Valu- ja väärentämisen ensisijaiset tavoitteet ovat seuraavat:
Stressiteho:Lievittämään jäännöksiä valu- tai taousprosessin aikana, vähentämällä mittasuhteiden muutosten tai halkeamisen riskiä jatkokäsittelyn tai käytönaikaisen toiminnan aikana.
Parantunut Ductiliteys:Vahvistaakseen materiaalin kykyä epämuodostumatta. joka on erityisen tärkeä monimutkaisille muodoille tai osille, jotka vaativat lisätyöntämistä tai muotoilua.
Homogenointi:Edistetään yhdenmukaista mikrorakennetta koko komponentissa, poistamalla elementtien erottelu ja varmistamalla johdonmukaiset materiaaliominaisuudet.
Viljan rakenteen jalostaminen:Pienentää materiaalin jyvien kokoa, parantaa materiaalin mekaanisia ominaisuuksia, kuten lujuutta ja lujuutta.
Parannettu koneellisuus:Pehmentää materiaalia, jolloin se helpottaa koneen, hitsaa tai jatkokäsittelyä, siten vähentää työkalujen kulumista ja parantaa myöhempien toimintojen tehokkuutta.
1. Lämmitys:
Materiaali lämmitetään asteittain tiettyyn lämpötilaan, yleensä välillä 600–900 °C (1, 100° F – 1,650°F), riippuen materiaalityypistä ja haluttuusta vaikutuksesta. Tätä lämpötilaa säädetään huolellisesti, jotta vältetään ylikuumeneminen, mikä voi johtaa ei-toivottuihin muutoksiin materiaalirakenteessa.
2. Liottaminen:
Kun tavoitelämpötila on saavutettu, materiaalia pidetään tässä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan. Liottamisaika antaa materiaalille mahdollisuuden saavuttaa yhtenäinen lämpötilajakauma, jolloin koko osa läpäisee johdonmukaisia rakenteellisia muutoksia.
3. Jäähdytys:
Liottamisen jälkeen materiaali jäähdytetään hitaasti, tyypillisesti itse uunissa (valvottu jäähdytys), estääkseen nopeasta lämpötilan muutoksesta johtuvat uudet jännitykset. Hidas jäähdytys minimoi halkeamisen tai vääristymisen riskin, mikä tekee siitä erityisen hyödyllisen suurille tai monimutkaisille osille.
Joissakin tapauksissa materiaali voidaan jäähdyttää ilmassa tai valvotussa ympäristössä sovelluksen ja käytetyn materiaalin erityisvaatimuksista riippuen.
Vaikka edellä kuvattu yleinen prosessi koskee useimpia materiaaleja, erityisiä kiinnitystekniikoita voidaan käyttää seoksen ominaisuuksien ja lopputuotteiden vaatimusten perusteella. Joitakin yleisiä kiihdytysmuotoja, joita käytetään valuissa ja taotuissa, ovat seuraavat:
1. Täydellinen liittäminen:
Tarkoitus: Pehmentää materiaalia ja parantaa sen sujuvuutta ja työkalua, joka on erityisen hyödyllistä teräksille ja korkea-hiilisille seoksille.
Prosessi: Materiaali lämmitetään kriittisen alueen ylälämpötilaan (teräksen osalta, Tämä on tyypillisesti noin 750 °C – 900 °C) ja jäähdytetään hitaasti uunissa. Tämä prosessi jalostaa viljan rakennetta ja tarjoaa yhdenmukaiset ominaisuudet koko materiaalin.
2. Stressien helpottaminen Annealing:
Käyttötarkoitus: Lievittää valuun tai väärentämään toimintoja aiheuttavia sisäisiä jännityksiä muuttamatta merkittävästi materiaalin kovuutta tai lujuutta.
Prosessi ja pidetään lyhyen ajan ennen kuin sallitaan jäähtyä hitaasti. Tämä vähentää vääristymisen tai halkeamisen riskiä myöhemmässä käsittelyssä tai käytössä.
3. Prosessin liittäminen:
Tarkoitus: Kovuuden vähentäminen ja jatkokäsittelyn tai työstön sujuvuuden parantaminen.
Prosessi ja pidettiin lyhyen aikaa ennen kuin saa jäähtyä. Tätä käytetään yleisesti lievään teräkseokseen ja vähähiiliseen seokseen.
4. Spheroidizing:
Tarkoitus: Tuottaa pallojen ( pyöristetty) mikrorakenne, joka parantaa erittäin hiilivetyn teräksen koneistuvuutta ja muotoisuutta.
Prosessi Tämä johtaa mikrorakenteen muodostumiseen, joka koostuu pallomaisista sementiittihiukkasista, mikä tekee materiaalista pehmeämpää ja helpompaa koneita.
1. Parannetut mekaaniset ominaisuudet:
Annealing parantaa dutiliteettiä, sitkeyttä ja kovuutta, jotka ovat välttämättömiä, jotta voidaan varmistaa, että valukappaleet kestävät mekaanisen rasituksen ja väsymyksen käytön aikana.
2. Parannettu koneellisuus:
Pehmittämällä materiaalin kiinnitys vähentää leikkaus työkalujen kulumista ja minimoi työn kovettumisen riskiä työstön aikana, joka johtaa sileämpiin viimeistelyihin ja tarkempiin toleransseihin.
3. Stressien avulla ja ulottuvuus:
Lievittämällä sisäisiä jännityksiä varmistaa, että komponentit säilyttävät ulottuvuuden vakauden kaikissa seuraavissa käsittelyvaiheissa, vähentää työstön tai hitsauksen aikana vääristymisen tai vääristymisen todennäköisyyttä.
4. Homogeenit ominaisuudet:
Annealing edistää yhdenmukaisempaa viljan rakennetta, joka on elintärkeää varmistaakseen yhdenmukaiset materiaaliominaisuudet kaikkialla osassa. Tämä on erityisen tärkeää suurissa tai monimutkaisissa valuissa ja taotuissa.
5. Optimoitu suorituskyky:
Puhdistamalla materiaalin mikrorakenteet, kiihdyttäminen parantaa osan yleistä suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä, tekee siitä kestävämmän kulumista, väsymystä ja korroosiota.
Annealing on laajalti käytetty erilaisilla aloilla, joissa valujen ja taotusten on täytettävä korkeat laatu- ja suorituskykyvaatimukset. Joitakin keskeisiä sovelluksia ovat:
Autoteollisuus: Moottorin osat, rakenteelliset osat ja jousitusosat, jotka vaativat korkeaa lujuutta, sitkeyttä ja parannettua työkalua.
Raskaskoneet: Rakentamisessa, kaivostoiminnassa käytetyt komponentit, ja maatalouskoneiden, joiden on kestettävä suurta stressiä ja kovia toimintaympäristöjä.
Tooling & Dies: Työkalut, kuolee, ja muotit käytetään valmistusprosesseissa, joiden on oltava erittäin kestäviä, kestäviä kulumista, ja kykenee täsmälliseen työstöön.
Öljy & kaasu: Osat poraus- ja tutkimuslaitteille, joiden on säilytettävä korkea lujuus ja korroosion kestävyys kovissa ympäristöolosuhteissa.