ҚЫСҚАША

Тегілген автомобиль бөлшектерін жылулық өңдеу әдетте жылуды қолдану уақытына байланысты екі бөлек санатқа бөлінеді: Ыстық тегістеу (пресс арқылы қатайту) және Тегілгеннен кейінгі жылулық өңдеу .

Изгі сурет басу бор болаты бос құрастарды (әдетте 22MnB5) пішіндеу алдында 900°C-тан астам қыздырып, тігінен матрицада суытып қатайту қажет. Бұл B-бағандар мен бамперлер сияқты 1500 МПа-ға дейінгі созылу беріктігі бар өте жоғары беріктікі құрылымдық бөлшектерді жасайды. Тегілгеннен кейінгі жылулық өңдеу карбондау, ферритті нитрокарбондау (FNC) немесе индукциялық қатайту сияқты екінші деңгейлі өңдеулерді суық тегілгеннен кейінгі бөлшектерге қолданады. Бұл отырған жердің иілу механизмдері мен тежеу доңғалақтары сияқты тозуға төзімділікті талап ететін, бірақ негізгі геометриясын өзгертпейтін функционалдық механизмдер үшін ыңғайлы.

Екі негізгі бағыт: ыстық тегілеу мен соңғы өңдеу

Автомобиль бөлшектерін штамптау кезінде жылулық өңдеуді таңдау – бұл тек қана соңғы қадам емес, ол бүкіл өндірістік стратегияны анықтайды. Өнеркәсіп осы процестерді екі негізгі жұмыс жоспарына бөледі: Престе қатайту (ыстық штамптау) және Қосымша жылулық өңдеу (суық штамптау + кейінгі өңдеу) .

Осы бағыттар арасындағы негізгі айырмашылықтарды түсіну сатып алу менеджерлері мен конструкторлар үшін маңызды:

• Интеграция мен бөлу: Ыстық штамптау пісіру мен қатайтуды бір ғана матрица жүрісіне біріктіреді. Материал престен жұмсақ күйде еніп, қатайтылған күйде шығады. Ал кейінгі өңдеу осы кезеңдерді бөледі: бөлшектер суық (жұмсақ) күйде пісіріледі де, одан кейін қатайту үшін пешке жіберіледі.
• Материалдың ерекшелігі: Ыстық штамптау басым көпшілік жағдайда закалка кезінде микрокүйін өзгертуге арналған марганец-бор болаттарын (мысалы, 22MnB5) қолданады. Кейінгі өңдеу көптеген төменгі немесе орташа көміртегілі болаттар мен құймалармен (мысалы, 1020, 4140 немесе 8620) жұмыс істейді.
• Негізгі мақсат: Қыздырулы тақтау мақсаты әдетте құрылымдық беріктік пен соқтығысудан қорғау (интрузияға қарсы). Кейінгі өңдеу мақсаты жиі үйкелуге төзімділік, жылдамдықтың қызмет істеу мерзімі немесе қозғалыстағы бөлшектердің коррозиядан қорғауы.

Қыздырулы тақтау (Престікі қатайту): Қауіпсіздіктің маңызды құрылымы үшін

Изгі сурет басу , престікі қатайту деп те аталады, автомобиль қауіпсіздігін түбегейлі өзгертті. Бұл әдіс өндірушілерге сынықсыз үлкен соқтығысу күшіне төтеп беретін күрделі, жеңіл салмақты құрылымдық бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді. Бұл әдіс заманауи көліктердің «қауіпсіздік торы» үшін стандартты, мысалы A-тірегі, B-тірегі, шатыр рельстері және есік интрузиялық балкалар.

Процесс: Аустениттен Мартенситке дейін

Қыздырулы тақтаудың артқы жағындағы ғылым дәл metallургиялық түрленуге негізделеді. Бұл процесс болаттың үлгісін пеште шамамен 900°C–950°C-қа дейін қыздырумен басталады. Осы температормен болаттың ішкі құрылымы феррит-перлиттен аустенит ауысады, оны өте бүгілгіш етіп жасайды.

Қызған қызыл құю тез сумен салқындатылатын матрицаға жеткізіледі. Бөлшекті пішіндеу үшін престің жабылуы кезінде суық матрица беттері болатты бір мезгілде салқындатады. Бұл тез салқындату (жиі 27°C/секундтан асатын жылдамдықпен) көміртегі атомдарын бұрмаланған торда ұстап, аустенитті мартенсит -ге түрлендіреді. Нәтижесінде бөлшектің беріктік шегі бастапқы күйіндегі шамамен 400 МПа-дан 1500 МПа-дан астамға дейін өседі.

Артықшылықтар мен шектеулер

Ыстық тегістеудің негізгі артықшылығы - металдың бастапқы пішініне қайту ұмтылысын ('springback') болмауы арқылы күрделі пішіндерді пішіндеуге мүмкіндік беру, бұл өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етеді. Дегенмен, қатайтылған болат дәстүрлі механикалық кесу құралдары үшін тым қатты болғандықтан, тесіктер мен шеттер үшін арнайы лазерлік кесу қажет.

Тегістеуден кейінгі қатайту: Тозуға және қозғалыстағы бөлшектерге арналған

Ыстық тегістеу автомобильдің сүйегін құрумен айналысса, Тегілгеннен кейінгі жылулық өңдеу қозғалыс мүшелерінің беріктігін қамтамасыз етеді. Орындықтың иілу механизмдері, трансмиссия пластиналары, парктрониктің доңғалақтары және есік тегілері сияқты бөлшектер көбінесе жұмсақ болаттан суық шөмілуден жасалады, содан кейін тозуға қарсы тұру үшін қатайтылады.

Осындай күрделі функционалды бөлшектердің тәжірибелік үлгісінен массалық өндіріске өту кезінде өндірушілер үшін, дайын қабілетті тауарластың көмегі маңызды. Shaoyi Metal Technology осы айырманы жабуға арналады және бастапқы инженерлік жобадан соңғы қатайтылған жеткізуге дейін әлемдік қатаң OEM стандарттарына сәйкес келетін толық құрал-жабдық шөмілу шешімдерін ұсынады.

Цементация (беттік қатайту)

Карбидтеу әдетте дөңгелектер мен доңғалақтар сияқты үлкен үйкеліс пен жүктің әсеріне төтеп беретін бөлшектер үшін қолданылады. Бұл процесте көміртегінің төмен болат бөлшектері көміртегіге бай ортада қыздырылады. Көміртегі бетіне диффузиялайды, бетін қатайтып, ал ортасын жұмсақ және серпінді қалдырады. Бұл қатты беті/жұмсақ ортасы комбинациясы бөлшектің кенеттен соққанда сынбауын қамтамасыз етіп, біріктірілетін бөлшектердің бетін тозуға қарсы тұрады.

Индукциялық қатайту

Егершіктің белгілі бір аймағын қатайту қажет болғанда — мысалы, отырғыштың тісті доңғалағының немесе храповиктің ұшының жағдайында — индукциялық қатайту әдісі басым болып табылады. Электромагниттік орам тек мақсатты аймақты қыздырады, содан кейін ол дереу салқындатылады. Бұл жергілікті өңдеу бөлшектің қалған бөлігіндегі деформацияны минималдандырады.

Толық қатайту (бейтарап қатайту)

Құрылымдық тіреулер, клипстер мен белдемелердің тілдері сияқты бүкіл көлденең қимасы бойынша біркелкі беріктікті қажет ететін бөлшектер үшін толық қатайту қолданылады. Бұл процесте бүкіл бөлшек аустениттену температурасына дейін қыздырылып, содан кейін салқындатылады, нәтижесінде бетінен ядросына дейін біркелкі қаттылық пайда болады. Әдетте орташа немесе жоғары көміртегілі болаттармен қолданылады.

Коррозияға төзімділік және тұрақтылық: FNC және нитрлеу

Жол тұзы мен ылғалға ұшырайтын дененің астындағы бөлшектер немесе тежеуіш компоненттері үшін тек қана қаттылық жеткіліксіз. Ферритті нитрокарбюризация (FNC) және Нитридация екі пайда әкеледі: беттің қаттылығы және жоғары коррозияға төзімділік.

850°C-ден жоғары сияқты жоғары темперацияларда (жиі >850°C) болатын карбюрцияға қарсы, FNC 575°C шамасында төмен темперацияларда жүргізіледі. Бұл «суб-критикалық» темперация болаттың негізінде фазалық түрленудің болуын болдырмайды, нәтижесінде өлшемдік бұрмалау мүмкін емес. Дәл осыған байланысты FNC теже қысқыштары, трансмиссиялық бұрандалар, жұқа сақиналар сияқты дәлме-дәл жазық болып қалуы керек бөлшектер үшін идеалды таңдау болып табылады.

Түзету және ішкі кернеудің босаңсуы: Көмекші процестер

Барлық жылу өңдеулері металды қатайтуға бағытталмаған. Қырылыс және Кернеуді босату өндіріс жолының өзі үшін маңызды «жұмсарту» процестері.

Терең созу кезінде (мысалы, май қораптарын немесе двигатель қақпақтарын жасау) суық тазалау металда ішкі кернеуді жинауға әкеледі, бұл металлдың сынуына немесе жырылуына әкелуі мүмкін. Аралық шынықтыру кезінде рекристалдану үшін дәнекер құрылымын қыздырып, пластикалық қасиеттерді қалпына келтіреді және әрі қарай пішіндеу сатыларын жалғастыруға мүмкіндік береді. Дәл осылайша, қалың штамповкалау немесе пісіруден кейін қалдық кернеуден болатын бөлшектің уақыт өте кеміп кетуін болдырмау үшін кернеуді түсіру жиі қолданылады.

Қорытынды

Термелетін автомобиль бөлшектеріне дұрыс жылулық өңдеу таңдау функция, геометрия мен материалдар ғылымының теңдестіруі болып табылады. Қауіпсіздік торы үшін ыстық термелеу заманауи автомобиль салмағын анықтайтын жеңіл салмақты беретін шексіз чемпион болып қала береді. Керісінше, кейінгі термелеу өңдеулері, мысалы цементациялау мен FNC, жүргізушілер күнделікті қолданатын күрделі қозғалыстағы механизмдер үшін маңызды. Аварияға төзімділік, тозуға шыдамдылық немесе коррозиядан қорғау сияқты бөлшектің жұмыс істеу талаптарын сәйкес термиялық циклмен үйлестіре отырып, инженерлер автомобильдегі қауіпсіздікті де, ұзақ мерзімді пайдалануды да қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Ыстық термелеу мен суық термелеу жылулық өңдеулерінің айырмашылығы неде?

Ыстық термелеу металды жылытады алдын ала және кезінде болаттың микрокұрылымын түрлендіру процесі, бір кезеңде өте жоғары беріктікке ие бөлшектер алу. Суық тегістеу бөлшектерді бөлме температурасында пішіндеп, қаттылықты реттеу немесе ішкі кернеуді жою мақсатында кейіннен карбонадау немесе шыдамдылыққа түсіру сияқты жылулық өңдеу әдістерін қосымша екінші операция ретінде қолданады.

2. Неліктен борлы болат ыстық тегістелген бөлшектер үшін қолданылады?

Нақтырақ айтқанда, 22MnB5 сияқты маркалы борлы болат қолданылады, себебі бор қосу беріктікті қатайтуды әлдеқайда жақсартады. Бұл сумен салқындайтын матрицада тез салқындату кезеңінде болатты қатты мартенситтік құрылымға толық түрленуге мүмкіндік береді және созылу беріктігін 1500 МПа-ға дейін жеткізеді.

3. Пісіруден кейін тегістелген бөлшекті жылулық өңдеуге бола ма?

Иә, бірақ мұқият болу керек. Дәнекерлеу бұрын жылумен өңделген аймақтардың қасиеттерін өзгерте алатын жылуды енгізеді. Термиялық кернеуді жеңілдету үшін, көбінесе дәнекерлеуден кейін кернеуді жеңілдету жүргізіледі. Алайда, егер бөлшектің қаттылығы жоғары болса, ол көбінесе алдымен дәнекерленеді, содан кейін конструкция мүмкіндік берсе, соңғы құрастыру ретінде жылумен өңделеді.

4. Ауыртпалық Көлік бөлшектерінің коррозияға төзімділігін арттыру үшін қандай жылумен өңдеу ең жақсы?

Ферриттік нитрокарбуризация (FNC) қаттылық пен коррозияға төзімділікті біріктіру үшін ең жақсы жылулық өңдеу ретінде кеңінен танымал. Ол қатты, тозуға төзімді бет қабатын ("қосынды аймақ") жасайды, ол сондай-ақ тотығудан қорғайды, сондықтан оны тежегіш компоненттері мен шанақтың астындағы клиптер үшін танымал етеді.