Mi a hőkezelés?

Bár a legtöbb ember nem tudja, mi az a hőkezelés, valójában a gyártási folyamat alapvető része. Ez azért van, mert a hőkezelés lehetővé teszi a fémdarab javítását annak érdekében, hogy az anyag jobban ellenálljon a kopásnak. A hőkezelés során a fémet vagy ötvözetet meghatározott hőmérsékletre melegítik, majd lehűtik, hogy az anyag megkeményedjen.

A hőkezelés a gyártási folyamat különböző szakaszaiban alkalmazható az adott fém vagy ötvözet bizonyos tulajdonságainak megváltoztatására. A hőkezeléssel például erősebbé, keményebbé, tartósabbá vagy képlékenyebbé tehető, attól függően, hogy az anyagnak mire van szüksége a megfelelő teljesítményhez.

Néhány nevezetes iparág, amelyben a hőkezelés fontos szerepet játszik, a repülőgépek, az autók, a hardverek – például fűrészek és tengelyek -, a számítógépek, az űrhajók, a katonai, valamint az olaj- és gázipar.

Hogyan működik a hőkezelés?

A kívánt hatás elérése érdekében a fémet vagy ötvözetet egy meghatározott hőmérsékletre, néha akár 2400°F-ra is felmelegítik, bizonyos ideig ezen a hőmérsékleten tartják, majd lehűtik. Forrósága alatt a fém fizikai szerkezete, más néven mikroszerkezete megváltozik, ami végső soron a fém fizikai tulajdonságainak megváltozását eredményezi. A fém melegítésének időtartamát “áztatási időnek” nevezzük. Az áztatási idő hossza fontos szerepet játszik a fém tulajdonságaiban, mivel a hosszú ideig áztatott fémben más mikroszerkezeti változások következnek be, mint a rövidebb ideig áztatott fémben.

Az áztatási idő utáni hűtési folyamat szintén szerepet játszik a fém eredményében. A fémet lehet gyorsan lehűteni, amit árasztásnak nevezünk, vagy lassan a kemencében, hogy biztosan elérje a kívánt eredményt. Az áztatási hőmérséklet, az áztatási idő, a hűtési hőmérséklet és a hűtés időtartamának kombinációja mind szerepet játszik a fém vagy ötvözet kívánt tulajdonságainak kialakításában.

Az, hogy a fém hőkezelése mikor történik a gyártási folyamat során, szintén meghatározza, hogy milyen tulajdonságok változnak, és egyes fémeket akár többször is kezelhetnek.

A fémek hőkezelési és hűtési hőmérsékletének, valamint annak ismerete, hogy a folyamat egyes lépéseinek mennyi ideig kell tartaniuk egy adott fém vagy ötvözet esetében, rendkívül bonyolult. Emiatt a metallurgusként ismert anyagtudósok tanulmányozzák a hő hatását a fémekre és ötvözetekre, és pontos információkat szolgáltatnak arról, hogyan kell ezeket a folyamatokat helyesen elvégezni. A gyártók ezekre az információkra támaszkodnak, hogy fémdarabjaik a folyamat végén a megfelelő tulajdonságokkal rendelkezzenek.

A hőkezelések néhány gyakori formája:

• Edzés: Amikor egy fémet keményítenek, olyan hőmérsékletre hevítik, hogy az anyagban lévő elemek oldattá alakulnak át. A szerkezetben lévő hibák ekkor átalakulnak egy megbízható oldat létrehozásával és a fém megerősítésével. Ez növeli a fém vagy ötvözet keménységét, kevésbé képlékennyé téve azt.
• Lágyítás: Ezt az eljárást olyan fémeknél alkalmazzák, mint a réz, alumínium, ezüst, acél és sárgaréz. Ezeket az anyagokat egy bizonyos hőmérsékletre hevítik, ezen a hőmérsékleten tartják, amíg az átalakulás meg nem történik, majd lassan levegőn szárítják. Ez az eljárás lágyítja a fémet, így az jobban megmunkálhatóvá válik, és kevésbé valószínű, hogy eltörik vagy megreped.
• Edzés: Egyes anyagok, például a vasalapú ötvözetek nagyon kemények, ami rideggé teszi őket. Az edzés csökkentheti a ridegséget és erősítheti a fémet. Az edzés során a fémet a kritikus pontnál alacsonyabb hőmérsékletre melegítik, hogy csökkentsék a ridegséget és fenntartsák a keménységet.
• Töltéskeményítés: Az anyag külseje megkeményedik, míg a belseje lágy marad. Mivel a keményítés az anyagok törékennyé válását okozhatja, a tokozásos keményítést olyan anyagoknál alkalmazzák, amelyeknél rugalmasságra van szükség, ugyanakkor tartós kopóréteget kell fenntartani.
• Normalizálás: A lágyításhoz hasonlóan ez az eljárás keményebbé és képlékenyebbé teszi az acélt azáltal, hogy az anyagot kritikus hőmérsékletre melegíti, és ezen a hőmérsékleten tartja, amíg az átalakulás meg nem történik.

Miért fontos a hőkezelés?

A fém, különösen az acél hőkezelése nélkül a repülőgépektől a számítógépekig mindenféle fém alkatrészek nem működnének megfelelően, vagy talán nem is léteznének. Különösen a színesfém alkatrészek lennének sokkal gyengébbek. Az alumínium- és titánötvözeteket, valamint a bronzot és a sárgarézeket hőkezeléssel erősítik. Sok ilyen fémet használnak autók, repülőgépek és más termékek gyártásánál, amelyek nemcsak a teljesítmény, hanem a biztonság szempontjából is erős fémekre támaszkodnak.

Mivel a hőkezelt fémek gyakran erősebbek, mint a nem hőkezelt fémek, a fémdarabok előzetes kezelése megelőzi a korróziót, ami nem eredményezi a drága fémalkatrészek későbbi vagy gyakori cseréjét. Ezáltal a gépek olcsóbban és hatékonyabban működnek, és megelőzhetők a problémák.

Megoldások a General Kinematics-tól

A General Kinematics optimális berendezéseket biztosít a hőkezelési folyamat és más gyártási folyamatok javításához és termelékenységének növeléséhez. A fémek hőkezelésének különböző lépései vannak, a General Kinematics olyan berendezéseket biztosít, amelyeket úgy terveztek, hogy segítsék ezt a folyamatot és növeljék a gyártási termelékenységet.

Továbbítók

A General Kinematics SPIRA-FLOW™ rezgő spirál elevátor ideális olyan hőkezelésekhez, amelyek hosszú szállítási utat igényelnek, de a kisebb helyigény érdekében spirál alakúra sűríti azt. A Spiral-Flow kiválóan alkalmas olyan gyártóüzemek számára, amelyek helyszűkében vannak, vagy optimalizálni szeretnék a helykihasználást.

A General Kinematics további szállítószalagok széles választékát kínálja a hőkezelési igények sokaságához. Akár A pontból B pontba szeretné eljuttatni az anyagokat, akár melegíteni, hűteni, vagy több mindent szeretne, a GK rendelkezik a feldolgozási teljesítmény növeléséhez szükséges berendezésekkel.

Előadagolók

Az anyagnak a kívánt hőkezelési folyamatba történő betáplálását ideális esetben ipari anyagadagolók végzik. A General Kinematics kéttömegű vibrációs adagolókat úgy tervezték, hogy ellenálljanak a legkeményebb és legigényesebb alkalmazásoknak is. Fel vannak szerelve a legnagyobb kihívást jelentő anyagterhelésre annak érdekében, hogy az Ön folyamata zökkenőmentesen haladjon. A GK adagolókat megrendelésre tervezik, és alacsony karbantartási igényűek, ami kevesebb állásidőt és nagyobb termelékenységet jelent.