วิธีการตีขึ้นรูปด้วยความร้อน

โดยทั่วไป การทำความร้อนแบบตีขึ้นรูปซึ่งมีปริมาณการสูญเสียจากการเผาไหม้ 0.5% หรือน้อยกว่าจะมีปฏิกิริยาออกซิเดชันน้อยกว่า และการทำความร้อนที่มีปริมาณการสูญเสียจากการเผาไหม้ 0.1% หรือน้อยกว่านั้นเรียกว่าการให้ความร้อนแบบไม่ออกซิไดซ์ การให้ความร้อนโดยปราศจากออกซิเดชันน้อยลงสามารถลดการเกิดออกซิเดชันของโลหะและการสลายตัวของคาร์บอน ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของมิติของการตีขึ้นรูปได้อย่างมาก และลดการสึกหรอของแม่พิมพ์ เทคโนโลยีการให้ความร้อนที่ปราศจากออกซิเดชันน้อยลงเป็นเทคโนโลยีสนับสนุนที่ขาดไม่ได้สำหรับการตีขึ้นรูปอย่างแม่นยำ เทคโนโลยีนี้ยังไม่ได้รับการวิจัยจำนวนมากในประเทศจีน

 

มีหลายวิธีในการทำความร้อนโดยปราศจากออกซิเดชันน้อยลง วิธีการที่ใช้กันทั่วไปและกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วคือ การป้องกันที่รวดเร็ว ปานกลาง และการให้ความร้อนจากเปลวไฟออกซิไดซ์น้อยลงส่วนเครื่องจักรกล

 

1 ความร้อนอย่างรวดเร็ว

การทำความร้อนอย่างรวดเร็วรวมถึงการทำความร้อนอย่างรวดเร็วและการพาความร้อนอย่างรวดเร็ว การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าเหนี่ยวนำ และความร้อนไฟฟ้าแบบสัมผัสในเตาเปลวไฟ พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการทำความร้อนอย่างรวดเร็วคือ เมื่อโลหะเปล่าถูกให้ความร้อนด้วยอัตราการทำความร้อนที่เป็นไปได้ทางเทคนิค การซ้อนทับของความเครียดจากอุณหภูมิ ความเค้นตกค้าง และความเค้นของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นภายในบิลเล็ตนั้นไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการแตกร้าวของบิลเล็ต วิธีการนี้สามารถใช้ได้กับแท่งเหล็กกล้าคาร์บอนขนาดเล็กและช่องว่างสำหรับการตีรูปทรงเรียบง่ายทั่วไป เนื่องจากกระบวนการข้างต้นมีอัตราการทำความร้อนสูง เวลาทำความร้อนจึงสั้น และชั้นออกไซด์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของบิลเล็ตจะบาง ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการเกิดออกซิเดชันจึงมีน้อย

เมื่อใช้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ การเผาไหม้เหล็กจะอยู่ที่ประมาณ 0.5% ก๊าซป้องกันสามารถนำเข้าไปในเตาให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำเพื่อให้บรรลุข้อกำหนดของการไม่ให้ความร้อนจากออกซิเดชั่น ก๊าซป้องกันคือก๊าซเฉื่อย เช่น ไนโตรเจน อาร์กอน ฮีเลียม หรือสิ่งที่คล้ายกัน และก๊าซรีดิวซ์ เช่น ของผสมของ CO และ H2 ซึ่งเตรียมเป็นพิเศษโดยอุปกรณ์ป้องกันการสร้างก๊าซซีเอ็นซี

เนื่องจากการทำความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้ระยะเวลาการทำความร้อนสั้นลงอย่างมาก ระดับของการสลายตัวของคาร์บอนจึงลดลงอย่างมากในขณะที่ลดการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งแตกต่างจากการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟแบบออกซิไดซ์น้อยกว่า ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อดีที่สำคัญที่สุดของการทำความร้อนอย่างรวดเร็วชิ้นส่วนพลาสติก

 

2 ความร้อนป้องกันของเหลวปานกลาง

 

สื่อป้องกันของเหลวมาตรฐาน ได้แก่ แก้วหลอมเหลว เกลือหลอมเหลว ฯลฯ การทำความร้อนด้วยเตาเกลืออาบน้ำที่อธิบายไว้ในส่วนแรกของบทที่ 2 คือการทำความร้อนด้วยการป้องกันสื่อของเหลวประเภทหนึ่ง

 

รูปที่ 2-24 แสดงเตาอาบน้ำกระจกกึ่งต่อเนื่องแบบดัน ในส่วนทำความร้อนของเตา แก้วหลอมเหลวอุณหภูมิสูงจะถูกละลายที่ด้านล่างของเตา และเหล็กแท่งจะถูกให้ความร้อนหลังจากถูกดันผ่านของเหลวแก้วอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการปกป้องของเหลวแก้ว บิลเล็ตจะไม่ถูกออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการทำความร้อน และหลังจากที่บิลเล็ตถูกผลักออกจากของเหลวแก้ว พื้นผิวก็จะอยู่บนพื้นผิว เมื่อติดเข้ากับฟิล์มแก้วบางๆ จะช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันทุติยภูมิของบิลเล็ตและหล่อลื่นในระหว่างการตีขึ้นรูป วิธีนี้รวดเร็วและสม่ำเสมอในการให้ความร้อน มีผลออกซิเดชันและดีคาร์บูไรเซชันที่ดี ใช้งานง่าย และเป็นวิธีการให้ความร้อนที่ปราศจากออกซิเดชันน้อยกว่าที่มีแนวโน้มดี
3, เครื่องทำความร้อนป้องกันปานกลางแข็ง (เครื่องทำความร้อนป้องกันการเคลือบ)

 

มีการเคลือบผิวแบบพิเศษบนพื้นผิวของชิ้นงาน เมื่อถูกความร้อน สารเคลือบจะละลายกลายเป็นฟิล์มเคลือบที่มีความหนาแน่นและกันอากาศเข้าได้ มันถูกยึดติดกับพื้นผิวของช่องว่างอย่างแน่นหนาเพื่อแยกช่องว่างออกจากก๊าซเตาออกซิไดซ์เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน หลังจากที่บิลเล็ตถูกปล่อยออกมา การเคลือบสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันทุติยภูมิและมีผลเป็นฉนวนความร้อน หลีกเลี่ยงไม่ให้อุณหภูมิพื้นผิวของบิลเล็ตลดลงและทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นในระหว่างการตีขึ้นรูป

 

การเคลือบป้องกันแบ่งออกเป็นการเคลือบแก้ว, การเคลือบแก้วเซรามิก, การเคลือบโลหะแก้ว, การเคลือบโลหะ, การเคลือบคอมโพสิตและอื่น ๆ ตามองค์ประกอบ ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือการเคลือบกระจก

 

การเคลือบแก้วคือสารแขวนลอยที่มีส่วนประกอบเฉพาะของผงแก้ว บวกกับสารเพิ่มความคงตัว สารยึดเกาะ และน้ำในปริมาณเล็กน้อย ก่อนการใช้งาน ควรทำความสะอาดพื้นผิวของช่องว่างด้วยการพ่นทราย ฯลฯ เพื่อให้สามารถยึดติดพื้นผิวของการเคลือบและช่องว่างได้อย่างแน่นหนา การเคลือบผิวทำได้โดยการเคลือบแบบจุ่ม การเคลือบด้วยแปรง การพ่นด้วยปืนสเปรย์ และการพ่นด้วยไฟฟ้าสถิต การเคลือบจะต้องสม่ำเสมอ ความหนากำลังพอดี โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.15 ถึง 0.25 มม. หากการเคลือบหนาเกินไปก็จะหลุดลอกง่ายและบางเกินกว่าจะป้องกันได้ หลังจากเคลือบแล้ว จะนำไปตากในอากาศตามธรรมชาติและนำเข้าเตาอบที่อุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถอุ่นบิลเล็ตไว้ที่ประมาณ 120 ° C ก่อนเคลือบเพื่อให้ผงเปียกแห้งทันทีหลังการใช้งานและยึดติดกับพื้นผิวของช่องว่างได้ดี การทำความร้อนก่อนการตีสามารถทำได้หลังจากที่การเคลือบแห้งแล้ว

 

สารเคลือบควรละลายได้เพียงพอ มีความหนาแน่น และมีความเสถียรทางเคมี เพื่อให้สามารถปกป้องและหล่อลื่นสารเคลือบป้องกันกระจกได้อย่างเหมาะสม เมื่ออัตราส่วนการกระจายตัวของกระจกแตกต่างกัน คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีจะแตกต่างกัน ดังนั้นการใช้งานจึงขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุโลหะที่ใช้และระดับอุณหภูมิการตีขึ้นรูป เลือกส่วนผสมแก้วที่เหมาะสม

 

วิธีการให้ความร้อนเพื่อปกป้องการเคลือบแก้วมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศจีนเพื่อผลิตโลหะผสมไททาเนียม สแตนเลส และการตีขึ้นรูปการบินซูเปอร์อัลลอยด์