Traitement thermique des pièces usinées avec précision

En plus des principales technologies de processus de fabrication, un traitement thermique complet des pièces usinées avec précision peut garantir que les produits sont capables de répondre aux spécifications exactes de l'utilisateur final. Ce processus contrôlé de chauffage et de refroidissement des pièces pour modifier leurs propriétés physiques est généralement utilisé pour augmenter la dureté ou la résistance et améliorer la résistance à l'usure. Pour certaines applications, cependant, un traitement thermique peut être indiqué pour améliorer l'usinabilité, améliorer les propriétés électriques ou magnétiques, augmenter la ductilité ou la douceur et atténuer les contraintes internes.

Les trois étapes suivies dans le processus de traitement thermique sont le chauffage, le trempage et le refroidissement. Pendant le chauffage, le métal est amené à la température nécessaire pour affecter le changement souhaité des propriétés structurelles. Le processus de trempage consiste à maintenir le métal à cette température jusqu'à ce que la pièce soit chauffée uniformément. Enfin, le métal est refroidi à une vitesse spécifiée jusqu'à ce qu'il soit à nouveau à température ambiante. Dans la plupart des cas, le traitement thermique est utilisé sur l'acier et les alliages d'acier, mais il peut également être utilisé sur certaines nuances d'aluminium.

Types de traitement thermique pour les pièces usinées avec précision

Les résultats finaux réalisables grâce au traitement thermique incluent :

• Durcissement :le durcissement rend le métal plus résistant. Le matériau est d'abord chauffé et trempé, puis plongé dans de l'huile ou de l'eau pour un refroidissement rapide. Le durcissement peut parfois rendre le métal plus cassant, ce qui peut alors nécessiter le processus supplémentaire de revenu.
• Revenu :le revenu atténue les contraintes internes pouvant être causées par le durcissement. Le processus en trois étapes demeure, mais s'achève à des températures plus basses que celles observées lors du durcissement. Le refroidissement est généralement effectué dans l'air, et non dans un environnement liquide.
• Recuit :le recuit adoucit le métal et le rend moins susceptible de se fissurer. Pendant le recuit, le matériau est chauffé lentement, trempé pendant une période définie, puis refroidi lentement à l'air dans le four.
• Normalisation :la normalisation soulage les contraintes internes causées lors de l'usinage. Les pièces sont retirées du four après chauffage et trempage et rapidement refroidies à l'air à l'extérieur du four.
• Traitement en solution de l'acier inoxydable :chauffer des pièces ou des matériaux dans une zone monophasée à haute température pour maintenir une température constante, de sorte que la phase en excès soit entièrement dissoute dans la solution solide, puis refroidie rapidement pour obtenir une solution solide sursaturée. Le carbone et d'autres éléments d'alliage sont trop tard pour précipiter, de sorte qu'une structure austénitique pure est créée. Ceci est destiné à améliorer la ténacité et la résistance à la corrosion des pièces.

Équipement utilisé dans le traitement thermique des pièces usinées avec précision

Les fabricants utilisent généralement une ligne de traitement thermique automatisée et contrôlée par CNC pour effectuer plusieurs opérations et déplacer le produit à travers les différentes stations 24h/24 et 7j/7. L'équipement de la ligne peut consister en :

• Fours :les fours de traitement thermique sont capables d'atteindre une température spécifiée et de supporter des charges allant jusqu'à 1 200 kg.
• Traitement de cémentation :afin d'augmenter la teneur en carbone de la surface de l'acier et d'y former un certain gradient de concentration en carbone, la pièce est chauffée dans un milieu de cémentation, maintenu pendant une longue période afin que les atomes de carbone s'infiltrent dans la pièce .
• Traitement thermique sous vide :l'air est retiré du four pour créer un vide. Les pièces peuvent être chauffées avec ou sans gaz inerte pour obtenir les propriétés souhaitées et protéger leurs surfaces. Après traitement, le métal est rapidement refroidi.
• Traitement cryogénique :les pièces subissent un processus à très basse température, ce qui présente des avantages pour certains alliages métalliques. Il peut améliorer la dureté et la résistance aux chocs d'une pièce, améliorer la résistance à la corrosion et à l'usure et réduire la déformation et les fissures de la pièce. Les températures atteignent des températures extrêmes de -80 °C.
• Traitement thermique des alliages d'aluminium :ce processus est utilisé pour chauffer les pièces en aluminium à une température prédéterminée à une vitesse contrôlée, maintenir la température pendant une durée spécifique, puis refroidir à une vitesse contrôlée. Cela transformera la structure interne de l'alliage, améliorant ainsi les propriétés mécaniques et la résistance à l'usure, tout en améliorant l'usinabilité et la stabilité dimensionnelle.
• Recuit et relaxation des contraintes :le recuit améliore la ductilité et réduit la fragilité de la pièce. La relaxation des contraintes chauffe les pièces à une température inférieure à leur température de transformation la plus basse, puis les refroidit à température ambiante. Cela libère les contraintes internes qui ont été absorbées par le métal lors de processus tels que le moulage, le forgeage et le soudage en raison des vitesses de refroidissement variables dans différentes zones de la pièce, ou du redressage, de l'usinage ou du laminage.
• Nitruration gazeuse :ce processus chauffe les pièces en acier normalisées et traitées par usinage dans des gaz porteurs riches en azote, tels que le gaz ammoniac. Ils sont maintenus à une température comprise entre 500 et 540 ° Celsius pendant une durée spécifiée, ce qui donne une surface dure, résistante à l'usure et à la corrosion, d'une couleur blanche éclatante, avec une profondeur de pénétration.
• Traitement thermique par induction :ce processus chauffe des zones désignées d'une pièce par une bobine de chauffage par induction qui reçoit une entrée électrique contrôlée du champ magnétique généré par l'équipement. La surface de la pièce peut être chauffée à une profondeur spécifiée, laissant le noyau de la pièce non traité.

En savoir plus sur le traitement thermique des pièces usinées avec précision

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