Что такое резание металла


Резка металла: способы, инструменты для резания

Резка металла представляет собой процесс разделения материала на части. Таким способом производится раскрой металлических листов или отрезка сортового проката. Воздействием режущего инструмента на металл создаются заготовки для дальнейшей обработки. По разработанным чертежам формируется конфигурация поверхности. Для обработки металла резанием необходимо оборудование. Это могут быть ручные инструменты, механические станки или приспособления, обеспечивающие нагрев материала.

Газокислородная резка

Способы резки

Существует несколько способов разделения материала. Технология зависит от оборудования, применяемого в процессе работы. Выделяют следующие виды резки металла:

Ручная резка металла

Ручное резание металла не является высокоэффективным и в промышленных масштабах не используется. При ручной резке используются следующие инструменты:

Гидроабразивная резка металла

Гидроабразивный способ резки основан на воздействии струи воды, смешанной с абразивными частицами, на обрабатываемую заготовку. Давление подаваемой жидкости составляет 5000 атм. К преимуществу такой резки металла относится возможность получения разнообразных линий. Обработке подвергаются сплавы определенной марки с небольшой толщиной листа.

Термическая резка металла

Резание металлов горячим способом основано на отсутствии контакта между инструментом и заготовкой. Горячая струя расплавляет и разделяет материал в нужном месте.

К видам термической резки относятся:

Газокислородная резка

Газокислородная резка состоит из 2 этапов:

  1. В место реза направляется струя пламени, которая выходит из резака. В качестве горючего материала используется ацетилен.
  2. После разогрева идет подача кислорода, который прорезает размягченную металлическую поверхность. Параллельно удаляются окислы.

В процессе работы расстояние от нижней точки резака до поверхности изделия должно оставаться постоянным. От этого зависит качество реза.

Для этой цели используются лазерные резаки. Процесс основан на подаче лазерного луча в точку поверхности. Происходит фокусирование тепловой энергии. Ведется прогрев участка, расплавление материала и последующее его испарение. При перемещении луч разрезает поверхность.


К недостаткам способа относится возможность работы с изделиями низкой теплопроводности и небольшой толщины.Лазерная резка металла

Плазменная

В качестве оборудования для плазменной резки используется плазматрон. Через имеющееся в нем сопло под высоким давлением выходит кислород. Его температура составляет до 20 тыс. градусов. Ширина пучка 3 мм. Происходит нагрев участка поверхности, его частичное выгорание и выдувание расплава.


К преимуществу метода относится высокая скорость реза и возможность работать с заготовками до 150 мм толщины.

Механическая резка металла

Механическая резка металла осуществляется с помощью воздействия специальной стали с высокой степенью закалки. За счет большой твердости инструмент разрезает изделие.

При резке используются такие виды оборудования:

Резка ленточной пилой

Ленточная пила представляет собой полотно, которое закрепляется в специальном оборудовании. Материал инструмента такой же, как и у ручного изделия. На одной стороне расположены зубцы. В процессе работы двигателя станка идет вращение шкивов, благодаря которому происходит непрерывное движение ленты.

В процессе работы наблюдается небольшой отход, потому что ширина полотна составляет 1,5 мм. Возможна резка как листового металла, так и круглых заготовок.

Ударная резка металла на гильотине

Гильотинная резка металла используется для подготовки заготовок из листовой стали при штамповочных операциях. Разрезаемое полотно располагается на горизонтальной поверхности, подается до упора и разрезается гильотинными ножницами по всей ширине одним ударом.

Важно то, что ножи прикасаются к листу не по всей длине поверхности. Верхний инструмент располагается под углом. Соприкосновение с металлом идет в 1 точке, которая перемещается по всей длине реза. Процесс напоминает работу обыкновенных ножниц.

Резка на дисковом станке

В качестве рабочего инструмента используется диск. По его наружной поверхности располагаются зубья. Сверху стоит защитный кожух. В качестве привода используется электродвигатель, который приводит во вращение диск. Получается срез высокого качества.

По такому же принципу устроены труборезы, которыми разрезаются трубы. В процессе работы идет постоянный поворот заготовки на 360 градусов. Есть возможность делать срезы под разными углами.

Инструменты для резки

При работе в домашних условиях важно знать, чем режется металл. Чаще всего используются ручные ножницы или ножовка. Для промышленности требуются станки, с установленной на них пилой или гильотиной. Это связано с большими объемами производства и необходимостью выдержки точности размеров.

Резка металла ножницами

Ручные ножницы

Ручными ножницами можно разрезать материал, толщиной до 3 мм. Они имеют несколько видов резцов по металлу:

  1. Резцы для прямого реза.
  2. Для криволинейного.
  3. Пальцевые. Бывают прямого вида и зеркального. С их помощью вырезаются сложные фигуры.
  4. С одним подвижным лезвием, а вторым фиксированным, закрепленным в верстак.

Пилы

Пилы часто используются для резки металла. Они бывают нескольких видов:

  1. Ручные. Вставляются в специальную раму, имеющую С-образный вид.
  2. Дисковые. В качестве привода используется электродвигатель или ручное приспособление.
  3. Ленточные. Применяются только в промышленных целях.
  4. Торцевые. Имеют возможность совершать рез под разными углами.
  5. Маятниковые. Отличительной особенностью является наличие на торцевой части твердосплавной напайки.
  6. Циркулярные. Торец изготавливается из абразивных или твердосплавных напаек.

Углошлифовальная машина

В качестве станка для резки используется углошлифовальная машина. Другое ее название — болгарка. Она обладает следующими преимуществами:

  1. Благодаря небольшому весу и малым габаритам приспособление удобно в работе.
  2. Возможность резки изделий разной толщины.
  3. Большой выбор вариантов сменных дисков.

Благодаря процессу обработки металлов резанием, есть возможность получения любого вида изделий. Для этого существует разнообразный инструмент, с помощью которого ведется не только распил в прямом направлении, но и выпиливаются сложные фигуры.

Die Basics 101: Процесс резки металла

Резка - это самый тяжелый процесс металлообработки, который происходит в штампе, и к нему нельзя относиться легкомысленно.

Основы резки

Для резки металла требуется большая сила. Например, требуется примерно 78 000 фунтов. давления для вырезания заготовки диаметром 10 дюймов из низкоуглеродистой стали толщиной 0,100 дюйма. Следовательно, пуансон, матрица и пресс должны поглощать подавляющий удар.

Перетягивание компонентов пресса и матрицы обычно является причиной их преждевременного выхода из строя.Если вы работаете в магазине по заготовке тяжелых металлов, вы меня понимаете. Вы можете услышать и почувствовать , толчок пресса. Важно сделать все возможное, чтобы уменьшить ненужную нагрузку и шок. Такие факторы, как зазор при резке и углы сдвига, значительно влияют на величину требуемой силы. Они также влияют на количество генерируемого шока.

Заблуждения о прокалывании

Если вы участвовали в обучении инструментам и штампам, вас, вероятно, учили следующим правилам прокалывающих пуансонов:

  • Пуансон определяет размер отверстия.
  • Режущий зазор вокруг пуансона всегда должен быть равномерным (равным).
  • 10 процентов толщины металла - хороший зазор для резки для каждой стороны пуансона.

Это хорошие стартовые руководящие принципы для резки, но они не совсем верны. Разберем каждое заблуждение.

Пуансон определяет размер отверстия. Хотя пуансон образует отверстие, очень близкое к его фактическому диаметру, изменение зазора между пуансоном и пуговицей (иногда называемое матрицей) также влияет на размер отверстия.Простая истина заключается в том, что отверстие можно сделать немного больше или меньше диаметра пуансона, увеличивая или уменьшая зазор для резки. Это происходит из-за того, как металл деформируется еще до того, как резка начнется.

Думайте о металле, который вы режете, как о Silly Putty® или резиновом пластике. Если зазор между режущим пуансоном и пуговицей недостаточен, это приведет к сжатию металла или выпиранию из пуансона до того, как начнется резка.После создания пули металл захватывает стороны пуансона. Это повышенное трение между сторонами пуансона и металлом увеличивает силу, необходимую для снятия или отрыва пуансона от металла.

Недостаточный зазор между пуансоном и пуговицей означает, что для создания отверстия требуется большее усилие. Недостаточный зазор также увеличивает нагрузку на края пуансона и матрицу, что приводит к преждевременному разрушению кромки.

После удаления пуансона металл, который когда-то был сжат, разжимается и разрушается вокруг пустоты (отверстия).В результате получается отверстие меньше диаметра пуансона (см. Рисунок 1).

Имейте в виду, что изменение зазора не влияет в значительной степени на размер отверстия, примерно от 0,001 дюйма до 0,002 дюйма. Хотя это может показаться небольшим, это изменение может значительно снизить трение, возникающее при извлечении пуансона, и продлить срок его службы. см. рисунок 2).

Режущий зазор вокруг пуансонов всегда должен быть одинаковым. Еще раз, если вы не пробиваете только круглые отверстия, это утверждение не совсем верно.

Зазоры при резке должны изменяться по периметру пуансона в зависимости от его геометрии. Позвольте мне объяснить на этом примере: если вы пробиваете квадратное отверстие, вы можете заметить, что углы ударов ломаются в первую очередь. Как только углы сломаются, весь пуансон необходимо заточить. Вы когда-нибудь задумывались, почему сначала ломаются углы? Это потому, что это область, которая подвергается наибольшим нагрузкам при резке. Очень просто: везде, где есть небольшая радиальная деталь в разрезе (нет ничего хуже, чем мертвый острый угол), сжимающие силы будут больше.

Чрезмерное сжатие можно компенсировать увеличением зазора при резке в областях с небольшими радиальными элементами или острыми углами. Увеличение зазора в этих областях помогает увеличить срок службы пуансона и пуговицы и снизить вероятность образования большого углового заусенца. Хорошее практическое правило - увеличить зазор в углах примерно до 1,5 раза от нормального. Еще лучший сценарий - по возможности избегать мертвых острых углов (см. Рисунок 3).

10 процентов толщины металла - это хороший зазор для резки для каждой стороны пуансона. Еще раз, это утверждение не всегда верно. Хотя 10% - это наиболее часто используемый зазор при резании, он, безусловно, не всегда идеальный зазор.

Зазоры при резке могут составлять от 0,5 до 25 процентов толщины металла на каждую сторону. Среди многих факторов, определяющих наилучший зазор при резке, - толщина и твердость металла, размер и геометрия пуансона. Например, идеальный зазор для прожига 0.Круглое отверстие диаметром 500 дюймов в листе нержавеющей стали серии 300 толщиной 0,100 дюйма составляет около 13 процентов толщины металла на каждую сторону, или 0,013 дюйма на каждую сторону. Таким образом, общий зазор составляет 0,026 дюйма.

Однако переход с пуансона диаметром 0,500 дюйма на пуансон диаметром 0,100 дюйма требует большего зазора при резании, от 13 до 20 процентов на каждую сторону. Это связано с тем, что пуансон меньшего размера имеет меньший радиус, а сжимающие силы накапливаются в самом маленьком радиальном элементе выреза (как в примере с прямоугольным пуансоном, упомянутом выше).

Тип металла также влияет на выбор зазора резания. Более твердые и высокопрочные материалы требуют большего зазора при резании, в то время как более мягкие металлы, такие как алюминий, требуют меньших зазоров.

Как видите, резка металла немного сложнее, чем кажется. Понимание множества переменных и того, как они влияют на процесс резки, является ключевым моментом.

.

Что такое металлообработка (формовка, резка, соединение)

Металлообработка - это, как следует из названия, работа с металлами для создания отдельных деталей. В металлообработке используется широкий спектр технологий для создания всех типов изделий, от небольших ювелирных изделий до строительных компонентов и крупногабаритных конструкций. Большинство процессов металлообработки можно разделить на три категории: формовка, резка или соединение. Однако важно также отметить, что литье является одним из самых распространенных методов обработки металла и включает заливку металла в форму, после чего его охлаждают и затвердевают.В этом руководстве сделана попытка дать обзор наиболее распространенных сегодня процессов металлообработки в обрабатывающей промышленности.

Формовка металла

Формовка - это процесс формования металлических предметов путем деформации без добавления или удаления какого-либо материала. Процесс деформации осуществляется с помощью тепловых и механических нагрузок. Формовка также включает различные производственные технологии, такие как гибка и ковка.

Гибка металла

Гибка металла - это производственный процесс, в котором используются пластичные материалы, чаще всего листовой металл, который обычно используется для такого оборудования, как специализированные машинные прессы.Гибка металла считается достаточно рентабельной для партий небольшого и среднего количества. В основном, на листогибочном прессе существует три типа гибки: гибка на воздухе (наиболее распространенная), дно и чеканка.

Ковка

Ковка - один из старейших процессов металлообработки. Он использует местные силы сжатия для придания металлу формы. В настоящее время промышленная ковка выполняется на специализированном прессовом оборудовании (молотках), которое может весить более тысячи фунтов! Одним из значительных преимуществ ковки является то, что она может производить более прочную деталь, чем если бы она была сделана с помощью литья или механической обработки.Металлу придают форму в процессе ковки, и его внутренняя зернистая текстура медленно деформируется в соответствии с общей формой детали. После завершения процесса готовый продукт имеет значительно превосходные свойства.

Резка металла

Резка - это процесс, во время которого материалу придается форма путем удаления некоторых частей с помощью инструментов. Этот процесс включает такие технологии, как фрезерование с ЧПУ, фрезерование и токарная обработка.

Обработка

Обработка - это собирательное название для различных процессов, в которых кусок сырья обрабатывается до желаемой формы и размера с помощью инструментов, управляемых компьютером.Такие методы часто называют субтрактивным производством, в отличие от аддитивного производства (3D-печать), при котором продукт создается с нуля. Механическая обработка обычно связана с производством металлических деталей, но она используется с широким спектром материалов, включая пластик, дерево, композиты и другие. Три основных процесса обработки: фрезерование, фрезерование и токарная обработка.

Фрезерование

Операции, при которых режущий инструмент вращается, прижимая режущие кромки к заготовке, называются фрезерованием.Фрезерные станки - это основной инструмент, используемый при фрезеровании.

Фрезерование

Фрезерование с ЧПУ похоже на фрезерование, при этом некоторые фрезерные станки с ЧПУ способны выполнять почти те же задачи, что и фрезерные станки. Основные функции - вырезать, гравировать и вырезать предметы из заготовки - по сути, это замена обычного ручного маршрутизатора, но с помощью процессов, управляемых компьютером, для устранения человеческой ошибки.

Токарная обработка

Операции, при которых вращается заготовка, являются основным методом перемещения металла относительно режущего инструмента.Токарные станки используются в токарной обработке как ведущий основной станок.

Соединение металла

Соединение означает соединение нескольких частей металлического изделия с помощью таких процессов, как сварка. Некоторые процессы 3D-печати металлом, такие как DMLS и EBM, также можно назвать формами сварки.

Сварка

Сварка металла - это процесс изготовления, основанный на соединении материалов плавлением, которое представляет собой сочетание давления и тепла. Как правило, для формирования сварного шва добавляется присадочный материал, так что в некоторых случаях он может стать даже прочнее исходного материала.В то же время процесс сварки должен предохранять присадочные / расплавленные металлы от загрязнения и / или окисления. Сварочные операции можно разделить на категории в соответствии с различными используемыми источниками энергии, среди которых газовое пламя, электрическая дуга, лазер и ультразвук. Среди наиболее популярных методов сварки:

Газокислородная сварка (кислородная сварка), при которой для сварки и резки металлов используются топливные газы и кислород.

Дуговая сварка защищенным металлом (электросварка), в которой используется электрод, покрытый флюсом для защиты сварочной ванны.Электрододержатель удерживает проволоку, пока она медленно тает.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка (инертный газ), при которой для сварки используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Однако область сварного шва должна быть защищена от атмосферного загрязнения инертным защитным газом, таким как аргон или гелий.

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (инертный газ) с использованием пистолета для подачи проволоки, который подает проволоку с регулируемой скоростью и пропускает защитный газ на основе аргона или смесь аргона и диоксида углерода (CO2) над сварочной лужей для защиты это от атмосферного загрязнения.

Литье металла

Литье металла - это процесс обработки металла, который, как известно, начался в древние времена и до сих пор широко используется для изготовления скульптур, инструментов и ювелирных изделий. Наиболее популярные методы включают литье по выплавляемым моделям и литье в песчаные формы. Они подразделяются на материал формы (например, песок или металл) и метод разливки (например, под действием силы тяжести или вакуума).

Какой вид металлообработки использовать?

У каждого процесса металлообработки есть свои плюсы и минусы, поэтому к выбору метода изготовления следует подходить внимательно.Мы рекомендуем более подробно ознакомиться с каждым производственным процессом в других руководствах по производству и при необходимости связаться с нами.

Услуги ЧПУ в США

.

Сравнение механической обработки и резки металлических труб для прецизионных применений

Metal Cutting всегда находится в поиске последних инноваций в инструментах, которые мы используем для швейцарской обработки с ЧПУ, прецизионного шлифования, массовой чистовой обработки и даже услуг притирки, которые мы предлагаем. Тем не менее, эти методы обработки не позволяют понять, что такое Metal Cutting Corporation.

Тип резки металла, в котором мы преуспеваем, - например, отрезание тонкостенных стальных трубок для медицинских устройств и других прецизионных применений - на самом деле является уникальным.Для этих очень точных и больших объемов наши методы резки металлических труб находятся в центре внимания по сравнению с обработкой труб или другими доступными методами резки труб.

Для подкожных трубок и других очень маленьких трубок, которые обычно ищут наши клиенты, проблема заключается в том, что - в зависимости от того, как выполняется процесс - некоторые процессы резки могут вызывать проблемы, такие как:

  • Засорение внутреннего диаметра (ID)
  • Сжатие концов трубы
  • Раздавливание всей трубы

Однако Metal Cutting - одна из немногих компаний, которые могут успешно разрезать трубы этого типа, независимо от того, насколько мал диаметр трубы или насколько тонка стенка трубки.

Существуют способы лазерной резки трубок мелких деталей, например медицинских стентов. Однако лазеры не могут разрезать соты или совокупность деталей; трубы необходимо разрезать индивидуально, что является медленным и дорогостоящим процессом.

Metal Cutting позволяет резать одновременно большое количество тонкостенных стальных труб, делать это экономически эффективно и без каких-либо вышеупомянутых проблем. Фактически, мы любим говорить, что если трубку можно протянуть, мы можем ее разрезать.

Например, мы можем разрезать трубки из нержавеющей стали с внутренним диаметром всего 25 мкм (0.001 ”) и наружным диаметром (OD) всего 75 мкм (0,003 дюйма) - другими словами, трубка размером с человеческий волос. Большая часть этих очень тонкостенных стальных труб используется в:

  • Медицинские приборы, например, для глазной хирургии или аналогичных методов лечения
  • Научные инструменты, в которых необходимо измерять и / или распределять небольшие точные количества жидкости

Другие преимущества резки трубок для мелких деталей

Скорость и стоимость - не единственные преимущества методов Metal Cutting для резки металлических труб.Например, помимо возможности разрезать пучок небольших трубок, при необходимости мы можем разрезать вращающиеся трубки - прорезая только стенку трубки, исключая дополнительное время хода и втягивание колеса.

Еще одно важное отличие - неизбежный тепловой эффект лазерной резки металла. Из личного опыта я знаю, что предотвращение нагрева лазера может быть критической проблемой даже в хирургии человека.

Для процедуры, в которой мне потребовалось несколько лет назад удалить полип из голосовых связок, меня попросили найти хирурга, который умел бы использовать холодный нож, а не лазер.Это потому, что тепло, выделяемое лазером, может вызвать необратимые рубцы на голосовых связках.

Естественно, я пошел с экспертом по холодному ножу, и я рад сказать, что моя операция прошла успешно, а мой голос как новенький. Аналогичным образом, при использовании методов Metal Cutting для работы с тонкостенными трубками не возникает зоны термического влияния, а также деформации или изменения цвета деталей, как это было бы при лазерной резке.

Конечно, само собой разумеется, что лазерная резка отлично подходит для получения чрезвычайно сложных форм, которые намного превосходят возможности Metal Cutting.Для тех областей применения, где требуется такая сложность, сравнение наших методов резки и лазерной резки означает сравнение яблок и апельсинов.

В этих случаях «компромисс» между несколько меньшей скоростью и определенно более высокой стоимостью является просто частью необходимой цены для достижения надлежащих результатов.

Гибкость при поиске мелких деталей Трубки

Хотя мы являемся экспертами в области резки металлических труб, мы не производим их. Тем не менее, Metal Cutting по-прежнему приносит пользу нашим клиентам благодаря взаимоотношениям с поставщиками.

Это дает нам возможность закупать материалы у всех без исключения лучших поставщиков тонкостенных труб из нержавеющей стали, таких как 316, 304 и труднодоступные нержавеющие трубы серии 400, сварных, вытянутых и бесшовных.

Metal Cutting также закупает у ведущих поставщиков тонкостенных труб из многих других металлов, включая MP35N, нитинол (также известный как NiTi или, в Японии, TiNi) и аналогичные сплавы с памятью формы, многочисленные марки титана, ковар, инконель. , и различные другие никелевые сплавы.

Благодаря нашей способности получать трубки с тончайшими стенками и нашим уникальным навыкам точной резки на очень короткие отрезки, наблюдателям часто трудно сказать, что они на самом деле смотрят на трубки.

С очень тонкостенными стальными трубками, имеющими такой малый внутренний диаметр и внешний диаметр, что их невозможно увидеть невооруженным глазом, даже специалисты по проводам могут настаивать: «Это слишком мало для трубки - это должен быть сплошной провод». Престижность нашим производителям трубок!

Характеристики тонкостенных трубок можно определить только при исследовании самых коротких срезов под лупой или микроскопом.

Точно так же на первый взгляд даже специалисты по штамповке могут ошибочно принять некоторые из наших крошечных деталей за штампованные или вырубленные, а не за тонкие трубки, которые мы разрезаем на очень короткие отрезки. Это потому, что мы можем сделать это без деформации концентричности даже самых хрупких трубок.

Конечно, штамповка - это очень высокоскоростной процесс, который используется и широко используется во многих промышленных и потребительских приложениях. Однако там, где важны деформация и продольное направление волокон, наши методы резки металлических труб могут соответствовать требованиям жестких допусков.

Преимущества, когда это важно

Наши запатентованные методы обрезки позволяют нам разрезать тысячи или даже сотни тысяч кусков тонкостенных труб на более мелкие части - и с этой возможностью возникают потребности в дополнительных навыках. А именно, мы также имеем большой опыт измерения, обработки и подсчета очень маленьких трубок в очень больших количествах.

Это может показаться не такой уж большой проблемой. Однако простой подсчет 100000 очень крошечных трубок подобен подсчету отдельных песчинок - хотя, в отличие от песка, наши отрезанные трубы имеют преимущество идентичного размера благодаря нашей способности выдерживать очень жесткие допуски.

Metal Cutting имеет сложные полумикросчетные шкалы и умение правильно ими пользоваться. Это гарантирует, что мы доставим нужное количество небольших трубок, некоторые из которых настолько малы, что вместе многие тысячи деталей занимают площадь всего в квадратный дюйм.

Отрезка деталей и обработка для прецизионного производства

Хотя заказчики часто спрашивают о наших возможностях обработки, в действительности мы предлагаем гораздо больше - особенно для производственных компаний, которым требуется обрезка металлических труб и других мелких металлических деталей с высокой точностью.

Для получения информации о том, как определить, какой метод точной резки лучше всего подходит для ваших требований к мелким деталям, загрузите наше бесплатное руководство. Выбирайте с уверенностью: сравнение 2-х осевых прецизионных методов резки .

.

5 вещей, которые следует учитывать при термической обработке металла

Мы уже говорили в другом месте о том, как тепловое расширение может быть фактором при принятии решения о том, насколько точными должны быть размеры металлической детали.

А именно, если даже небольшая разница в допуске, вызванная тепловым расширением, повлияет на работу детали, то разумно избегать указания очень жесткого допуска, когда существует риск изменения температуры окружающей среды. А это означает вариативность в любом месте процесса, от отрезания детали и проверки до сборки и конечного использования.

Но что насчет того, если вы намеренно термически обрабатываете металлы как обычную часть производственного процесса? Что в таком случае нужно учитывать при создании спецификаций для небольших отрезанных металлических деталей, таких как те, которые мы производим здесь, в Metal Cutting Corporation?

Почему металлы подвергаются термической обработке? Есть много важных причин. Но в основном процесс термической обработки металлов включает контролируемое приложение тепла для изменения физических, а иногда и химических свойств материала.

Несмотря на то, что мы не занимаемся термической обработкой металлов в рамках наших услуг в Metal Cutting, мы помним о возможном влиянии изменения размеров . Но прежде чем мы исследуем непреднамеренные последствия для размеров металлических деталей, давайте обсудим некоторые преимущества термической обработки и отжига.

В зависимости от используемого метода термически обработанные металлы становятся тверже или мягче, более или менее хрупкими, прочнее или слабее. Исходя из желаемых конечных результатов, метод может включать:

  • Использование нескольких процедур
  • Изменение температуры термообработки металла
  • Изменение продолжительности воздействия тепла
  • Контроль скорости или скорости охлаждения материала

Способ применения и отвода тепла при термообработке металла влияет как на предел текучести, так и на твердость конечного продукта.

Например, нержавеющая сталь обычно подвергается термообработке для повышения ее твердости; с другой стороны, он также может стать более хрупким.

И наоборот, нержавеющая сталь может подвергаться термообработке для повышения ее пластичности, что помогает минимизировать растрескивание и повысить обрабатываемость. Однако этот процесс также может снизить твердость стали.

Таким образом, получение металла с желаемыми характеристиками - например, нержавеющей стали с высоким пределом прочности на разрыв, но относительно низкой хрупкостью - может потребовать нескольких обработок при разных температурах и разной продолжительности.

Часто используется взаимозаменяемо с термином термическая обработка. , отжиг. - это особый метод, используемый для смягчения металлов с целью повышения их пластичности и уменьшения хрупкости.

Отжиг также может использоваться для увеличения однородности металлов, а также для восстановления их пластичности перед дальнейшей обработкой. Например, когда обрабатывается нержавеющая сталь 316, она может приобретать нежелательные магнитные свойства; однако отжиг нержавеющей стали может восстановить ее первоначальное немагнитное состояние (или очень близко к нему).

Отжиг осуществляется в специализированных печах, в которых жестко контролируются условия. Металл нагревается до высокой температуры - обычно немного выше температуры рекристаллизации.

Материал выдерживают при высокой температуре от нескольких часов до нескольких дней, а затем дают остыть (в случае стали и других черных металлов - очень медленно).

При термической обработке металла важна также атмосфера, в которой происходит процесс, поскольку она влияет на поверхность и прочность материала.

Например, если вы термообрабатываете вольфрам в нормальной атмосфере, это приведет к окислению, которое сделает поверхность пористой. Однако работа в контролируемой среде - такой как вакуум или герметичная атмосфера азота, аргона или водорода - позволяет термически обрабатывать металл без окисления.

Низкоуглеродистая сталь

может подвергаться отжигу в среде, богатой углеродом, для цементирования стали с поверхностным слоем с высоким содержанием углерода, который обладает хорошей усталостной и износостойкостью. Этот метод используется для повышения твердости и долговечности таких изделий, как проволочные пружины и поковки из углеродистой стали.

Однако, если «науглероживание» не является желательным признаком, отжиг следует проводить в среде с низким содержанием углерода или без него.

Иногда поиск правильной «формулы» как для состава сплава, так и для метода термообработки металла имеет важное значение для достижения желаемых конечных свойств. Отличным примером является свойство памяти формы никель-титанового сплава , также известного как NiTi или нитинол .

Этот «упругий» материал был впервые широко использован для изготовления оправ для очков, которые могут сгибаться и, казалось бы, волшебным образом возвращаться к своей первоначальной форме.Сегодня NiTi широко используется для изготовления трубок медицинских устройств, таких как проводники для катетеров, стенты и иглы для микрохирургии.

Свойство памяти формы NiTi зависит от термической обработки. Это то, что позволяет NiTi претерпевать деформацию при одной температуре, а затем восстанавливать свою первоначальную недеформированную форму при нагревании выше так называемой температуры превращения.

Однако, как известно, получить NiTi сложно из-за высокой реакционной способности титана и того факта, что даже незначительные изменения в составе могут повлиять на температуру превращения.

Например, если атомы титана соединяются с кислородом или углеродом, кристаллическая структура NiTi может потерять титан, что приведет к снижению температуры превращения. Если никеля слишком мало и материал выдерживается слишком долго, температура превращения повышается.

Какой бы метод ни использовался для термообработки металлов, жизненно важно указать этот процесс в спецификациях на отрезанные металлические детали. Примечательно, как термообработка металла может изменить одни размеры тщательно обработанных деталей и не повлиять на другие параметры.

Например, если у вас есть спецификация прямолинейности, вы должны учитывать, повлияет ли термообработка и возникающее в результате расширение металла на размеры ваших разрезаемых деталей и, в конечном итоге, на то, насколько хорошо они будут работать - и если да, то вы может потребоваться соответствующая корректировка допусков.

Кроме того, важно убедиться, что термообработанные металлические детали будут правильно упакованы, чтобы избежать деформации или повреждения ранее вырезанных деталей во время их транспортировки.

Например, в компании Metal Cutting мы всегда хотим знать, будут ли вырезанные детали отправлены третьей стороне для термообработки или отжига. Поскольку детали становятся более податливыми в результате отжига, неправильная упаковка может привести к деформации отожженных деталей, когда они будут переупакованы и отправлены вам (или отправлены обратно нам для дополнительной обработки).

Такие детали, как стержни, могут изгибаться, если они расширяются и не упаковываются должным образом после термообработки металла. Другие детали могут начать тереться друг о друга и поцарапать поверхность, если упаковка больше не удерживает термообработанные металлические детали надежно.

Еще одна причина для тщательных спецификаций

Суть в том, что в случае термически обработанного металла методы и эффекты должны быть рассмотрены и предоставлены вашим партнерам по производству, когда вы создаете спецификации для ваших требований к мелким деталям. Это поможет оптимизировать технологичность и получить желаемые результаты.

.

Смотрите также