ในฐานะที่เป็นส่วนประกอบหลักของการเชื่อมต่อเชิงกลประสิทธิภาพของสกรูจะกำหนดความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของอุปกรณ์โดยตรง การรักษาด้วยความร้อนเป็นกระบวนการที่สำคัญที่ปรับเปลี่ยนโครงสร้างภายในของสกรูโดยการควบคุมความร้อนฉนวนและกระบวนการระบายความร้อนเพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลที่ต้องการ (เช่นความแข็งแรงความแข็งและความเหนียว) สกรูที่ทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน (เช่นเหล็กกล้าคาร์บอนเหล็กอัลลอยและสแตนเลส) จำเป็นต้องใช้โซลูชั่นการบำบัดความร้อนที่ปรับแต่งเพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานที่หลากหลาย (เช่นยานยนต์การก่อสร้างและการบินและอวกาศ)
จุดประสงค์หลักของการบำบัดความร้อนสกรู
สกรูจะต้องทนต่อการโหลดเช่นความตึงเครียดแรงเฉือนและผลกระทบในระหว่างการทำงานและบางอย่างจะต้องทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูง เป้าหมายหลักของการรักษาความร้อนคือการสร้างสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความทนทานซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:
การปรับปรุงประสิทธิภาพ (วัตถุประสงค์ที่สำคัญที่สุด): โดยการปรับเปลี่ยนโครงสร้างภายใน (เช่นการสร้าง martensite หรือ sorbite), ความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งของสกรูเพิ่มขึ้นป้องกันการเสียรูปพลาสติกหรือการแตกหักภายใต้ภาระ (แอพพลิเคชั่นทั่วไปรวมถึงสกรูบล็อกเครื่องยนต์ยานยนต์และสกรูเชื่อมต่อสะพานซึ่งจะต้องทนต่อการโหลดสูงโดยไม่ต้องเสียรูป)
บรรเทาความเครียดภายใน: หลังจากหัวเรื่องเย็น (การขึ้นรูป) และการตัดเฉือนความเครียดที่เหลือจะยังคงอยู่ภายในสกรูซึ่งสามารถนำไปสู่การแตกหรือการเสียรูปมิติในระหว่างการใช้งานในภายหลัง การรักษาด้วยความร้อนผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่นการลดระดับอุณหภูมิต่ำและการหลอมบรรเทาความเครียดสามารถปลดปล่อยความเครียดภายในเหล่านี้และสร้างความมั่นใจในมิติ (กรณีการใช้งานทั่วไป: สกรูขนาดเล็กที่ใช้ในเครื่องมือที่มีความแม่นยำต้องการความแม่นยำในมิติที่สูงมาก (เช่นความคลาดเคลื่อนของ± 0.01 มม.)
การปรับปรุงความสามารถในการใช้ความสามารถ: วัสดุที่มีความทนทานสูง (เช่นเหล็กคาร์บอนสูง) เป็นเรื่องยากที่จะใช้เครื่องโดยตรง การหลอมสามารถลดความแข็งและเพิ่มความเป็นพลาสติกช่วยอำนวยความสะดวกหัวหรือเกลียว การดับและการแบ่งเบาบรรเทานั้นสามารถใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรง (กรณีการใช้งานทั่วไป: สกรูเหล็ก 45# ถูกอบอ่อนก่อนที่จะก่อตัว (เพื่อลดความแข็งเป็น HB180-220) ตามด้วยการดับและการแบ่งเบedingหลังจากการตัดเฉือน (เพื่อเพิ่มความแข็งให้กับ HRC35-40))
วัสดุสกรูทั่วไปและกระบวนการบำบัดความร้อนที่สอดคล้องกัน
ทางเลือกของวัสดุสกรูกำหนดเส้นทางการบำบัดความร้อน ความแตกต่างขององค์ประกอบ (เช่นเนื้อหาคาร์บอนและองค์ประกอบการผสม) ระหว่างวัสดุที่แตกต่างกันนำไปสู่ลักษณะการแปลงเฟสที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ต่อไปนี้เป็นกระบวนการรวมกันสำหรับวัสดุหลักสามชนิด:
เหล็กคาร์บอนต่ำ Q235, 10# เหล็ก: กระบวนการบำบัดความร้อนหลัก (carburizing ดับอุณหภูมิต่ำ)
เหล็กกล้าคาร์บอนขนาดกลาง 45# เหล็ก, 35# เหล็ก: ผ่านการแบ่งเบาอุณหภูมิกลาง
เหล็กกล้าโครงสร้างโลหะผสม 40cr, 35crmo: การดับและการแบ่งเบาบรรเทา (ดับอุณหภูมิอุณหภูมิสูง)
Martensitic Stainless Steel 410, 420: ดับอุณหภูมิอุณหภูมิต่ำ
การเชื่อมโยงกระบวนการสำคัญของการรักษาความร้อนสกรู
การรักษาด้วยความร้อนสกรูต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์สามขั้นตอนของ "การทำความร้อน - การระบายความร้อน - การระบายความร้อน" เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องเช่นความแข็งไม่เพียงพอการแตกและการเสียรูป ต่อไปนี้เป็นการวิเคราะห์โดยละเอียดของกระบวนการหลัก:
การปรับสภาพ: การหลอม/การทำให้เป็นมาตรฐาน (เตรียมการสำหรับการประมวลผลที่ตามมาหรือการรักษาความร้อนขั้นสุดท้าย)
การหลอม: ค่อยๆให้ความร้อนกับสกรูถึง 30-50 ° C เหนือ AC3 (Hypoeutectoid Steel) หรือ AC1 (Hypereutectoid Steel) ถือไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งแล้วค่อยๆเย็นลงในเตา (อัตราการระบายความร้อน≤ 50 ° C/H)
วัตถุประสงค์: ลดความแข็ง (เช่น 45# ความแข็งของเหล็ก≤ HB229 หลังจากการหลอม) บรรเทาความเครียดในการประมวลผลและปรับขนาดเกรนเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการเปิดตัวหรือดับเย็น
การทำให้เป็นมาตรฐาน: การให้ความร้อนถึงอุณหภูมิที่คล้ายกับการหลอม แต่ถือตามด้วยการระบายความร้อนในอากาศ (อัตราการระบายความร้อนเร็วกว่าการหลอม)
วัตถุประสงค์: ผลิตโครงสร้างไข่มุกที่ดีกว่าด้วยความแข็งสูงกว่าการหลอมเล็กน้อย (45# ความแข็งของเหล็ก HB170-230 หลังจากการทำให้เป็นมาตรฐาน) เหมาะสำหรับสกรูที่ไม่สำคัญที่มีความต้องการความแข็งแรงบางอย่าง
การรักษาเสริมสร้างความเข้มแข็ง: การชุบลิ้มรส (กำหนดคุณสมบัติเชิงกลขั้นสุดท้ายของสกรู)
(การดับ) ประสบความสำเร็จสูง แต่ก็ยังคงเปราะบางด้วย: สกรูถูกทำให้ร้อนกับ "อุณหภูมิออสเตนดิสเซชั่น" (เช่น 840-860 ° C สำหรับ 45# เหล็ก, 830-850 ° C สำหรับเหล็ก 40cr) จัดขึ้นที่อุณหภูมินี้ การระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (เช่นน้ำหรือการระบายความร้อนด้วยน้ำมัน) ช่วยให้ออสเทนไนต์เปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์เพิ่มความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ
(การแบ่งเบาอารมณ์) การปรับสมดุลความแข็งและความเหนียว (ขั้นตอน "แกน" การปรับจูน "): สกรูดับจะอุ่นไปยัง" อุณหภูมิย่อย AC1 "(ไม่สูงกว่า 727 ° C เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้เกิดออสเทนไนซ์) จัดขึ้นที่อุณหภูมินี้
การแข็งตัวของพื้นผิว: carburizing/nitriding (สำหรับความต้องการความแข็งของพื้นผิวสูง)
สำหรับสกรูเหล็กคาร์บอนต่ำ (เช่น 10# เหล็ก) เนื่องจากปริมาณคาร์บอนต่ำ (≤0.15%) การดับเต็มไม่สามารถแข็งตัวได้สูง จำเป็นต้องมีการคาร์บูไรซิ่งพื้นผิวเพื่อเพิ่มความแข็งของพื้นผิวในขณะที่รักษาความทนทานของแกนกลาง
กระบวนการ Carburizing: สกรูถูกวางไว้ในเตาคาร์บูไรซิ่ง (มีสารคาร์บูไรซิ่งเช่นมีเธนหรือโพรเพน) ที่ 900-950 ° C เป็นเวลา 2-6 ชั่วโมงเพื่อเพิ่มปริมาณคาร์บอนพื้นผิวเป็น 0.8%-1.2% จากนั้นสกรูจะดับและอารมณ์ที่อุณหภูมิต่ำ
ข้อบกพร่องทั่วไปและการป้องกันการรักษาความร้อนสกรู
ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อนการควบคุมพารามิเตอร์ที่ไม่เหมาะสมหรือข้อผิดพลาดในการดำเนินงานจะทำให้สกรูถูกทิ้ง ข้อบกพร่องทั่วไปและมาตรการป้องกันมีดังนี้:
ความแข็งไม่เพียงพอ
สาเหตุ: 1. การดับอุณหภูมิต่ำเกินไป; 2. เวลาถือไม่เพียงพอ 3. อัตราการระบายความร้อนช้า
มาตรการป้องกัน: 1. ตั้งอุณหภูมิดับตามข้อกำหนดของวัสดุ 2. ตรวจสอบเวลาการถือครองที่เพียงพอ 3. ใช้น้ำดับสำหรับเหล็กคาร์บอนต่ำและดับน้ำมันสำหรับเหล็กโลหะผสม
ดับการแตก
สาเหตุ: 1. อัตราการทำความร้อนที่มากเกินไป (ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในและภายนอกขนาดใหญ่); 2. อัตราการระบายความร้อนที่มากเกินไป 3. มุมที่คมชัด/รอยแตกในสกรู
มาตรการป้องกัน: 1. การทำความร้อนช้า (ความร้อนขั้นตอน); 2. ใช้การดับน้ำมันหรือ austempering สำหรับเหล็กโลหะผสม 3. ลบมุมที่คมชัดระหว่างการประมวลผลและตรวจสอบข้อบกพร่องของพื้นผิวล่วงหน้า
การเสียรูปแบบมิติ
สาเหตุ: 1. ความร้อน/ความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอ; 2. รูปร่างสกรูแบบอสมมาตร; 3. การแบ่งเบedไม่เพียงพอ
มาตรการป้องกัน: 1. ใช้เตาทำความร้อนที่สม่ำเสมอและหมุนสกรูในระหว่างการระบายความร้อน 2. การออกแบบสกรูที่ดีที่สุด (ลดความหนาของผนัง); 3. อารมณ์ทันทีหลังจากดับ
ออกซิเดชันและ decarburization
สาเหตุ: อากาศมากเกินไปในเตาทำความร้อนนำไปสู่การเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวหรือการสูญเสียคาร์บอน
มาตรการป้องกัน: 1. ใช้เตาเผาบรรยากาศ (ไนโตรเจน/ไฮโดรเจน); 2. ใช้การเคลือบป้องกันออกซิเดชั่นกับพื้นผิวสกรูก่อนที่จะให้ความร้อน
