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一旦你完成了数控加工你的部分,你的工作还没有完成。这些原始的部件可能有丑陋的表面,可能不够坚固,或者只是一个装配的一部分,必须与其他部件连接才能制成一个完整的产品。毕竟,你使用由单个部件组成的设备的频率有多高?

关键是,后加工过程对于一系列应用程序来说是必要的,我们在这里向您介绍一些注意事项,以便您可以为您的项目选择正确的二级操作。

在这个由三部分组成的系列中,我们将介绍热处理工艺、饰面和硬件安装的选择和考虑因素。任何或所有这些可能是必要的,使您的部分从其加工状态到客户准备。这篇文章讨论热处理,而第二部分和第三部分检查完成硬件安装。

热金属被放入液体的动态图
将经过热处理的金属置于淬火液中。资料来源:Bernard + Company

加工前热处理还是加工后热处理?

热处理是加工后要考虑的第一个操作,你甚至可以考虑加工热处理前的材料。为什么使用一种方法而不是另一种?你选择热处理和加工你的金属的顺序会影响材料的性能,加工过程,和你的零件的公差。

当你使用已经热处理的材料时,这会影响你的加工——较硬的材料需要更长的时间来加工,磨损工具更快,这增加了加工成本。根据应用的热处理类型和材料受影响的深度,你也可以切断材料的硬化层,从而破坏了使用硬化金属的目的。机加工过程也有可能产生足够的热量来增加工件的硬度。某些材料,如不锈钢,在加工过程中更容易硬化,需要特别小心来防止这种情况。

然而,选择预热处理的金属确实有一些优势。对于硬化的金属,您的零件可以保持更严格的公差,采购您的材料更容易,因为预热处理的金属是现成的。而且,如果你等到机加工之后,热处理在生产过程中又增加了一个耗时的步骤。

另一方面,机加工后的热处理可以更好地控制整个过程。热处理有多种类型,您可以选择使用哪一种来获得您需要的材料性能。机加工后的热处理也确保热处理效果在你的零件表面是一致的。对于预热处理的材料,热处理可能只影响材料到一定的深度,所以机加工可能会去除某些地方的硬化材料,而不是其他地方。

如上所述,加工后热处理增加了成本和交货时间,这是由于额外的外包步骤。热处理也会导致零件翘曲或变形,这可能会影响在加工过程中获得的严格公差。

热处理

一般来说,热处理会改变金属的材料性能。通常,这意味着提高金属的强度和硬度,以便它能够承受更极端的应用。然而,某些热处理过程,如退火,实际上降低了金属的硬度。让我们来看看不同的热处理方法。

硬化

硬化是用来——你猜对了——使金属更硬。较高的硬度意味着金属在受到冲击时不太可能凹陷或留下痕迹。热处理还增加了金属的抗拉强度,这是材料失效和断裂的力量。较高的强度使材料更适合某些应用。

为了使金属硬化,将工件加热到金属临界温度以上的特定温度,或其晶体结构和物理特性发生变化的点。金属被保持在那个温度,然后通过在水、盐水或油中冷却。淬火液取决于金属的特定合金。每种淬火液都有独特的冷却速度,所以它是根据你需要冷却金属的速度来选择的。

表面硬化

表面硬化是一种只影响材料外表面的硬化。这一过程通常在加工后完成,以创建一个持久的外层。

硬化程度不同的钢条的横截面图
硬化深度会随着工艺参数的改变而变化

沉淀硬化

沉淀硬化是一种用于特定金属的具有某些合金元素的工艺。这些元素包括铜、铝、磷和钛。当材料加热一段时间后,这些元素沉淀或形成固体金属内的固体颗粒。这影响了晶粒结构,增加了材料的强度。

退火

如前所述,退火是用来软化金属,以及减轻应力和增加材料的延展性。这一过程使金属更易于加工。

为了退火金属,金属被慢慢加热到一个特定的温度(高于材料的临界温度),然后保持在这个温度,最后非常缓慢地冷却。这一缓慢冷却过程是通过将金属埋在绝缘材料中或将其保持在炉中,而炉和金属都冷却。

大板材加工的应力消除

应力消除类似于退火,将材料加热到一定温度,然后慢慢冷却。但在应力解除的情况下,该温度低于临界温度。然后将材料风冷。

这一过程减轻了来自冷加工或剪切的应力,但不会显著改变金属的物理性能。虽然物理特性不会改变,但消除这种应力有助于避免在进一步加工过程或使用零件时的尺寸变化(或翘曲或其他变形)。

回火

当回火金属时,它被加热到低于临界温度的一点,然后在空气中冷却。这几乎与应力消除相同,但最终温度没有应力消除高。回火增加了韧性,同时保持了材料的大部分硬度,这可能是通过硬化过程添加的。

最终的想法

对金属进行热处理通常是为了达到特定应用所需的物理性能。虽然在铣削前对材料进行热处理可以节省整体生产时间,但它增加了加工过程的时间和成本。同时,在加工后对零件进行热处理,使加工材料更容易,但在生产过程中增加了额外的步骤。

根据您的应用,您将不得不权衡增加硬度和更严格的公差的好处和较长的加工时间与预热处理材料的缺点。好消息是,Fictiv有广泛的预热处理和标准金属,可以在加工后热处理-加上我们的专家可以帮助您选择正确的材料为您的下一个CNC项目。

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