Syftet med värmebehandling är att förbättra de mekaniska egenskaperna hos stålrör och precisionsstålrör, eliminera kvarvarande spänningar och förbättra bearbetbarheten av stålmetaller. Beroende på de specifika målen kan värmebehandlingsprocesser brett delas in i två kategorier: förberedande värmebehandling och slutlig värmebehandling.
Förberedande värmebehandling
Målet med förberedande värmebehandling är att förbättra bearbetbarheten, eliminera inre spänningar och förbereda en gynnsam metallurgisk struktur för slutlig värmebehandling. De inblandade processerna inkluderar glödgning, normalisering, åldring och härdning och härdning.
(1) Glödgning och normalisering
Glödgning och normalisering appliceras på varmbearbetade ämnen. Kolstål och legerade stål med en kolhalt som är större än 0,5 % glödgas ofta för att minska hårdheten och underlätta skärning. Omvänt genomgår de med en kolhalt under 0,5 % normalisering för att undvika överdriven mjukhet som kan leda till att verktyg fastnar under skärning. Glödgning och normalisering förfinar också kornstrukturer, homogeniserar mikrostrukturer och förbereder materialet för efterföljande värmebehandlingar. Dessa processer utförs vanligtvis efter ämnestillverkning och före grovbearbetning.
(2) Åldrandebehandling
Åldringsbehandling används främst för att eliminera inre spänningar som genereras under ämnestillverkning och bearbetning. För delar som kräver generell precision räcker en enda åldringsbehandling innan ytbehandling för att undvika överdriven transport. För delar med högre precisionskrav (som lådan till en koordinatborrmaskin) kan dock två eller flera åldringsbehandlingar vara nödvändiga. Enkla delar kräver i allmänhet ingen åldringsbehandling.
Förutom gjutgods genomgår precisionsdelar med dålig styvhet (t.ex. precisionsblyskruvar) ofta flera åldringsbehandlingar mellan grov- och halvfinbearbetning för att eliminera inre spänningar och stabilisera bearbetningsnoggrannheten. Vissa axiella delar kräver också åldringsbehandling efter uträtning.
(3) Släckning och härdning
Släckning och anlöpning innebär släckning följt av härdning vid hög temperatur. Denna process ger en enhetlig och finkornig härdad sorbitstruktur, som förbereder materialet för minskad deformation under efterföljande ythärdning och nitrering. Sålunda kan härdning och härdning också tjäna som förberedande värmebehandling.
På grund av dess utmärkta omfattande mekaniska egenskaper kan härdning och härdning även användas som den slutliga värmebehandlingen för delar med måttliga krav på hårdhet och slitstyrka.
Slutlig värmebehandling
Syftet med den slutliga värmebehandlingen är att förbättra mekaniska egenskaper såsom hårdhet, slitstyrka och styrka.
(1) Släckning
Släckning kan vara ytsläckning eller genom släckning. Ytsläckning används ofta på grund av minimal deformation, oxidation och avkolning. Den erbjuder hög yttre hållfasthet, god slitstyrka och bibehåller god inre seghet och slaghållfasthet. För att förbättra de mekaniska egenskaperna hos ythärdade delar utförs ofta förberedande värmebehandlingar som härdning och härdning eller normalisering i förväg. Det typiska processflödet är: skärning → smide → normalisering (eller glödgning) → grovbearbetning → härdning och härdning → halvfärdig bearbetning → ythärdning → slutbearbetning.
(2) Uppkolning och släckning
Förkolning och härdning är lämpliga för lågkolhaltiga och låglegerade stål. Denna process ökar kolhalten i detaljens yta, vilket resulterar i hög ythårdhet efter härdning, medan kärnan behåller måttlig styrka, hög seghet och plasticitet. Förkolning kan vara antingen hel eller partiell, där det senare kräver åtgärder mot uppkolning (t.ex. kopparplätering eller förkolningsbeläggningar) för icke uppkolade områden. På grund av betydande deformation och ett uppkolningsdjup vanligtvis mellan 0.5 och 2 mm, är uppkolningsprocessen vanligtvis schemalagd mellan halvfinish och slutbearbetning.
Det typiska processflödet är: skärning → smide → normalisering → grov- och halvfinbearbetning → uppkolning och härdning → slutbearbetning.
När den icke-uppkolade delen av en delvis uppkolad del förstoras för att möjliggöra avlägsnande av överskott av uppkolade skikt, bör detta borttagningssteg ske efter uppkolning men före kylning.
(3) Nitrering
Nitrering innebär att kväveatomer infiltreras i metallytan för att bilda ett lager av kväveföreningar. Det nitrerade skiktet förbättrar delens ythårdhet, slitstyrka, utmattningshållfasthet och korrosionsbeständighet. Eftersom nitrering arbetar vid låga temperaturer med minimal deformation och ger ett tunt lager (vanligtvis inte mer än 0.6-0.7 mm), bör nitreringsprocessen schemaläggas så sent som möjligt. För att minimera deformation under nitrering utförs vanligtvis en avspänningsavlastande högtemperaturhärdning efter kapning.
