برای اطمینان از اینکه قطعات فلزی دارای خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مطلوب هستند،فرآیند های درمان گرما اغلب علاوه بر انتخاب مواد مناسب و تکنیک های مختلف شکل گیری ضروری استفولاد به دلیل میکروساخت پیچیده خود که می تواند با درمان حرارتی کنترل شود، گسترده ترین ماده مورد استفاده در صنعت ماشین آلات است.درمان حرارتی فولاد تمرکز اصلی در درمان حرارتی فلز است.

علاوه بر این، فلزات مانند آلومینیوم، مس، منیزیم، تیتانیوم، و آلیاژ های آنها نیز می توانند مکانیکی، فیزیکی،و خواص شیمیایی تغییر یافته از طریق درمان حرارتی برای دستیابی به ویژگی های عملکردی متفاوت.

درمان گرمایی به طور کلی شکل یا ترکیب شیمیایی کلی قطعه کار را تغییر نمی دهد؛ در عوض،این ماده میکروساخت داخلی را تغییر می دهد یا ترکیب شیمیایی سطح را تغییر می دهد تا خواص عملکردی قطعه را افزایش دهد یا افزایش دهد.ویژگی مشخص آن بهبود کیفیت داخلی قطعه کار است که معمولاً با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.عملکرد درمان حرارتی افزایش خواص مکانیکی مواد است، از بین بردن فشارهای باقیمانده و بهبود قابلیت ماشینکاری فلزات.

روش های درمان گرما برای قطعات

درمان گرمایی شیمیایی

درمان حرارتی شیمیایی شامل استفاده از واکنش های شیمیایی، گاهی اوقات همراه با روش های فیزیکی، برای تغییر ترکیب شیمیایی سطح و میکروسروتکل اجزای فولادی است.پس از درمان گرمایی شیمیایی، اجزای فولادی را می توان به عنوان یک ماده ترکیبی خاص در نظر گرفت. هدف اصلی بهبود مقاومت در برابر لباس، مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی،و مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالاروش های درمان حرارتی شیمیایی شامل کاربوریزاسیون، نایتریزاسیون، بوریزاسیون، سولفیزاسیون، آلومینیزاسیون، کرومیزاسیون، سیلیزاسیون، همگام سازی کربن و نیتروژن، اکسینیتریزاسیون، همگام سازی تیوسیانات،و فرایندهای چند قطعه ای مانند پوشش های تیتانیوم کربن (نیترژن).

مقاومت تماس گرم کردن خاموش کردن

اصل گرم کردن با مقاومت تماس این است که جریان ولتاژ پایین را از طریق مقاومت تماس بین الکترود و قطعه کار عبور دهد.گرم کردن سریع سطح قطعه کار، که سپس به سرعت از طریق هدایت حرارتی خود خنک می شود. این روش مزایای تجهیزات ساده، کار آسان و اتوماسیون خوب را دارد.که منجر به حداقل تحریف قطعه می شود.این کار نیازی به تند کردن ندارد و به طور قابل توجهی مقاومت در برابر لباس و مقاومت در برابر خراش قطعه را افزایش می دهد، اگرچه لایه سخت شده نسبتا نازک است (0.15 ‰ 0.35 میلی متر) و نشان می دهد یکنواخت ضعیف در میکروساخت و سختیاین روش عمدتاً برای سخت کردن سطح راهنمای ابزار ماشین آلات آهن ریخته استفاده می شود و کاربرد محدودی دارد.

درمان گرمی پرتو الکترون

تکنولوژی پرتو الکترون بیش از 20 سال است که در حال استفاده است و به طور گسترده ای در فرآیند جوش و برش فلز استفاده می شود.درمان حرارتی پرتو الکترون یک تکنیک جدید است که از پرتو الکترون با چگالی انرژی بالا برای سخت کردن سطح استفاده می کندپرتوی الکترون از یک کاتود گرم (filament) از طریق یک آنود حلقه ای با ولتاژ بالا منتشر می شود و در یک پرتوی متمرکز می شود که روی سطح فلز قرار می گیرد و گرم می شود.عمق گرم کردن قطعات تحت درمان بستگی به ولتاژ شتاب و تراکم فلزبه عنوان مثال، در قدرت 150 کیلو وات، عمق گرمایش نظری در آهن 0.076 میلی متر و در آلومینیوم 0.178 میلی متر است.با زمان استنتیزاسیون تنها یک کسری از ثانیه، که منجر به دانه های بسیار ظریف سطح، سختی بالاتر از درمان گرمایی معمولی و خواص مکانیکی عالی می شود.

گرمایش الکترولیتی

خنک سازی الکتروولیتیک گرمایش یک فرآیند درمان حرارتی فلز است که خواص مکانیکی لایه سطحی را از طریق گرم کردن و خنک کردن سطح اجزای فولادی تغییر می دهد.سخت شدن سطح، تمرکز اصلی درمان حرارتی سطح است، با هدف دستیابی به یک لایه سطحی سخت و توزیع استرس داخلی مطلوب برای بهبود مقاومت در برابر لباس و مقاومت در برابر خستگی قطعه.یک جریان ثابت (150 ≈ 300 ولت) از طریق یک الکترولیت عبور می کند، باعث یونیزاسیون و در نتیجه یک پدیده رسانا می شود. هیدروژن در کاتود و اکسیژن در آنود آزاد می شود. یک فیلم گاز هیدروژن در اطراف کاتود شکل می گیرد،افزایش مقاومت و تولید مقدار زیادی از گرما، که کاتود را گرم می کند. در طول خاموش کردن، قطعه کار غرق در الکترولیت به کاتود متصل می شود، در حالی که مخزن الکترولیت به آنود متصل می شود.قسمت غرق شده قطعه کار گرم می شود (به دمای خنک کننده در ۵/۱۰ ثانیه می رسد)بعد از خاموش کردن برق، قطعه کار می تواند در الکترولیت خنک شود یا به یک مخزن خاموش کننده جداگانه منتقل شود. الکترولیت های مختلف برای سخت شدن سطح مناسب هستند.با یک محلول کربنات سدیم 5٪ 18٪ که رایج ترین مورد استفاده است، به شرطی که دمای آن بیش از 60°C نباشد؛ در غیر این صورت، فیلم گاز هیدروژن ناپایدار می شود و بر اثر گرمایش تاثیر می گذارد.

درمان حرارتی لیزر

سخت کردن لیزر شامل استفاده از لیزرها برای گرم کردن سطح مواد بالاتر از نقطه تحول فاز است، که باعث می شود آستنیت به مارتنسیت تبدیل شود، همانطور که مواد خنک می شوند.در نتیجه سطح را سخت می کند.سخت سازی لیزر دندانهای دنده شامل سرعت های گرم و خنک کننده بالا است که منجر به چرخه های فرآیند کوتاه بدون نیاز به رسانه های خنک کننده خارجی می شود.از جمله حداقل تحریف قطعه کار، محیط کار تمیز، نیازی به پردازش بعدی مانند پیس کردن و اندازه دنده های تحت درمان توسط تجهیزات درمان گرما محدود نمی شود.به دلیل چگالی قدرت بالا و سرعت سریع خنک شدن، سخت سازی لیزر به تدریج جایگزین فرآیندهای سنتی مانند سخت سازی تحرک و درمان حرارتی شیمیایی در بسیاری از کاربردهای صنعتی می شود.به خصوص برای قطعات با الزامات دقت بالا.

درمان گرمایی خلاء

خنک کردن حمام نمک به دلیل محدودیت های زیست محیطی منسوخ شده است. درمان گرمای خلاء یک فناوری جدید است که ترکیبی از فناوری خلاء با درمان گرمایی است.محیط خلاء به اتمسفر با فشار زیر یک اتمسفر اشاره دارد، از جمله خلاء کم، متوسط، بالا و فوق العاده بالا. درمان حرارتی خلاء نیز تحت درمان حرارتی کنترل شده با اتمسفر قرار دارد.توسعه و بهبود تکنولوژی درمان حرارتی خلاء منجر به پذیرش گسترده آن شده است، با عدم وجود اکسیداسیون و decarburization مشخص می شود، که منجر به سطوح تمیز و روشن پس از خاموش شدن، مقاومت بالا در برابر فرسایش، هیچ آلودگی و درجه بالایی از اتوماسیون می شود.فناوری های درمان گرمایی خلاء که معمولاً در تولید صنعتی استفاده می شود شامل گرم کردن خلاء است، تخلیه گاز در خلاء، خفیف روغن در خلاء، خفیف آب در خلاء، خفیف گاز در خلاء، خفیف خلاء و کربوریزهای خلاء،که آن را به یکی از رایج ترین تکنیک های درمان گرما در کارگاه ها تبدیل می کند..

درمان حرارتی و فناوری نیتراید آنی

درمان حرارتی اندوزی به طور گسترده ای در صنایع مانند تولید خودرو، ماشین آلات ساختمانی و پتروشیمی به دلیل کارایی، صرفه جویی در انرژی، تمیز و انعطاف پذیری استفاده می شود.تقریباً ۴۰٪ قطعات خودرو را می توان با استفاده از درمان حرارتی تحرک درمان کرد، از جمله داربست های چرخ دار، چرخ دنده ها، مفاصل جهانی و نیمه داربست ها. گرمایش اندوکسی اجازه می دهد تا بسیاری از محصولات در خطوط تولید کاملا خودکار یا نیمه خودکار پردازش شوند،بهبود ثبات کیفیت محصول، کاهش شدت کار و بهبود محیط کار. سریع ترین توسعه در این زمینه در منابع برق گرمایش حرارتی است.در صورتی که لوله های نوسان الکترونیکی منسوخ شده توسط سیستم های کاملا ترانزیستوری جایگزین شده اندترانزیستورهای کنترل شده توسط میکرو کامپیوتری امکان تنظیم پایدار و دقیق را فراهم می کنند و به طور قابل توجهی تداخل های هارمونیک شبکه برق را کاهش می دهند.

استفاده از فن آوری های تقویت سطح جدید و ترویج درمان حرارتی اتمسفر مبتنی بر نیتروژن

روش های سنتی درمان سطح ابزار به تکنیک های منسوخ مانند درمان بخار و اکسینیتریج محدود شده بود، که به طور معمول تنها طول عمر ابزار را 30 تا 50 درصد بهبود می بخشد.چین به طور مستقل فناوری هایی مانند درمان کامپوزیت حمام نمک QPQ و پوشش اکسید تیتانیوم PVD را توسعه داده و معرفی کرده است.اولی می تواند زندگی ابزار را با تجهیزات ساده و هزینه های کم 2 تا 3 برابر پایدار کند و آن را به ویژه برای ابزار استاندارد مناسب کند.این آخرین می تواند طول عمر ابزار را 3 تا 5 برابر افزایش دهد، مناسب برای انواع ابزار دقیق و ارزشمند دنده است. اتمسفر های مبتنی بر نیتروژن برای محافظت از درمان حرارتی و درمان حرارتی شیمیایی استفاده می شود،امکان decarburization بدون اکسیژن و کاهش نقایص اکسیداسیون داخلی، در نتیجه بهبود کیفیت درمان حرارتی شیمیایی.