Hartowanie i odpuszczanie
Hartowanie i odpuszczanie

Hartowanie i odpuszczanie

Hartowanie

Hartowanie to proces nagrzewania i następnie gwałtownego chłodzenia w celu uzyskania większej twardości i wytrzymałości mechanicznej obrabianej stali.

W tym celu stal nagrzewana jest do temperatury nieco wyższej niż najwyższa temperatura krytyczna (pomiędzy 850-900°C), a następnie chłodzona z większą lub mniejszą prędkością (w zależności od właściwości stali) za pomocą powietrza, oleju, wody, wody z polimerami rozpuszczalnymi w wodzie, itd.

Istnieją różne metody nagrzewania takie jak poprzez: piec elektryczny, piec gazowy, piece solne, palnikami lub poprzez indukcję.

Stal stosowana do hartowania indukcyjnego najczęściej zawiera węgiel w ilości 0,3%-0,7% (stal podeutektoidalna).

Zalety metody indukcyjnej:

  • Pozwala na obróbkę określonego obszaru danego elementu (profil hartowania)
  • Możliwość sterowania mocą
  • Kontrola częstotliwości i czasów nagrzewania
  • Kontrola chłodzenia
  • Oszczędność energii
  • Bez kontaktu fizycznego
  • Kontrola i lokalizacja ciepła
  • Możliwość integracji z liniami produkcyjnymi
  • Zwiększona wydajność i oszczędność miejsca

Nagrzewanie indukcyjne można stosować na dwa sposoby:

  • Statycznie: polega na umiejscowieniu elementu przed induktorem i przeprowadzeniu operacji bez przemieszczania ani części, ani induktora. Ten sposób pracy jest szybki, wymaga prostego mechanizmu i pozwala na dokładną lokalizację obrabianego obszaru, nawet przy elementach o skomplikowanej budowie.
  • Progresywnie (w ciągu/skaning): polega na ciągłym przemieszczaniu elementu lub induktora, czyli obróbce ciągłej w ruchu. Ten sposób pozwala na obróbkę części o dużej powierzchni i dużych rozmiarów.

Do obróbki takiego samego typu elementów, hartowanie  w ciągu zużywa mniej energii przy dłuższych czasach procesu w porównaniu z  hartowaniem statycznym.

Odpuszczanie

Odpuszczanie pozwala zmniejszać twardość i odporność, a zwiększać wytrzymałość na rozciąganie hartowanej stali, oprócz tego usuwa naprężenia powstałe podczas hartowania, pozostawiając stal o pożądanej twardości.

Tradycyjny system odpuszczania polega na nagrzewaniu w  temperaturach stosunkowo niskich (pomiędzy 150 i 500ºC, zawsze poniżej linii AC1), odpowiednio długi i powolnym chłodzeniu.

Zalety metody indukcyjnej:

  • Krótsze czasy procesu
  • Kontrola temperatury
  • Integracja z liniami produkcyjnymi
  • Oszczędność energii
  • Natychmiastowa dostępność elementów
  • Oszczędność miejsca w zakładzie
  • Poprawa warunków pracy

Proces hartowania i odpuszczania jest stosowany do różnorodnych elementów w wielu dziedzinach takich jak: energia wiatrowa, obróbka cieplna, motoryzacja, przemysł lotniczy, produkcja rur i łańcuchów oraz ogólnie w przemyśle.