กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนในกระบวนการผลิตอลูมิเนียม

1) การอบและการทำให้เป็นมาตรฐาน

การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานใช้สำหรับวัสดุอะลูมิเนียมขึ้นรูปร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.5% มักถูกอบอ่อนเพื่อลดความแข็งและตัดได้ง่าย ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าผสมที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.5% จะถูกใช้เพื่อป้องกันการติดมีดเมื่อความแข็งต่ำเกินไป และใช้การอบชุบแบบทำให้เป็นมาตรฐาน การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานยังสามารถทำให้เกรนละเอียดและโครงสร้างสม่ำเสมอ และเตรียมพร้อมสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนในภายหลัง การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานมักจะดำเนินการหลังจากการผลิตชิ้นงานเปล่าและก่อนการกลึงหยาบ

2) การรักษาความชรา

การบำบัดตามอายุการใช้งานส่วนใหญ่ใช้เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นในการผลิตและการตัดเฉือนชิ้นงานเปล่า

เพื่อหลีกเลี่ยงภาระการขนส่งที่มากเกินไป สำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำโดยทั่วไป การจัดเตรียมการบ่มเพียงครั้งเดียวก่อนการตกแต่งก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น กล่องของเครื่องเจาะจิ๊ก ฯลฯ ควรจัดเตรียมการบ่มสองขั้นตอนหรือมากกว่านั้น โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายไม่จำเป็นต้องมีการบ่ม

นอกจากงานหล่อแล้ว สำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำบางประเภทที่มีความแข็งต่ำ เช่น สกรูที่มีความแม่นยำ เพื่อลดแรงเค้นภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการแปรรูปและรักษาความแม่นยำในการแปรรูปของชิ้นส่วน มักมีการอบชุบหลายครั้งระหว่างการกลึงหยาบและการกลึงกึ่งสำเร็จ สำหรับชิ้นส่วนเพลาบางประเภท ควรอบชุบหลังจากกระบวนการยืดตรงด้วย

3) การชุบแข็งและการอบคืนตัว

การชุบแข็งและการอบคืนตัว หมายถึง การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงหลังจากการชุบแข็ง วิธีนี้จะทำให้ได้โครงสร้างซอร์ไบท์ที่สม่ำเสมอและผ่านการอบคืนตัว ซึ่งเป็นการเตรียมเพื่อลดการเสียรูปในระหว่างการชุบแข็งพื้นผิวและการอบไนไตรด์ ดังนั้น การชุบแข็งและการอบคืนตัวจึงสามารถใช้เป็นการอบคืนตัวก่อนการชุบแข็งได้

เนื่องจากชิ้นส่วนดับและอบคืนตัวมีคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมดีกว่า จึงสามารถใช้เป็นกระบวนการอบชุบความร้อนขั้นสุดท้ายสำหรับชิ้นส่วนบางประเภทที่ไม่ต้องการความแข็งหรือความต้านทานการสึกหรอสูงได้

วัตถุประสงค์ของการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายคือการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล เช่น ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความแข็งแรง กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนประกอบด้วยการชุบแข็ง การชุบคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง และการชุบไนไตรดิ้ง

1) การดับ

การชุบแข็งแบ่งออกเป็นการชุบแข็งผิว (Surface quenching) และการชุบแข็งโดยรวม (Overall quenching) การชุบแข็งผิวเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการเสียรูปน้อย เกิดออกซิเดชัน และสลายคาร์บอน นอกจากนี้ การชุบแข็งผิวยังมีข้อดีคือมีความแข็งแรงภายนอกสูง ทนทานต่อการสึกหรอได้ดี ขณะเดียวกันก็ยังคงความเหนียวภายในและทนต่อแรงกระแทกได้ดี เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนชุบแข็งผิว มักจำเป็นต้องผ่านกระบวนการอบชุบ เช่น การชุบแข็งและการอบคืนตัว (quenching) หรือการทำให้เป็นมาตรฐาน (normalizing) เป็นขั้นตอนก่อนการอบคืนตัว กระบวนการทั่วไปของกระบวนการนี้ ได้แก่ การปั๊มขึ้นรูป การตีขึ้นรูป การทำให้เป็นมาตรฐาน การอบอ่อน การกลึงหยาบ การชุบแข็งและการอบคืนตัว การกึ่งสำเร็จ การชุบแข็งผิว และการตกแต่งผิว

2) การชุบคาร์บอนและการดับ

การคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง (Carburizing and quenching) คือการเพิ่มปริมาณคาร์บอนในชั้นผิวของชิ้นส่วนก่อน และหลังจากการชุบแข็ง ชั้นผิวจะมีความแข็งสูง ในขณะที่แกนกลางยังคงรักษาความแข็งแรง ความเหนียว และความยืดหยุ่นไว้ได้ การคาร์บูไรซิ่งแบ่งออกเป็นการคาร์บูไรซิ่งโดยรวมและการคาร์บูไรซิ่งบางส่วน เมื่อทำการคาร์บูไรซิ่งบางส่วน ควรใช้มาตรการป้องกันการรั่วซึมสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่ได้คาร์บูไรซิ่ง เนื่องจากคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งทำให้เกิดการเสียรูปอย่างมาก และความลึกของการคาร์บูไรซิ่งโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2 มิลลิเมตร กระบวนการคาร์บูไรซิ่งจึงมักถูกจัดอยู่ในประเภทกึ่งสำเร็จและสำเร็จ

โดยทั่วไปกระบวนการประกอบด้วย: การปั๊มขึ้นรูป, การตีขึ้นรูป, การนอร์มัลไลซ์, การกลึงหยาบ, การกลึงกึ่งสำเร็จ, การชุบคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง, การชุบแข็ง เมื่อชิ้นส่วนที่ยังไม่ได้ชุบคาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งใช้แผนกระบวนการกำจัดชั้นคาร์บูไรซิ่งส่วนเกินออกหลังจากเพิ่มระยะขอบแล้ว ควรจัดกระบวนการกำจัดชั้นคาร์บูไรซิ่งส่วนเกินออกหลังจากชุบคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งก่อนการชุบแข็ง

3) การบำบัดไนไตรดิ้ง

ไนไตรดิ้งคือกระบวนการแทรกซึมอะตอมไนโตรเจนลงสู่พื้นผิวโลหะเพื่อสร้างชั้นสารประกอบไนโตรเจน ชั้นไนไตรดิ้งสามารถปรับปรุงความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความแข็งแรงความล้า และความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวชิ้นงาน เนื่องจากอุณหภูมิในการไนไตรดิ้งต่ำ ทำให้เกิดการเสียรูปน้อย และชั้นไนไตรดิ้งมีความบาง โดยทั่วไปไม่เกิน 0.6-0.7 มม. จึงควรเตรียมกระบวนการไนไตรดิ้งให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อลดการเสียรูปในระหว่างการไนไตรดิ้ง โดยทั่วไปแล้วการอบคืนตัวด้วยอุณหภูมิสูงจะช่วยบรรเทาความเค้น

แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Alumin