Wat is blussen?

In de metallurgie wordt afschrikken gedefinieerd als "gecontroleerde extractie van warmte". Het belangrijkste woord in deze definitie is "gecontroleerd". Afschrikken is een snelle methode om metalen na warmtebehandeling weer op kamertemperatuur te brengen om te voorkomen dat het koelproces de microstructuur van het metaal aanzienlijk verandert. Door een metalen voorwerp in olie of water te dompelen, wordt de keuze voor vloeistof of geforceerde lucht een medium genoemd, waarna het metaal snel wordt afgekoeld van de hoge temperaturen wanneer het wordt gevormd. Dit wordt vaak gebruikt om mechanische eigenschappen met betrekking tot kristalstructuur of faseverdeling te behouden, die verloren gaan bij langzame afkoeling. Deze techniek wordt meestal toegepast op stalen voorwerpen die hardheid verlenen. Aan de andere kant kunnen koperen voorwerpen die zijn gehard door hameren of andere vervorming bij normale temperatuur, door verhitting en afschrikken in een kneedbare staat worden hersteld.

Hoe te blussen?

Veelgebruikte afschrikmedia zijn polymeren voor speciale doeleinden, geforceerde luchtconvectie, zoet water, pekel en olie. Water is een effectief medium als het doel is om maximale hardheid in staal te bereiken. Het gebruik van water kan er echter voor zorgen dat het metaal barst of vervormt.

Als extreme hardheid niet vereist is, kan minerale olie, walvisolie of katoenzaadolie worden gebruikt in het afschrikproces. Voor niet-ingewijden kan het uitdovingsproces dramatisch lijken. Terwijl de metaalbewerker het hete metaal in het geselecteerde medium overbrengt, stijgt er een grote hoeveelheid stoom uit het metaal.

Afschrikmiddel

Er zijn verschillende afschrikmedia beschikbaar om het afschrikproces uit te voeren. Elk medium heeft zijn eigen unieke bluseigenschappen. Overwegingen voor het type media dat wordt gebruikt, zijn onder meer de afschriksnelheid, de milieuproblemen van de afschrikmedia, de vervanging van de afschrikmedia en de kosten van de afschrikmedia. Hieronder volgen de belangrijkste soorten quenchmedia:

Lucht

Olie

water

pekel

Lucht

Lucht is een populair afschrikmedium dat wordt gebruikt om metalen af ​​te koelen voor het afschrikken. Betaalbaarheid is een van de belangrijkste voordelen van lucht. De betaalbaarheid is het resultaat van de overvloed op aarde. In feite wordt elk materiaal dat wordt verwarmd en vervolgens afgekoeld tot kamertemperatuur door alleen te staan, beschouwd als luchtgekoeld. Luchtafschrikken is ook meer opzettelijk wanneer het wordt samengedrukt en rond het metaal wordt geforceerd dat wordt afgekoeld. Dit koelt onderdelen sneller af dan stilstaande lucht, hoewel zelfs perslucht veel metalen nog steeds te langzaam kan afkoelen om de mechanische eigenschappen te veranderen.

Olie

Olie kan verwarmd metaal sneller blussen dan perslucht. Om met olie te blussen, plaatst u het verwarmde deel in een tank gevuld met een soort olie. Olie kan ook door onderdelen worden gespoeld. Vanwege verschillende afkoelsnelheden en vlampunten worden afhankelijk van de toepassing meestal verschillende soorten oliën gebruikt. De afschriksnelheid van olie is echter veel lager dan die van water. Ferriet en troostiet kunnen zich zelfs in kleine porties vormen. Tussenliggende snelheden tussen water en olie kunnen worden bereikt met water dat 10-30 procent Ucon bevat, een stof met een omgekeerde oplosbaarheid en daarom afzettingen op objecten om de afkoelsnelheid te vertragen. Om vervorming tot een minimum te beperken, moeten lange cilindrische voorwerpen verticaal worden geblust, waarbij de randen van platte delen en dikke delen het eerst in het smeltbad komen. Om te voorkomen dat stoombellen zachte plekken vormen, moet het waterafschrikbad worden geschud.

Water

Water is ook in staat om verwarmde metalen snel te blussen. Het koelt metaal sneller af dan olie. Op een manier die vergelijkbaar is met het blussen van olie, wordt de tank gevuld met water en wordt het verwarmde metaal erin ondergedompeld. Het kan ook door onderdelen worden gespoeld. Een voordeel van water is dat de brandbaarheid van het medium geen rol speelt. Bovendien is water een van de meest effectieve blusmiddelen die maximale hardheid vereisen, maar het is gevoelig voor vervorming en barsten van het product. Waar stevigheid kan worden opgeofferd, gebruik walvis-, katoenzaad- en minerale oliën. Deze hebben de neiging om te oxideren en slib te vormen, wat de efficiëntie vermindert.

Pekel

Pekel is een mengsel van water en zout. Zout water koelt sneller af dan lucht, water en olie. De reden hiervoor is dat het mengsel van zout en water de vorming van bellen verhindert wanneer het in contact komt met het verwarmde metaal. Dit betekent dat een groter deel van het oppervlak van het metaal wordt bedekt door vloeistof in plaats van bellen.

Gehard staal

Bij de bespreking van het afschrikproces verdient staal speciale vermelding omdat de mechanische eigenschappen erg gevoelig zijn voor afschrikken. Door een afschrikproces genaamd afschrikharden, wordt het staal verhoogd tot een temperatuur boven de herkristallisatietemperatuur en snel afgekoeld door het afschrikproces. In vergelijking met langzame afkoeling verandert snel afschrikken de kristalstructuur van het staal. Afhankelijk van het koolstofgehalte en de legeringselementen van het staal, kan het een hardere, brozer microstructuur achterlaten, zoals martensiet of bainiet, omdat het het afschrikhardingsproces ondergaat. Deze microstructuren leiden tot een toename van de sterkte en hardheid van het staal. Ze maken het staal echter gevoelig voor scheuren en verminderen de ductiliteit aanzienlijk. Om deze reden worden sommige staalsoorten gegloeid of genormaliseerd na het afschrikhardingsproces.

Afschrikproces

Het afschrikproces is ontworpen om de microstructuur van het metaal te veranderen in combinatie met thermische processen. Als dit correct wordt gedaan, zal dit maximale sterkte en een goede rek in het gietstuk opleveren.

Het blussen van staal wordt meestal bereikt door onderdompeling in water, olie, polymeeroplossing of zout, hoewel soms geforceerde lucht wordt gebruikt. Als gevolg van het afschrikken moet de productiehardware een acceptabele afgeschrikte microstructuur ontwikkelen en in kritieke gebieden moeten de mechanische eigenschappen voldoen aan de minimale specificaties nadat het onderdeel is getemperd. De effectiviteit van afschrikken hangt af van de koeleigenschappen van het afschrikmedium in relatie tot het uithardend vermogen van het staal. Daarom kunnen de resultaten variëren door verandering van de staalsamenstelling of het roeren, de temperatuur en het type blusmiddel.

Het ontwerp van het blussysteem en de grondigheid van het systeemonderhoud dragen bij aan het succes van het proces. Het ontwerp van het onderdeel draagt ​​ook bij aan de mechanische eigenschappen en vervorming door afschrikken.