Los factores que influyen en el tratamiento térmico de forjas metálicas

Hora de publicación: 06 / 26 2021 Autor: Editor del sitio Visita: 12179

En la producción de forja, además de garantizar la forma y el tamaño requeridos de la forja, también debe cumplir con los requisitos de rendimiento de la pieza durante su uso. Usando tecnología de forja y parámetros de proceso razonables, la organización y estructura de las materias primas se puede mejorar a través de los siguientes aspectos de desempeño:

Romper los cristales columnares, mejorar la macrogregación, cambiar la estructura fundida a la estructura forjada y, en las condiciones adecuadas de temperatura y tensión, soldar los huecos internos para aumentar la densidad del material;
El lingote se forja para formar una estructura de fibra, y se utilizan más laminado, extrusión y troquelado para obtener una distribución de dirección de fibra razonable para la forja;
Controlar el tamaño y la uniformidad de los granos de cristal;
Mejorar la distribución de la segunda fase (como aleaciones de carburos en ledeburita rígida);
La estructura se refuerza mediante deformación o transformación de fase de deformación.

Debido a la mejora de la estructura antes mencionada, también se han mejorado la plasticidad, tenacidad al impacto, resistencia a la fatiga y durabilidad de las piezas forjadas, y luego mediante el tratamiento térmico final de las piezas, una buena combinación de dureza, resistencia y plasticidad requerida por las piezas se pueden obtener. actuación.

Si el proceso de forjado utilizado no es razonable, puede producir defectos de forjado, incluidos defectos superficiales, defectos internos o rendimiento no calificado, lo que afectará la calidad de procesamiento de los procesos posteriores, y algunos afectarán gravemente el rendimiento de las piezas forjadas y reducirán la calidad de los productos terminados. . La vida útil de la batería puede incluso poner en peligro la seguridad.

La influencia de la estructura de forja sobre la estructura y propiedades después del tratamiento térmico final se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:

Defectos estructurales no mejorables: aceros inoxidables austeníticos y ferríticos resistentes al calor, aleaciones de alta temperatura, aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, etc., materiales que no tienen transformación isomérica durante el calentamiento y enfriamiento, así como algunas aleaciones de cobre y Para las aleaciones de titanio, el Los defectos estructurales generados durante el proceso de forja no pueden mejorarse mediante tratamiento térmico.
Defectos organizativos que pueden mejorarse: estructura de grano grueso y Widmanstatten en forjados de acero estructural sobrecalentado en general, carburos de red leves causados por enfriamiento inadecuado de aceros hipereutectoides y aceros para cojinetes durante el tratamiento térmico posterior a la forja, se puede obtener una estructura y un rendimiento satisfactorios después de la final tratamiento térmico de la forja (3) Defectos organizativos que son difíciles de eliminar mediante el tratamiento térmico normal: tales como acero inoxidable de grano grueso de bajo aumento, acero inoxidable 9Cr18, carburos gemelos de H13, etc., requieren normalización a alta temperatura, normalización repetida, descomposición a baja temperatura, recocido por difusión a alta temperatura y otras medidas que deben mejorarse.
Defectos organizativos que no pueden ser eliminados por el proceso general de tratamiento térmico: roturas graves de piedra y fracturas de crestas, sobrecalentamiento, bandas de ferrita en acero inoxidable, mallas y bandas de carburo en acero para herramientas de aleación de ledeburita, etc. El rendimiento de las piezas forjadas después del tratamiento térmico disminuye o incluso falla.
Defectos de la microestructura que se desarrollarán aún más durante el tratamiento térmico final: por ejemplo, la estructura de grano grueso en las piezas forjadas de acero estructural de aleación, si el tratamiento térmico después de la forja no mejora, a menudo causa martensita después del carbono, nitruración y temple La aguja es gruesa y el desempeño no está calificado; los carburos de bandas gruesas en el acero de alta velocidad a menudo causan grietas durante el enfriamiento.
Si el calentamiento es inadecuado, por ejemplo, la temperatura de calentamiento es demasiado alta y el tiempo de calentamiento es demasiado largo, provocará defectos como descarburación, sobrecalentamiento y sobrecalentamiento.
Durante el proceso de enfriamiento después de la forja, si el proceso es incorrecto, puede causar grietas de enfriamiento, manchas blancas, etc., que pueden agrietarse durante el tratamiento térmico.

¿Cuáles son los efectos del corte en la calidad de las piezas tratadas térmicamente?

En el estado de temple y revenido, recocido y normalización de la pieza de trabajo, la dureza es inferior a 45HRC, y la calidad de la pieza de trabajo, incluido el acabado de la superficie, la tensión residual, la tolerancia de mecanizado y la eliminación de la capa de descarburación de la superficie empobrecida en carbono no es afectado por el proceso de corte. Obviamente, no provocará un cambio en el rendimiento potencial de la pieza de trabajo.
El procesamiento de piezas de trabajo de acero templado o piezas de trabajo también se denomina procesamiento duro. La dureza de las piezas de trabajo es tan alta como 50 ~ 65HRC. Los materiales incluyen principalmente acero templado ordinario, acero para matrices templado, acero para cojinetes, acero laminado y acero de alta velocidad, etc. El impacto del corte es más obvio. Factores como la generación y conducción de calor de corte, la fricción a alta velocidad y el desgaste durante el proceso de corte causarán un cierto grado de daño a la superficie mecanizada. La integridad de la superficie mecanizada durante el corte duro incluye principalmente la textura de la superficie, la dureza, la rugosidad de la superficie, la precisión dimensional, la distribución de la tensión residual y la generación de la capa blanca.

La dureza de la superficie mecanizada aumenta con el aumento de la velocidad de corte y disminuye con el aumento de la velocidad de avance y la cantidad de corte. Y cuanto mayor sea la dureza de la superficie mecanizada, mayor será la profundidad de la capa endurecida. Los resultados muestran que la tensión de compresión residual uniforme en la superficie de la pieza de trabajo después de un corte duro, mientras que la tensión de compresión máxima de la pieza de trabajo después del rectificado se concentra principalmente en la superficie de la pieza de trabajo.

Cuanto mayor sea el radio del ángulo obtuso de la herramienta, mayor será el valor de la tensión de compresión residual; cuanto mayor sea la dureza de la pieza de trabajo, mayor será el valor de la tensión de compresión residual. La dureza de la pieza de trabajo tiene una gran influencia en la integridad de la superficie de la pieza de trabajo. Cuanto mayor sea la dureza de la pieza de trabajo, más propicia para la formación de tensión de compresión residual.

Otro factor importante que afecta la calidad de la superficie del corte duro es la formación de capas blancas. La capa blanca es una estructura formada por el proceso de corte duro. Tiene características de desgaste únicas: por un lado, tiene alta dureza y buena resistencia a la corrosión; por otro lado, muestra una alta fragilidad, lo que es fácil de causar fallas por astillado temprano. Incluso puede agrietarse después de ser colocado por una etapa después del procesamiento. Al cortar acero endurecido para cojinetes AISIE52100 con herramientas de cerámica y PCBN en un torno CNC de alta rigidez, se encontró que las capas superficiales y sub-superficiales de la pieza de trabajo han cambiado en su microestructura. La microestructura está compuesta por una capa blanca sin templar y una capa negra templada.

En la actualidad, la opinión de que la capa blanca se considera una estructura de martensita ha sido unánimemente reconocida y la principal disputa radica en la fina estructura de la capa blanca. Una opinión es que la capa blanca es el resultado del cambio de fase y está compuesta de martensita de grano fino formada por calentamiento rápido y enfriamiento repentino del material durante el proceso de corte. Otro punto de vista es que la formación de la capa blanca es solo un término del mecanismo de deformación, que es solo una martensita no convencional obtenida por deformación plástica.

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