Термічна обробка виливків

Терміном «термічна обробка виливків» називають процес, за допомогою якого вдається усунути дефекти литтєвої структури. Завдяки цьому метал набуває необхідних фізико-хімічних властивостей. Ця техніка застосовується при виготовленні як сталевих виливків, так і виробів із кольорових сплавів та чугунів.

Зазначимо, що литий метал має цілу низку особливостей:

1. Сильні внутрішні напруги. Вони виникають через те, що сплав застигає нерівномірно. Також вони утворюються через неоднорідність розподілу температури всередині форми.
2. Дендритна ліквація. Хімічний склад в міждендритних просторах й осях дендритів різниться, через що утворюється хімічна неоднорідність. Також у сплавах можуть бути присутніми нерівноважні включення у вигляді карбіду або інтерметаліду, що знижують рівень якості металу.
3. Неоднорідність структури. Форма та розміри зерен застиглого металу можуть бути різними. Зазвичай найбільша відмінність – між внутрішньою частиною виливка та його поверхнею.

Поява цих особливостей безпосередньо залежить від типу сплаву, вибраного методу лиття, форми та маси деталі, що виготовляється.

Особливості термообробки

Тип термічної обробки та її режим вибираються після того, як буде відоме призначення деталі, а також структурний вид сплаву, з якого вона виготовлена. Можуть враховуватися її властивості та спосіб постоброблення.

1. Маловідповідальні деталі піддаються низькому відпалу. Завдяки цьому вдається прибрати залишкову напругу у виробах.
2. Відповідальні деталі, які роблять з легованих або вуглецевих сталей, проходять процедури відпалу, поліпшення та нормалізації з відпуском.

Невеликі заготівлі зазвичай піддають тільки одній процедурі, внаслідок чого відбувається одноразова фазова перекристалізація. Великі можуть оброблятися кілька разів. Температура нагріву, а також тривалість процедури підбираються з огляду на особливості заготівлі та сплаву. Потрібно домогтися того, щоб сліди литої структури були повністю усунені, але при цьому зерна не виросли до критичних значень. Зменшити їх розміри можна шляхом подвійної фазової перекристалізації. Наприклад, заготівлі з 45Л нормалізують за температури в 960 градусів, потім гартують при 860 і далі відпускають при 600.

Якщо виготовляються виливки великої маси з легованої сталі, то в них зазвичай утворюється серйозна хімічна неоднорідність. Позбутися неї можна тільки способом гомогенізованого відпалу. Він передбачає нагрів деталі до високих температур (1110-1150 градусів) з подальшою витримкою до 15 годин. Зерно при цьому сильно виростає. Щоб згладити негативні фактори, проводять додатковий термічний відпал або ж нормалізацію стали з подальшим відпуском.

Види термообробки

Існує кілька видів термічної обробки:

1. Відпал. Це процес, при якому деталь нагрівають до заданої температури, витримують протягом певного часу й остуджують до нормальних показників. Він дозволяє знизити твердість металу, поліпшити його структуру й однорідність, а також зняти наявні внутрішні напруги.
2. Нормалізація. Процес схожий на традиційний відпал, при цьому досягається зміна структури стали. Міцність і твердість матеріалу приблизно на 15% вище, ніж після звичайної обробки.
3. Загартування. Це швидке нагрівання сплаву до температури вище критичної точки з подальшим охолодженням у воді або мастилі.

Також може використовуватися метод старіння, який також називають дисперсійним твердінням. В цьому випадку заготівлю нагрівають на невелику температуру, для того щоб виділити частинки зміцнювальної фази.

Щоб отримати більш детальну інформацію про процес лиття сталей, чугунів або кольорових металів, рекомендуємо вам звернутися до «Укрфаворит». Ця компанія працює в Мелітополі (Україна). Вона надає детальні консультації з будь-яких процесів лиття та постобробки, а також пропонує сировину й обладнання для ливарних цехів і виробництв.