مقدمة من عملية التبريد الجديدة

المقدمة: يتم تبريد الفولاذ عن طريق تسخين الصلب إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة Ac3 (الصلب الناقص الصلابة) أو Ac1 (الصلب منخفض التصلب) ، مع الاحتفاظ به لفترة من الزمن بحيث يتم تبخيره كليًا أو جزئيًا ، ثم تبريده عند درجة حرارة أعلى من معدل التبريد الحرج التبريد السريع إلى أقل من عملية المعالجة الحرارية مارتينسيت (أو باينيت) السيدة (أو السيدة بالقرب من متساوي الحرارة). يشار عادةً إلى المعالجة بالحلول للمواد مثل سبائك الألومنيوم أو سبائك النحاس أو سبائك التيتانيوم أو الزجاج المقسى أو غير ذلك أو عمليات المعالجة الحرارية مع التبريد السريع. التبريد هو عملية شائعة لمعالجة الحرارة ، تستخدم بشكل رئيسي لزيادة صلابة المادة. عادة من وسط التبريد ، يمكن تقسيمها إلى تبريد الماء ، تبريد الزيت ، التبريد العضوي. مع تطور العلم والتكنولوجيا ، ظهرت بعض عمليات التبريد الجديدة .1 طريقة التبريد المبرد بالهواء عالي الضغطالعمل في تدفق الغاز الخامل القوي بسرعة وبصورة متساوية ، لمنع أكسدة السطح ، لتجنب التشققات ، تقليل التشويه ، لضمان صلابة المطلوبة ، وذلك أساسا لأداة التبريد الصلب. لقد تطورت هذه التكنولوجيا مؤخرًا بشكل سريع وتوسعت مجموعة التطبيقات أيضًا بشكل كبير. في الوقت الحاضر ، تطورت تقنية تبريد الغاز الفراغ بسرعة ، والضغط السلبي (<1 × 105 Pa) تبريد الغاز بمعدل التدفق العالي متبوعًا بتبريد الغاز والضغط العالي (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) عالي التبريد (10 × 105 ~ 20 × 105 باسكال) عالي التبريد وغيره من التقنيات الجديدة ، لا يعزز فقط قدرة التبريد على تفريغ الهواء بواسطة تبريد الهواء ، ويتم تبريد سطوع سطح قطعة العمل جيدًا وتشوهه صغيرًا ، ولكن أيضا كفاءة عالية ، توفير الطاقة ، خالية من التلوث وهلم جرا. إن استخدام التبريد المبرد بالغاز عالي الضغط هو تبريد المواد وتسخينها ، والحل ، والشيخوخة ، والكربنة الأيونية ، والكربنة من الفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الخاصة ، بالإضافة إلى التلبيد بالفراغ والتبريد والتبريد بعد اللحام بالنحاس. مع تبريد تبريد النيتروجين عالي الضغط 6 × 105 Pa ، يمكن تبريد الحمل فقط ، ويمكن تصلب الفولاذ عالي السرعة (W6Mo5Cr4V2) إلى 70 ~ 100 مم ، فولاذ العمل الساخن ذو السبائك الساخنة يصل إلى 25 ~ 100 مم ، ذهبي بارد يموت الصلب العمل (مثل Cr12) ما يصل إلى 80 ~ 100 ملم. عندما يتم إخمادها بمقدار 10 × 10 باسكال من النيتروجين عالي الضغط ، يمكن أن يكون الحمل المبرد مكثفًا ، مما يزيد من كثافة الحمل بنسبة تتراوح بين 30٪ و 40٪ تقريبًا عن درجة التبريد البالغة 6 × 10 5 باسكال. نيتروجين عالي الضغط أو خليط من الهيليوم والنيتروجين ، الأحمال المبردة كثيفة ويمكن تجميعها معًا. يمكن تبريد كثافة تبريد النيتروجين 6 × 105 Pa بنسبة 80 ٪ إلى 150 ٪ ، جميع الصلب عالي السرعة ، والصلب العالي سبائك ، الصلب أداة العمل الساخنة والكروم الصلب Cr13 ٪ والمزيد من الصلب تطفأ النفط سبيكة ، مثل المزيد من الحجم الكبير 9Mn2V الصلب. أفران الإخماد ذات التبريد المزدوج بالغرفة مع غرف تبريد منفصلة تتمتع بقدرة تبريد أفضل من نفس النوع من أفران الغرف الفردية. إن فرن الحجرة المزدوجة المبردة 2 × 105 Pa له نفس تأثير التبريد مثل فرن الحجرة المفردة 4 × 105 Pa. ومع ذلك ، تكاليف التشغيل ، وانخفاض تكاليف الصيانة. كما صناعة المواد الأساسية في الصين (الجرافيت ، الموليبدينوم ، وما إلى ذلك) والمكونات المساعدة (السيارات) وغيرها من المستويات التي يتعين تحسينها. لذلك ، لتحسين الرعاية الفراغية ذات الضغط العالي لغرفة واحدة 6 × 105 Pa مع الحفاظ على تطوير ضغط الغرفة المزدوجة وفرن تبريد الهواء عالي الضغط ، يتماشى أكثر مع الظروف الوطنية في الصين. قم بتكوين 1 هواء عالي الضغط أفران التفريغ المبردة 2 طريقة التبريد القوية عادة ما يكون التبريد التقليدي مع تبريد بمحلول زيت أو بوليمر ، وقاعدة تبريد قوية بالماء أو بتركيزات منخفضة من الماء المالح. يتميز التبريد القوي بالتبريد السريع للغاية ، دون الحاجة إلى القلق بشأن التشويه المفرط للصلب والتشقق. التبريد تبريد التقليدية إلى درجة حرارة التبريد ، التوتر السطحي الصلب أو حالة الضغط المنخفض ، والتبريد القوي في منتصف التبريد ، لا يزال القلب الشغل في حالة ساخنة لإيقاف التبريد ، بحيث تشكيل ضغط الضغط السطحي. تحت ظروف التبريد القاسية ، يتعرض الأوستينيت الفائق البرودة على سطح الصلب لضغط ضاغط قدره 1200 ميجا باسكال عندما يكون معدل التبريد لمنطقة تحول مارتنسيت أعلى من 30 ℃ / ثانية ، بحيث تكون مقاومة الخضوع للصلب بعد التبريد يتم زيادة بنسبة 25 ٪ على الأقل. المبدأ: الصلب من austenitizing تبريد الحرارة ، فإن الفرق في درجة الحرارة بين السطح والقلب يؤدي إلى الإجهاد الداخلي. إن تغيير الطور للحجم المحدد لتغيير الطور والبلاستيك تغيير الطور سوف يتسبب أيضًا في إجهاد تحويل طور إضافي. إذا كان الإجهاد الحراري وتراكب الإجهاد بمرحلة انتقالية ، أي أن الإجهاد الكلي يتجاوز قوة الخضوع للمادة سوف يحدث تشوه بلاستيكي ؛ إذا تجاوز الإجهاد قوة الشد للصلب الساخن سوف يشكل صدع تبريد. أثناء التبريد المكثف ، يزيد الإجهاد المتبقي الناجم عن لدونة الطور وتغير الإجهاد المتبقي بسبب التغير في الحجم المحدد لتحول الأوستينيت - مارتنسيت. في التبريد الشديد ، سطح الشغل تبريد على الفور إلى درجة حرارة الحمام ، ودرجة حرارة القلب دون تغيير تقريبا. يؤدي التبريد السريع إلى إجهاد الشد العالي الذي يتقلص الطبقة السطحية ويتوازن مع إجهاد القلب. تزيد زيادة التدرج في درجة الحرارة من إجهاد الشد الناتج عن تحول مارتنسيتي الأولي ، في حين أن زيادة درجة حرارة بدء تحول مارتنزيت سوف تتسبب السيدة في توسع الطبقة السطحية بسبب مرونة المرحلة الانتقالية ، سيتم تقليل إجهاد الشد السطحي وتحويله بشكل كبير في الإجهاد الضغط ، الإجهاد السطحي الضغط يتناسب مع كمية مارتينسيت السطح المنتجة. يحدد ضغط الضغط السطحي هذا ما إذا كان القلب قد خضع لعملية تحول مارتنسيت تحت ظروف ضغطية أو ، على مزيد من التبريد ، يعكس إجهاد الشد السطحي. إذا كان تحول مارتنسيت لتوسيع حجم القلب كبيرًا بدرجة كافية ، وكان مارتنسيت السطحي قاسيًا وهش للغاية ، فستجعل الطبقة السطحية بسبب تمزق انعكاس الضغط. تحقيقًا لهذه الغاية ، يجب أن يظهر سطح الفولاذ كإجهاد ضغط ويجب أن يحدث تحول مارتينيتيس القلب في أقرب وقت ممكن. اختبار التبريد القوي وأداء التبريد الصلب: تتميز طريقة التبريد القوية بميزة تشكيل ضغط ضاغط في السطح ، مما يقلل من خطر التكسير وتحسين صلابة والقوة. تشكيل السطح من مارتينسيت 100 ٪ ، سيتم منح الصلب أكبر طبقة تصلب ، فإنه يمكن أن تحل محل الفولاذ الكربوني الصلب أكثر تكلفة ، ويمكن تبريد قوية أيضا تعزيز الخصائص الميكانيكية موحدة من الصلب وإنتاج أصغر تشويه الشغل. الأجزاء بعد التبريد ، يمكن زيادة عمر الخدمة تحت الحمل المتناوب بترتيب من الحجم. [1] الشكل 2: احتمال تكوين صدع قوي للتبريد وعلاقة معدل التبريد 3 طريقة تبريد خليط الماء والهواء عن طريق ضبط ضغط الماء والهواء والمسافة بين فوهة التفتيت وسطح الشغل ، وقدرة التبريد لمزيج الماء والهواء يمكن أن تكون متنوعة والتبريد يمكن أن تكون موحدة. تدل ممارسة الإنتاج على أن استخدام القانون المتعلق بتشكيل الأجزاء الفولاذية المعقدة من الصلب الكربوني أو السبائك الفولاذية يحرض على تصلب السطح ، مما يمكن أن يمنع بشكل فعال توليد تشققات التبريد. تكوين 3 خليط من الماء والهواء 4 طريقة تسخين الماء المغلي باستخدام التبريد بالماء المغلي 100 ، يمكن الحصول على تأثير تصلب أفضل ، للتبريد أو تطبيع الصلب. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق هذه التقنية بنجاح على تبريد حديد الدكتايل. أخذ سبائك الألومنيوم كمثال: وفقًا للمواصفات الحالية للمعالجة الحرارية لمطروقات وسبائك سبائك الألومنيوم ، يتم التحكم بدرجة حرارة ماء التبريد عمومًا تحت 60 درجة مئوية ، ودرجة حرارة ماء التبريد منخفضة ، وسرعة التبريد عالية ، وبقايا كبيرة الإجهاد بعد حدوث التبريد. في الآلات النهائية ، يكون الإجهاد الداخلي غير متوازن بسبب عدم تناسق شكل السطح وحجمه ، مما يؤدي إلى إطلاق الإجهاد المتبقي ، مما يؤدي إلى تشوه الأجزاء المشوهة والمثنية والبيضاوية وغيرها من الأجزاء المشوهة من النفايات المكوّنة مع خسارة خطيرة. على سبيل المثال: المروحة ، شفرات الضاغط ، وغيرها من سبائك الألومنيوم تزوير تشوه بعد بالقطع واضحة ، مما أدى إلى التسامح حجم الأجزاء. ارتفعت درجة حرارة ماء التبريد من درجة حرارة الغرفة (30-40 ℃) إلى درجة حرارة الماء المغلي (90-100 ℃) ، انخفض متوسط الإجهاد المتبقي في تزوير بنحو 50 ٪. [2] الشكل 4 - مخطط تبريد الماء المغلي 5 - طريقة تبريد الزيت الساخن - استخدام زيت التبريد الساخن ، بحيث أن قطعة العمل قبل التبريد في درجة حرارة مساوية أو بالقرب من درجة حرارة نقطة السيدة من أجل تقليل الفرق في درجة الحرارة ، يمكن أن تمنع بشكل فعال التبريد تشويه الشغل وتكسير. يموت صغر حجم أداة سبائك الصلب الباردة 160 ~ 200 ℃ في التبريد بالزيت الساخن ، يمكن أن تقلل بشكل فعال من التشويه وتجنب تكسير. تكوين 5 رسم تخطيطي تبريد زيت ساخن 6 طريقة العلاج المبردة يتم تبريد الشغل مروي باستمرار من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة أقل بحيث يستمر تحول الأوستينيت المحتفظ به إلى مارتينسيت ، والغرض منه هو تحسين صلابة ومقاومة التآكل للصلب ، وتحسين الاستقرار الهيكلي والاستقرار الأبعاد للشغل ، وتحسين فعالية عمر الأداة. وسيلة تبريد لطرق معالجة المواد. تم تطبيق تقنية المعالجة بالتبريد لأول مرة على أدوات التآكل ومواد أدوات العفن ، ثم تم تمديدها لاحقًا لتشكيل سبائك الصلب والكربيد وغيرها ، باستخدام هذه الطريقة يمكن أن يغير الهيكل الداخلي للمواد المعدنية ، وبالتالي تحسين الخواص الميكانيكية وخصائص المعالجة ، والتي هي حاليا واحدة من أحدث عمليات تشديد. تشير المعالجة بالتبريد (المعالجة بالتبريد) ، والمعروفة أيضًا بمعالجة درجات الحرارة المنخفضة جدًا ، عمومًا إلى المادة أدناه -130 ℃ للمعالجة لتحسين الأداء العام للمادة. منذ مائة عام مضت ، بدأ الأشخاص في العلاج البارد المطبق على أجزاء المشاهدة ، ووجدوا أن هذا يحسن القوة ، ومقاومة التآكل ، واستقرار الأبعاد ، وعمر الخدمة. المعالجة بالتبريد هي تقنية جديدة تم تطويرها على أساس علاج البرد العادي في الستينيات. مقارنة بالمعالجة الباردة التقليدية ، يمكن للمعالجة المبردة أن تزيد من تحسين الخواص الميكانيكية واستقرار المواد ، ولها إمكانية تطبيق أوسع. آلية المعالجة المبردة: بعد المعالجة المبردة ، الأوستينيت المتبقي في الهيكل الداخلي للمواد المعدنية (القالب بشكل رئيسي المواد) يتم تحويلها إلى مارتنسيت ، كما يتم ترسيب كربيد عجل في مارتنسيت ، بحيث يمكن القضاء على مارتنسيت في الإجهاد المتبقية ، ولكن أيضا تعزيز مصفوفة مارتنسيت ، لذلك سوف تزيد صلابته ومقاومة التآكل. سبب الزيادة في الصلابة يرجع إلى تحول جزء من الأوستينيت المحتفظ به إلى مارتينسيت. الزيادة في المتانة ترجع إلى التشتت والهطول الضئيل Fe-Fe3C. في الوقت نفسه ، ينخفض محتوى الكربون في مارتنسيت وينخفض تشويه شعرية ، تحسين اللدونة. معدات المعالجة المبردة تتكون أساسا من خزان النيتروجين السائل ، نظام نقل النيتروجين السائل ، صندوق البارد العميق ونظام التحكم. في التطبيق ، يتكرر العلاج المبرد عدة مرات. العمليات النموذجية مثل: 1120 20 تبريد الزيت + -196 ℃ × 1h (2-4) المعالجة المبردة العميقة + 200 ℃ × 2h هدأ. بعد معالجة المنظمة ، حدث تحول في الأوستينيت ، ولكن أيضًا تم التعجيل بتشتت المارتينسيت المرتد للعلاقة المتماسكة للغاية مع مصفوفة الكربيدات فائقة الصغر ، بعد انخفاض درجة الحرارة المنخفضة اللاحقة عند 200 ℃ ، ونمو كربيدات كربيد متناهية الصغر ، وعدد وتشتت زيادة كبيرة. يتكرر العلاج المبرد عدة مرات. من ناحية ، ترسبت كربيد دقيق من المارتينسيت تحولت من الأوستينيت المحتفظ بها في وقت التبريد المبردة السابقة. من ناحية أخرى ، لا تزال الكربيد الدقيقة تترسب في المارتينسيت المروي. يمكن أن تؤدي العملية المتكررة إلى زيادة قوة ضاغطة المصفوفة وقوة العائد وزيادة صلابة الصدمات ، وتحسين صلابة الفولاذ ، في حين تم تحسين مقاومة التآكل بشكل كبير. تكوين 6 تخطيطي لجهاز المعالجة المبردة بعض الشغل على متطلبات الحجم الصارمة ، لا يسمح المعالجة بسبب الإجهاد الحراري الناجم عن التشوه المفرط ، ينبغي التحكم في معدل التبريد المبرد. بالإضافة إلى ذلك ، لضمان توحيد مجال درجة الحرارة داخل الجهاز وتقليل تقلب درجات الحرارة ، يجب أن يأخذ تصميم نظام المعالجة المبردة في الاعتبار دقة التحكم في درجة حرارة النظام وعقلانية ترتيب مجال التدفق. في تصميم النظام يجب أن ينتبه أيضًا لتلبية استهلاك الطاقة الأقل والكفاءة العالية والتشغيل السهل والمتطلبات الأخرى. هذه هي اتجاه التطور الحالي لنظام العلاج المبردة. بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أيضًا أن تتطور بعض أنظمة التبريد النامية التي تمتد درجة حرارة التبريد فيها من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة منخفضة إلى أنظمة معالجة مبردة خالية من السوائل مع انخفاض درجة الحرارة الدنيا وتحسين كفاءة التبريد. [3] المراجع: [1] 樊东黎.强烈 淬火 - 一种 新 的 强化 钢 的 热处理 方法 [J].热处理 ، 2005 ، 20 (4): 1-3 [2] 宋 微 ، 郝冬梅 ، 王成江.沸水 淬火 对 铝合金 锻件 组织 与 机械 性能 的 影响 [J].铝加工 ، 2002 ، 25 (2): 1-3 [3] 夏雨亮 ، 金 滔 ، 汤 珂.深 冷 处理 工艺 及 设备 的 发展 现状 和 展望 [J]. 2007 与 特 气 ، 2007 ، 25 (1): 1-3
المصدر: ميو كربيد