Ringkasan dasar-dasar perlakuan panas!

Perlakuan panas mengacu pada proses termal logam di mana material dipanaskan, ditahan, dan didinginkan melalui pemanasan dalam keadaan padat untuk mendapatkan struktur dan sifat yang diinginkan.

I. Perlakuan Panas

1. Normalisasi: baja atau potongan baja dipanaskan hingga titik kritis AC3 atau ACM di atas suhu yang sesuai, kemudian didinginkan di udara selama periode waktu tertentu, untuk mendapatkan struktur perlitik melalui proses perlakuan panas.

2. Annealing: Benda kerja baja eutektik dipanaskan hingga suhu AC3 di atas 20-40 derajat, setelah ditahan selama jangka waktu tertentu, kemudian didinginkan perlahan di dalam tungku (atau dikubur dalam pasir atau kapur untuk pendinginan) hingga di bawah 500 derajat dalam proses perlakuan panas udara.

3. Perlakuan panas larutan padat: paduan dipanaskan hingga mencapai suhu tinggi pada daerah fase tunggal dengan suhu konstan untuk mempertahankannya, sehingga fase berlebih sepenuhnya larut ke dalam larutan padat, kemudian didinginkan dengan cepat untuk mendapatkan proses perlakuan panas larutan padat lewat jenuh.

4. Penuaan: Setelah perlakuan panas larutan padat atau deformasi plastik dingin pada paduan, ketika ditempatkan pada suhu ruangan atau disimpan pada suhu yang sedikit lebih tinggi dari suhu ruangan, terjadi fenomena perubahan sifat-sifatnya seiring waktu.

5. Perlakuan larutan padat: agar paduan dalam berbagai fase terlarut sepenuhnya, memperkuat larutan padat dan meningkatkan ketangguhan serta ketahanan korosi, menghilangkan tegangan dan pelunakan, sehingga proses pencetakan dapat dilanjutkan.

6. Perlakuan penuaan: pemanasan dan penahanan pada suhu pengendapan fase penguat, sehingga pengendapan fase penguat mengeras dan meningkatkan kekuatan.

7. Pendinginan Cepat (Quenching): baja diaustenisasi setelah pendinginan dengan laju pendinginan yang sesuai, sehingga benda kerja pada penampang seluruhnya atau dalam rentang tertentu dari struktur organisasi yang tidak stabil seperti transformasi martensit mengalami proses perlakuan panas.

8. Tempering: Benda kerja yang telah dipadamkan akan dipanaskan hingga titik kritis AC1 di bawah suhu yang sesuai selama periode waktu tertentu, dan kemudian didinginkan sesuai dengan persyaratan metode, untuk mendapatkan struktur dan sifat yang diinginkan dari proses perlakuan panas.

9. Karbonitriding baja: karbonitriding adalah proses infiltrasi karbon dan nitrogen secara bersamaan ke lapisan permukaan baja. Karbonitriding konvensional juga dikenal sebagai sianida, karbonitriding gas suhu menengah dan karbonitriding gas suhu rendah (yaitu nitrokarburisasi gas) lebih banyak digunakan. Tujuan utama karbonitriding gas suhu menengah adalah untuk meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, dan kekuatan lelah baja. Karbonitriding gas suhu rendah berbasis nitridasi, tujuan utamanya adalah untuk meningkatkan ketahanan aus baja dan ketahanan terhadap gesekan.

10. Perlakuan temper (pendinginan dan temper): Secara umum, perlakuan temper dilakukan dengan pendinginan dan temper pada suhu tinggi yang dikombinasikan dengan perlakuan panas yang dikenal sebagai perlakuan temper. Perlakuan temper banyak digunakan pada berbagai bagian struktural penting, terutama yang bekerja di bawah beban bolak-balik seperti batang penghubung, baut, roda gigi, dan poros. Setelah perlakuan temper, diperoleh struktur sohnite yang telah di-temper, yang sifat mekaniknya lebih baik daripada struktur sohnite yang dinormalisasi dengan kekerasan yang sama. Kekerasannya bergantung pada suhu temper tinggi, stabilitas temper baja, dan ukuran penampang benda kerja, umumnya antara HB200-350.

11. Penyambungan dengan patri: dengan bahan patri akan dilakukan proses perlakuan panas di mana dua jenis benda kerja dipanaskan, dilebur, dan disatukan.

II.Tkarakteristik proses

Perlakuan panas logam merupakan salah satu proses penting dalam manufaktur mekanik. Dibandingkan dengan proses pemesinan lainnya, perlakuan panas umumnya tidak mengubah bentuk benda kerja dan komposisi kimia secara keseluruhan, tetapi mengubah struktur mikro internal benda kerja, atau mengubah komposisi kimia permukaan benda kerja, untuk memberikan atau meningkatkan sifat-sifat benda kerja. Hal ini ditandai dengan peningkatan kualitas intrinsik benda kerja, yang umumnya tidak terlihat oleh mata telanjang. Untuk membuat benda kerja logam dengan sifat mekanik, sifat fisik, dan sifat kimia yang dibutuhkan, selain pemilihan material yang tepat dan berbagai proses pencetakan, proses perlakuan panas seringkali sangat penting. Baja adalah material yang paling banyak digunakan dalam industri mekanik, struktur mikro baja kompleks, dan dapat dikendalikan melalui perlakuan panas, sehingga perlakuan panas baja merupakan isi utama dari perlakuan panas logam. Selain itu, aluminium, tembaga, magnesium, titanium, dan paduan lainnya juga dapat diberi perlakuan panas untuk mengubah sifat mekanik, fisik, dan kimianya, guna memperoleh kinerja yang berbeda.

AKU AKU AKU.Tproses

Proses perlakuan panas umumnya meliputi tiga proses: pemanasan, penahanan, dan pendinginan, terkadang hanya dua proses: pemanasan dan pendinginan. Proses-proses ini saling terkait dan tidak dapat dipisahkan.

Pemanasan adalah salah satu proses penting dalam perlakuan panas. Perlakuan panas logam memiliki banyak metode pemanasan, yang paling awal adalah penggunaan arang dan batubara sebagai sumber panas, dan yang terbaru adalah penggunaan bahan bakar cair dan gas. Penggunaan listrik membuat pemanasan mudah dikendalikan, dan tidak menimbulkan polusi lingkungan. Penggunaan sumber panas ini dapat dilakukan secara langsung, tetapi juga melalui garam atau logam cair, untuk memanaskan partikel secara tidak langsung.

Pemanasan logam, ketika benda kerja terpapar udara, sering terjadi oksidasi dan dekarburisasi (yaitu, kandungan karbon permukaan bagian baja berkurang), yang berdampak sangat negatif pada sifat permukaan bagian yang diproses panas. Oleh karena itu, logam biasanya harus dipanaskan dalam atmosfer terkontrol atau atmosfer pelindung, menggunakan garam cair dan pemanasan vakum, tetapi juga tersedia metode pelapisan atau pengemasan untuk pemanasan pelindung.

Suhu pemanasan adalah salah satu parameter proses penting dalam proses perlakuan panas, pemilihan dan pengendalian suhu pemanasan merupakan isu utama untuk memastikan kualitas perlakuan panas. Suhu pemanasan bervariasi tergantung pada material logam yang diolah dan tujuan perlakuan panas, tetapi umumnya dipanaskan di atas suhu transisi fasa untuk mendapatkan struktur suhu tinggi. Selain itu, transformasi membutuhkan waktu tertentu, sehingga ketika permukaan benda kerja logam mencapai suhu pemanasan yang dibutuhkan, suhu tersebut juga harus dipertahankan selama periode waktu tertentu, agar suhu internal dan eksternal konsisten, sehingga transformasi mikrostruktur selesai, yang dikenal sebagai waktu penahanan. Penggunaan pemanasan dengan kepadatan energi tinggi dan perlakuan panas permukaan, laju pemanasannya sangat cepat, umumnya tidak ada waktu penahanan, sedangkan perlakuan panas kimia seringkali memiliki waktu penahanan yang lebih lama.

Pendinginan juga merupakan langkah yang sangat penting dalam proses perlakuan panas, metode pendinginan karena prosesnya berbeda, terutama untuk mengontrol laju pendinginan. Secara umum, laju pendinginan anil adalah yang paling lambat, laju pendinginan normalisasi lebih cepat, dan laju pendinginan pendinginan lebih cepat lagi. Namun juga karena jenis baja yang berbeda dan memiliki persyaratan yang berbeda, misalnya baja yang dikeraskan dengan udara dapat didinginkan dengan laju pendinginan yang sama seperti normalisasi.

IV.Pklasifikasi proses

Proses perlakuan panas logam secara kasar dapat dibagi menjadi tiga kategori: perlakuan panas menyeluruh, perlakuan panas permukaan, dan perlakuan panas kimia. Berdasarkan media pemanas, suhu pemanasan, dan metode pendinginan yang berbeda, setiap kategori dapat dibedakan menjadi sejumlah proses perlakuan panas yang berbeda. Logam yang sama yang menggunakan proses perlakuan panas yang berbeda dapat menghasilkan struktur yang berbeda, sehingga memiliki sifat yang berbeda pula. Besi dan baja adalah logam yang paling banyak digunakan dalam industri, dan struktur mikro baja juga yang paling kompleks, sehingga terdapat berbagai macam proses perlakuan panas baja.

Perlakuan panas menyeluruh adalah pemanasan benda kerja secara keseluruhan, kemudian didinginkan dengan laju yang sesuai, untuk mendapatkan struktur metalurgi yang dibutuhkan, guna mengubah sifat mekanik keseluruhan logam dalam proses perlakuan panas. Perlakuan panas menyeluruh pada baja secara umum terdiri dari empat proses dasar: anil, normalisasi, pendinginan, dan temper.

Proses berarti:

Annealing adalah proses pemanasan benda kerja hingga suhu yang sesuai, dengan waktu penahanan yang berbeda-beda tergantung pada material dan ukuran benda kerja, kemudian didinginkan secara perlahan. Tujuannya adalah untuk membuat struktur internal logam mencapai atau mendekati keadaan keseimbangan, sehingga diperoleh kinerja dan performa proses yang baik, atau untuk persiapan pendinginan lebih lanjut guna meningkatkan struktur logam.

Normalisasi adalah proses pemanasan benda kerja hingga suhu yang sesuai setelah didinginkan di udara. Efek normalisasi mirip dengan anil, hanya saja menghasilkan struktur yang lebih halus. Proses ini sering digunakan untuk meningkatkan kinerja pemotongan material, tetapi terkadang juga digunakan untuk beberapa bagian yang kurang menuntut sebagai perlakuan panas akhir.

Pendinginan cepat (quenching) adalah proses pemanasan benda kerja dan isolasinya, menggunakan air, minyak, atau garam anorganik lainnya, larutan air organik, dan media pendinginan cepat lainnya. Setelah pendinginan cepat, bagian baja menjadi keras, tetapi pada saat yang sama menjadi rapuh. Untuk menghilangkan kerapuhan tersebut secara tepat waktu, umumnya diperlukan proses temper (pemanasan) secara tepat waktu.

Untuk mengurangi kerapuhan bagian baja, bagian baja yang dipadamkan pada suhu yang sesuai, lebih tinggi dari suhu ruangan dan lebih rendah dari 650 ℃, ditahan dalam waktu lama, kemudian didinginkan; proses ini disebut temper. Annealing, normalisasi, pendinginan, dan temper merupakan keseluruhan perlakuan panas dalam "empat tahap", di mana pendinginan dan temper saling terkait erat, sering digunakan bersama-sama, dan merupakan salah satu yang tak terpisahkan. "Empat tahap" memiliki suhu pemanasan dan mode pendinginan yang berbeda, dan menghasilkan proses perlakuan panas yang berbeda pula. Untuk mendapatkan tingkat kekuatan dan ketangguhan tertentu, pendinginan dan temper pada suhu tinggi digabungkan menjadi proses yang dikenal sebagai temper. Setelah paduan tertentu dipadamkan untuk membentuk larutan padat lewat jenuh, paduan tersebut ditahan pada suhu ruangan atau pada suhu yang sedikit lebih tinggi yang sesuai untuk jangka waktu yang lebih lama guna meningkatkan kekerasan, kekuatan, atau kemagnetan listrik paduan tersebut. Proses perlakuan panas seperti ini disebut perlakuan penuaan.

Pemrosesan tekanan, deformasi, dan perlakuan panas secara efektif dan erat digabungkan untuk menghasilkan benda kerja yang memiliki kekuatan dan ketangguhan yang sangat baik, dengan metode yang dikenal sebagai perlakuan panas deformasi; perlakuan panas dalam atmosfer tekanan negatif atau vakum dikenal sebagai perlakuan panas vakum, yang tidak hanya dapat mencegah benda kerja mengalami oksidasi dan dekarburisasi, menjaga permukaan benda kerja setelah perlakuan, dan meningkatkan kinerja benda kerja, tetapi juga melalui zat osmotik untuk perlakuan panas kimia.

Perlakuan panas permukaan adalah proses perlakuan panas logam yang hanya memanaskan lapisan permukaan benda kerja untuk mengubah sifat mekanik lapisan permukaan tersebut. Agar hanya memanaskan lapisan permukaan benda kerja tanpa perpindahan panas berlebih ke dalam benda kerja, sumber panas yang digunakan harus memiliki kepadatan energi yang tinggi, yaitu, memberikan energi panas yang lebih besar pada satuan luas benda kerja, sehingga lapisan permukaan benda kerja atau bagian yang terlokalisasi dapat mencapai suhu tinggi dalam waktu singkat atau seketika. Metode utama perlakuan panas permukaan adalah pendinginan api dan pemanasan induksi, dengan sumber panas yang umum digunakan seperti api oksiasetilen atau oksipropana, arus induksi, laser, dan berkas elektron.

Perlakuan panas kimia adalah proses perlakuan panas logam dengan mengubah komposisi kimia, susunan, dan sifat lapisan permukaan benda kerja. Perlakuan panas kimia berbeda dari perlakuan panas permukaan karena yang pertama mengubah komposisi kimia lapisan permukaan benda kerja. Perlakuan panas kimia dilakukan pada benda kerja yang mengandung karbon, media garam, atau unsur paduan lainnya (gas, cair, padat) dengan pemanasan dan isolasi dalam jangka waktu yang lama, sehingga lapisan permukaan benda kerja menyerap karbon, nitrogen, boron, kromium, dan unsur-unsur lainnya. Setelah penyerapan unsur-unsur tersebut, terkadang dilakukan proses perlakuan panas lainnya seperti pendinginan dan temper. Metode utama perlakuan panas kimia adalah karburisasi, nitridasi, dan penetrasi logam.

Perlakuan panas merupakan salah satu proses penting dalam proses pembuatan komponen mekanik dan cetakan. Secara umum, perlakuan panas dapat memastikan dan meningkatkan berbagai sifat benda kerja, seperti ketahanan aus dan ketahanan korosi. Selain itu, perlakuan panas juga dapat meningkatkan struktur benda kerja dan kondisi tegangan, sehingga memudahkan berbagai proses pengolahan dingin dan panas.

Contohnya: besi cor putih setelah perlakuan anil dalam waktu lama dapat menghasilkan besi cor lunak, meningkatkan plastisitas; roda gigi dengan proses perlakuan panas yang tepat, masa pakainya dapat lebih lama atau puluhan kali lipat dibandingkan roda gigi yang tidak diberi perlakuan panas; selain itu, baja karbon murah melalui infiltrasi unsur paduan tertentu memiliki beberapa kinerja baja paduan mahal, dapat menggantikan beberapa baja tahan panas, baja tahan karat; cetakan dan perkakas hampir semuanya perlu melalui perlakuan panas dan hanya dapat digunakan setelah perlakuan panas.

Sarana tambahan

I. Jenis-jenis anil

Annealing adalah proses perlakuan panas di mana benda kerja dipanaskan hingga suhu yang sesuai, ditahan selama jangka waktu tertentu, dan kemudian didinginkan secara perlahan.

Terdapat banyak jenis proses anil baja, berdasarkan suhu pemanasan dapat dibagi menjadi dua kategori: pertama, anil di atas suhu kritis (Ac1 atau Ac3), juga dikenal sebagai anil rekristalisasi perubahan fasa, termasuk anil lengkap, anil tidak lengkap, anil sferoidal, dan anil difusi (anil homogenisasi), dll.; kedua, anil di bawah suhu kritis, termasuk anil rekristalisasi dan anil penghilangan tegangan, dll. Berdasarkan metode pendinginan, anil dapat dibagi menjadi anil isotermal dan anil pendinginan kontinu.

1. Pemanasan lengkap dan pemanasan isotermal

Pemanasan menyeluruh, juga dikenal sebagai pemanasan rekristalisasi, umumnya disebut sebagai pemanasan, adalah proses pemanasan baja atau baja tahan karat hingga suhu di atas 20 ~ 30 ℃, kemudian dipanaskan cukup lama agar struktur baja mengalami austenisasi sempurna setelah pendinginan lambat, untuk mendapatkan struktur baja yang hampir seimbang dalam proses perlakuan panas. Pemanasan ini terutama digunakan untuk komposisi sub-eutektik dari berbagai baja karbon dan paduan cor, tempa, dan profil canai panas, dan terkadang juga digunakan untuk struktur las. Umumnya sering digunakan sebagai perlakuan panas akhir untuk sejumlah benda kerja yang tidak berat, atau sebagai perlakuan panas awal untuk beberapa benda kerja.

2, pemanasan bola

Perlakuan anil sferoidal terutama digunakan untuk baja karbon eutektik berlebih dan baja perkakas paduan (seperti pembuatan perkakas bermata tajam, alat ukur, cetakan, dan dies yang digunakan dalam baja). Tujuan utamanya adalah untuk mengurangi kekerasan, meningkatkan kemampuan pemesinan, dan mempersiapkan untuk pendinginan di masa mendatang.

3. Pelepasan tegangan

Perlakuan anil penghilang tegangan, juga dikenal sebagai anil suhu rendah (atau temper suhu tinggi), perlakuan anil ini terutama digunakan untuk menghilangkan tegangan sisa pada coran, tempa, las, bagian canai panas, bagian tarik dingin, dan lainnya. Jika tegangan ini tidak dihilangkan, akan menyebabkan baja setelah jangka waktu tertentu, atau dalam proses pemotongan selanjutnya, mengalami deformasi atau retak.

4. Anil tidak sempurna adalah memanaskan baja hingga Ac1 ~ Ac3 (baja sub-eutektik) atau Ac1 ~ ACcm (baja over-eutektik) antara penahanan panas dan pendinginan lambat untuk mendapatkan organisasi proses perlakuan panas yang hampir seimbang.

II.Untuk pendinginan cepat (quenching), media pendingin yang paling umum digunakan adalah air garam, air, dan minyak.

Pendinginan benda kerja dengan air garam mudah menghasilkan kekerasan tinggi dan permukaan halus, tidak mudah menghasilkan titik lunak akibat pendinginan yang tidak keras, tetapi mudah menyebabkan deformasi benda kerja yang serius, bahkan retak. Penggunaan minyak sebagai media pendinginan hanya cocok untuk baja paduan tertentu atau benda kerja baja karbon berukuran kecil yang memiliki stabilitas austenit superdingin yang relatif besar.

AKU AKU AKU.tujuan dari proses pengerasan baja

1. Mengurangi kerapuhan, menghilangkan atau mengurangi tegangan internal. Pada proses pendinginan baja, terdapat banyak tegangan internal dan kerapuhan, misalnya jika tidak dilakukan tempering tepat waktu, seringkali akan menyebabkan baja mengalami deformasi atau bahkan retak.

2. Untuk memperoleh sifat mekanik benda kerja yang dibutuhkan, benda kerja setelah pendinginan memiliki kekerasan dan kerapuhan yang tinggi. Untuk memenuhi persyaratan sifat yang berbeda dari berbagai benda kerja, kekerasan dapat disesuaikan melalui perlakuan temper yang sesuai untuk mengurangi kerapuhan dan mendapatkan ketangguhan serta plastisitas yang dibutuhkan.

3. Stabilkan ukuran benda kerja

4. Untuk proses anil yang sulit melunakkan baja paduan tertentu, dalam proses pendinginan (atau normalisasi) sering digunakan temper suhu tinggi setelahnya, sehingga karbida baja mengalami agregasi yang sesuai, kekerasannya akan berkurang, untuk mempermudah pemotongan dan pemrosesan.

Konsep tambahan

1. Anil: mengacu pada proses perlakuan panas di mana material logam dipanaskan hingga suhu yang sesuai, dipertahankan selama periode waktu tertentu, dan kemudian didinginkan secara perlahan. Proses anil yang umum meliputi: anil rekristalisasi, anil penghilang tegangan, anil sferoidal, anil lengkap, dll. Tujuan anil: terutama untuk mengurangi kekerasan material logam, meningkatkan plastisitas, untuk mempermudah pemotongan atau pemesinan tekan, mengurangi tegangan sisa, meningkatkan organisasi dan homogenisasi komposisi, atau untuk mempersiapkan organisasi material sebelum perlakuan panas selanjutnya.

2. Normalisasi: mengacu pada proses perlakuan panas di mana baja dipanaskan hingga suhu 30-50℃ atau lebih tinggi (pada titik kritis suhu), kemudian didinginkan di udara terbuka selama waktu yang sesuai. Tujuan normalisasi: terutama untuk meningkatkan sifat mekanik baja karbon rendah, meningkatkan kemampuan pemotongan dan pemesinan, memperhalus butiran, menghilangkan cacat struktur, dan mempersiapkan struktur untuk perlakuan panas selanjutnya.

3. Pendinginan cepat (quenching): mengacu pada pemanasan baja hingga suhu Ac3 atau Ac1 (baja di bawah titik kritis suhu) di atas suhu tertentu, ditahan selama waktu tertentu, dan kemudian didinginkan dengan laju yang sesuai, untuk mendapatkan struktur martensit (atau bainit) dalam proses perlakuan panas. Proses pendinginan cepat yang umum adalah pendinginan cepat media tunggal, pendinginan cepat media ganda, pendinginan cepat martensit, pendinginan cepat isotermal bainit, pendinginan cepat permukaan, dan pendinginan cepat lokal. Tujuan pendinginan cepat: agar bagian baja mendapatkan struktur martensit yang dibutuhkan, meningkatkan kekerasan benda kerja, kekuatan, dan ketahanan abrasi, untuk persiapan yang baik bagi struktur martensit pada perlakuan panas selanjutnya.

4. Tempering: mengacu pada proses perlakuan panas di mana baja dikeraskan, kemudian dipanaskan hingga suhu di bawah Ac1, ditahan selama waktu tertentu, dan kemudian didinginkan hingga suhu ruangan. Proses tempering yang umum adalah: tempering suhu rendah, tempering suhu menengah, tempering suhu tinggi, dan tempering ganda.

Tujuan tempering: terutama untuk menghilangkan tegangan yang dihasilkan baja saat pendinginan, sehingga baja memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, serta memiliki plastisitas dan ketangguhan yang dibutuhkan.

5. Tempering: mengacu pada proses perlakuan panas komposit baja atau baja yang mengalami pendinginan dan tempering suhu tinggi. Digunakan dalam perlakuan tempering baja yang disebut baja temper. Secara umum mengacu pada baja struktural karbon menengah dan baja struktural paduan karbon menengah.

6. Karburisasi: Karburisasi adalah proses membuat atom karbon menembus lapisan permukaan baja. Proses ini juga bertujuan untuk membuat benda kerja baja karbon rendah memiliki lapisan permukaan baja karbon tinggi, kemudian setelah pendinginan dan temper suhu rendah, sehingga lapisan permukaan benda kerja memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi, sementara bagian tengah benda kerja tetap mempertahankan ketangguhan dan plastisitas baja karbon rendah.

Metode vakum

Karena operasi pemanasan dan pendinginan benda kerja logam membutuhkan belasan atau bahkan puluhan tindakan untuk diselesaikan. Tindakan-tindakan ini dilakukan di dalam tungku perlakuan panas vakum, operator tidak dapat mendekat, sehingga tingkat otomatisasi tungku perlakuan panas vakum harus lebih tinggi. Pada saat yang sama, beberapa tindakan, seperti pemanasan dan penahanan akhir proses pendinginan benda kerja logam, harus terdiri dari enam atau tujuh tindakan dan harus diselesaikan dalam waktu 15 detik. Kondisi yang serba cepat untuk menyelesaikan banyak tindakan ini mudah menyebabkan kegugupan operator dan mengakibatkan kesalahan pengoperasian. Oleh karena itu, hanya tingkat otomatisasi yang tinggi yang dapat menghasilkan koordinasi yang akurat dan tepat waktu sesuai dengan program.

Perlakuan panas vakum pada komponen logam dilakukan dalam tungku vakum tertutup, dan penyegelan vakum yang ketat sudah dikenal luas. Oleh karena itu, untuk mendapatkan dan mempertahankan tingkat kebocoran udara asli tungku, untuk memastikan vakum kerja tungku vakum, dan untuk memastikan kualitas komponen yang diproses dengan perlakuan panas vakum memiliki arti yang sangat penting. Jadi, isu kunci dari tungku perlakuan panas vakum adalah memiliki struktur penyegelan vakum yang andal. Untuk memastikan kinerja vakum tungku vakum, desain struktur tungku perlakuan panas vakum harus mengikuti prinsip dasar, yaitu, badan tungku harus menggunakan pengelasan kedap gas, sementara badan tungku sebisa mungkin tidak memiliki lubang terbuka atau tidak terbuka sama sekali, dan sebisa mungkin menghindari penggunaan struktur penyegelan dinamis, untuk meminimalkan peluang kebocoran vakum. Komponen dan aksesori yang terpasang di badan tungku vakum, seperti elektroda pendingin air dan perangkat ekspor termokopel, juga harus dirancang dengan struktur penyegelan.

Sebagian besar material pemanas dan isolasi hanya dapat digunakan dalam kondisi vakum. Pemanasan dan lapisan isolasi termal pada tungku perlakuan panas vakum dilakukan dalam kondisi vakum dan suhu tinggi, sehingga material ini menuntut persyaratan ketahanan suhu tinggi, hasil radiasi, konduktivitas termal, dan lainnya. Persyaratan untuk ketahanan oksidasi tidak tinggi. Oleh karena itu, tungku perlakuan panas vakum banyak menggunakan tantalum, tungsten, molibdenum, dan grafit sebagai material pemanas dan isolasi termal. Material-material ini sangat mudah teroksidasi dalam kondisi atmosfer, oleh karena itu, tungku perlakuan panas biasa tidak dapat menggunakan material pemanas dan isolasi ini.

Perangkat pendingin air: cangkang tungku perlakuan panas vakum, penutup tungku, elemen pemanas listrik, elektroda pendingin air, pintu isolasi panas vakum perantara, dan komponen lainnya, berada dalam kondisi vakum, di bawah kondisi kerja panas. Bekerja di bawah kondisi yang sangat tidak menguntungkan tersebut, harus dipastikan bahwa struktur setiap komponen tidak berubah bentuk atau rusak, dan segel vakum tidak terlalu panas atau terbakar. Oleh karena itu, setiap komponen harus dilengkapi dengan perangkat pendingin air sesuai dengan kondisi yang berbeda untuk memastikan bahwa tungku perlakuan panas vakum dapat beroperasi normal dan memiliki masa pakai yang cukup.

Penggunaan tegangan rendah arus tinggi: wadah vakum, ketika tingkat vakum berada pada kisaran beberapa lxlo-1 torr, konduktor yang dialiri listrik dalam wadah vakum pada tegangan yang lebih tinggi akan menghasilkan fenomena lucutan pijar. Dalam tungku perlakuan panas vakum, lucutan busur yang serius akan membakar elemen pemanas listrik, lapisan isolasi, menyebabkan kecelakaan dan kerugian besar. Oleh karena itu, tegangan kerja elemen pemanas listrik tungku perlakuan panas vakum umumnya tidak lebih dari 80 hingga 100 volt. Pada saat yang sama, dalam desain struktur elemen pemanas listrik perlu diambil tindakan efektif, seperti mencoba menghindari ujung bagian yang terlalu runcing, jarak antar elektroda tidak boleh terlalu kecil, untuk mencegah timbulnya lucutan pijar atau lucutan busur.

Penempaan

Sesuai dengan persyaratan kinerja benda kerja yang berbeda, dan berdasarkan suhu temper yang berbeda, dapat dibagi menjadi beberapa jenis temper berikut:

(a) penempaan suhu rendah (150-250 derajat)

Proses temper suhu rendah pada material yang dihasilkan untuk martensit temper. Tujuannya adalah untuk mempertahankan kekerasan tinggi dan ketahanan aus yang tinggi dari baja yang dipadamkan dengan tetap mengurangi tegangan internal dan kerapuhan akibat pendinginan, sehingga menghindari pengelupasan atau kerusakan dini selama penggunaan. Proses ini terutama digunakan untuk berbagai alat potong baja karbon tinggi, alat ukur, cetakan tarik dingin, bantalan gelinding, dan komponen yang dikarburisasi, dll., dengan kekerasan setelah temper umumnya mencapai HRC58-64.

(ii) pemanasan suhu sedang (250-500 derajat)

Proses penempaan suhu menengah untuk badan kuarsa yang ditempa. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kekuatan luluh tinggi, batas elastis, dan ketangguhan tinggi. Oleh karena itu, terutama digunakan untuk berbagai pegas dan pemrosesan cetakan kerja panas, kekerasan penempaan umumnya HRC35-50.

(C) penempaan suhu tinggi (500-650 derajat)

Proses temper suhu tinggi pada baja Sohnite yang telah di-temper. Perlakuan panas gabungan pendinginan konvensional dan temper suhu tinggi dikenal sebagai perlakuan temper, tujuannya adalah untuk mendapatkan kekuatan, kekerasan, plastisitas, dan ketangguhan yang lebih baik secara keseluruhan sebagai sifat mekanik. Oleh karena itu, banyak digunakan pada mobil, traktor, mesin perkakas, dan bagian struktural penting lainnya, seperti batang penghubung, baut, roda gigi, dan poros. Kekerasan setelah temper umumnya HB200-330.

Pencegahan deformasi

Penyebab deformasi cetakan kompleks presisi seringkali rumit, tetapi kita hanya perlu menguasai hukum deformasinya, menganalisis penyebabnya, dan menggunakan berbagai metode untuk mencegah deformasi cetakan agar dapat dikurangi, dan juga dikendalikan. Secara umum, perlakuan panas untuk deformasi cetakan kompleks presisi dapat dilakukan dengan metode pencegahan berikut.

(1) Pemilihan material yang wajar. Cetakan kompleks presisi harus dipilih material baja cetakan mikrodeformasi yang baik (seperti baja pendinginan udara), baja cetakan dengan segregasi karbida yang serius harus diberi perlakuan panas tempa dan temper yang wajar, baja cetakan dengan segregasi yang lebih besar dan tidak dapat ditempa dapat diberi perlakuan panas pemurnian ganda larutan padat.

(2) Desain struktur cetakan harus masuk akal, ketebalannya tidak boleh terlalu berbeda, bentuknya harus simetris, untuk deformasi cetakan yang lebih besar harus menguasai hukum deformasi, menyediakan toleransi pemrosesan, untuk cetakan besar, presisi dan kompleks dapat digunakan dalam kombinasi struktur.

(3) Cetakan presisi dan kompleks harus diberi perlakuan panas terlebih dahulu untuk menghilangkan tegangan sisa yang dihasilkan dalam proses pemesinan.

(4) Pemilihan suhu pemanasan yang wajar, mengontrol kecepatan pemanasan, untuk cetakan kompleks presisi dapat menggunakan pemanasan lambat, pemanasan awal dan metode pemanasan seimbang lainnya untuk mengurangi deformasi perlakuan panas cetakan.

(5) Dengan tetap menjaga kekerasan cetakan, cobalah menggunakan proses pendinginan awal, pendinginan bertahap, atau pendinginan suhu.

(6) Untuk cetakan presisi dan kompleks, jika kondisi memungkinkan, coba gunakan pemanasan vakum dan perlakuan pendinginan mendalam setelah pendinginan.

(7) Untuk beberapa cetakan presisi dan kompleks dapat digunakan perlakuan panas awal, perlakuan panas penuaan, perlakuan panas temper nitridasi untuk mengontrol akurasi cetakan.

(8) Dalam perbaikan lubang pasir cetakan, porositas, keausan dan cacat lainnya, penggunaan mesin las dingin dan peralatan perbaikan dampak termal lainnya untuk menghindari deformasi proses perbaikan.

Selain itu, pengoperasian proses perlakuan panas yang benar (seperti penyumbatan lubang, pengikatan lubang, fiksasi mekanis, metode pemanasan yang sesuai, pemilihan arah pendinginan cetakan yang tepat dan arah pergerakan media pendingin, dll.) dan proses perlakuan panas temper yang wajar juga merupakan langkah efektif untuk mengurangi deformasi cetakan presisi dan kompleks.

Perlakuan panas pendinginan dan temper permukaan biasanya dilakukan dengan pemanasan induksi atau pemanasan api. Parameter teknis utama adalah kekerasan permukaan, kekerasan lokal, dan kedalaman lapisan pengerasan efektif. Pengujian kekerasan dapat menggunakan penguji kekerasan Vickers, atau dapat juga menggunakan penguji kekerasan Rockwell atau Rockwell permukaan. Pemilihan gaya uji (skala) berkaitan dengan kedalaman lapisan pengerasan efektif dan kekerasan permukaan benda kerja. Tiga jenis penguji kekerasan terlibat di sini.

Pertama, alat uji kekerasan Vickers merupakan alat penting untuk menguji kekerasan permukaan benda kerja yang telah mengalami perlakuan panas. Alat ini dapat dipilih dengan gaya uji 0,5 hingga 100 kg, dapat menguji lapisan pengerasan permukaan setipis 0,05 mm, dan memiliki akurasi tertinggi. Alat ini juga dapat membedakan perbedaan kecil dalam kekerasan permukaan benda kerja yang telah mengalami perlakuan panas. Selain itu, kedalaman lapisan pengerasan efektif juga harus dideteksi oleh alat uji kekerasan Vickers, sehingga untuk proses perlakuan panas permukaan atau sejumlah besar unit yang menggunakan benda kerja yang telah mengalami perlakuan panas permukaan, alat uji kekerasan Vickers sangat diperlukan.

Kedua, alat uji kekerasan Rockwell permukaan juga sangat cocok untuk menguji kekerasan benda kerja yang dikeraskan permukaannya. Alat uji kekerasan Rockwell permukaan memiliki tiga skala yang dapat dipilih. Dapat menguji kedalaman pengerasan efektif lebih dari 0,1 mm pada berbagai benda kerja yang dikeraskan permukaannya. Meskipun presisi alat uji kekerasan Rockwell permukaan tidak setinggi alat uji kekerasan Vickers, namun sebagai alat deteksi manajemen mutu dan inspeksi kualifikasi pabrik perlakuan panas, alat ini telah mampu memenuhi persyaratan. Selain itu, alat ini juga memiliki pengoperasian yang sederhana, mudah digunakan, harga rendah, pengukuran cepat, dapat langsung membaca nilai kekerasan dan karakteristik lainnya. Penggunaan alat uji kekerasan Rockwell permukaan memungkinkan pengujian benda kerja perlakuan panas permukaan secara cepat dan non-destruktif satu per satu. Hal ini penting untuk pabrik pengolahan logam dan manufaktur mesin.

Ketiga, ketika lapisan pengerasan permukaan akibat perlakuan panas lebih tebal, alat uji kekerasan Rockwell juga dapat digunakan. Ketika ketebalan lapisan pengerasan akibat perlakuan panas 0,4 ~ 0,8 mm, dapat menggunakan skala HRA, sedangkan ketika ketebalan lapisan pengerasan lebih dari 0,8 mm, dapat menggunakan skala HRC.

Tiga jenis nilai kekerasan, yaitu Vickers, Rockwell, dan Rockwell permukaan, dapat dengan mudah dikonversi satu sama lain, dikonversi ke standar, gambar, atau nilai kekerasan yang dibutuhkan pengguna. Tabel konversi yang sesuai diberikan dalam standar internasional ISO, standar Amerika ASTM, dan standar Tiongkok GB/T.

Pengerasan lokal

Jika komponen memiliki persyaratan kekerasan lokal yang lebih tinggi, tersedia pemanasan induksi dan metode perlakuan panas pendinginan lokal lainnya. Komponen tersebut biasanya harus menandai lokasi perlakuan panas pendinginan lokal dan nilai kekerasan lokal pada gambar. Pengujian kekerasan komponen harus dilakukan di area yang ditentukan. Instrumen pengujian kekerasan dapat menggunakan penguji kekerasan Rockwell, untuk menguji nilai kekerasan HRC. Jika lapisan pengerasan hasil perlakuan panas dangkal, dapat menggunakan penguji kekerasan Rockwell permukaan, untuk menguji nilai kekerasan HRN.

Perlakuan panas kimia

Perlakuan panas kimia adalah proses penyuntikan satu atau beberapa unsur kimia atom ke permukaan benda kerja, sehingga mengubah komposisi kimia, struktur, dan kinerja permukaan benda kerja. Setelah pendinginan dan temper suhu rendah, permukaan benda kerja memiliki kekerasan, ketahanan aus, dan kekuatan lelah kontak yang tinggi, sedangkan inti benda kerja memiliki ketangguhan yang tinggi.

Berdasarkan uraian di atas, deteksi dan pencatatan suhu dalam proses perlakuan panas sangat penting, dan pengendalian suhu yang buruk berdampak besar pada produk. Oleh karena itu, deteksi suhu sangat penting, tren suhu dalam keseluruhan proses juga sangat penting, sehingga proses perlakuan panas harus mencatat perubahan suhu, yang dapat mempermudah analisis data di masa mendatang, dan juga untuk melihat kapan suhu tidak memenuhi persyaratan. Hal ini akan memainkan peran yang sangat besar dalam meningkatkan perlakuan panas di masa depan.

Prosedur Operasi

1. Bersihkan lokasi operasi, periksa apakah catu daya, alat ukur, dan berbagai sakelar berfungsi normal, serta apakah sumber air mengalir lancar.

2. Operator harus mengenakan peralatan pelindung kerja yang baik, jika tidak akan berbahaya.

3. Buka sakelar transfer daya universal kontrol, sesuai dengan persyaratan teknis bagian-bagian peralatan yang bertingkat untuk mengatur kenaikan dan penurunan suhu, guna memperpanjang umur peralatan dan menjaga keutuhan peralatan.

4. Memperhatikan suhu tungku perlakuan panas dan pengaturan kecepatan sabuk jala, menguasai standar suhu yang dibutuhkan untuk berbagai material, untuk memastikan kekerasan benda kerja dan kelurusan permukaan serta lapisan oksidasi, dan dengan serius memperhatikan keselamatan kerja.

5. Perhatikan suhu tungku temper dan kecepatan sabuk jala, buka ventilasi udara buang, agar benda kerja setelah proses temper memenuhi persyaratan kualitas.

6. Dalam pekerjaan, harus tetap berpegang pada posisi yang ditentukan.

7. Mengonfigurasi peralatan pemadam kebakaran yang diperlukan, dan memahami cara penggunaan dan perawatannya.

8. Saat mematikan mesin, kita harus memeriksa bahwa semua sakelar kontrol dalam keadaan mati, lalu menutup sakelar transfer universal.

Panas berlebih

Dari permukaan kasar bagian bantalan aksesori rol, dapat diamati adanya pemanasan berlebih pada mikrostruktur setelah pendinginan. Namun, untuk menentukan tingkat pemanasan berlebih yang tepat, harus diamati mikrostrukturnya. Jika pada baja GCr15 yang didinginkan terdapat martensit jarum kasar, itu adalah hasil pemanasan berlebih pada pendinginan. Penyebab pembentukannya mungkin karena suhu pemanasan pendinginan yang terlalu tinggi atau waktu pemanasan dan penahanan yang terlalu lama yang menyebabkan pemanasan berlebih secara menyeluruh; mungkin juga karena struktur karbida pita asli yang serius, di area karbon rendah di antara dua pita membentuk jarum martensit tebal yang terlokalisasi, sehingga menyebabkan pemanasan berlebih lokal. Sisa austenit dalam struktur yang terlalu panas meningkat, dan stabilitas dimensi menurun. Karena pemanasan berlebih pada struktur yang didinginkan, kristal baja menjadi kasar, yang akan menyebabkan penurunan ketangguhan bagian, ketahanan benturan berkurang, dan umur pakai bantalan juga berkurang. Pemanasan berlebih yang parah bahkan dapat menyebabkan retak akibat pendinginan.

Pemanasan kurang

Suhu pendinginan yang rendah atau pendinginan yang buruk akan menghasilkan struktur mikro Torrhenite yang lebih banyak dari standar, yang dikenal sebagai struktur underheating, sehingga menyebabkan penurunan kekerasan, penurunan tajam ketahanan aus, dan memengaruhi masa pakai bantalan komponen rol.

Mendinginkan retakan

Komponen bantalan rol dalam proses pendinginan dan pengerasan akibat tegangan internal dapat membentuk retakan yang disebut retakan pengerasan. Penyebab retakan tersebut antara lain: suhu pemanasan pengerasan terlalu tinggi atau pendinginan terlalu cepat, tegangan termal dan perubahan volume massa logam dalam organisasi tegangan lebih besar daripada kekuatan patahan baja; cacat asli permukaan kerja (seperti retakan permukaan atau goresan) atau cacat internal dalam baja (seperti terak, inklusi non-logam yang serius, bintik putih, residu penyusutan, dll.) dalam pembentukan konsentrasi tegangan selama pengerasan; dekarburisasi permukaan yang parah dan segregasi karbida; komponen yang dikeraskan setelah tempering tidak cukup atau tempering tidak tepat waktu; tegangan pukulan dingin yang disebabkan oleh proses sebelumnya terlalu besar, lipatan tempa, potongan putar yang dalam, alur oli dengan tepi tajam, dan sebagainya. Singkatnya, penyebab retakan pengerasan mungkin satu atau lebih dari faktor-faktor di atas, keberadaan tegangan internal adalah alasan utama pembentukan retakan pengerasan. Retakan akibat pendinginan (quenching crack) dalam dan ramping, dengan patahan lurus dan tidak ada warna oksidasi pada permukaan yang patah. Seringkali berupa retakan datar memanjang atau retakan berbentuk cincin pada kerah bantalan; bentuknya pada bola baja bantalan berbentuk S, T, atau cincin. Karakteristik organisasi retakan akibat pendinginan adalah tidak adanya fenomena dekarburisasi di kedua sisi retakan, yang jelas dapat dibedakan dari retakan tempa dan retakan material.

Perlakuan panas dan deformasi

Pada bagian bantalan NACHI yang mengalami perlakuan panas, terdapat tegangan termal dan tegangan internal. Tegangan internal ini dapat saling tumpang tindih atau sebagian saling meniadakan, bersifat kompleks dan bervariasi, karena dapat berubah-ubah tergantung pada suhu pemanasan, laju pemanasan, mode pendinginan, laju pendinginan, bentuk dan ukuran bagian, sehingga deformasi akibat perlakuan panas tidak dapat dihindari. Mengenali dan menguasai hukum ini dapat membuat deformasi bagian bantalan (seperti ovalitas kerah, pembesaran ukuran, dll.) berada dalam kisaran yang terkontrol, sehingga bermanfaat bagi produksi. Tentu saja, dalam proses perlakuan panas, benturan mekanis juga akan menyebabkan deformasi bagian, tetapi deformasi ini dapat digunakan untuk meningkatkan operasi guna mengurangi dan menghindarinya.

Dekarburisasi permukaan

Komponen bantalan aksesori rol dalam proses perlakuan panas, jika dipanaskan dalam media pengoksidasi, permukaannya akan teroksidasi sehingga fraksi massa karbon permukaan komponen berkurang, mengakibatkan dekarburisasi permukaan. Kedalaman lapisan dekarburisasi permukaan yang melebihi jumlah retensi pemrosesan akhir akan menyebabkan komponen tersebut tidak dapat digunakan. Penentuan kedalaman lapisan dekarburisasi permukaan dalam pemeriksaan metalografi dapat dilakukan dengan metode metalografi dan metode mikrokekerasan. Kurva distribusi mikrokekerasan lapisan permukaan didasarkan pada metode pengukuran, dan dapat digunakan sebagai kriteria arbitrase.

Titik lemah

Akibat pemanasan yang tidak memadai, pendinginan yang buruk, dan proses pendinginan yang menyebabkan kekerasan permukaan komponen bantalan rol tidak mencukupi, terjadilah fenomena yang dikenal sebagai titik lunak pendinginan. Hal ini seperti dekarburisasi permukaan yang dapat menyebabkan penurunan serius pada ketahanan aus permukaan dan kekuatan lelah.