วิธีการและขั้นตอนการอบอ่อนสำหรับการขึ้นรูปด้วยการให้ความร้อนล่วงหน้าของท่อเหล็กตะเข็บตรง

วิธีการสำหรับการให้ความร้อนก่อนการเสียรูปของท่อเหล็กตะเข็บตรง:
1. การเลือกวัสดุที่เหมาะสม สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงและซับซ้อน ควรเลือกใช้เหล็กกล้าแม่พิมพ์ที่มีคุณภาพดีและทนต่อการเสียรูปขนาดเล็ก เหล็กกล้าแม่พิมพ์ที่มีการแยกตัวของคาร์ไบด์อย่างรุนแรงควรนำไปหล่อและอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสม สำหรับเหล็กกล้าแม่พิมพ์ขนาดใหญ่และหล่อไม่ได้ สามารถทำการอบชุบด้วยความร้อนแบบสองขั้นตอนเพื่อเพิ่มความละเอียดของสารละลายของแข็งได้ ควรเลือกอุณหภูมิความร้อนและควบคุมความเร็วในการให้ความร้อนอย่างเหมาะสม สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงและมีรายละเอียดมาก สามารถใช้การให้ความร้อนช้า การอุ่นก่อน และวิธีการให้ความร้อนแบบสมดุลอื่นๆ เพื่อลดการเสียรูปจากการอบชุบด้วยความร้อนของแม่พิมพ์

2. การดำเนินการกระบวนการอบชุบความร้อนที่ถูกต้องและกระบวนการอบคืนตัวที่เหมาะสมก็เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดการเสียรูปของแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อน สาเหตุของการเสียรูปของแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อนมักจะซับซ้อน แต่ตราบใดที่เข้าใจกฎการเสียรูป สาเหตุของการเกิด และใช้วิธีการพิเศษเพื่อป้องกันการเสียรูปของแม่พิมพ์ การเสียรูปของแม่พิมพ์ก็สามารถลดและควบคุมได้

3. แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อนต้องให้ความร้อนก่อนเพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างการขึ้นรูป สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อน หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย ควรใช้การชุบแข็งด้วยความร้อนในสุญญากาศและการบำบัดด้วยความเย็นจัดหลังการชุบแข็งให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยคำนึงถึงความแข็งของแม่พิมพ์เป็นสำคัญ ควรพยายามใช้กระบวนการระบายความร้อนก่อน การชุบแข็งแบบไล่ระดับอุณหภูมิ หรือการชุบแข็งแบบอุ่น

4. การออกแบบและโครงสร้างของแม่พิมพ์ควรมีความเหมาะสม ความหนาไม่ควรแตกต่างกันมากเกินไป และรูปทรงควรสมมาตร สำหรับแม่พิมพ์ที่มีการเสียรูปมาก ควรควบคุมกฎการเสียรูปและเผื่อระยะการกลึงไว้ สำหรับแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ แม่นยำ และซับซ้อน สามารถใช้การออกแบบแบบผสมผสานได้ สำหรับแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำและซับซ้อนบางชนิด สามารถใช้การอบชุบก่อนการขึ้นรูป การอบชุบเพื่อเพิ่มความแข็งแรง และการอบชุบไนไตรดิ้งเพื่อควบคุมความแม่นยำของแม่พิมพ์ได้ เมื่อซ่อมแซมข้อบกพร่องของแม่พิมพ์ เช่น ฟองอากาศ รูพรุน และการสึกหรอ ควรใช้อุปกรณ์ที่มีผลกระทบจากความร้อนต่ำ เช่น เครื่องเชื่อมเย็น เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการเสียรูปในระหว่างกระบวนการซ่อมแซม

ขั้นตอนการอบอ่อนท่อเหล็กตะเข็บตรง: การอบอ่อนท่อเหล็กตะเข็บตรงคือการให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด รักษาอุณหภูมินั้นไว้ แล้วค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงจนถึงอุณหภูมิห้อง การอบอ่อนรวมถึงการอบอ่อนทั่วไป การอบอ่อนเพื่อสร้างทรงกลม การอบอ่อนเพื่อลดความเค้น เป็นต้น

1. การให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้ล่วงหน้า คงอุณหภูมินั้นไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงในเตาอบ เรียกว่า การอบอ่อน จุดประสงค์คือเพื่อลดความแข็งของเหล็กและขจัดโครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมอและความเครียดภายในของเหล็ก

2. นำท่อเหล็กไปให้ความร้อนถึง 750 องศาเซลเซียส คงอุณหภูมิไว้ระยะหนึ่ง แล้วค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงเหลือ 500 องศาเซลเซียส จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นตัวลงในอากาศ ซึ่งเรียกว่าการอบอ่อนแบบทรงกลม (spheroidizing annealing) จุดประสงค์คือเพื่อลดความแข็งและประสิทธิภาพในการตัดของเหล็ก และส่วนใหญ่ใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนสูง

3. การอบอ่อนเพื่อลดความเค้นของท่อเหล็ก หรือที่เรียกว่าการอบอ่อนที่อุณหภูมิต่ำ คือ การให้ความร้อนแก่เหล็กที่อุณหภูมิ 500-600 องศาเซลเซียส คงอุณหภูมิไว้ระยะหนึ่ง แล้วค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงในเตาอบจนต่ำกว่า 300 องศาเซลเซียส จากนั้นจึงปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง โครงสร้างของเหล็กจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการอบอ่อน และความเค้นภายในของโลหะจะถูกกำจัดออกไปเป็นหลัก

4. การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์: กระบวนการอบชุบความร้อนของท่อเหล็ก โดยการให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต 30-50 องศาเซลเซียส คงอุณหภูมิไว้เป็นระยะเวลาที่เหมาะสม แล้วจึงปล่อยให้เย็นลงในอากาศนิ่ง เรียกว่า การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์ จุดประสงค์หลักของการอบชุบแบบนอร์มาไลซ์คือ การปรับปรุงโครงสร้างและคุณสมบัติของเหล็ก ให้ได้โครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสภาวะสมดุล เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการอบอ่อน ความแตกต่างหลักระหว่างการอบชุบแบบนอร์มาไลซ์และการอบอ่อนคือ อัตราการเย็นตัวของการอบชุบแบบนอร์มาไลซ์จะเร็วกว่าเล็กน้อย ดังนั้นวงจรการผลิตของการอบชุบแบบนอร์มาไลซ์จึงสั้นกว่า ดังนั้น เมื่อทั้งการอบอ่อนและการอบชุบแบบนอร์มาไลซ์สามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของชิ้นส่วนได้ ควรใช้การอบชุบแบบนอร์มาไลซ์ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

5. การชุบแข็ง: ให้ความร้อนแก่ท่อเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดเหนือจุดวิกฤต (อุณหภูมิการชุบแข็งของเหล็กเบอร์ 45 คือ 840-860°C และอุณหภูมิการชุบแข็งของเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนคือ 760-780°C) คงอุณหภูมิไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจุ่มลงในน้ำด้วยความเร็วที่เหมาะสม (กระบวนการอบชุบความร้อนโดยการทำให้เย็นลงในน้ำมันเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์หรือเบนไนต์เรียกว่าการชุบแข็ง ความแตกต่างหลักของกระบวนการระหว่างการชุบแข็ง การอบอ่อน และการทำให้เป็นปกติคืออัตราการเย็นตัวที่รวดเร็ว ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซต์ โครงสร้างมาร์เทนไซต์เป็นโครงสร้างที่ไม่สมดุลที่ได้หลังจากชุบแข็งเหล็ก มีความแข็งสูงแต่มีความยืดหยุ่นและความเหนียวต่ำ ความแข็งของมาร์เทนไซต์จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณคาร์บอนในเหล็ก)

6. การอบคืนตัว: หลังจากที่ท่อเหล็กผ่านกระบวนการชุบแข็งแล้ว จะนำไปให้ความร้อนที่อุณหภูมิระดับหนึ่งซึ่งต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต คงอุณหภูมิไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงปล่อยให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง กระบวนการอบชุบนี้เรียกว่าการอบคืนตัว โดยทั่วไปแล้ว ชิ้นส่วนเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งไม่สามารถใช้งานได้โดยตรงและต้องผ่านการอบคืนตัวก่อนใช้งาน เนื่องจากเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งมีความแข็งและความเปราะสูง การแตกหักแบบเปราะมักเกิดขึ้นเมื่อใช้งานโดยตรง การอบคืนตัวสามารถขจัดหรือลดความเครียดภายใน ลดความเปราะ และเพิ่มความเหนียว ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติทางกลของเหล็กที่ผ่านการชุบแข็งก็สามารถปรับเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพของเหล็กตามที่ต้องการได้ ตามอุณหภูมิการอบคืนตัวที่แตกต่างกัน การอบคืนตัวสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ การอบคืนตัวที่อุณหภูมิปานกลาง และการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง

1) การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ 150~250 องศาเซลเซียส เพื่อลดความเครียดภายในและความเปราะ และรักษาความแข็งและความต้านทานการสึกหรอในระดับสูงหลังจากการชุบแข็ง
2) การอบชุบด้วยความร้อนปานกลาง 350-500 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นและความแข็งแรง
3) การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง 500-650 องศาเซลเซียส; การอบคืนตัวชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส เรียกว่าการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง หลังจากชุบแข็งที่อุณหภูมิสูงแล้ว ชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งจะมีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุม (ทั้งความแข็งแรงและความแข็ง ความยืดหยุ่นและความเหนียว) ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและเหล็กกล้าผสมคาร์บอนปานกลางมักจะได้รับการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูงหลังจากชุบแข็ง ชิ้นส่วนเพลามีการใช้งานมากมาย การชุบแข็ง + การอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง เรียกว่าการชุบแข็งและอบคืนตัว