Hvad er varmebehandling?

Og selv om de fleste mennesker ikke ved, hvad varmebehandling er, er det faktisk en vigtig del af fremstillingsprocessen. Det skyldes, at varmebehandling gør det muligt at forbedre et metalstykke, så materialet bedre kan modstå slid og ælde. Varmebehandling indebærer opvarmning af et metal eller en legering til en bestemt temperatur og derefter afkøling af det for at hærde materialet.

Varmebehandling kan anvendes på forskellige stadier i fremstillingsprocessen for at ændre visse egenskaber ved det pågældende metal eller den pågældende legering. Man kan f.eks. bruge varmebehandling til at gøre det stærkere, hårdere, mere holdbart eller mere duktilt, afhængigt af hvad materialet har brug for, for at det kan fungere korrekt.

Nogle bemærkelsesværdige industrier, hvor varmebehandling spiller en vigtig rolle, omfatter fly, biler, hardware – f.eks. save og akser, computere, rumfartøjer, militæret og olie- og gasindustrien.

Hvordan fungerer varmebehandling?

For at opnå den ønskede effekt opvarmes metallet eller legeringen til en bestemt temperatur, nogle gange så varm som 2400°F, holdes ved denne temperatur i et vist tidsrum og afkøles derefter. Mens det er varmt, ændrer metallets fysiske struktur, også kaldet mikrostruktur, sig, hvilket i sidste ende resulterer i, at dets fysiske egenskaber ændres. Den tid, som metallet opvarmes i, kaldes “gennemvædetiden”. Længden af blødgøringstiden spiller en vigtig rolle for et metals egenskaber, da metal, der er blødgjort i lang tid, vil opleve andre mikrostrukturændringer end metal, der er blødgjort i kortere tid.

Kølingsprocessen efter udblødningstiden spiller også en rolle for metallets resultat. Metal kan afkøles hurtigt, hvilket kaldes nedkøling, eller langsomt i ovnen for at sikre, at det opnår det ønskede resultat. Kombinationen af blødgøringstemperaturen, blødgøringstiden, afkølingstemperaturen og afkølingstiden spiller alle en rolle for at skabe de ønskede egenskaber i et metal eller en legering.

Når metallet varmebehandles under fremstillingsprocessen, er det også afgørende for, hvilke egenskaber der ændres, og nogle metaller kan endda behandles flere gange.

Det er yderst kompliceret at vide, hvilke temperaturer metaller skal opvarmes og afkøles ved, samt hvor lang tid hvert trin i processen skal tage for et bestemt metal eller en bestemt legering. Derfor studerer materialeforskere, der er kendt som metallurger, virkningerne af varme på metal og legeringer og giver præcise oplysninger om, hvordan disse processer skal udføres korrekt. Producenterne er afhængige af disse oplysninger for at sikre, at deres metalstykker vil have de korrekte egenskaber ved processens afslutning.

Nogle almindelige former for varmebehandlinger omfatter:

• Hærdning: Når et metal hærdes, opvarmes det til et punkt, hvor elementerne i materialet omdannes til en opløsning. Defekter i strukturen omdannes derefter ved at skabe en pålidelig opløsning og styrke metallet. Dette øger metallets eller legeringens hårdhed, hvilket gør det mindre formbart.
• Udglødning: Denne proces anvendes på metaller som kobber, aluminium, sølv, stål og messing. Disse materialer opvarmes til en bestemt temperatur, holdes ved denne temperatur, indtil der sker en omdannelse, og derefter lufttørres de langsomt. Denne proces blødgør metallet, hvilket gør det mere bearbejdeligt og mindre tilbøjeligt til at briste eller knække.
• Hærdning: Nogle materialer som jernbaserede legeringer er meget hårde, hvilket gør dem skøre. Ved hærdning kan man reducere skørheden og styrke metallet. Ved hærdningsprocessen opvarmes metallet til en temperatur, der er lavere end det kritiske punkt, for at reducere sprødhed og bevare hårdheden.
• Hærdning: Materialets yderside hærdes, mens indersiden forbliver blød. Da hærdning kan medføre, at materialer bliver skøre, anvendes casehærdning til materialer, der kræver fleksibilitet, samtidig med at der opretholdes et holdbart slidlag.
• Normalisering: Denne proces, der svarer til udglødning, gør stålet mere sejt og duktilt ved at opvarme materialet til kritiske temperaturer og holde det ved denne temperatur, indtil der sker en omdannelse.

Hvorfor er varmebehandling vigtig?

Uden varmebehandling af metal, især stål, ville metaldele til alt fra flyvemaskiner til computere ikke fungere korrekt eller måske slet ikke eksistere i første omgang. Især dele af ikke-jernholdige metaller ville være meget svagere. Aluminium- og titanlegeringer samt bronze og messing forstærkes alle ved hjælp af varmebehandling. Mange af disse metaller anvendes i produktionen af biler, fly og andre produkter, der er afhængige af stærke metaller, ikke kun for at opnå ydeevne, men også for at opnå sikkerhed.

Da varmebehandlede metaller ofte er stærkere end ikke-varmebehandlede metaller, forhindrer behandling af metalstykker på forhånd korrosion, hvilket ikke vil medføre, at dyre metaldele skal udskiftes senere eller så ofte. Dette får maskinerne til at køre billigere og mere effektivt og forebygger problemer.

Løsninger fra General Kinematics

General Kinematics leverer optimalt udstyr for at forbedre og øge produktiviteten i varmebehandlingsprocessen og andre fremstillingsprocesser. Der er forskellige trin, når man beskæftiger sig med varmebehandling af metaller, General Kinematics leverer udstyr, der er designet til at hjælpe i denne proces og til at øge produktiviteten i produktionen.

Transportører

General Kinematics SPIRA-FLOW™ vibrerende spiralelevator er ideel til varmerelaterede behandlinger, der kræver en lang transportvej, men den kondenserer den til en spiralform for at optage mindre plads. Spiral-Flow passer godt til produktionsanlæg, der er trange på plads eller ønsker at optimere deres pladsudnyttelse.

General Kinematics tilbyder et bredt udvalg af yderligere transportører til et væld af varmebehandlingsbehov. Uanset om du ønsker at flytte dine materialer fra punkt A til punkt B, opvarme, afkøle eller mere, har GK det udstyr, du har brug for for at forbedre din behandlingskraft.

Feeder

Fødning af materiale til den ønskede varmebehandlingsproces udføres ideelt set af industrielle materialefødere. General Kinematics to-masse-vibrationsfødere er designet til at modstå de hårdeste og mest krævende anvendelser. De er udstyret til at tage imod de mest udfordrende materialebelastninger for at holde din proces i gang uden problemer. GK-foderautomater er konstrueret på bestilling og kræver kun lidt vedligeholdelse, hvilket betyder mindre nedetid og større produktivitet.