Wat is warmtebehandeling?

Hoewel de meeste mensen niet weten wat warmtebehandeling is, is het eigenlijk een essentieel onderdeel van het fabricageproces. Door warmtebehandeling kan een metaal namelijk worden verbeterd, zodat het materiaal beter bestand is tegen slijtage. Bij een warmtebehandeling wordt een metaal of legering tot een bepaalde temperatuur verhit en vervolgens afgekoeld om het materiaal te harden.

Hittebehandeling kan in verschillende stadia van het fabricageproces worden gebruikt om bepaalde eigenschappen van dat metaal of die legering te veranderen. U zou bijvoorbeeld een warmtebehandeling kunnen gebruiken om het sterker, harder, duurzamer of kneedbaarder te maken, afhankelijk van wat het materiaal nodig heeft om goed te presteren.

Enkele bekende industrieën waarin warmtebehandeling een belangrijke rol speelt zijn onder andere vliegtuigen, auto’s, hardware zoals zagen en assen, computers, ruimtevaartuigen, het leger en de olie- en gasindustrie.

Hoe werkt warmtebehandeling?

Om het gewenste effect te bereiken wordt het metaal of de legering verhit tot een bepaalde temperatuur, soms wel 2400°F, gedurende een bepaalde tijd op die temperatuur gehouden en vervolgens afgekoeld. Terwijl het heet is, verandert de fysieke structuur van het metaal, ook microstructuur genoemd, wat uiteindelijk resulteert in een wijziging van de fysieke eigenschappen. De tijd dat het metaal verhit wordt, wordt de “inweektijd” genoemd. De duur van de inweektijd speelt een belangrijke rol in de eigenschappen van een metaal, aangezien metaal dat gedurende een lange tijd wordt ingeweekt, andere microstructuurveranderingen zal zien dan metaal dat gedurende een kortere tijd wordt ingeweekt.

Het afkoelingsproces na de inweektijd speelt ook een rol in het resultaat van het metaal. Metaal kan snel worden afgekoeld, wat quenching wordt genoemd, of langzaam in de oven om ervoor te zorgen dat het gewenste resultaat wordt bereikt. De combinatie van weektemperatuur, weektijd, afkoeltemperatuur en afkoelingsduur spelen allemaal een rol bij het creëren van de gewenste eigenschappen in een metaal of legering.

Wanneer het metaal tijdens het fabricageproces wordt warmtebehandeld, bepaalt ook welke eigenschappen worden veranderd, en sommige metalen kunnen zelfs meerdere keren worden behandeld.

Weten bij welke temperaturen metalen moeten worden verhit en afgekoeld, en hoe lang elke stap van het proces voor een specifiek metaal of een specifieke legering moet duren, is uiterst gecompliceerd. Daarom bestuderen materiaalwetenschappers, metallurgen genaamd, de effecten van warmte op metalen en legeringen en verstrekken zij nauwkeurige informatie over hoe deze processen correct moeten worden uitgevoerd. Fabrikanten vertrouwen op deze informatie om er zeker van te zijn dat hun metalen stukken aan het eind van het proces de juiste eigenschappen zullen hebben.

Enkele veel voorkomende vormen van warmtebehandelingen zijn:

• Harden: Wanneer een metaal wordt gehard, wordt het verhit tot een punt waar de elementen in het materiaal in een oplossing veranderen. Defecten in de structuur worden dan omgezet door een betrouwbare oplossing te creëren en het metaal te versterken. Dit verhoogt de hardheid van het metaal of de legering, waardoor het minder buigzaam wordt.
• Uitgloeien: Dit proces wordt toegepast op metalen als koper, aluminium, zilver, staal en messing. Deze materialen worden verhit tot een bepaalde temperatuur, worden bij die temperatuur gehouden totdat transformatie optreedt, en worden dan langzaam aan de lucht gedroogd. Dit proces verzacht het metaal, waardoor het beter verwerkbaar is en minder snel zal breken of barsten.
• Temperen: Sommige materialen zoals legeringen op ijzerbasis zijn zeer hard, waardoor ze bros worden. Temperen kan de broosheid verminderen en het metaal sterker maken. In het tempereerproces, wordt het metaal verwarmd tot een temperatuur lager dan het kritieke punt om broosheid te verminderen en hardheid te behouden.
• Case harden: De buitenkant van het materiaal wordt gehard terwijl de binnenkant zacht blijft. Aangezien harden materialen bros kan maken, wordt case harden gebruikt voor materialen die flexibel moeten zijn met behoud van een duurzame slijtlaag.
• Normaliseren: Vergelijkbaar met gloeien, dit proces maakt het staal taaier en taai door het materiaal te verhitten tot kritische temperaturen en het bij deze temperatuur te houden totdat transformatie optreedt.

Waarom is warmtebehandeling belangrijk?

Zonder warmtebehandeling van metaal, vooral staal, zouden metalen onderdelen voor alles van vliegtuigen tot computers niet goed functioneren, of misschien zelfs helemaal niet bestaan. Non-ferro metalen onderdelen in het bijzonder zouden veel zwakker zijn. Aluminium- en titaniumlegeringen, evenals brons en messing, worden allemaal versterkt door warmtebehandeling. Veel van deze metalen worden gebruikt bij de productie van auto’s, vliegtuigen en andere producten die afhankelijk zijn van sterke metalen, niet alleen voor de prestaties, maar ook voor de veiligheid.

Omdat warmtebehandelde metalen vaak sterker zijn dan niet-warmtebehandelde metalen, voorkomt het vooraf behandelen van metalen stukken corrosie, waardoor dure metalen onderdelen later niet of niet zo vaak hoeven te worden vervangen. Hierdoor draaien machines goedkoper en efficiënter en worden problemen voorkomen.

Oplossingen van General Kinematics

General Kinematics levert optimale apparatuur om de productiviteit in het warmtebehandelingsproces en andere productieprocessen te verbeteren en te verhogen. Er zijn verschillende stappen bij het warmtebehandelen van metalen, General Kinematics biedt apparatuur die is ontworpen om te helpen bij dit proces en om de productiviteit te verhogen.

Transportbanden

General Kinematics SPIRA-FLOW™ vibrerende spiraal elevator is ideaal voor warmte-gerelateerde behandelingen die een lange transportweg vereisen, maar het condenseert het in een spiraalvorm om minder ruimte in beslag te nemen. De Spiral-Flow is zeer geschikt voor productiebedrijven die weinig ruimte hebben of hun ruimtegebruik willen optimaliseren.

General Kinematics biedt een breed scala aan extra transportbanden voor een veelheid van warmtebehandelingsbehoeften. Of u nu op zoek bent om uw materialen te verplaatsen van punt A naar punt B, warmte, koeling, of meer GK heeft de apparatuur die u nodig hebt om uw processing power.

Feeders

Het voeden van materiaal in de gewenste warmtebehandeling proces wordt idealiter uitgevoerd door industriële materiaal feeders. General Kinematics twee-massa trilgoten zijn ontworpen om de zwaarste en meest veeleisende toepassingen aan te kunnen. Ze zijn uitgerust om de meest uitdagende materiaalbelastingen aan te kunnen en uw proces soepel te laten verlopen. GK Feeders worden op maat gemaakt en zijn onderhoudsarm, wat minder stilstand en meer productiviteit betekent.