Gli obiettivi primari della ricottura per getti e forgiati sono i come segue:
Antistress:Per alleviare lo stress residuo indotto durante il processo di colata o forgiatura, riducendo il rischio di cambiamenti dimensionali o cracking durante ulteriori lavorazioni o operazioni in servizio.
Duttilità migliorata:Per migliorare la capacità del materiale di deformare senza rompere, che è particolarmente importante per forme complesse o parti che richiedono lavorazione o formatura aggiuntiva.
Omogeneizzazione:Per promuovere una microstruttura uniforme attraverso il componente, eliminare la separazione degli elementi e garantire proprietà del materiale coerenti.
Raffinamento della struttura del grano:Per ridurre le dimensioni dei grani del materiale, migliorare le proprietà meccaniche complessive del materiale, come tenacità e resistenza.
Lavorabilità migliorata:Per ammorbidire il materiale, rendere più facile la macchina, saldare o altro processo, riducendo così l'usura sugli utensili e migliorare l'efficienza delle operazioni successive.
1. Riscaldamento:
Il materiale viene gradualmente riscaldato a una temperatura specifica, in genere da 600 ° c a 900 ° c (da 1,100 a 1,650 ° f), a seconda del tipo di materiale e dell'effetto desiderato. Questa temperatura è controllata con cura per evitare il surriscaldamento, il che potrebbe portare a cambiamenti indesiderati nella struttura del materiale.
2. Ammollo:
Una volta completata la temperatura target, il materiale viene tenuto (imbevuto) a tale temperatura per un periodo predettato. Il tempo di ammollo consente al materiale di ottenere una distribuzione uniforme della temperatura, garantire che l'intera parte subisca continui cambiamenti strutturali.
3. Raffreddamento:
Dopo lo ammollo, il materiale viene raffreddato lentamente, in genere nel forno stesso (raffreddamento controllato), per prevenire la formazione di nuovi stress che potrebbero risultato di rapidi cambi di temperatura. Il raffreddamento lento riduce al minimo il rischio di screpolature o distorsioni, il che lo rende particolarmente utile per parti grandi o complesse.
In alcuni casi, il materiale può essere raffreddato in aria o In un ambiente controllato, a seconda delle specifiche esigenze dell'applicazione e del materiale utilizzato.
Mentre il processo generale sopra delineato si applica alla maggior parte dei materiali, le tecniche di ricottura specifiche possono essere utilizzate in base alle caratteristiche della lega e alle esigenze del prodotto finale. Alcuni tipi comuni di ricottura utilizzati per getti e forgiati includono:
1. Ricottura completa:
Scopo: ammorbidire il materiale e migliorare la sua duttilità e lavorabilità, particolarmente utile per acciai e leghe ad alto tenore di carbonio.
Processo: il materiale viene riscaldato a una temperatura superiore al suo intervallo critico (per l'acciaio, questo è in genere di circa 750 ° c a 900 ° c) e poi raffreddato lentamente nel forno. Questo processo raffina la struttura del grano e fornisce proprietà uniformi su tutto il materiale.
2. Ricottura antistress:
Scopo: per alleviare lo stress interno indotto da operazioni di colata o forgiatura senza modificare in modo significativo la durezza o la resistenza del materiale.
Processo: il materiale viene riscaldato a una temperatura sub-critica (di solito da 550 ° c a 650 ° c) e tenuto per un breve periodo prima di essere autorizzato a raffreddare lentamente. Questo riduce il rischio di distorsione o screpolature durante la lavorazione o in servizio.
3. Processo di ricottura:
Scopo: per ridurre la durezza e migliorare la duttilità per materiali che saranno oggetto di ulteriori lavorazioni o lavorazioni.
Processo: il materiale viene riscaldato a una temperatura inferiore (di solito tra 550 °C a 650 °C) e tenuto in breve tempo prima di essere autorizzato a raffreddare. Questo è comunemente usato per acciaio dolce e leghe a basso tenore di carbonio.
4. Sferoidizing:
Scopo: produrre una microstruttura sferoidizzata (arrotondata), che migliora la lavorabilità e la formabilità degli acciai ad alto tenore di carbonio.
Processo: il materiale viene riscaldato a una temperatura inferiore al suo punto eutettoide, seguito da un raffreddamento lento. Questo produce la formazione di una microstruttura composta da particelle sferiche di cematite, rendendo il materiale più morbido e facile da usare.
1. Proprietà meccaniche potenziate:
La ricottura migliora la duttilità, la tenacità e la durezza, che sono essenziali per garantire che le fusioni e i forgiati possono resistere allo stress meccanico e alla fatica durante il servizio.
2. Migliore lavorabilità:
Addolcimento del materiale, la ricottura riduce l'usura sugli utensili da taglio e riduce al minimo il rischio di indurimento del lavoro durante i processi di lavorazione, con finiture più lisce e tolleranza più accurate.
3. Antistress e stabilità dimensionale:
Alleviando gli stress interni, la ricottura garantisce che i componenti mantengono la loro stabilità dimensionale in tutte le fasi di lavorazione successive, riducendo la possibilità di deformazione o distorsione durante la lavorazione o la saldatura.
4. Proprietà omogenee:
La ricottura promuove una struttura del grano più uniforme, che è vitale per garantire proprietà di materiale coerenti attraverso il componente. Questo è particolarmente importante per getti grandi o complessi e forgiati.
5. Prestazioni ottimizzate:
Mediante la raffinazione della microstruttura del materiale, la ricottura migliora le prestazioni complessive e la longevità della parte, rendendo più resistente all'usura, alla fatica e alla corrosione.
La ricottura è ampiamente utilizzata in una varietà di settori in cui i getti e i forgiati devono soddisfare alti standard di qualità e prestazioni. Alcune applicazioni chiave includono:
Industria automobilistica: componenti del motore, parti strutturali e componenti di sospensione che richiedono un'elevata resistenza, tenacità e una migliore lavorabilità.
Macchinari pesanti: componenti utilizzati nella costruzione, nell'estrazione mineraria e nelle macchine agricole che devono resistere ad alto stress e ambienti operativi difficili.
Utensili e matrici: strumenti, matrici e stampi utilizzati nei processi di produzione che devono essere altamente resistenti, resistenti all'usura e in grado di una lavorazione precisa.
Petrolio e Gas: parti per attrezzature di perforazione ed esplorazione che necessitano di mantenere un'elevata resistenza e resistenza alla corrosione in condizioni ambientali difficili.