Lorsque vous avez terminé CNC usinant une pièce, votre travail n'est pas terminé. Ces composants bruts peuvent avoir des surfaces disgracieuses et peuvent ne pas être assez fortes. Ou ils ne font qu'une partie d'un composant qui doit être joint à d'autres composants pour former un produit complet. Après tout, à quelle fréquence utilisez-vous un appareil composé de pièces individuelles?
Le fait est que les processus de post-traitement sont nécessaires pour une gamme d'applications, et ici nous vous présentons quelques considérations afin que vous puissiez choisir la bonne opération secondaire pour votre projet.
Dans cette série en trois parties, nous couvrirons les options et les considérations pour les processus de traitement thermique, les finitions et l'installation matérielle. Tout ou partie de ces éléments peut être nécessaire pour déplacer votre pièce d'un état usiné vers un état prêt pour le client. Cet article traite du traitement thermique, tandis que les parties II et III examinent la préparation de la surface et l'installation matérielle.
Dans cette série en trois parties, nous couvrirons les options et les considérations pour les processus de traitement thermique, les finitions et l'installation matérielle. Tout ou partie de ces éléments peut être nécessaire pour passer votre part d'un état usiné à un état prêt pour le client. Cet article traite du traitement thermique.
Traitement thermique avant ou après le traitement?
Le traitement thermique est la première opération à considérer après l'usinage, et il est même possible d'envisager l'usinage des matériaux prétraités. Pourquoi utiliser une méthode et non l'autre? L'ordre dans lequel le traitement thermique et les métaux d'usinage sont sélectionnés peuvent affecter les propriétés du matériau, le processus d'usinage et les tolérances de la pièce.
Lorsque vous utilisez des matériaux traités à la chaleur, cela affecte votre usinage - les matériaux plus durs prennent plus de temps à la machine et les outils s'usent plus rapidement, ce qui augmente les coûts d'usinage. Selon le type de traitement thermique appliqué et la profondeur sous la surface affectée du matériau, il est également possible de couper la couche durcie du matériau et de vaincre le but d'utiliser du métal durci en premier lieu. Il est également possible que le processus d'usinage génère suffisamment de chaleur pour augmenter la dureté de la pièce. Certains matériaux, tels que l'acier inoxydable, sont plus susceptibles de faire un durcissement pendant l'usinage, et des soins supplémentaires sont nécessaires pour empêcher cela.
Cependant, le choix d'un métal préchauffé a certains avantages. Avec des métaux durcis, vos pièces peuvent être tenues à des tolérances plus strictes, et les matériaux d'approvisionnement sont plus faciles car les métaux traités préchauffés sont facilement disponibles. Et, si vous attendez une fois l'usinage terminé, le traitement thermique ajoute une autre étape longue du processus de production.
D'un autre côté, le traitement thermique après l'usinage vous donne plus de contrôle sur le processus d'usinage. Il existe de nombreux types de traitement thermique et vous pouvez choisir le type à utiliser pour obtenir les propriétés des matériaux souhaités. Le traitement thermique après l'usinage assure également un traitement thermique cohérent à la surface de la pièce. Pour les matériaux préchauffés, le traitement thermique ne peut affecter que le matériau à une certaine profondeur, de sorte que l'usinage peut éliminer le matériau durci à certains endroits mais pas dans d'autres.
Comme mentionné précédemment, le traitement thermique post-traitement augmente le coût et le délai de livraison car le processus nécessite des étapes externalisées supplémentaires. Le traitement thermique peut également provoquer une déformation des pièces ou des déformations, affectant les tolérances étroites obtenues lors de l'usinage.
Traitement thermique
En règle générale, le traitement thermique modifie les propriétés du matériau du métal. Habituellement, cela signifie augmenter la force et la dureté du métal afin qu'il puisse résister aux applications plus extrêmes. Cependant, certains processus de traitement thermique, tels que le recuit, peuvent en fait réduire la dureté du métal. Regardons les différentes méthodes de traitement thermique.
Durcissement
Le durcissement est utilisé pour rendre le métal plus difficile. Une dureté plus élevée signifie que le métal est moins susceptible de bosser ou de marquer lorsqu'il est affecté. Le traitement thermique augmente également la résistance à la traction du métal, qui est la force par laquelle le matériau échoue et se casse. Une résistance plus élevée rend le matériau plus adapté à certaines applications.
Pour durcir un métal, la pièce est chauffée à une température spécifique au-dessus de la température critique du métal, ou le point auquel sa structure cristalline et ses propriétés physiques changent. Le métal est maintenu à cette température puis éteint dans l'eau, la saumure ou l'huile pour refroidir. Le liquide d'extinction dépend de l'alliage spécifique du métal. Chaque liquide de trempe a un taux de refroidissement unique, donc le choix est basé sur la vitesse à laquelle il refroidit le métal.
Durcissement des boîtiers
Le durcissement du cas est un type de durcissement qui n'affecte que la surface extérieure du matériau. Ce processus est généralement effectué après l'usinage pour créer une couche extérieure durable.
durcissement des précipitations
Le durcissement des précipitations est un processus de métaux spécifiques avec des éléments d'alliage spécifiques. Ces éléments comprennent le cuivre, l'aluminium, le phosphore et le titane. Ces éléments précipitent dans le métal solide ou forment des particules solides lorsque le matériau est chauffé pendant une longue période. Cela affecte la structure des grains, augmentant la résistance du matériau.
(La profondeur de durcissement peut être modifiée en modifiant les paramètres du processus)
Recuit
Comme mentionné précédemment, le recuit est utilisé pour adoucir le métal, ainsi que pour soulager le stress et augmenter la ductilité du matériau. Ce processus rend le métal plus facile à travailler.
Pour recommencer un métal, le métal est lentement chauffé à une température spécifique (au-dessus de la température critique du matériau), maintenu à cette température et finalement refroidi très lentement. Ce processus de refroidissement lent est accompli en enfouissant le métal dans un matériau isolant ou en le gardant dans la fournaise comme le four et le métal frais.
Soulagement des contraintes d'usinage à grande dalle
Le soulagement du stress est similaire au recuit, où le matériau est chauffé à une certaine température et refroidi lentement. Cependant, dans le cas du soulagement du contrainte, cette température est inférieure à la température critique. Le matériau est ensuite refroidi par l'air.
Ce processus supprime les contraintes du travail au froid ou du cisaillement sans modifier considérablement les propriétés physiques du métal. Bien que les propriétés physiques ne changent pas, le soulagement de ce stress aide à éviter les changements dimensionnels (ou la déformation ou toute autre déformation) pendant le traitement ultérieur ou pendant l'utilisation de la pièce.
Tempéré
Lorsqu'un métal est tempéré, il est chauffé à un point sous la température critique puis refroidi dans l'air. C'est presque la même chose que le soulagement du contrainte, mais la température finale n'est pas aussi élevée que le soulagement du contrainte. La trempe augmente la ténacité tout en conservant la majeure partie de la dureté du matériau ajouté à travers le processus de durcissement.
Réflexions finales
Un traitement thermique des métaux est souvent nécessaire pour atteindre la propriété physique souhaitée
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