نظرة سريعة على معالجة الحرارة للفولاذ
علاج الحرارة هو عملية تسخين وتبريد المعادن لتغيير الخواص الفيزيائية وأحيانًا الكيميائية للفولاذ. في صناعة تصنيع المسامير، يتعرض الفولاذ لعلاج حراري لتحسين صلابته وقوته ومتانته ولدوامة ومقاومة التآكل، مما يمكن تحسين الأداء عند القولبة أو اللحام أو الاتصال. الأساليب التقنية الشائعة لعلاج الحرارة تشمل:
تصليد اللهب
تعتبر عملية تقسية اللهب طريقة لتقسية السطح تُستخدم على الفولاذ ذو الكربون المتوسط الذي يحتوي على نسبة 0.4 - 0.5% من الكربون أو الفولاذ المتسبب، تليها عملية التبريد السريع لزيادة صلابة النواة وصلابة سطح القضبان. عادةً ما يتراوح صلابة السطح حوالي 50 - 60 HRC في الفولاذ ذو الكربون المتوسط، وعمق التصلب يعتمد على قوة اللهب ووقت التسخين والحرارة وسرعة الحركة. في نفس الحالة، وقت التسخين الأطول مع سرعة حركة أبطأ، عمق أكثر للتصلب.
تصليد اللهب هو طريقة سريعة واقتصادية وأرخص ومناسبة أيضًا للكميات الضخمة. ولكن يتم تطبيق هذه العملية على سطوح معدنية محددة من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ حتى بعض الفولاذ المقاوم للصدأ ، وعيب طريقة تصليد اللهب هو عدم تسخين سطح المواد بالتساوي وأحيانًا تشوه الشكل.
طريقة تصليد عالية التردد
مبدأ التصليد عالي التردد مشابه لتصليد اللهب، ولكن باستخدام التسخين بواسطة التوصيل الكهرومغناطيسي للأجزاء. باستخدام التيار الكهربائي المستحث عن طريق التوصيل الكهرومغناطيسي، يتم استبدال اللف بمادة يتدفق التيار الكهربائي إلى الجزء وبالتالي يتسخن الأجزاء. كلما زاد تردد مصدر الطاقة، زاد تركيز التيار الكهربائي المستحث على سطح الجزء ذو الصلابة العالية.
يمكن التحكم في درجة الحرارة من خلال تغيير تردد مصدر الطاقة ولا يسخن بالتساوي فحسب، بل يدعم أيضًا تحديد المنطقة المطلوبة وفقًا لطلب العميل. ولكنه يتطلب استثمارات رأس مال عالية ويمكن تطبيقه فقط على بعض أنواع الصلب. هذه الطريقة مقيدة أيضًا بالمسامير التي تكون مناسبة للتصليد بالتوجيه وتصليد قطعة واحدة في كل مرة، مما يؤدي إلى إنتاج أقل وسعر أعلى.
عملية معالجة حرارية بالكربنة
عملية التكربن هي عملية معالجة حرارية يمتص فيها الصلب الكربون أثناء تسخين المعدن بوجود غاز أو مركب تكربن سائل، مما يؤدي إلى تغيير في تركيز الكربون بين السطح الغني بالكربون والنواة الداخلية للصلب، وهي تستخدم عادة في طريقة تقسية اللهب. يتأثر أيضًا عمق التكربن بالمركبات المختلفة للتكربن والصلب ودرجة الحرارة والوقت.
النترة
عملية تطبيق النترات بالتفريغ (الغاز) هي عملية معالجة حرارية تنتشر فيها النيتروجين في المعدن باستخدام وسيط كيميائي معين عادةً الأمونيا (NH3)، بعد تسخينه يتفكك إلى نيتروجين وهيدروجين ويتم إنشاء طبقة نتريد مقوى بالقشرة. هذه العمليات تستخدم بشكل شائع في سبائك الفولاذ ذات الكربون المنخفض.
ميزة هذه العملية هي المكونات ذات مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة التآكل وخواص درجة الحرارة العالية، ونتيجة الصلابة أيضًا أفضل من عملية المعاملة الحرارية بالتعريب.