Blog

Obróbka cieplna to zbiór działań technologicznych, które zmieniają strukturę materiału pod wpływem czasu, temperatury i działania środka chłodzącego.

W dużej mierze obróbka cieplna jest jednym z najważniejszych składników procesu produkcji metali. Obejmuje ona grupę technik termicznych i obróbczych.

Obróbka cieplna zmienia fizyczne, mechaniczne, a czasami chemiczne, właściwości metali poprzez ich ogrzewanie i chłodzenie. Właściwości te obejmują plastyczność, twardość, odporność na temperaturę, formowalność, obrabialność, wytrzymałość, itp.

Metody obróbki cieplnej różnią się w zależności od rodzaju materiału metalowego i konkretnych wymaganych właściwości. Ważne jest, aby producenci znali odpowiednią metodę obróbki cieplnej, aby sprostać swoim konkretnym potrzebom. W obróbce cieplnej wyróżnia się dwa główne pojęcia: zabieg i operację. Operacja to konkretny proces technologiczny, np. hartowanie, podczas gdy zabiegiem może być nagrzewanie, wygrzewanie lub chłodzenie. Nagrzewanie powoduje powstanie struktury austenitu, a chłodzenie skutkuje występowaniem przemiany perlitycznej, ferytycznej, martenzytycznej oraz bainitycznej. 

Rodzaje obróbek cieplnych:

1. Obróbka cieplna cieplno-mechaniczna:

 - Wyżarzanie (ujednorodniające, normalizujące, zupełne, niezupełne, sferoidyzujące, zmiękczające, rekrystalizujące oraz odprężające).

- Hartowanie (martenzytyczne, bainityczne). 

- Odpuszczanie (niskie, średnie i wysokie).

2. Obróbka cieplna cieplno-mechaniczna:

- Wysokotemperaturowa.

- Niskotemperaturowa.

- Wielostopniowa.

- Kombinowana.

3. Obróbka cieplna cieplno-chemiczna.

4. Obróbka cieplna cieplno-magnetyczna.

Etapy obróbki cieplnej

1. Nagrzewanie

To pierwszy krok w każdym procesie obróbki cieplnej metali. Wiele stopów ulega zmianom strukturalnym podczas podgrzewania do określonej temperatury, dla niektórych gatunków materiałowych jest to nawet 1200°C. Niewłaściwie dobrana technologia podgrzewania może spowodować pęknięcie, deformacje elementu. 

Kolejną kluczową kwestią jest prędkość nagrzewania, która zależy od takich czynników jak: 

- Rozmiar i przekrój elementu, 

- Stan elementu, 

- Przewodność cieplna elementu.

2. Wygrzewanie

Ten etap polega na utrzymaniu nagrzanego metalu w temperaturze, w której zachodzą pożądane zmiany w strukturze metalu. Ponadto metal musi pozostać w tej temperaturze do momentu równomiernego ogrzania całej części.Czas przetrzymywania można określić poprzez analizę chemiczną, masę i grubość metalu.

3. Chłodzenie

Po wygrzaniu elementu następnym krokiem jest jego schłodzenie. Głównym celem etapu chłodzenia jest obniżenie temperatury metalu do temperatury pokojowej. Etap chłodzenia decyduje o ostatecznych właściwościach poddanego obróbce metalu.

Kluczowe dla etapu chłodzenia są:

 - Szybkość chłodzenia,

- Medium chłodzące.