من أجل تغيير خصائص الفولاذ وتسهيل معالجته ، تتم عادةً بعض المعالجة الإضافية والعملية قبل اكتمال المعالجة الميكانيكية.سيؤدي تصلب المادة قبل المعالجة إلى إطالة وقت المعالجة وزيادة تآكل الأداة ، ولكن يمكن معالجة الفولاذ بعد المعالجة لزيادة قوة أو صلابة المنتج النهائي.فيما يلي بعض تقنيات المعالجة الشائعة للصلب.
المعالجة الحرارية
تشير المعالجة الحرارية إلى عدة عمليات مختلفة تتضمن معالجة درجة حرارة الفولاذ لتغيير خصائصه المادية.أحد الأمثلة على ذلك هو التلدين ، والذي يستخدم لتقليل الصلابة وزيادة الليونة ، مما يجعل الفولاذ أسهل في الماكينة.تقوم عملية التلدين بتسخين الفولاذ ببطء إلى درجة الحرارة المطلوبة وتحتفظ به لفترة من الوقت.يعتمد الوقت ودرجة الحرارة اللازمتان على السبيكة المحددة وتنخفض مع زيادة محتوى الكربون.أخيرًا ، يتم تبريد المعدن ببطء في الفرن أو محاطًا بمواد عازلة.
يمكن أن يؤدي تطبيع المعالجة الحرارية إلى تقليل الضغط الداخلي في الفولاذ ، مع الحفاظ على قوة وصلابة أعلى من الفولاذ الصلب.في عملية التطبيع ، يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية ثم تبريده بالهواء للحصول على صلابة أعلى.
الفولاذ المروي هو عملية معالجة حرارية أخرى.خمنت بشكل صحيح ، يمكن أن تجعل الفولاذ صلبًا.كما أنه يزيد من القوة ، ولكنه يجعل المادة أكثر هشاشة.تتكون عملية التصلب من تسخين الفولاذ ببطء ، ونقعه في درجات حرارة عالية ، ثم تبريده بسرعة عن طريق غمره في سوائل مثل الماء أو الزيت أو المحاليل الملحية.
أخيرًا ، يتم استخدام عملية المعالجة الحرارية للتقسية لتقليل بعض الهشاشة الناتجة عن تصلب الفولاذ.تقسية وتطبيع الفولاذ متطابقان تقريبًا: تقوم بتسخينه ببطء ، والاحتفاظ به في درجة الحرارة المحددة ، ثم تبريد الفولاذ بالهواء.الفرق هو أن عملية التقسية تتم عند درجة حرارة أقل من العمليات الأخرى ، مما يقلل من هشاشة وصلابة الفولاذ المقسى.
تصلب الترسيب
يعمل تصلب الترسيب على تحسين قوة الخضوع للفولاذ.قد تحتوي بعض درجات الفولاذ المقاوم للصدأ على الرقم الهيدروجيني في التعيين ، مما يعني أن لها خصائص تصلب الترسيب.يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الفولاذ المقوى بالترسيب في أنه يحتوي على عناصر إضافية: النحاس ، والألمنيوم ، والفوسفور ، أو التيتانيوم.العديد من السبائك المختلفة ممكنة هنا.من أجل تفعيل خصائص التصلب بالترسيب ، يتم تشكيل الفولاذ في الشكل النهائي ثم يتم تنفيذ عملية التصلب بالعمر.ستعمل عملية التصلب المتقادمة على تسخين المادة لفترة طويلة ، مما يجعل العناصر المضافة تترسب - تشكل جزيئات صلبة بأحجام مختلفة - لزيادة قوة المادة.
17-4PH (المعروف أيضًا باسم 630 فولاذ) هو مثال شائع على درجة تصلب الترسيب من الفولاذ المقاوم للصدأ.تحتوي هذه السبيكة على 17٪ كروم و 4٪ نيكل و 4٪ نحاس ، مما يساعد على تصلب الترسيب.نظرًا لزيادة الصلابة والقوة ومقاومة التآكل العالية ، يتم استخدام 17-4PH لمنصات طائرات الهليكوبتر وشفرات التوربينات وأسطوانات النفايات النووية.
العمل الباردة
يمكن أيضًا تغيير خصائص الفولاذ دون التعرض للكثير من الحرارة.على سبيل المثال ، أصبح الفولاذ المشغل على البارد أقوى من خلال عملية تصلب العمل.يحدث تصلب العمل عندما يتعرض المعدن لتشوه بلاستيكي.يمكن القيام بذلك عن قصد عن طريق طرق المعدن أو دحرجته أو سحبه.إذا أصبحت أداة القطع أو قطعة العمل ساخنة جدًا ، فقد يحدث تصلب العمل أيضًا بدون قصد أثناء المعالجة.يمكن للعمل على البارد أيضًا تحسين قابلية تشكيل الفولاذ.الفولاذ منخفض الكربون مناسب جدًا للعمل البارد.
احتياطات لتصميم الهيكل الصلب
عند تصميم الأجزاء الفولاذية ، من المهم تذكر الخصائص الفريدة للمواد.قد تتطلب الميزات التي تجعلها مناسبة جدًا لتطبيقك بعض الدراسة الإضافية للتصميم للتصنيع (DFM).
بسبب صلابة المواد ، تستغرق معالجة الفولاذ وقتًا أطول من المواد اللينة الأخرى مثل الألومنيوم أو النحاس.يمكنك حماية أجزائك وأدواتك عن طريق تقليل سرعة المغزل ومعدل التغذية.
حتى لو لم تقم بالآلة بنفسك ، ما زلت بحاجة إلى تحديد نوع الفولاذ المناسب للمشروع ، ليس فقط في الاعتبار الصلابة والقوة ، ولكن أيضًا مراعاة الاختلاف في إمكانية التشغيل الآلي.على سبيل المثال ، يبلغ وقت معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ حوالي ضعف وقت معالجة الفولاذ الكربوني.عند تحديد الدرجات المختلفة ، من الضروري أيضًا مراعاة الخصائص الأكثر أهمية وسبائك الفولاذ المتاحة بسهولة.تحتوي الدرجات الشائعة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 304 أو 316 ، على نطاق أوسع من أحجام المخزون للاختيار من بينها ، وتتطلب وقتًا أقل للعثور عليها وشرائها.
نظرًا للتطبيق الواسع لفولاذ المعالجة باستخدام الحاسب الآلي وخصائصه الفيزيائية القوية ، فقد أصبح الفولاذ المادة المفضلة لتصنيع الأجزاء.عند تصميم الأجزاء الفولاذية المعالجة CNC الخاصة بك ، يرجى تذكر موازنة الخصائص التي تحتاجها وفقًا لإمكانية تشكيل المواد.
