Vad är värmebehandling?

De flesta människor vet inte vad värmebehandling är, men det är faktiskt en viktig del av tillverkningsprocessen. Det beror på att värmebehandling gör det möjligt att förbättra ett metallstycke så att materialet bättre kan motstå slitage. Värmebehandling innebär att man värmer en metall eller legering till en viss temperatur och sedan kyler den för att härda materialet.

Värmebehandling kan användas i olika skeden av tillverkningsprocessen för att ändra vissa egenskaper hos den metallen eller legeringen. Du kan till exempel använda värmebehandling för att göra den starkare, hårdare, mer hållbar eller mer formbar, beroende på vad materialet behöver för att fungera korrekt.

Några anmärkningsvärda branscher där värmebehandling spelar en viktig roll är flygplan, bilar, hårdvara – t.ex. sågar och axlar, datorer, rymdfarkoster, militär och olje- och gasindustrin.

Hur fungerar värmebehandling?

För att uppnå den önskade effekten värms metallen eller legeringen upp till en bestämd temperatur, ibland så het som 2400°F, hålls på den temperaturen under en viss tid och kyls sedan ned. Medan den är varm förändras metallens fysiska struktur, även kallad mikrostruktur, vilket i slutändan leder till att metallens fysiska egenskaper förändras. Den tid som metallen värms upp under kallas ”blötläggningstid”. Längden på blötläggningstiden spelar en viktig roll för metallens egenskaper, eftersom metall som blötläggs under lång tid kommer att få andra mikrostrukturförändringar än metall som blötläggs under kortare tid.

Kylningsprocessen efter blötläggningstiden spelar också en roll för metallens resultat. Metallen kan kylas snabbt, vilket kallas avkylning, eller långsamt i ugnen för att se till att den uppnår det önskade resultatet. Kombinationen av blötläggningstemperaturen, blötläggningstiden, kylningstemperaturen och kylningstiden spelar alla en roll för att skapa de önskade egenskaperna hos en metall eller legering.

När metallen värmebehandlas under tillverkningsprocessen avgörs också vilka egenskaper som förändras, och vissa metaller kan till och med behandlas flera gånger.

Att veta vilka temperaturer man ska värma och kyla metaller vid, samt hur lång tid varje steg i processen ska ta för en specifik metall eller legering är extremt komplicerat. På grund av detta studerar materialforskare, så kallade metallurger, värmens effekter på metaller och legeringar och ger exakt information om hur dessa processer ska utföras på rätt sätt. Tillverkare förlitar sig på denna information för att säkerställa att deras metalldelar kommer att ha rätt egenskaper i slutet av processen.

Några vanliga former av värmebehandlingar inkluderar:

• Härdning: När en metall härdas värms den upp till en punkt där grundämnena i materialet omvandlas till en lösning. Defekter i strukturen omvandlas då genom att en tillförlitlig lösning skapas och metallen stärks. Detta ökar metallens eller legeringens hårdhet och gör den mindre formbar.
• Glödgning: Denna process används på metaller som koppar, aluminium, silver, stål och mässing. Dessa material värms upp till en viss temperatur, hålls vid denna temperatur tills omvandling sker och lufttorkas sedan långsamt. Denna process mjukar upp metallen, vilket gör den mer bearbetningsbar och mindre benägen att brista eller spricka.
• Härdning: Vissa material som järnbaserade legeringar är mycket hårda, vilket gör dem spröda. Temperering kan minska sprödheten och stärka metallen. Vid anlöpningsprocessen värms metallen till en temperatur som är lägre än den kritiska punkten för att minska sprödheten och bibehålla hårdheten.
• Fallhärdning: Materialets utsida härdas medan insidan förblir mjuk. Eftersom härdning kan leda till att material blir spröda används fallhärdning för material som kräver flexibilitet samtidigt som ett hållbart slitlager bibehålls.
• Normalisering: Denna process liknar glödgning och gör stålet mer segt och duktilt genom att värma upp materialet till kritiska temperaturer och hålla det vid denna temperatur tills omvandling sker.

Varför är värmebehandling viktigt?

Utan värmebehandling av metall, särskilt stål, skulle metalldelar för allt från flygplan till datorer inte fungera korrekt, eller kanske inte ens existera överhuvudtaget. Särskilt icke-järnhaltiga metalldelar skulle vara mycket svagare. Aluminium- och titanlegeringar samt brons och mässing förstärks alla genom värmebehandling. Många av dessa metaller används i tillverkningen av bilar, flygplan och andra produkter som är beroende av starka metaller inte bara för prestanda utan även för säkerhet.

Då värmebehandlade metaller ofta är starkare än icke värmebehandlade metaller förhindrar behandling av metalldelar i förväg korrosion, vilket gör att dyra metalldelar inte behöver bytas ut senare eller lika ofta. Detta gör att maskinerna fungerar billigare och effektivare och förebygger problem.

Lösningar från General Kinematics

General Kinematics tillhandahåller optimal utrustning för att förbättra och öka produktiviteten i värmebehandlingsprocessen och andra tillverkningsprocesser. Det finns olika steg när det gäller värmebehandling av metaller, General Kinematics tillhandahåller utrustning som är utformad för att hjälpa till i denna process och för att öka tillverkningens produktivitet.

Transportörer

General Kinematics SPIRA-FLOW™ vibrerande spiralelevator är idealisk för värmerelaterade behandlingar som kräver en lång transportväg, men den kondenserar den till en spiralform för att ta mindre plats. Spiral-Flow passar utmärkt för tillverkningsanläggningar som har ont om utrymme eller vill optimera sin användning av utrymmet.

General Kinematics erbjuder ett brett utbud av ytterligare transportörer för en mängd olika behov av värmebehandling. Oavsett om du vill flytta dina material från punkt A till punkt B, värma, kyla eller mer har GK den utrustning du behöver för att förbättra din behandlingskraft.

Feeder

Anslutning av material till den önskade värmebehandlingsprocessen utförs idealiskt av industriella materialmatare. General Kinematics tvåmassiga vibrationsmatare är utformade för att klara de hårdaste och mest krävande tillämpningarna. De är utrustade för att ta emot de mest utmanande materialbelastningarna för att hålla din process i gång på ett smidigt sätt. GK-matare är konstruerade på beställning och har lågt underhåll, vilket innebär mindre stillestånd och högre produktivitet.