهش می دهد.به عنوان مثال، این روش استاندارد هنگام ماشینکاری CNC قطعات فولادی ابزار است.

عملیات حرارتی متداول مواد CNC: بازپخت، تنش زدایی و تمپر
بازپخت، تلطیف و کاهش تنش همگی شامل حرارت دادن آلیاژ فلز تا دمای بالا و سپس سرد کردن آهسته مواد، معمولاً در هوا یا در کوره است.آنها در دمایی که مواد در آن گرم می شوند و ترتیب فرآیند تولید متفاوت هستند.
در طول بازپخت، فلز تا دمای بسیار بالا گرم می شود و سپس به آرامی سرد می شود تا ریزساختار مورد نظر به دست آید.آنیل کردن معمولاً برای همه آلیاژهای فلزی پس از شکل گیری و قبل از هر گونه پردازش بیشتر برای نرم شدن و بهبود کارایی آنها اعمال می شود.اگر عملیات حرارتی دیگری مشخص نشده باشد، اکثر قطعات CNC ماشینکاری شده دارای خواص مواد در حالت آنیل خواهند بود.
تنش زدایی شامل حرارت دادن قطعات تا دمای بالا (اما کمتر از بازپخت) است که معمولاً پس از ماشینکاری CNC برای حذف تنش باقیمانده تولید شده در فرآیند تولید استفاده می شود.این می تواند قطعاتی با خواص مکانیکی سازگارتر تولید کند.
تمپر همچنین قطعات را در دمایی کمتر از دمای بازپخت گرم می کند.معمولاً پس از کوئنچ فولاد کم کربن (1045 و A36) و فولاد آلیاژی (4140 و 4240) برای کاهش شکنندگی و بهبود خواص مکانیکی آن استفاده می شود.

فرو نشاندن
کوئنچ شامل حرارت دادن فلز تا دمای بسیار بالا و به دنبال آن سرد شدن سریع، معمولاً با غوطه ور کردن مواد در روغن یا آب یا قرار دادن آن در معرض جریان هوای سرد است.خنک‌سازی سریع تغییرات ریزساختاری را که هنگام گرم شدن مواد رخ می‌دهد، قفل می‌کند و در نتیجه سختی بسیار بالایی قطعات ایجاد می‌شود.
قطعات معمولاً پس از ماشینکاری CNC به عنوان آخرین مرحله از فرآیند تولید خاموش می شوند (به این فکر کنید که آهنگر تیغه را در روغن غوطه ور می کند)، زیرا افزایش سختی پردازش مواد را دشوارتر می کند.

فولادهای ابزار پس از ماشینکاری CNC برای بدست آوردن ویژگی های سختی سطح بسیار بالا خاموش می شوند.سپس سختی حاصل را می توان با استفاده از یک فرآیند تمپر کنترل کرد.به عنوان مثال، سختی فولاد ابزار A2 پس از کوئنچ 63-65 راکول C است، اما می توان آن را به سختی بین 42-62 HRC تعدیل کرد.تمپر کردن می تواند عمر مفید قطعات را افزایش دهد، زیرا تمپر کردن می تواند شکنندگی را کاهش دهد (بهترین نتیجه را می توان زمانی به دست آورد که سختی 56-58 HRC باشد).

سخت شدن بارش (پیری)
سخت شدن بارش یا پیری دو اصطلاحی هستند که معمولاً برای توصیف یک فرآیند استفاده می شوند.سخت شدن رسوبی یک فرآیند سه مرحله ای است: ابتدا مواد را تا دمای بالا گرم می کنند، سپس خاموش می کنند و در نهایت تا دمای پایین (پیری) برای مدت طولانی گرم می شوند.این منجر به انحلال و توزیع یکنواخت عناصر آلیاژی در ابتدا به شکل ذرات گسسته با ترکیبات مختلف در زمینه فلزی می شود، همانطور که کریستال های شکر در آب حل می شوند وقتی محلول گرم می شود.

پس از سخت شدن بارش، استحکام و سختی آلیاژ فلز به شدت افزایش می یابد.به عنوان مثال 7075 یک آلیاژ آلومینیوم است که معمولاً در صنایع هوافضا برای ساخت قطعاتی با مقاومت کششی معادل فولاد ضد زنگ استفاده می شود و وزن آن کمتر از 3 برابر است.جدول زیر اثر سخت شدن بارندگی در آلومینیوم 7075 را نشان می دهد:
همه فلزات را نمی توان به این روش عملیات حرارتی کرد، اما مواد سازگار به عنوان سوپرآلیاژ در نظر گرفته می شوند و برای کاربردهای با کارایی بسیار بالا مناسب هستند.متداول‌ترین آلیاژهای سخت‌کننده رسوبی مورد استفاده در CNC به شرح زیر خلاصه می‌شوند:

سخت شدن و کربوریزه کردن کیس
سخت شدن کیس یک سری عملیات حرارتی است که می تواند باعث شود سطح قطعات سختی بالایی داشته باشد در حالی که مواد زیر آن نرم باقی بماند.این به طور کلی بهتر از افزایش سختی قطعه در کل حجم است (مثلاً با خاموش کردن) زیرا قسمت سخت تر نیز شکننده تر است.
کربوریزاسیون رایج ترین عملیات حرارتی سخت شدن مورد است.این شامل حرارت دادن فولاد کم کربن در یک محیط غنی از کربن و سپس خاموش کردن قطعات برای قفل کردن کربن در ماتریس فلزی است.این باعث افزایش سختی سطح فولاد می شود، همانطور که آنودایز کردن سختی سطح آلیاژ آلومینیوم را افزایش می دهد.