กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนในกระบวนการผลิตอลูมิเนียม

1) การอบและการทำให้เป็นมาตรฐาน

การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานใช้สำหรับวัสดุอลูมิเนียมเปล่าที่ผ่านการขึ้นรูปร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กอัลลอยด์ที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.5% มักผ่านการอบอ่อนเพื่อลดความแข็งและตัดได้ง่าย ส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กอัลลอยด์ที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.5% ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงการเกาะติดมีดเมื่อความแข็งต่ำเกินไป และใช้การบำบัดเพื่อให้เป็นมาตรฐาน การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานยังสามารถทำให้เมล็ดพืชและโครงสร้างสม่ำเสมอละเอียดขึ้น และเตรียมพร้อมสำหรับการอบอ่อนในภายหลัง การอบอ่อนและการทำให้เป็นมาตรฐานมักจะจัดเตรียมหลังจากผลิตชิ้นงานเปล่าและก่อนการกลึงหยาบ

2) การรักษาความชรา

การอบชุบด้วยความร้อนส่วนใหญ่ใช้เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นในการผลิตและการตัดเฉือนชิ้นงานเปล่า

เพื่อหลีกเลี่ยงภาระงานขนส่งที่มากเกินไป สำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำโดยทั่วไป ก็เพียงพอที่จะจัดเตรียมการบำบัดความชราครั้งหนึ่งก่อนการตกแต่ง อย่างไรก็ตาม สำหรับชิ้นส่วนที่มีข้อกำหนดความแม่นยำสูง เช่น กล่องของเครื่องเจาะจิ๊ก ฯลฯ ควรจัดเตรียมขั้นตอนการบำบัดความชราสองขั้นตอนหรือมากกว่านั้น โดยทั่วไป ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายไม่จำเป็นต้องบำบัดความชรา

นอกจากการหล่อแล้ว สำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำบางชิ้นที่มีความแข็งต่ำ เช่น สกรูที่มีความแม่นยำ เพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลและรักษาความแม่นยำในการประมวลผลของชิ้นส่วน มักจะจัดเตรียมการอบชุบหลายครั้งระหว่างการกลึงหยาบและการตกแต่งกึ่งสำเร็จรูป สำหรับชิ้นส่วนเพลาบางชิ้น ควรจัดเตรียมการอบชุบหลังจากกระบวนการยืดตรงด้วย

3) การชุบแข็งและการอบชุบ

การดับและการอบชุบหมายถึงการอบชุบที่อุณหภูมิสูงหลังจากการดับ การอบชุบสามารถให้โครงสร้างซอร์ไบท์ที่สม่ำเสมอและอบชุบ ซึ่งเป็นการเตรียมการเพื่อลดการเสียรูประหว่างการดับผิวและการบำบัดไนไตรด์ ดังนั้นการดับและการอบชุบจึงสามารถใช้เป็นการบำบัดด้วยความร้อนล่วงหน้าได้เช่นกัน

เนื่องจากชิ้นส่วนการชุบแข็งและอบชุบมีคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุมดีขึ้น จึงสามารถใช้เป็นกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายสำหรับชิ้นส่วนบางชิ้นที่ไม่ต้องการความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอสูงได้อีกด้วย

วัตถุประสงค์ของการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายคือเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็ง ความทนทานต่อการสึกหรอ และความแข็งแรง กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนประกอบด้วย การชุบแข็ง การชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็ง และการบำบัดด้วยไนไตรด์

1) การดับ

การชุบแข็งแบ่งออกเป็นการชุบแข็งพื้นผิวและการชุบแข็งโดยรวม โดยในการชุบแข็งพื้นผิวนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความเสียรูป การออกซิเดชัน และการแยกคาร์บอนในปริมาณน้อย นอกจากนี้ การชุบแข็งพื้นผิวยังมีข้อดีคือมีความแข็งแรงภายนอกสูงและทนทานต่อการสึกหรอได้ดี ในขณะที่ยังคงความเหนียวภายในที่ดีและทนต่อแรงกระแทกได้ดี เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นส่วนชุบแข็งพื้นผิว มักจะต้องใช้การอบชุบด้วยความร้อน เช่น การชุบแข็งและการอบชุบหรือการทำให้เป็นมาตรฐานเป็นกระบวนการอบชุบล่วงหน้า กระบวนการทั่วไป ได้แก่ การตัด การตีขึ้นรูป การทำให้เป็นมาตรฐาน การอบอ่อน การกลึงหยาบ การชุบแข็งและการอบชุบ การตกแต่งกึ่งสำเร็จรูป การชุบแข็งพื้นผิว การตกแต่ง

2) การชุบแข็งและการชุบแข็ง

การชุบแข็งและการดับเป็นการเพิ่มปริมาณคาร์บอนในชั้นผิวของชิ้นส่วนก่อน และหลังจากการชุบแข็ง ชั้นผิวจะมีความแข็งสูง ในขณะที่ชิ้นส่วนแกนกลางยังคงรักษาความแข็งแรง ความเหนียว และความเป็นพลาสติกสูง การชุบแข็งแบ่งออกเป็นการชุบแข็งโดยรวมและการชุบแข็งบางส่วน เมื่อทำการชุบแข็งบางส่วน ควรใช้มาตรการป้องกันการรั่วซึมสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่ใช่การชุบแข็ง เนื่องจากการชุบแข็งและการดับทำให้เกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ และความลึกของการชุบแข็งโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2 มม. กระบวนการชุบแข็งจึงมักจัดอยู่ระหว่างการกึ่งสำเร็จรูปและการตกแต่ง

โดยทั่วไปกระบวนการมีดังนี้: การตัด การตี การขึ้นรูป การทำให้เป็นมาตรฐาน การกลึงหยาบ การตกแต่งกึ่งสำเร็จรูป การชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็ง การตกแต่ง เมื่อชิ้นส่วนที่ไม่ได้ชุบแข็งด้วยคาร์บอนของชิ้นส่วนที่ชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็งใช้แผนกระบวนการในการเอาชั้นคาร์บูไรซ์ส่วนเกินออกหลังจากเพิ่มระยะขอบแล้ว ควรจัดกระบวนการเอาชั้นคาร์บูไรซ์ส่วนเกินออกหลังจากชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็งก่อนการชุบแข็ง

3) การบำบัดไนไตรดิ้ง

การไนไตรดิ้งคือกระบวนการแทรกอะตอมไนโตรเจนลงบนพื้นผิวโลหะเพื่อให้ได้ชั้นของสารประกอบที่มีไนโตรเจน ชั้นไนไตรดิ้งสามารถปรับปรุงความแข็ง ความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงต่อความล้า และความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวชิ้นส่วน เนื่องจากอุณหภูมิในการไนไตรดิ้งต่ำ การเสียรูปจึงน้อย และชั้นไนไตรดิ้งมีความบาง โดยทั่วไปไม่เกิน 0.6~0.7 มม. จึงควรจัดเตรียมกระบวนการไนไตรดิ้งให้ช้าที่สุด เพื่อลดการเสียรูประหว่างการไนไตรดิ้ง โดยทั่วไปต้องใช้การอบชุบด้วยอุณหภูมิสูงเพื่อบรรเทาความเค้น

เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Alumin