Термообработка металла

Термообработка на нашем механическом участке

Делаем закалку, отпуск и термоупрочнение. Других видов термообработки на участке не заявляем — обещать то, чего нет в цехе, мы не будем.

Термообработка нужна, когда деталь должна держать нагрузку и не сдаваться через месяц работы. После верного режима сталь работает дольше, а изделие не приходится менять после первого сезона.

Термическая обработка идёт у нас двумя путями. Первый — отдельная услуга: привозите свою деталь, мы подбираем режим и возвращаем готовую. Второй — этап производства: деталь выточили и отфрезеровали в цехе, оттуда она сразу уходит на термообработку. Маршрут короче, посредников меньше.

Что такое термообработка и что она даёт детали

Заготовку нагревают до определённой температуры, выдерживают и снижают температуру с нужной скоростью. Термообработка не меняет химического состава сплава. Химический состав детали остаётся прежним, перестраивается внутреннее строение металла, отсюда и новые свойства.

Вот что такое термическая обработка металла на практике: три управляемых шага — нагрев, выдержка, охлаждение. Процесс идёт по маршрутной карте, а не на глаз. От температуры нагрева зависит, какую структуру получит сталь. Для каждой марки стали свои определённые температуры.

Такая термическая обработка меняет твёрдость и вязкость, но не форму и не размер изделия. Меняя температуру и среду охлаждения, из одной и той же стали получают деталь твёрдую и износостойкую или мягкую и вязкую.

Что это даёт изделию: твёрдость и износостойкость рабочих поверхностей, снятые напряжения после сварки и механической обработки. По всей партии эксплуатационные свойства выходят ровными, без разброса от детали к детали.

Горячая и холодная обработка металлов давлением меняет форму заготовки; термообработка меняет свойства.

Основные виды термической обработки

Основные виды термической обработки различают по температуре нагрева и по скорости охлаждения:

• Отжиг — нагрев выше температуры рекристаллизации и медленное охлаждение вместе с печью. Цель отжига — снять напряжения и улучшить обрабатываемость материала.
• Нормализация — нагрев выше температуры фазовых превращений и последующее охлаждение на воздухе.
• Закалка — нагрев и быстрое охлаждение в воде, масле или на воздухе.
• Отпуск — повторный нагрев закалённой детали до низкой температуры и контролируемое охлаждение.
• Химико-термическая обработка — нагрев в активной среде: она меняет поверхностный слой и по химическому составу.

Есть и изотермическая закалка: деталь выдерживают в среде постоянной температуры, а не сбрасывают её сразу. Изотермический режим уменьшает коробление.

Из этого перечня на нашем участке делаем закалку, отпуск и термоупрочнение. Остальные режимы в услугах не заявляем.

Закалка: быстрое охлаждение и твёрдость

Деталь нагревают до высокой температуры — выше точки фазового превращения, выдерживают, затем идёт быстрое охлаждение. Скорость охлаждения фиксирует структуру, которая при медленном нагреве и остывании не сохранилась бы, — сталь становится твёрдой.

При закалке углерод остаётся в твёрдом растворе, отсюда и твёрдость. Плата за неё — хрупкость и внутренние напряжения. Поэтому закалка почти всегда идёт в паре с отпуском.

Отпуск: снимаем хрупкость после закалки

Отпуск — это нагрев закалённой детали ниже температуры фазовых превращений, выдержка и спокойное охлаждение. Часть напряжений уходит, деталь перестаёт быть хрупкой, твёрдость снижается на контролируемую величину.

Низкий отпуск оставляет твёрдость почти нетронутой: деталь греют до низкой температуры и держат заданное время. Высокотемпературный отпуск даёт вязкость и стойкость к ударной нагрузке. Режимы нагрева и выдержки подбираем по марке стали и по условиям работы узла.

Термоупрочнение деталей

Термоупрочнение — та же термическая обработка, только цель у неё узкая: поднять прочность и износостойкость там, где деталь работает на истирание. Режим подбираем под материал и под нагрузку. Температура нагрева зависит от толщины детали: одна для тонкой, другая для массивной.

Термоупрочнение идёт и по деталям заказчика, и по нашим — тем, что вышли с токарного и фрезерного участка.

Вода, масло, воздух: чем охлаждают деталь

Сталь одной марки после разного охлаждения ведёт себя по-разному.

• Вода — жёсткое охлаждение: высокая твёрдость и риск трещин.
• Масло — мягче воды: охлаждающая среда снижает скорость и уменьшает коробление.
• Воздух — медленное охлаждение для деталей простой формы.
• Печь — деталь медленно охлаждают вместе с печью.

Универсальной закалочной среды нет. Выбор среды охлаждения зависит от марки стали, толщины детали и требуемой твёрдости.

Термическая обработка в маршруте детали

Термообработка редко стоит в маршруте одна. Обычно порядок такой: заготовка, токарная обработка, фрезеровка, термическая обработка металла, финишная доводка размера.

Порядок операций важен: после закалки деталь ведёт, и припуск на шлифовку закладывают заранее. Весь процесс держим под контролем по времени и температуре. Если деталь делаем мы, весь маршрут проходит на одном участке механической обработки — согласовывать между цехами нечего. Встраиваем операцию в общий график, деталь не лежит между переходами неделю.

Детали заказчика и изготовленные у нас

Берём и то, и другое. Привезли свою деталь — принимаем на термообработку отдельной работой. Заказали изготовление — термическая обработка становится этапом производства, отдельно возить деталь не нужно.

Работаем с частниками и с предприятиями Иркутска и области: разовая деталь и серия изделий по чертежам одинаково в работе. В цехе рядом стоят зуборезные станки и электроэрозионная обработка — редкие для города операции, которые часто нужны вместе с термической обработкой.

Как заказать термообработку в Иркутске

Пришлите чертёж или фото детали и напишите, какой вид термообработки нужен и что от неё требуется: твёрдость, вязкость, стойкость к истиранию. Мы подберём процесс термообработки — вид, температурный режим и способ охлаждения — и назовём стоимость и срок.

На рынке с 2000 года. Свой цех, свои станки: механическая обработка металла и термическая обработка в одном месте.