Le traitement thermique est utilisé comme étape d'usinage secondaire après l'usinage CNC
Votre travail n'est pas terminé après avoir terminé la découpe CNC d'une pièce. Ces composants de base peuvent avoir des surfaces laides, être insuffisamment résistants ou n'être qu'un composant qui doit être combiné avec d'autres pour produire un produit complet. Après tout, à quelle fréquence utilisez-vous un gadget composé de pièces distinctes ?
Le fait est que des activités de post-traitement sont nécessaires pour une variété d'applications, et nous vous guiderons à travers certains facteurs afin que vous puissiez sélectionner la meilleure opération secondaire pour votre projet.
Dans cette série en trois parties, nous examinerons les procédures de traitement thermique, les revêtements et les alternatives et considérations d'installation du matériel. Tout ou partie de ces éléments peuvent être nécessaires pour convertir votre produit usiné en un état prêt pour le client. La partie I de cet essai couvre le traitement thermique, tandis que les parties II et III examinent la préparation de la surface et l'installation du matériel.
Dans cette série en trois parties, nous examinerons les procédures de traitement thermique, les revêtements et les alternatives et considérations d'installation du matériel. Tout ou partie de ces éléments peuvent être nécessaires pour faire passer votre article de l'état usiné à l'état prêt pour le client. Le sujet du traitement thermique est traité dans cet article.
Le traitement thermique est-il effectué avant ou après le traitement ?
Après usinage, le traitement thermique est la première opération à envisager, et il est également possible d'envisager le fraisage de matériaux prétraités. Pourquoi privilégier une approche plutôt qu'une autre ? La séquence dans laquelle le traitement thermique et l'usinage des métaux sont choisis peut avoir un impact sur les qualités des matériaux, le processus d'usinage et les tolérances des composants.
Lorsque vous utilisez des matériaux traités thermiquement, cela affecte votre usinage car les matériaux plus résistants prennent plus de temps à traiter et les équipements s'usent plus rapidement, ce qui augmente les dépenses d'usinage. Il est également possible de couper à travers la couche durcie du matériau et de saper l'objectif d'utiliser du métal durci en premier lieu, selon le type de traitement thermique utilisé et la profondeur sous la surface affectée du matériau. Il est également possible que le processus d'usinage crée suffisamment de chaleur pour augmenter la dureté de la pièce. Certains matériaux, comme l'acier inoxydable, sont particulièrement sujets à l'écrouissage lors de l'usinage, et des précautions particulières doivent être prises pour éviter cela.
Cependant, il y a plusieurs avantages à utiliser un métal chauffé. Vos pièces peuvent être soumises à des tolérances plus strictes en utilisant des métaux trempés, et l'approvisionnement en matériaux est plus facile car les métaux prétraités sont largement accessibles. De plus, le report du traitement thermique après l'usinage ajoute une autre étape chronophage au processus de production.
Le traitement thermique après usinage, en revanche, vous permet de mieux contrôler le processus d'usinage. Il existe de nombreuses formes différentes de traitement thermique, et vous pouvez utiliser n'importe laquelle d'entre elles pour obtenir les qualités de matériau souhaitées. Le traitement thermique après usinage garantit un traitement thermique uniforme sur la surface de la pièce. Étant donné que le traitement thermique ne peut influencer le matériau qu'à une profondeur limitée dans les matériaux préchauffés, l'usinage peut éliminer le matériau durci à certains endroits mais pas à d'autres.
Comme indiqué précédemment, le traitement thermique post-traitement augmente les coûts et allonge les délais car il nécessite des procédures externalisées supplémentaires. Le traitement thermique peut également entraîner le gauchissement ou la déformation des articles, ce qui peut compromettre les tolérances serrées obtenues lors de l'usinage.
Traitement thermique
Le traitement thermique modifie souvent les caractéristiques matérielles du métal. En règle générale, cela implique d'augmenter la résistance et la dureté du métal afin qu'il puisse supporter des utilisations plus difficiles. Certaines méthodes de traitement thermique, comme le recuit, pourraient en revanche diminuer la dureté du métal. Jetons un coup d'œil aux différentes options de traitement thermique.
Durcissement
Le métal est durci par le processus de durcissement. Lorsqu'il est touché, un métal avec une dureté plus élevée est moins susceptible de se bosseler ou de se marquer. Le traitement thermique améliore également la résistance à la traction du métal, qui est la force avec laquelle le matériau échoue et se brise. La résistance accrue du matériau le rend plus approprié pour des applications spécifiques.
Pour durcir un métal, la pièce est chauffée à une température supérieure à la température critique du métal, ou à la température à laquelle sa structure cristalline et ses caractéristiques physiques changent. Le métal est maintenu à cette température pendant une courte période de temps avant d'être trempé dans de l'eau, de la saumure ou de l'huile pour refroidir. Le fluide de trempe est déterminé par l'alliage du métal. Étant donné que chaque fluide de trempe a une vitesse de refroidissement différente, le choix est basé sur la rapidité avec laquelle il refroidit le métal.
Cémentation
La cémentation est une sorte de trempe qui affecte uniquement la surface extérieure du matériau. Ceci est souvent fait après l'usinage pour générer une couche externe solide.
Durcissement par précipitation
Le durcissement par précipitation est une méthode de durcissement de certains métaux à l'aide de composants d'alliage spécifiés. Le cuivre, l'aluminium, le phosphore et le titane font partie de ces éléments. Lorsqu'un métal solide est chauffé pendant une longue période de temps, ces éléments précipitent ou forment des particules solides. Cela a un effet sur la structure du grain, améliorant la résistance du matériau.
Recuit
Comme indiqué précédemment, le recuit est utilisé pour ramollir le métal, réduire la tension et améliorer la ductilité du matériau. Cette technique adoucit le métal et le rend plus simple à traiter.
Pour recuire un métal, il est doucement chauffé à une température spécifiée (au-dessus de la température critique du matériau), maintenu à cette température, puis refroidi lentement. Ce refroidissement retardé est obtenu en enfouissant le métal dans un matériau isolant ou en le maintenant dans le four pendant que le four et le métal refroidissent.
Soulagement des contraintes d'usinage de grandes dalles
La relaxation des contraintes est similaire au recuit en ce sens que le matériau est chauffé à une température spécifique puis progressivement refroidi. En cas de relâchement des contraintes, cette température est cependant inférieure à la température critique. La substance est ensuite refroidie par l'air.
Cette procédure élimine les contraintes du travail à froid ou du cisaillement sans affecter sensiblement les qualités physiques du métal. Bien que les attributs physiques restent inchangés, l'atténuation de cette contrainte aide à prévenir les changements dimensionnels (ou le gauchissement ou autre déformation) lors du traitement ultérieur ou de l'utilisation de la pièce.
Tempéré
La trempe d'un métal consiste à le chauffer à une température inférieure à la température critique, puis à le refroidir à l'air. Ceci est presque identique au soulagement des contraintes, mais la température finale n'est pas aussi élevée. Le revenu améliore la ténacité tout en conservant la majorité de la dureté obtenue lors du processus de durcissement.
Dernières pensées
Le traitement thermique des métaux est souvent nécessaire pour produire les qualités physiques correctes pour une application donnée. Bien que le traitement thermique du matériau avant le fraisage puisse permettre de gagner du temps de production total, il ajoute également du temps et des dépenses au processus d'usinage. Simultanément, les composants usinés traités thermiquement facilitent l'usinage du matériau mais ajoutent une étape supplémentaire au processus de fabrication.
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