Hartowanie stali jest jednym z kluczowych procesów obróbki cieplnej, który zwiększa wytrzymałość, twardość i odporność materiału na zużycie. Próżniowe hartowanie stali jest nowoczesną metodą, która zyskuje popularność w przemyśle, zwłaszcza tam, gdzie wymagane są bardzo wysokie standardy jakości.
Hartowanie próżniowe polega na nagrzewaniu stali w specjalnej komorze próżniowej, gdzie nie ma tlenu, co minimalizuje ryzyko utleniania i zanieczyszczenia powierzchni. Proces hartowania w próżni oferuje kilka istotnych dla branży przemysłowej korzyści:
Brak utleniania i skalowania
Dzięki atmosferze próżniowej proces przebiega bez obecności tlenu, co eliminuje zjawiska takie jak utlenianie i tworzenie się zgorzeliny. Stal po hartowaniu próżniowym zachowuje czystą, błyszczącą powierzchnię, co ma znaczenie w produkcji części, które następnie mogą być poddawane malowaniu i innej obróbce.
Dokładna kontrola parametrów procesu
W hartowaniu próżniowym można precyzyjnie kontrolować temperaturę i czas nagrzewania oraz chłodzenia, co przekłada się na równomierne właściwości mechaniczne w całej objętości stali. Dzięki temu osiąga się powtarzalność procesu, co jest kluczowe w produkcji seryjnej.
Zmniejszenie deformacji
Proces chłodzenia w próżniowym hartowaniu jest równomierny, co minimalizuje naprężenia termiczne i redukuje odkształcenia wyrobu. Jest to szczególnie ważne przy obróbce dużych i skomplikowanych elementów.
Dostosowanie do różnych gatunków stali
Hartowanie próżniowe sprawdzi się w wielu gatunkach stali, od stali węglowych po specjalistyczne stopy. Jest to wszechstronna metoda, która znajduje zastosowanie w branżach
Właściwości uzyskiwane przez hartowanie
Hartowanie, w tym próżniowe, umożliwia uzyskanie kluczowych właściwości stali:
Jest to klasyczny proces, który składa się z dwóch etapów: hartowania i odpuszczania. Stal jest najpierw podgrzewana do wysokiej temperatury i gwałtownie schładzana, a następnie poddawana procesowi odpuszczania, który redukuje jej kruchość i poprawia elastyczność. Metoda ta jest często stosowana w przypadku dużych elementów oraz tam, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość, ale także pewna elastyczność materiału.
Hartowanie indukcyjne polega na nagrzewaniu powierzchni stali za pomocą prądów wirowych generowanych przez pole elektromagnetyczne. Proces ten pozwala na szybkie nagrzewanie i hartowanie wyłącznie powierzchni, co sprawia, że jest idealny do utwardzania wybranych części, takich jak zęby kół zębatych czy wałki. Hartowanie indukcyjne jest szybkie, energooszczędne i zapewnia dużą twardość powierzchniową przy zachowaniu miękkiego rdzenia.
Podobnie jak hartowanie indukcyjne, hartowanie płomieniowe polega na nagrzewaniu powierzchni stali. W tym przypadku jednak stosuje się otwarty płomień, który nagrzewa powierzchnię stali, a następnie natychmiast chłodzi ją wodą. Ta metoda jest wykorzystywana do utwardzania dużych, płaskich powierzchni oraz elementów o nieregularnych kształtach.
Proces ten polega na wprowadzeniu pierwiastków, takich jak azot lub węgiel, do powierzchni stali w wyniku działania wysokiej temperatury. Utwardzanie dyfuzyjne pozwala na zwiększenie twardości powierzchni przy jednoczesnym zachowaniu twardego rdzenia. Przykłady tej metody to azotowanie i nawęglanie.
Nawęglanie to proces, w którym powierzchnia stali i atmosfera zostaje wzbogacona w wysokiej jakości węgiel, co prowadzi do zwiększenia twardości powierzchni. Po nawęglaniu elementy są zazwyczaj hartowane i odpuszczane. Nawęglanie jest powszechnie stosowane do utwardzania części pracujących pod dużym obciążeniem, takich jak koła zębate czy wały.