مطالعات و بررسی‌هایی که توسط یک شرکت بزرگ تولید کننده فولادهای ابزار، در رابطه با علل شکست و خرابیهای زودرسس ابزارها و قالب‌ها انجام شده، نشان می‌دهد که در 70% موارد، انجام عملیات حرارتی نادرست باعث ایجاد عیوب بوده است. بنابراین می تواند ادعا کرد که عملیات حرارتی، مهمترین مرحله در ساخت ابزارها و قالب‌های با کیفیت می‌باشد.
هر چند که امروزه توصیه می شود از تجهیزات مدرن عملیات حرارتی، نظیر کوره‌های خلا، برای ساخت قالب‌ها و ابزارها استفاده شود، ولی هنوز هم بسیاری از استادکاران عملیات حرارتی می‌توانند با تجهیزاتی شبیه به آهنگریهای قدیمی، قالب‌ها و ابزارهای با کیفیت بسازند. از طرف دیگر نیز ممکن است یک اپراتور عملیات حرارتی به کارگیری تجهیزات مدرن و پیشرفته نتواند یک قطعه را به خولی عمیات حرارتی کرده و قطعه قالب به سرعت ترک برداشته و خراب شود.
سختکاری دقیق قطعات باعث ایجاد یک ساختار پایدار، یکنواخت و ریز دانه می‌شود که سختی در همه قسمت‌های آن یکسان است و میزان تنش در آن کم می‌باشد.
چند نکته اساسی در عملیات حرارتی عبارتند از:
· مشخصات سختی مورد نیاز برای هر ابزار یا قالب را بررسی کنید.
· در عملیات حرارتی قطعات سنگین با سطح مقطع زیاد و فرم‌های پیچیده دقت بیشتری به عمل آورید.
· انجام سیکلهای تنش‌زدایی را قبل از ماشین کاری نهایی و قبل از سختکاری فراموش نکنید.
· زمان سیکل های حرارتی را کوتاه نکنید. زمان کافی را برای عملیات مختلف نظیر تنش‌زدایی، پیش‌گرم، سختکاری، کوئنچ و تمپرینگ مصرف کنید.
· سختی قطعه کار را پس از کوئنچ انداره گرفته و ثبت کنید تا از صحت عملیات سختکاری اطمینان یابید.
· قطعه کار را پس از کوئنچ اندازه گرفته و ثبت کنید تا از صحت عملیات سختکاری اطمینان یابید. قطعه کار را بیش از حد سخت نکنید. سختی ابزار باید تا اندازه‌ای باشد که نیازهای پیش‌بینی شده از نظر مقاومت سایشی و چقرمگی را تامین نماید و
· طراح سیکل عملیات حرارتی باید اپراتور عملیات حرارتی را بشناسد و با روشهای سختکاری او، قابلیت‌ها و محدودیت‌های تجهیزات او آشنا شود.
بارگذاری قطعات در کوره
در کلیه سیکلهای حرارتی، نحوه چیدن و بارگذاری قطعات در کوره و تکیه‌گاه‌ها و ظرفهایی که برای این کار استفاده می‌شود، اهمیت بسیاری دارد. پر کردن کوره و چیدمان نامناسب قطعات در آن سبب می‌شود که حرارت منتقله به قطعات یکسان نباشد و پیش‌بینی درستی در مورد زمان نگهداری قطعات در حرارت مورد نظر نیز نتوان کرد. زمان نگهداری عبارت است از مدت زمانی که قطعه کار در یک محدوده دمایی خاص (برای هم دما شدن نگهداشته می‌شود.
زمان نگهداری باید به اندازه کافی طولانی باشد تا آستنیته شدن فولاد کامل شود و عملیات تمپرینگ نیز بر روی فولاد موثر باشد. قطعاتی که تکیه‌گاه مناسبی در عملیات حرارتی نداشته باشند، حتی در اثر وزنشان هم ممکن است خم شوند و تاب بردارند. این موضوع مخصوصا در مورد قطعات با شکل پیچیده مهم است و معمولا وقتی تعداد زیادی قطعه در کوره حرارت داده می‌شوند، اتفاق می‌افتد.
· هیچ وقت فضای کوره را از قطعات انباشته نکنید. در یک کوره با بار زیاد، قطعات به خوبی در جریان گردش هوای داغ داخل کوره قرار نمی‌گیرند و به طور یکنواخت گرم نمی‌شوند. وقتی یک اختلاف زمانی بین حرارت واقعی کوره و رسیدن دمای قطعات به این حرارت وجود داشته باشد، احتمال ایجاد عیوب ناشی از عملیات حرارتی در قطعات افزایش می‌یابد.
· سعی کنید قطعات از هم فاصله کافی داشته باشند تا بتوانند به طور یکنواخت گرم و سرد شوند. بهتر است در نقاط مختلف فضای کوره ترموکوپل نصب شود تا دمای کوره در نقاط مختلف مورد کنترل قرار گیرد و بتوان دمای قطعات در نقاط مختلف کوره را نیز برآورد نمود. همه قطعات را بر روی تکیه‌گاه‌های مناسب داخل کوره بچیند. با استفاده از تکیه گاه مناسب می‌توان اطمینان داشته دمای هر قطعه یکنواخت است. تکیه‌گاه باید از مواد مقاوم در برابر حرارت یا نسوز (Heat- Resisting) نظیر فولادهای زنگ‌نزن سری 300 ساخته شوند. نوع آلیاژ مورد استفاده در ساخت این تکیه‌گاه‌ها بستگی به شرایط دما و زمان حرارت دهی داخل کوره دارد. معمولا از میلگردهایی با قطر 1/2-3/4 in(12.7-19 mm) به عنوان تکیه‌گاه در کوره‌های اتاقی استفاده می‌شود تا سطح تماس قطعات با تکیه‌گاه‌ها نیز به حداقل برسد و
· سعی کنید کوره را با قطعاتی که ابعاد فرم و جرم مشابه دارند، بارگیری نمایید.
سخت کاری و تنشهای مربوطه به آن
به هنگام گرم کردن در عملیات پیش گرم و آستنیته کردن، فولاد منبسط می‌شود و تنشهای حرارتی در آن به وجود می‌آید. وقتی قطعه کار در کوره حرارت داده می شود، سطح آن زودتر از داخل آن انبساط می‌یابد و این وضعیت آنقدر ادامه می‌یابد تا همه نقاط قطعه، هم دما گردد. این انبساط اختلافی باعث ایجاد تنشهای دیگری نیز در قطعه کار خواهند شد.
منبع: وبگاه سیمرغ سعادت
نظرات
ارسال یک نظر