Giới thiệu về quy trình gia công nóng kim loại

Nguyên tắc cốt lõi: Kết tinh lại

• Nhiệt độ kết tinh lại:Đây là nhiệt độ tối thiểu mà tại đó cấu trúc hạt được gia công nguội,-bị biến dạng của kim loại có thể chuyển thành cấu trúc hạt mới,{1}}không bị biến dạng. Nhiệt độ này không phải là điểm cố định mà thường bằng 0,5 đến 0,7 lần nhiệt độ nóng chảy tuyệt đối của kim loại.
• Căng cứng so với phục hồi:Khi kim loại bị biến dạng (định hình) ở nhiệt độ phòng ("gia công nguội"), nó trở nên cứng hơn và bền hơn nhưng cũng giòn hơn-một hiện tượng được gọi làcăng cứnghoặc làm việc chăm chỉ. Nếu biến dạng tương tự này được thực hiện trên nhiệt độ kết tinh lại, thì bất kỳ hiện tượng đông cứng nào xảy ra sẽ ngay lập tức được giảm bớt nhờ quá trình kết tinh lại và phục hồi đồng thời. Điều này cho phép tạo hình rộng rãi và liên tục mà không bị nứt hoặc tiêu thụ năng lượng quá mức.

Quy trình làm việc nóng phổ biến

1. Cán nóng:Đây là quá trình làm việc nóng phổ biến nhất. Một miếng kim loại đúc lớn ("phôi" hoặc "tấm") được nung nóng và chuyển qua một loạt cuộn để giảm độ dày và đạt được mặt cắt ngang đồng đều-, tạo ra các sản phẩm như tấm, tấm, thanh và hình dạng kết cấu (dầm I-, đường ray).
2. Rèn nóng:Kim loại được nung nóng và sau đó được tạo hình bằng cách tác dụng lực nén, thường là sử dụng búa, máy ép hoặc khuôn. Quá trình rèn điều chỉnh dòng chảy hạt của kim loại theo hình dạng của bộ phận, mang lại độ bền và độ dẻo dai vượt trội. Ví dụ bao gồm trục khuỷu, thanh kết nối và dụng cụ cầm tay.
3. Phun ra:Một phôi kim loại đã được nung nóng được đặt trong một thùng chứa và được ép qua một lỗ khuôn có hình dạng mặt cắt ngang mong muốn. Quá trình này lý tưởng để tạo các hình dạng rắn và rỗng dài, phức tạp, chẳng hạn như khung cửa sổ, ống và các thành phần kết cấu.
4. Vẽ nóng (hoặc Vẽ sâu):Tương tự như vẽ nguội, nhưng được thực hiện ở nhiệt độ cao để cho phép biến dạng nghiêm trọng hơn mà không bị rách. Dùng để tạo hình các chi tiết có hình dạng cốc- sâu.
5. Đúc (Trường hợp đặc biệt):Mặc dù về mặt kỹ thuật đây là quy trình tạo hình sơ cấp chứ không phải quy trình thứ cấp, nhưng quá trình đúc bao gồm việc đổ kim loại nóng chảy (cao hơn nhiều so với nhiệt độ kết tinh lại của nó) vào khuôn. Nó được đưa vào đây như là một quá trình nóng cơ bản để tạo thành kim loại.

Ưu điểm của gia công nóng

• Khả năng định dạng cao:Kim loại dẻo và dẻo hơn nhiều khi nóng, cho phép thay đổi hình dạng lớn mà không thể thực hiện được ở nhiệt độ phòng.
• Tiêu thụ năng lượng thấp trên mỗi đơn vị khối lượng:Bởi vì kim loại mềm hơn nên cần ít lực và năng lượng hơn để làm biến dạng nó so với gia công nguội.
• Tinh chế cấu trúc hạt:Nó có thể phá vỡ các cấu trúc thô, giòn-và tạo ra kích thước hạt mịn hơn, đồng đều hơn, cải thiện các tính chất cơ học.
• Loại bỏ độ xốp:Áp suất và nhiệt độ cao có thể hàn kín các khoảng trống bên trong và các lỗ khí có trong kim loại đúc.
• Không căng thẳngQuá trình này không làm tăng độ bền/độ cứng thông qua quá trình làm cứng, điều này làm cho vật liệu dễ dàng gia công hoặc tạo hình hơn sau quá trình.

Nhược điểm của việc làm việc nóng

• Độ chính xác kích thước thấp hơn:Sự giãn nở và co lại do nhiệt, cùng với sự hình thành cặn (oxit), có thể dẫn đến kích thước kém chính xác hơn và độ hoàn thiện bề mặt kém hơn so với gia công nguội.
• Quá trình oxy hóa và quy mô:Kim loại nóng phản ứng với không khí, tạo thành một lớp oxit (cân) trên bề mặt, lớp này phải được loại bỏ và dẫn đến thất thoát vật liệu.
• Bề mặt hoàn thiện kém:Bề mặt có vảy cứng hơn.
• Tuổi thọ công cụ ngắn:Nhiệt độ cao và cặn mài mòn có thể dẫn đến sự hao mòn và xuống cấp nhanh hơn của khuôn, cuộn và các dụng cụ khác.
• Chi phí năng lượng cao:Chi phí nung nóng kim loại đến nhiệt độ cao có thể rất lớn.

Ứng dụng

• Ô tô:Rèn các bộ phận động cơ, cán thép thùng xe.
• Hàng không vũ trụ:Rèn các thành phần cấu trúc quan trọng như thiết bị hạ cánh.
• Sự thi công:Dầm I{0}}cuộn, cốt thép và tấm kết cấu.
• Đóng tàu:Sản xuất thép tấm, thép hình cỡ lớn.

Phần kết luận