كيفية تقليل تشوه القوالب الناتج عن المعالجة الحرارية؟

يتطلب تقليل التشوه أثناء المعالجة الحرارية للقوالب تحكمًا منهجيًا من أربعة جوانب: اختيار المواد، والتصميم الهيكلي، وعملية التصنيع، وتقنية المعالجة الحرارية. ويكمن جوهر ذلك في تقليل الفرق بين الإجهاد الداخلي والخارجي وتحسين تجانس النسيج.

تحسين المواد وتطوير الهيكل الأصلي

اختيار درجات الفولاذ المشوهة دقيقًامثل فولاذ 1.2379 و D2 عالي السبائك، نظرًا لمحتواها العالي من العناصر المكونة للكربيد (Cr، شهر، V)، يوجد المزيد من الأوستنيت المتبقي أثناء التبريد، والذي يمكن أن يقاوم تمدد التحول المارتنسيتي ويقلل التشوه بشكل كبير.
التحكم في توزيع الكربيدات:عندما تكون الكربيدات على شكل شرائط أو كتل، يسهل حدوث تمدد/انكماش غير متساوٍ. لذا، يُنصح باختيار الفولاذ المُعاد صهره بالخبث الكهربائي، وسحق الكربيدات الخشنة بالتشكيل لجعلها متجانسة التوزيع.
ضبط البنية المجهرية قبل المعالجة الحرارية:يخضع الفولاذ المطروق لمعالجة التبريد والتطبيع للحصول على بنية مارتنسيتية موحدة وتقليل ميل التشوه الناتج عن المعالجة الحرارية النهائية.

تحسين تصميم هيكل القالب

تجنب التغيرات المفاجئة في المقطع العرضي:تُستخدم الزوايا المستديرة عند الحدود بين السماكة والسماكة لتقليل تركيز الإجهاد.
اسعَ إلى تصميم متناظر:تتعرض الهياكل غير المتماثلة للتشوه بسبب التبريد غير المتساوي، ويمكن استخدام هيكل مركب بدلاً من المعالجة الشاملة.
أضف فتحات المعالجة أو أضلاع التقوية:تحسين تجانس التبريد، أو إضافة أضلاع إلى الأجزاء المعرضة للتورم بعد التبريد السريع للحد من التشوه.

توحيد عمليات التصنيع والقضاء على الإجهادات المتبقية

معالجة تخفيف الإجهاد بالتلدين بعد التشغيل الخشن:قم بتثبيته عند درجة حرارة 630-680 درجة مئوية لمدة 3-4 ساعات ثم برده في الفرن للتخلص من الإجهاد المتبقي الناتج عن المعالجة الميكانيكية ومنع التراكب مع إجهاد التبريد.
رتب تسلسل العملية بشكل معقول:بالنسبة للقوالب ذات أنماط التشوه الواضحة، يمكن إجراء التبريد التجريبي لتحديد اتجاه التشوه وبدل التشغيل الاحتياطي؛ أو إجراء المعالجة الحرارية الشاملة أولاً ثم تقطيعها إلى الشكل المطلوب (مثل القوالب نصف الدائرية).
معالجة ما بعد الطحن:يزيل إجهاد الطحن، ويثبت الأبعاد، ويمنع المزيد من التشوه أثناء الاستخدام.

التحكم الدقيق في معايير عملية المعالجة الحرارية

تدفئة معقولة:
اعتماد التسخين المسبق متعدد المراحل (مثل التسخين المسبق مرتين عند 550 درجة مئوية و 850 درجة مئوية) لتقليل الإجهاد الحراري.
التحكم في سرعة التسخين، وخاصة بالنسبة للفولاذ عالي السبائك ذي الموصلية الحرارية الضعيفة، لتجنب فرق درجة الحرارة المفرط بين الداخل والخارج الناتج عن التسخين السريع.
الاختيار العلمي لطريقة التبريد السريع:
التبريد التدريجي:يتم وضعها لفترة وجيزة في حمام ملحي عند درجة حرارة 250-400 درجة مئوية لجعل درجات الحرارة الداخلية والخارجية متسقة قبل التبريد بالهواء، مما يقلل بشكل كبير من التشوه.
التبريد المتساوي الحرارة:يخضع لتحول متساوي الحرارة في منطقة البينيت، مع إجهاد هيكلي منخفض للغاية، مما يجعله مناسبًا للقوالب المعقدة ذات الجدران الرقيقة.
التبريد المسبق:بعد إخراجها من الفرن، يتم تبريدها مسبقًا في الهواء إلى 720-760 درجة مئوية لتقليل الإجهاد الحراري.
مُقسّى بالكامل:
يتطلب الفولاذ عالي السبائك 2-3 عمليات تلطيف بدرجة حرارة عالية (مثل 500 ~ 520 درجة مئوية) للقضاء تمامًا على الأوستنيت المتبقي والإجهاد الداخلي.
قد يؤدي عدم كفاية عملية التبريد إلى استمرار التلف الهيكلي