Osnovne metode i metode pretvaranja električne energije u toplotu klasificirana na sljedeći način. Pravi se razlika između direktnog i indirektnog električnog grijanja.
At direktno električno grijanje pretvaranje električne energije u toplinu nastaje kao rezultat prolaska električna struja direktno preko zagrijanog tijela ili medija (metal, voda, mlijeko, tlo, itd.). At indirektno električno grijanje električna struja prolazi kroz poseban uređaj za grijanje ( grijaći element), iz koje se toplota prenosi na zagrijano tijelo ili medij putem vođenja, konvekcije ili zračenja.
Postoji nekoliko vrsta pretvaranja električne energije u toplotnu, koje određuju Metode električnog grijanja.
Protok električne struje kroz električno vodljive čvrste materije ili tečne medije je praćen oslobađanjem toplote. Prema Joule-Lenzovom zakonu, količina toplote je Q=I 2 Rt, gde je Q količina toplote, J; I - silatok, A; R - tijelo ili srednji otpor, Ohm; t - vrijeme protoka struje, s.
Otporno zagrijavanje se može izvesti kontaktnim i elektrodnim metodama.
Kontaktna metoda koristi se za zagrijavanje metala kako po principu direktnog električnog grijanja, na primjer u aparatima za elektrokontaktno zavarivanje, tako i po principu indirektnog električnog grijanja - u grijaćim elementima.
Metoda elektroda koristi se za zagrijavanje nemetalnih provodljivih materijala i medija: vode, mlijeka, sočne hrane, zemlje itd. Zagrijani materijal ili medij se postavlja između elektroda na koje se dovodi naizmjenični napon.
Električna struja koja teče kroz materijal između elektroda ga zagrijava. Obična (nedestilirana) voda provodi električnu struju, jer uvijek sadrži određenu količinu soli, lužina ili kiselina, koje se disociraju na ione koji su nosioci električnih naboja, odnosno električne struje. Priroda električne provodljivosti mlijeka i drugih tekućina, tla, sočne hrane itd. je slična.
Direktno zagrijavanje elektroda vrši se samo na naizmjenična struja, jer D.C. uzrokuje elektrolizu zagrijanog materijala i njegovo propadanje.
Električno otporno grijanje našlo je široku primjenu u proizvodnji zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti, svestranosti i niske cijene uređaja za grijanje.
Električno lučno grijanje
U električnom luku koji se javlja između dvije elektrode u plinovitom mediju, električna energija se pretvara u toplinsku energiju.
Da bi se pokrenuo luk, elektrode spojene na izvor napajanja se na trenutak dodiruju, a zatim se polako razdvojuju. Kontaktni otpor u trenutku širenja elektroda snažno se zagrijava strujom koja prolazi kroz nju. Slobodni elektroni, koji se stalno kreću u metalu, ubrzavaju svoje kretanje s povećanjem temperature na mjestu kontakta elektroda.
Kako temperatura raste, brzina slobodnih elektrona raste toliko da se odvajaju od metala elektroda i lete u zrak. Dok se kreću, sudaraju se s molekulima zraka i dijele ih na pozitivno i negativno nabijene ione. Vazdušni prostor između elektroda je jonizovan, koji postaje električno provodljiv.
Pod uticajem napona izvora, pozitivni ioni jure na negativni pol (katodu), a negativni ioni - na pozitivni pol (anodu), stvarajući tako dugotrajno pražnjenje - električni luk praćeno oslobađanjem toplote. Temperatura luka nije ista u različitim dijelovima i za metalne elektrode je: na katodi - oko 2400 °C, na anodi - oko 2600 °C, u centru luka - oko 6000 - 7000 °C .
Postoji direktno i indirektno grijanje na električni luk. Osnove praktična upotreba pronalazi direktno grijanje na električni luk u instalacijama za elektrolučno zavarivanje. U instalacijama indirektno grijanje luk se koristi kao moćan izvor infracrvenih zraka.
Ako se komad metala stavi u naizmjenično magnetsko polje, tada će se u njemu inducirati varijabla e. d.s, pod čijim uticajem će nastati vrtložne struje u metalu. Prolazak ovih struja u metalu će uzrokovati njegovo zagrijavanje. Ova metoda zagrijavanja metala naziva se indukcija. Uređaj nekih indukcijskim grijačima baziran na upotrebi fenomena površinskog efekta i efekta blizine.
Za indukcijsko grijanje, industrijske struje (50 Hz) i visoka frekvencija(8-10 kHz, 70-500 kHz). Najrasprostranjeniji indukcijsko grijanje metalna tela (delovi, blankovi) u mašinstvu i popravci opreme, kao i za kaljenje metalnih delova. Metoda indukcije Može se koristiti i za grijanje vode, zemlje, betona i pasterizacije mlijeka.
Dielektrično grijanje
Fizička suština dielektričnog grijanja je sljedeća. IN čvrste materije te tekući mediji sa slabom električnom provodljivošću (dielektrici) smješteni u brzo promjenljivom električnom polju, Električna energija pretvara u toplotu.
Bilo koji dielektrik sadrži električnih naboja vezani intermolekularnim silama. Ova naelektrisanja se nazivaju vezana za razliku od slobodnih naelektrisanja u provodnim materijalima. Pod uticajem električnog polja, vezani naboji se orijentišu ili pomeraju u pravcu polja. Pomicanje vezanih naboja pod utjecajem vanjskog električnog polja naziva se polarizacija.
U promjenljivoj električno polje Postoji kontinuirano kretanje naboja, a time i molekula povezanih s njima intermolekularnim silama. Energija koju izvor troši na polarizaciju molekula nevodljivih materijala oslobađa se u obliku topline. Neki neprovodni materijali sadrže malu količinu slobodnih naboja, koji pod utjecajem električnog polja stvaraju malu provodnu struju, što doprinosi oslobađanju dodatne topline u materijalu.
Prilikom dielektričnog zagrijavanja materijal koji se zagrijava postavlja se između metalnih elektroda - kondenzatorskih ploča, na koje se iz posebnog visokofrekventnog generatora dovodi visokofrekventni napon (0,5 - 20 MHz i više). Instalacija za dielektrično grijanje sastoji se od visokofrekventnog cijevnog generatora, energetskog transformatora i uređaj za sušenje sa elektrodama.
Visokofrekventno dielektrično grijanje je perspektivan način grijanja i uglavnom se koristi za sušenje i toplinsku obradu drveta, papira, hrane i hrane za životinje (sušenje žitarica, povrća i voća), pasterizaciju i sterilizaciju mlijeka itd.
Grejanje elektronskim snopom (elektronsko).
Kada se tok elektrona (elektronski snop), ubrzan u električnom polju, susretne sa zagrijanim tijelom, električna energija se pretvara u toplinsku energiju. Karakteristika elektronskog grijanja je velika gustoća koncentracija energije iznosi 5x10 8 kW/cm2, što je nekoliko hiljada puta više nego kod grijanja na električni luk. Elektronsko grijanje se koristi u industriji za zavarivanje vrlo malih dijelova i topljenje ultra čistih metala.
Osim razmatranih metoda električnog grijanja, koristi se iu proizvodnji i svakodnevnom životu. infracrveno grijanje(zračenje).
Da li ste ikada morali da sečete ili sečete nešto metalno svojim rukama? Ako da, onda vjerovatno imate pitanje kako to učiniti. Naravno, uvijek možete koristiti dobru staru metalnu pilu za metal, ali što ako ne govorimo o tankom pocinčanom listu, već, na primjer, o cijevi debelih zidova?
Ovdje, naravno, može pomoći nožna pila, ali će se potrošiti nesrazmjerno mnogo vremena i truda. To znači da je potreban radikalniji pristup, a u ovom članku ćemo govoriti o tome kako rezati metal i kako to najbolje učiniti.
Rezanje metala brusilicom
Ne zna se sa sigurnošću zašto je ovaj instrument tako nazvan. Glavna verzija je da je prva zemlja proizvođač bila Bugarska, ali u stvari ovo je samo verzija.
Prilikom odabira čime će rezati metal, većina ljudi daje prednost brusilici, jer, za razliku od gasna oprema, njegova cijena je mnogo niža, a za rad s njim nisu potrebne nikakve posebne vještine.
S druge strane, mnogi se zbog toga jako plaše raditi kao ugaona brusilica velike snage i opasnosti. Zapravo, nema ništa komplicirano, glavna stvar je striktno slijediti sigurnosne mjere i ne zanemariti čak ni male stvari.
Pri radu s metalom ne smije biti sitnica, a svi alati za rezanje metala predstavljaju određenu opasnost. Sigurnosne upute pri radu s alatima za rezanje relevantne su kako za velike brusilice snage veće od dva kilovata, tako i za vrlo male, koje, unatoč svojoj kompaktnoj veličini, mogu uzrokovati znatnu štetu zdravlju.
Ovaj alat reže metal rotirajući abrazivni disk čija debljina može varirati ovisno o metalu koji treba rezati. Što je tanji zid čeličnog proizvoda, to će se koristiti tanji disk za rezanje metala.
U ovom članku nećemo govoriti o tome koliko su važne sigurnosne mjere. Ovo je uvijek prioritetno pitanje, ali ako nemate iskustva u radu s kutnom brusilicom, onda ćemo posebno za vas dati nekoliko suptilnosti o kojima morate znati kako ne biste naštetili svom zdravlju.
Nekoliko važnih tačaka
dakle:
- Iz sigurnosnih razloga, rotacija diska bi se trebala odvijati u smjeru reza, odnosno prema osobi koja seče metal, ali, po pravilu, ovaj položaj nije baš zgodan, a mnogo je lakši kada protok iskre su usmjerene naprijed. U principu, ovdje nema značajnih ograničenja, sve ovisi o ličnim pogodnostima operatera alata.
- Prilikom rezanja metala koristite samo odgovarajuća sečiva. Diskovi za kamen ili drvo imaju manju gustoću, a pri kontaktu sa čeličnom površinom brzo se raspršuju, a fragmenti mogu oštetiti vas ili druge.
- Ne radi bez zaštitno kućište. Usmjerava iskre u stranu kako vam ne bi letjeli u lice. Takođe, to je jedini spas u slučaju da se disk ugrize i raspadne.
- Nemojte seći metal od sebe. Zbog toga postoji veća vjerovatnoća da će disk zagristi. Smjer reza uvijek treba biti prema rezaču.
- Držite instrument u nivou. Rezanje pod kutom dovest će do savijanja i loma diska, a fragmenti koji izlete takvom brzinom mogu uzrokovati značajnu štetu zdravlju.
- Nikada nemojte koristiti oštricu za rezanje za čišćenje površine. Za čišćenje postoje specijalni točkovi, koji se razlikuju po debljini i gustoći.
- Neke vrste brusilica koriste samo diskove vlastite marke. To je zbog razlike u broju okretaja, pa ako ste vlasnik brendiranog alata, koristite diskove samo pod ovom markom.
- Nikada nemojte koristiti diskove druge veličine. Svaka veličina je dizajnirana za alat s određenim brojem okretaja. Dakle, ako stavite mali ili srednji disk na veliki mlin, on će jednostavno puknuti.
- Ne štedite novac. Ako se na disku pojavi pukotina ili ga niste primijetili prilikom kupovine, odmah ga bacite u smeće. Slučajno pucanje tokom rezanja može završiti veoma loše po vas. Zapamtite, cijena diska nije vrijedna vašeg života i zdravlja.
- Uvek obratite pažnju na ono što je ispred vas dok radite. Iskre koje lete ispod kutne brusilice mogu zapaliti drvo, plastiku i druge zapaljive materijale. Štaviše, ne biste trebali raditi s kutnom brusilom u blizini benzina ili plina.
- Prije rezanja metala brusilicom, provjerite je li pravilno postavljen. Prilikom rezanja, dio koji treba rezati mora biti izvan vidokruga, inače disk može ugristi.
Bitan! Nikada se nemojte plašiti alata, bez obzira koliko opasno izgleda ili koliko glasno je. Znajući kako pravilno rezati metal, zagarantovano je da se nećete ozlijediti.
Dakle, shvatili smo brusilicu, ali ovo je daleko od jedinog alata za rezanje metala. A u nastavku ćemo pogledati druge opcije, ali za sada preporučujemo da pogledate video u ovom članku, koji govori o rezanju metala i alatima za rezanje. U međuvremenu, idemo dalje.
Ostali alati za rezanje metala
Naravno, možete izrezati bilo šta brusilicom, glavna stvar je odabrati pravi disk za to. Ali ova opcija nije uvijek najprikladnija i najpraktičnija. Evo samo nekoliko trenutaka kada je rezanje metala drugim alatom prikladnije.
- Ako je materijal pocinčan. Zbog velikih brzina, brusilica jednostavno spaljuje premaz, a od njega ne ostaje ni trag.
- Oslikani materijal je također najbolje rezati metalnim makazama. Oni će zaštititi premaz i neće ga spaliti.
- Pogodnije je rezati metal metalnom pilom ako je pod naponom, na primjer, ako je cijev za grijanje zatvorena u krugu sistema.
- Bolje je rezati metal debljine više od 10 milimetara plinskim rezačem, jer se brusilica jednostavno neće moći nositi s tim.
Bitan! Namjerno nećemo reći u ovom članku kako rezati metal rezačem, jer to zahtijeva specijalizovano znanje i iskustvo. Nikada ne pokušavajte sami da pokrenete gorionik za rezanje. To može dovesti do eksplozije propana ili požara.
Ovo je daleko od toga puna lista trenuci kada je bolje odbiti korištenje kutne brusilice, ali sve navedene situacije su vrlo česte u svakodnevnom životu. Dakle, šta biste trebali koristiti za posao?
Pogledajmo najpopularnije i pristupačne alternativne alate za rezanje metala:
- Rezač. Ovaj alat je teško nazvati pristupačnim, ali ga nismo mogli zanemariti, jer je u nekim slučajevima to jedini alat koji se može nositi sa zadatkom. Na primjer, kod rezanja debelih metala, jedina alternativa rezaču može biti laser, a takav alat nije dostupan za potrebe domaćinstva.
- Testera za metal. Ovaj alat, u pravilu, nalazi se u arsenalu bilo kojeg kućni majstor. Rezanje metala nožnom pilom je dugotrajno i problematično, ali u nekim slučajevima teško dostupnim mestima moguće je dopuzati samo do nje.
- Metalne makaze. Naravno, takvim alatom nećete rezati cijev, ali ako trebate, na primjer, odgristi profil za suhozid, onda bolja opcija jednostavno se ne može naći. Jednostavni su za rad i sigurni su, a ne uništavaju cink premaz ili boju.
- Škare za presovanje. Ovaj alat je dizajniran za rezanje žice ili fitinga. Ovisno o veličini, makaze mogu odvojiti šipku promjera do 20 milimetara i mnogo su pogodnije za rad od brusilice.
Kao što vidite, izbor je veoma bogat, a alat treba izabrati u zavisnosti od konkretne situacije. Naravno, teško je natjecati se s kutnom brusilicom, ali nije je uvijek moguće koristiti, a tada će alternativne opcije doći u pomoć.
I kao zaključak, još jednom bih vas podsjetio - uvijek se pridržavajte sigurnosnih mjera opreza i koristite ličnu zaštitnu opremu. Nijedan posao nije vrijedan rizika po zdravlje ili čak život.
Termička obrada metala je jedan od glavnih načina poboljšanja njihovih mehaničkih i fizičko-hemijskih karakteristika: tvrdoće, čvrstoće i dr.
Jedna vrsta termičke obrade je očvršćavanje. Čovjek ga uspješno koristi na ručni način od davnina. U srednjem vijeku ova metoda termičku obradu koristi se za poboljšanje čvrstoće i tvrdoće metalnih predmeta za domaćinstvo: sjekira, srpova, pila, noževa, kao i vojno oružje u obliku kopalja, sablji i dr.
I sada koriste ovu metodu poboljšanja karakteristika metala, ne samo u industrijskim razmjerima, već i kod kuće, uglavnom za kaljenje metalnih predmeta za domaćinstvo.
Stvrdnjavanje se podrazumijeva kao vrsta toplinske obrade metala, koja se sastoji od zagrijavanja na temperaturu, pri dostizanju koje dolazi do promjene strukture kristalne rešetke (polimorfna transformacija) i daljeg ubrzanog hlađenja u vodi ili uljnom mediju. Svrha ove termičke obrade je povećanje tvrdoće metala.
Također se koristi očvršćavanje, pri čemu temperatura zagrijavanja metala sprječava polimorfnu transformaciju. U ovom slučaju se bilježi njegovo stanje koje je karakteristično za metal na temperaturi zagrijavanja. Ovo stanje se naziva prezasićenim čvrstim rastvorom.
Tehnologija polimorfnog transformacionog kaljenja koristi se uglavnom za proizvode od čeličnih legura. Obojeni metali su podvrgnuti kaljenju bez postizanja polimorfne promjene.
Nakon takvog tretmana, legure čelika postaju tvrđe, ali u isto vrijeme postaju krhke i gube svoju duktilnost.
Kako bi se smanjila neželjena lomljivost nakon zagrijavanja polimorfnom promjenom, koristi se toplinska obrada koja se naziva kaljenje. Izvodi se na nižoj temperaturi uz postepeno dalje hlađenje metala. Na taj način rasterećuje se naprezanje metala nakon procesa stvrdnjavanja, a smanjuje se i njegova krhkost.
Prilikom stvrdnjavanja bez polimorfne transformacije nema problema s prekomjernom krhkošću, ali tvrdoća legure ne dostiže potrebnu vrijednost, pa se pri ponovljenoj toplinskoj obradi, koja se naziva starenjem, ona, naprotiv, povećava zbog razgradnje prezasićeni čvrsti rastvor.
Karakteristike kaljenja čelika
Kaljeni su uglavnom nerđajući čelici čelični proizvodi i legure namijenjene njihovoj proizvodnji. Imaju martenzitnu strukturu i odlikuju se povećanom tvrdoćom, što dovodi do lomljivosti proizvoda.
Ako takve proizvode termički obrađujete zagrijavanjem na određenu temperaturu nakon čega slijedi brzo kaljenje, možete postići povećanje viskoznosti. To će omogućiti korištenje takvih proizvoda u različitim oblastima.
Vrste kaljenja čelika
Ovisno o namjeni proizvoda od nehrđajućeg čelika, moguće je očvrsnuti cijeli predmet ili samo onaj njegov dio koji mora biti funkcionalan i imati povećane karakteristike čvrstoće.
Stoga se kaljenje proizvoda od nehrđajućeg čelika dijeli na dvije metode: globalno i lokalno.
Medij za hlađenje
Postizanje traženih svojstava nehrđajućih materijala u velikoj mjeri ovisi o izboru načina hlađenja.
Različite marke nerđajući čelici drugačije se hlade. Ako se niskolegirani čelici hlade u vodi ili njenim otopinama, tada se za nehrđajuće legure u te svrhe koriste uljne otopine.
Važno: Prilikom odabira medija u kojem će se metal hladiti nakon zagrijavanja, treba voditi računa da se hlađenje brže odvija u vodi nego u ulju! Na primjer, voda na temperaturi od 18°C može ohladiti leguru za 600°C u sekundi, ali ulje za samo 150°C.
Da bi se postigla visoka tvrdoća metala, hlađenje se vrši u struji hladnom vodom. Takođe, da bi se pojačao efekat stvrdnjavanja, za hlađenje se priprema rastvor soli dodavanjem oko 10% u vodu. kuhinjska so ili koristite kiselu sredinu u kojoj ima najmanje 10% kiseline (obično sumporne).
Pored izbora rashladnog medija, bitni su i način hlađenja i brzina. Brzina smanjenja temperature mora biti najmanje 150°C u sekundi. Tako bi za 3 sekunde temperatura legure trebala pasti na 300°C. Daljnje smanjenje temperature može se izvršiti bilo kojom brzinom, jer se struktura koja je fiksirana kao rezultat brzog hlađenja više neće uništavati na niskim temperaturama.
Važno: Prebrzo hlađenje metala dovodi do njegove pretjerane krhkosti! Ovo treba uzeti u obzir prilikom kaljenja.
Razlikuju se sljedeće metode hlađenja:
- Koristeći jedan medij, kada se proizvod stavi u tečnost i tamo drži dok se potpuno ne ohladi.
- Hlađenje u dva tečna medija: ulje i voda (ili fiziološki rastvor) za nerđajući čelik. Proizvodi iz ugljenični čelici prvo se ohladi u vodi, jer se radi o brzom rashladnom mediju, a zatim u ulju.
- Metodom mlaza, kada se dio hladi mlazom vode. Ovo je vrlo zgodno kada trebate očvrsnuti određeno područje proizvoda.
- Korištenje metode stepenastog hlađenja u skladu s temperaturnim uvjetima.
Temperatura
Ispravan temperaturni režim za kaljenje proizvoda od nerđajućeg čelika je važan uslov njihove kvalitete. Za postignuće dobre karakteristike ravnomerno se zagrevaju na 750-850°C, a zatim brzo hlade na temperaturu od 400-450°C.
Važno: Zagrijavanje metala iznad tačke rekristalizacije dovodi do grubo zrnaste strukture, što pogoršava njegova svojstva: prekomjerna lomljivost, što dovodi do pucanja!
Za ublažavanje napetosti nakon zagrijavanja do željenu temperaturu očvršćavanje metala, ponekad se koristi postupno hlađenje proizvoda, postupno smanjujući temperaturu u svakoj fazi grijanja. Ova tehnologija vam omogućava da potpuno uklonite unutarnje naprezanje i dobijete izdržljiv proizvod potrebne tvrdoće.
Kako očvrsnuti metal kod kuće
Koristeći osnovno znanje, možete očvrsnuti čelik kod kuće. Zagrijavanje metala se obično vrši pomoću vatre, električnih muflnih peći ili plinskih plamenika.
Kaljenje sjekire na lomači iu peći
Ako je potrebna dodatna snaga kućni alati, na primjer, da bi sjekira bila izdržljivija, tada se najlakši način za otvrdnjavanje može učiniti kod kuće.
Tokom proizvodnje, na sjekirama se utiskuje oznaka po kojoj možete identificirati razred čelika. Pogledat ćemo proces kaljenja koristeći U7 alatni čelik kao primjer.
Tehnologija se mora izvoditi u skladu sa sljedećim pravilima:
1. Žarenje. Prije obrade, otupite oštru ivicu oštrice i stavite sjekiru u zapaljenu pećnicu od cigle da se zagrije. Postupak termičke obrade mora se pažljivo pratiti kako bi se spriječilo pregrijavanje (dozvoljeno zagrijavanje je 720-780°C). Napredniji majstori prepoznaju temperaturu po boji topline.
A početnici mogu saznati temperaturu pomoću magneta. Ako se magnet prestane lijepiti za metal, to znači da se sjekira zagrijala iznad 768°C (crveno-bordo boje) i da je vrijeme da se ohladi.
Žačem pomaknite vruću sjekiru do vrata pećnice, uklonite toplinu dublje, zatvorite vrata i ventil, ostavite zagrijani metal u pećnici 10 sati. Pustite da se sjekira postepeno hladi uz štednjak.
2. Kaljenje čelika. Zagrijte sjekiru na vatri, šporetu ili šporetu do tamnocrvene boje - temperatura 800-830°C (magnet je prestao da se magnetizira, pričekajte još 2-3 minute).
Kašenje se vrši u zagrijanoj vodi (30°C) i ulju. Spustite sječivo sjekire u vodu 3-4 cm, snažno ga pomičući.
3. Otpuštanje oštrice sjekire. Kaljenje smanjuje lomljivost čelika i ublažava unutrašnje naprezanje. Izbrusite metal brusnim papirom kako biste bolje razlikovali boje boje.
Stavite sjekiru u pećnicu na 1 sat na temperaturi od 270-320°C. Nakon stajanja izvaditi i ohladiti na vazduhu.
Video: toplinska obrada sjekire kod kuće, tri faze: žarenje, kaljenje, kaljenje.
Stvrdnjavanje noža
Preporučljivo je koristiti peći za samostalno kaljenje metala. Za kućne predmete u obliku noževa, sjekira i drugih, najprikladnije su male peći za mufle. U njima možete postići temperaturu stvrdnjavanja mnogo veću nego na vatri i lakše je postići ravnomjerno zagrijavanje metala.
Takvu peć možete napraviti i sami. Mnoge možete pronaći na internetu jednostavne opcije njegove dizajne. U takvim pećnicama se metalni proizvod može zagrijati na 700-900°C.
Pogledajmo kako očvrsnuti nož od nehrđajućeg čelika kod kuće pomoću električne peći za mufle. Za hlađenje se umjesto vode ili ulja koristi rastopljeni pečat (može se nabaviti u vojnoj jedinici).
Ako znate kako pravilno očvrsnuti metal, čak i kod kuće možete povećati tvrdoću proizvoda napravljenih od njega dva do tri puta. Razlozi zbog kojih postoji potreba za tim mogu biti veoma različiti. Takva tehnološka operacija je potrebna posebno ako metalu treba dati čvrstinu dovoljnu da može rezati staklo.
Najčešće je potrebno očvrsnuti rezni alat, a toplinska obrada se izvodi ne samo ako je potrebno povećati njegovu tvrdoću, već i kada ovu karakteristiku treba smanjiti. Kada je tvrdoća alata preniska, to rezni dioće se zaglaviti tokom rada, ali ako je visoka, metal će se raspasti pod utjecajem mehaničkih opterećenja.
Malo ljudi zna da postoji jednostavan način da provjerite koliko je čelični alat očvrsnut, ne samo u proizvodnji ili kod kuće, već i u trgovini prilikom kupovine. Da biste izvršili ovaj test, trebat će vam obična datoteka. Provlači se duž reznog dijela kupljenog alata. Ako je slabo očvrsnuta, turpija će se činiti da se zalijepi za svoj radni dio, au suprotnom slučaju lako će se odmaknuti od alata koji se ispituje, dok ruka u kojoj se turpija nalazi neće osjetiti nikakve nepravilnosti na površine proizvoda.
Ako se ispostavi da imate na raspolaganju alat čija vam kvaliteta stvrdnjavanja ne odgovara, nema potrebe da brinete o tome. Ovaj problem se može riješiti prilično lako: metal možete očvrsnuti čak i kod kuće, bez upotrebe složena oprema I specijalnih uređaja. Međutim, morate znati da se čelici s niskim udjelom ugljika ne mogu kaliti. U isto vrijeme, tvrdoću ugljika je prilično lako povećati čak i kod kuće.
Tehnološke nijanse očvršćavanja
Kaljenje, što je vrsta termičke obrade metala, izvodi se u dvije faze. Prvo se metal zagrije na visoku temperaturu, a zatim ohladi. Razni metali pa čak i čelik koji se odnosi na različite kategorije, međusobno se razlikuju po svojoj strukturi, pa se njihovi načini toplinske obrade ne podudaraju.
Toplinska obrada metala (očvršćavanje, kaljenje, itd.) može biti potrebna za:
- njegovo jačanje i povećanje tvrdoće;
- poboljšanje njegove duktilnosti, što je neophodno kod obrade plastičnom deformacijom.
Mnoge specijalizirane kompanije kaljuju čelik, ali cijena ovih usluga je prilično visoka i ovisi o težini dijela koji treba toplinski obraditi. Zato je preporučljivo da to uradite sami, pogotovo jer to možete učiniti čak i kod kuće.
Ako odlučite sami očvrsnuti metal, vrlo je važno pravilno provesti takav postupak kao što je grijanje. Ovaj proces ne bi trebao biti praćen pojavom crnih ili plavih mrlja na površini proizvoda. Jarko crvena boja metala ukazuje da se zagrijavanje odvija ispravno. Ovaj video dobro demonstrira ovaj proces, što će vam pomoći da steknete ideju o stepenu do kojeg treba zagrijati metal podvrgnut toplinskoj obradi.
Kao izvor topline za zagrijavanje metalnog proizvoda koji treba očvrsnuti na potrebnu temperaturu, možete koristiti:
- posebna pećnica na struju;
- blowtorch;
- otvorenu vatru koju možete zapaliti u dvorištu svoje kuće ili u seoskoj kući.
Izbor izvora topline ovisi o temperaturi na koju se metal koji se termički obrađuje mora zagrijati.
Izbor metode hlađenja ne zavisi samo od materijala, već i od rezultata koji se žele postići. Ako, na primjer, nije potrebno stvrdnjavati cijeli proizvod, već samo njega zasebna parcela, onda se hlađenje vrši i točkasto, za šta se može koristiti mlaz hladne vode.
Tehnološka shema kojom se metal kaljuje može uključivati trenutno, postepeno ili višestepeno hlađenje.
Brzo hlađenje, koje koristi jednu vrstu rashladnog sredstva, optimalno je za kaljenje čelika klasificiranih kao ugljični ili legirani. Za takvo hlađenje potrebna vam je jedna posuda, koja može biti kanta, bačva, pa čak i obična kada (sve ovisi o veličini predmeta koji se obrađuje).
U slučaju drugih kategorija ili ako je pored kaljenja potrebno kaljenje, koristi se dvostepena shema hlađenja. Kod ove sheme, proizvod zagrijan na potrebnu temperaturu prvo se hladi vodom, a zatim stavlja u mineralno ili sintetičko ulje, u kojem dolazi do daljnjeg hlađenja. Ni u kom slučaju ne treba direktno koristiti rashladni medij na bazi ulja, jer se ulje može zapaliti.
Da biste pravilno odabrali načine kaljenja različitih vrsta čelika, trebali biste se usredotočiti na posebne tablice.
Kako očvrsnuti čelik na otvorenoj vatri
Kao što je gore spomenuto, čelik možete očvrsnuti kod kuće, koristeći otvorenu vatru za grijanje. Naravno, takav proces treba započeti paljenjem vatre, u kojoj bi trebalo nastati mnogo vrelog uglja. Trebat će vam i dva kontejnera. U jednu je potrebno uliti mineralno ili sintetičko ulje, a u drugu običnu hladnu vodu.
Da biste uklonili vruće željezo iz vatre, trebat će vam kovačke klešta, koje se mogu zamijeniti bilo kojim drugim alatom slične namjene. Posle svega pripremni rad završena, a u vatri se stvorila dovoljna količina užarenog uglja, na njih se mogu staviti predmeti koje treba očvrsnuti.
Boja formiranog uglja može se koristiti za procjenu temperature njihovog zagrijavanja. Dakle, ugljevi čija je površina svjetlija su topliji. Bijela boja. Takođe je važno pratiti boju plamena vatre, što ukazuje temperaturni uslovi u njegovoj unutrašnjosti. Najbolje je da plamen vatre bude grimizno, a ne bijelo. U potonjem slučaju, također ukazuje visoke temperature plamena, postoji opasnost ne samo od pregrijavanja, već čak i od izgaranja metala koji treba očvrsnuti.
Boja zagrijanog metala također se mora pažljivo pratiti. Posebno se to ne smije dozvoliti rezne ivice na alatu koji se obrađuje pojavile su se crne mrlje. Plava boja metala ukazuje na to da je uvelike omekšao i postao previše fleksibilan. Ne može se dovesti u takvo stanje.
Nakon što je proizvod kalciniran do potrebnog stepena, možete početi sledeća faza– hlađenje. Prije svega, spušta se u posudu s uljem, a to se radi često (svake 3 sekunde) i što je oštrije moguće. Postepeno se intervali između ovih zarona povećavaju. Čim vrući čelik izgubi sjaj, možete ga početi hladiti u vodi.
Prilikom hlađenja metala vodom na čijoj površini ostaju kapljice vrelog ulja treba biti oprezan, jer mogu izbiti plamen. Nakon svakog ronjenja, voda se mora protresti kako bi se osiguralo da ostane hladna cijelo vrijeme. Video za obuku pomoći će vam da steknete jasniju ideju o pravilima za izvođenje takve operacije.
Postoje određene suptilnosti kod hlađenja kaljivih svrdla. Dakle, ne mogu se ravno spustiti u posudu sa rashladnom tečnošću. Ako to učinite, onda donji dio bušilice ili bilo koji drugi metalni predmet, koji ima izduženi oblik, prvo će se oštro ohladiti, što će dovesti do njegovog kompresije. Zbog toga je potrebno takve proizvode uroniti u rashladnu tečnost sa šireg kraja.
Za toplinsku obradu posebnih vrsta čelika i taljenje obojenih metala, mogućnosti otvorene vatre nisu dovoljne, jer neće moći zagrijati metal na temperaturu od 700–9000. Za takve svrhe potrebno je koristiti posebne peći, koje mogu biti prigušne ili električne. Ako je prilično teško i skupo napraviti električnu peć kod kuće, onda je s opremom za grijanje tipa prigušivača to sasvim izvodljivo.
Samoproizvodnja komore za kaljenje metala
Muflna peć, koju je sasvim moguće napraviti kod kuće, omogućava vam da očvrsnete razne marke postati. Glavna komponenta koja je potrebna za izradu ovog uređaja za grijanje je vatrostalna glina. Sloj takve gline koji će prekriti unutrašnjost pećnice ne smije biti veći od 1 cm.
Šema komore za kaljenje metala: 1 - nihrom žica; 2 - unutrašnji deo komore; 3 — spoljni deo komore; 4 - zadnji zid sa spiralnim vodovima
Kako bi buduća peć dobila potrebnu konfiguraciju i željene dimenzije, najbolje je napraviti kalup od kartona impregniranog parafinom, na koji će se nanositi vatrostalna glina. Glina, pomiješana s vodom do guste, homogene mase, nanosi se na pogrešnu stranu kartonske forme, s koje će se oljuštiti nakon potpunog sušenja. Hardver, zagrijane u takvom uređaju, stavljaju se u njega kroz posebna vrata, koja su također izrađena od vatrostalne gline.
Komora i vrata uređaja nakon sušenja na otvorenom dodatno sušiti na temperaturi od 100°. Nakon toga se peku u peći, čija se temperatura u komori postepeno podiže na 900°. Kada se ohlade nakon pečenja, moraju se pažljivo povezati jedan s drugim pomoću alata za obradu metala i brusnog papira.
Na površinu potpuno formirane komore namotana je nikroma žica čiji prečnik treba da bude 0,75 mm. Prvo i poslednji sloj takvi namotaji moraju biti uvrnuti zajedno. Prilikom namatanja žice oko kamere, trebali biste ostaviti određeni razmak između njegovih zavoja, koji također treba popuniti vatrostalnom glinom kako bi se eliminirala mogućnost kratki spoj. Nakon što se nanese sloj gline kako bi se osigurala izolacija između zavoja nihrom žice, osuši, na površinu komore se nanosi još jedan sloj gline čija debljina treba biti približno 12 cm.
Nakon potpunog sušenja, gotova kamera se stavlja u metalno kućište, a praznine između njih se popunjavaju azbestnim čipovima. Kako bi se omogućio pristup unutrašnjoj komori, na metalno tijelo peći okačena su vrata, završena iznutra. keramičke pločice. Sve postojeće praznine između strukturni elementi zapečaćena vatrostalnom glinom i azbestnim čipovima.
Krajevi nihromskog namota kamere na koje je potrebno spojiti napajanje, izlaze sa njegove stražnje strane metalni okvir. Za kontrolu procesa koji se odvijaju u unutrašnjem dijelu muflna peć, a također izmjerite temperaturu u njemu pomoću termoelementa, u njegovom prednjem dijelu potrebno je napraviti dvije rupe, čiji promjeri trebaju biti 1, odnosno 2 cm. S prednjeg dijela okvira takve rupe će biti zatvorene posebnim čeličnim zavjesama. Domaći dizajn, čija je proizvodnja opisana gore, omogućava vam da očvrsnete metalne konstrukcije i alati za rezanje, radni elementi opreme za štancanje itd.