Hæfni til að standast núningi og standast inndrátt eru tveir mjög mikilvægir eiginleikar ákveðinna tegunda málma. Þegar þú velur tegund málms er einn mikilvægur þáttur sem þarf að taka með í reikninginn hörku hans, sem er mæling á þessum eiginleikum. Ysta yfirborð málms er að öllum líkindum mikilvægasti hlutinn til að ákvarða ákjósanlega hörku fyrir. Þetta er vegna þess að það er yfirborðið sem fær beinlínis högg og slit mest. Sumir málmar gangast undir ferli sem kallast málmherðing til að breyta yfirborðshörku þeirra til að tryggja að hörku málmundirlags sé hentugur.
Hvað er Case Hardening?
Case herding er hitameðhöndlunarferli sem herðir yfirborð málmundirlags á meðan viðheldur mýkri kjarna. Þetta gerir kleift að sameina bestu eiginleika mjúks og harðs málms í einn hluta.
Í samanburði við hart efni þolir mjúkt efni mun betur höggþrýsting. Að auki er það sterkara, sveigjanlegra og harðara, en slitþol þess er ófullnægjandi. Til að tryggja að efnið slitni ekki frá núningi eða núningi er góð slitþol nauðsynleg. Við getum dregið verulega úr slit á efni án þess að fórna öðrum eiginleikum með því að herða aðeins ytra byrðina.
Þunnt, hert yfirborð er hægt að fá á margvíslegan hátt, meðal annars með því að bæta við viðbótarhlutum við yfirborðið eða með því að breyta kristalbyggingunni. En hátt hitastig er næstum alltaf nauðsynlegt til að herða hylki, óháð aðferð.
Af hverju Case Harden?
Það eru nokkrar ástæður fyrir því að herða efni frekar en að reyna að herða heilan málmhlut. Ein ástæðan er skilvirkni. Minni orka og minni tími þarf til að hita ysta yfirborð málms en allt þversnið hans. Þessi hagræðing getur leitt til mikillar kostnaðarsparnaðar í stórum framleiðslustarfsemi. Önnur ástæða fyrir því að hylkjaherðing er mikið notuð er vegna frammistöðu. Það getur verið hagkvæmt að hafa málm með harðri ytri skel og sveigjanlegri innréttingu. Dæmi um þetta væri þegar málmur er þörf til að standast núningi, en þarf samt að geta tekið á sig högg án þess að valda algjöru brothættu broti.
Ttegundir af Case Hardening Methods
Málsherðingarreglan er frekar einföld. Við viljum að yfirborðið myndi harða uppbyggingu sem kallast martensít. En þessi uppbygging myndast aðeins þegar stálhlutar eru slökktir við háan hita og að því tilskildu að kolefnisinnihald stálblendisins sé nógu hátt.
Ef kolefnisinnihaldið er nægjanlegt þurfum við aðeins að hita og slökkva hlutann. En ef kolefnisinnihaldið er lágt eða ef við þurfum mikla hörku þarf að bæta þáttum eins og kolefni og köfnunarefni við yfirborð efnisins. Við skulum nú skoða mismunandi ferla sem notuð eru til að ná fram herðingu mála á grundvelli ofangreindra meginreglna.
Upphitun og slökkvibúnaður
Hefð hefur verið notað til að hitna og slökkva til að herða í ýmsum málmum. Ein aðferð til að herða málm er að beita beinum súrefnisgasloga á stálhlutann. Notkun inductive hitunar kemur stundum fyrir. Yfirborðshiti stálhlutans eykst hratt í báðum tilfellum. Fyrir vikið kemur austenít kristalbygging í stað perlít kristalbyggingar.
Þegar ákveðnu hitastigi er náð er hluturinn kældur hratt, oft með því að dýfa honum í vatn. Þetta breytir kristalbyggingunni enn og aftur, í þetta sinn úr austeníti í martensít sem er sérstaklega hörð uppbygging.
Þar sem aðeins yfirborðið verður fyrir breytingunni á kristalbyggingunni harðnar hluturinn aðeins á yfirborðinu. En til þess að hluturinn njóti góðs af þessari aðferð verður að vera nóg kolefni í upprunalega efninu. Ef um er að ræða lágt kolefnisinnihald (<0.3%) in the metal part, this method will not yield favourable results.
Blöndun
Ef kolefnismagnið er undir 0,3%, verðum við að bæta meira kolefni við hlutann áður en við látum hann hita + slökkva. Að setja hluta í gegnum kolefnisferlið er ein leið til að gera það.
Carburizing felur í sér að hita stálhlutann í fyrirfram ákveðinn tíma á meðan utanaðkomandi kolefnisgjafi er til staðar. Kolefnið úr kolefnisríka efninu dreifist inn í málminn við háan hita. Meiri hiti og lengri hitunartími veldur því að kolefni frásogast dýpra í málmyfirborðið.
Þegar kolefni eykur kolefnisinnihald stályfirborðslagsins, setjum við það í gegnum logaherðingu eða örvunarherðingu til að auka hörku.
Nítríding
Fyrir stálblendi sem inniheldur frumefni eins og ál, króm og mólýbden, getum við notað nítríð til að herða.
Hluturinn er hitaður í viðurvist köfnunarefnisgass og sundraðs ammoníaks til að mynda nítríð. Nítríðin auka einnig hörku efnisins.
Þar sem hluturinn er hituð í 620 gráður (1150 gráður F), á sér stað nítrun venjulega við lægra hitastig. Dreifingin og hörku sem fylgir því verður dýpri því lengur sem henni er haldið við þetta hitastig.
Hvaða gerðir af málmum er hægt að herða?
Málmar sem hægt er að herða eru yfirleitt takmörkuð við járnefni, þó það séu sérstök tilvik eins og nítrun sumra títan- eða álblöndur. Járnmálmarnir sem venjulega eru hyljahertir eru:
Lágt kolefnisstál
Hár kolefnisstál
Steypujárn
Hástyrkur lágblendi stál
Verkfærastál
Ryðfrítt stál
Sumir algengir íhlutir sem eru hyljarhertir eru:
Gírar
Festingar
Kambásar
Stangir
Pinnar
