Da li dijelovi žigosavanja od nehrđajućeg čelika zahtijevaju toplinsku obradu tijekom ili nakon postupka žigosavanja?

Nehrđajući čelik je kamen temeljac moderne proizvodnje, cijenjena zbog korozije otpornosti, snage i glatkog izgleda. Kada je u pitanju formiranje ovog svestranog materijala u precizne oblike, žigosanje je vrlo učinkovit i čest proces. Pitanje koje se često postavlja za inženjere, dizajnere i stručnjake za nabavu je da li dijelovi za ukidanje od nehrđajućeg čelika zahtijevaju toplinsku obradu. Odgovor, kao i mnogi u inženjerstvu, nije jednostavan da ili ne. To u potpunosti ovisi o namjeravanoj funkciji dijela, specifičnom stupnju nehrđajućeg čelika i izazovima u proizvodnji koji se susreću tijekom žigosavanja.

Razumijevanje uloge toplinske obrade ključno je za osiguranje postizanja žigosane komponente onako kako se očekuje u njegovoj konačnoj primjeni. Istražimo razloge zbog kojih bi to toplotna obrada mogla biti potrebna, različite vrste korištenih i scenarije u kojima se može sigurno izostaviti.

Razumijevanje "zašto": ciljevi toplinske obrade

Toplinska obrada je kontrolirani postupak grijanja i hlađenja metala kako bi se promijenila njihova fizička i mehanička svojstva bez promjene oblika proizvoda. Za dijelove od nehrđajućeg čelika, primarni ciljevi su:

1. Ublažavanje stresa (žarenje): Za uklanjanje unutarnjih naprezanja izazvanih postupkom žigosavanja.
2. Omekšavanje (žarenje): Da biste vratili duktilnost i poboljšali formabilnost za sljedeće korake proizvodnje.
3. Očvršćivanje: Povećati površinsku tvrdoću, otpornost na habanje i snagu.
4. Povećavanje otpornosti na koroziju: Za obnavljanje zaštitnog pasivnog sloja materijala koji se može ugroziti tijekom deformacije.

Bilo da trebate postići jedan od ovih ciljeva diktira je li potrebna i koja vrsta toplinske obrade.

Utjecaj procesa žigosavanja: Očvršćivanje rada

Da biste razumjeli potrebu za toplinskom obradom, prvo se mora razumjeti ključna karakteristika nehrđajućeg čelika: rad na stvrdnjavanju . Kako se nehrđajući čelik deformira, udara ili savije tijekom žigosavanja, njegova kristalna struktura postaje iskrivljena. Ovo izobličenje čini materijal težim, jačim, ali i značajno krhkijim i manje duktilnim.

Ovo je mač s dvostrukim oštricama. Za neke primjene je korisno malo povećane snage od stvrdnjavanja rada. Međutim, za složene operacije žigosavanja koje uključuju duboke izvlačenje ili teške zavoje, pretjerano otvrdnjavanje može dovesti do pucanja, suzanja ili preranog zatajenja alata. Upravo taj fenomen često pokreće potrebu za intermedijarnim ili konačnim toplinskim obradom.

Kad je to toplinska obrada potrebna

Toplinska obrada postaje kritični korak u procesu proizvodnje u sljedećim scenarijima:

1. Između faza žigosanja (žarenje procesa)
U više fakultetskih operacija, posebno duboko crtanje , dio će možda trebati ispeći između koraka. Budući da se metal uvlači u duboku šupljinu, on se stvrdne do točke u kojoj bi daljnja deformacija uzrokovala pucanje. Proces Aneal - grickanje dijela na određenu temperaturu, a zatim ga hlađenje - uklanja materijal prekristaliziranjem njegove zrna, vraćajući njegovu duktilnost i omogućavajući da se sljedeća operacija crtanja uspješno izvede.

2. Za vraćanje otpora korozije
Deformacija od žigosavanja može poremetiti jednolični sloj krim oksida na površini nehrđajućeg čelika, koji je odgovoran za svoj svojstvo "nehrđajućeg". Iako pasivni sloj često može ponovno oblikovati u prisutnosti kisika, dijelovi koji se koriste u visoko korozivnim okruženjima (npr. Mornarička, kemijska obrada) mogu zahtijevati a Poslijepimna, nakon čega slijedi kiselo i pasivacija . Ovaj postupak osigurava obnovu optimalnog sloja oksida kroma, jamčeći maksimalnu otpornost na koroziju.

3. Za postizanje specifičnih mehaničkih svojstava (otvrdnjavanje)
Ovo se gotovo isključivo odnosi na Martenzitski nehrđajući čelici (npr., stupnja 410, 420, 440c). Za razliku od češćih austenitnih razreda (304, 316), martenzitni čelici mogu se očvrsnuti toplinskom obradom. Proces obično uključuje:

• Austenitizing: Zagrijavanje žigosanog dijela na visoku temperaturu.
• Gašenje: Brzo hlađenje u ulju ili zraku kako bi se stvorila tvrda, lomljiva martenzitna struktura.
• Karjerstvo: Ponovno zagrijavanje na nižu temperaturu kako biste smanjili krhkost i postigli željenu ravnotežu tvrdoće i žilavosti.

To je bitno za dijelove poput lopatica pribora, kirurških instrumenata i komponenti ležaja, gdje su visoka tvrdoća i otpornost na habanje obvezna.

4. Za ublažavanje zaostalih napona za dimenzionalnu stabilnost
Čak i ako dio ne pukne tijekom žigosavanja, zaostali naponi zaključani u materijalu mogu ga uzrokovati da se tijekom vremena lagano nađe ili promijene oblik ili tijekom sljedećih operacija obrade. A Očaz za ublažavanje stresa Izvršeno na nižoj temperaturi nego što puna žalost može stabilizirati dio, osiguravajući da održava svoje precizne dimenzije. To je kritično za komponente koje se koriste u sklopovima s tijesnim tolerancijama.

Kad se toplotna obrada može izostaviti

Toplinska obrada dodaje troškove, vrijeme i potrošnju energije u proces proizvodnje. Stoga se izbjegava kad god je to moguće. Često je nepotrebno za:

• Jednostavni, dijelovi s niskim naporom: Komponente izrađene jednostavnim zavojima ili plitkim crtežima koje materijal ne rade značajno.
• Nekritični kozmetički dijelovi: Tamo gdje mehanička svojstva i maksimalna otpornost na koroziju nisu primarna briga (npr. Neke ukrasne ukrase ili poklopce).
• Dijelovi u kojima je korisno otvrdnjavanje rada: U nekim slučajevima, povećana snaga iz samog postupka žigosavanja je dizajnerska značajka i dovoljna je za funkciju dijela.

Uobičajene vrste toplinske obrade za žigosane dijelove

• Potpuno žarenje: Zagrijte metal na visoku temperaturu i polako ohladi kako bi se stvorio meka, duktilna mikrostruktura. Koristi se za jak oporavak rada.
• Procesno žarenje (intermedijarno žarenje): Izvodi se na nižoj temperaturi od punog žarenja, posebno za omekšavanje metala između faza formiranja.
• Ublažavanje stresa: Zagrijte dio na temperaturu ispod njegove niže kritične temperature kako bi se smanjili unutarnji naponi bez značajnog mijenjanja mikrostrukture.
• Rješenje žarenje i gašenje: Prvenstveno za austenitne nehrđajuće čelike, to uključuje zagrijavanje na visoku temperaturu za otapanje karbida, a zatim brzo gašenje kako bi se spriječilo njihovu ponovnu formaciju, vraćajući optimalnu otpornost na koroziju i duktilnost.
• Toplinsko obrada i kaljenje: Specifični postupak otvrdnjavanja za martenzitne nehrđajuće čeze, kao što je gore opisano.

Zaključak: Strateška odluka, a ne zadana

Dakle, učini Dijelovi za žigosanje od nehrđajućeg čelika zahtijevati toplinsku obradu? Zahtjev nije svojstven samom procesu žigosanja, već je strateška odluka koja se temelji na interakciji tri faktora:

1. Materijalna ocjena: Je li austenitska ocjena da se radno-hardens ili martenzitična ocjena može ugasiti i dostignuti?
2. Funkcija dijela: Da li zahtijeva maksimalnu čvrstoću, duktilnost, tvrdoću ili otpornost na koroziju?
3. Proces proizvodnje: Koliko je teška deformacija? Uključuje li više dubokih izvlačenja?

Pažljivim procjenom primjene i proizvodnje putovanja dijela, inženjeri mogu donijeti informiranu odluku o tome hoće li ugraditi toplinsku obradu, osiguravajući da konačna stazna komponenta ispunjava svoje ciljeve performansi i dugovječnosti bez da su dobili nepotrebne troškove.