Vergleich von Abschreckverfahren und Medien beim Schmieden und Schmieden (Öl, Wasser, Luft)

Der Abschreckprozess beim Schmieden und in der Metallurgie kühlt und härtet ein Metallstück schnell, nachdem es in einer heißen Umgebung bearbeitet wurde.

Der Hauptvorteil des Abschreckens von Teilen nach der Wärmebehandlung ist die geringere Auswirkung auf die Mikrostruktur des Teils , die schwerwiegender sein kann, wenn es einem langsameren Abkühlungsprozess unterzogen wird.

Das Abschrecken von Metallen kann mit verschiedenen Medien erfolgen. Die verfügbaren Abschreckmedien können sein:

• das Wasser
• die Luft
• Öl
• Sole

Obwohl jede dieser Arten von Abschreckmedien üblicherweise von Schmieden verwendet wird, haben sie Vor- und Nachteile , die vor der Auswahl berücksichtigt werden sollten.

Warum ist das Abschrecken beim Schmieden wichtig?

Das Abschrecken ist ein wichtiger Schritt in Metallbearbeitungsprozessen , da es dabei hilft, Änderungen in der Mikrostruktur eines Teils zu kontrollieren.

Wenn ein wärmebehandeltes Metall einem langsamen Abkühlungsprozess unterzogen wird, ist es wahrscheinlich, dass es unerwünschte Strukturänderungen erfährt, die bei niedrigeren Temperaturen thermodynamisch begünstigt werden.

Einige dieser Änderungen umfassen Phasenumwandlungen . Da der Abschreckprozess über einen kürzeren Zeitraum erfolgt, wird die Belastung des Teils durch diese Bedingungen erheblich eingeschränkt.

Der Abschreckvorgang erfordert:

• Erhitze ein Metallstück, um zu beginnen
• Sobald das Teil eine geeignete Temperatur (normalerweise zwischen 815 °C und 900 °C) über seiner Rekristallisationstemperatur und unter seinem Schmelzpunkt erreicht hat, kann es in einem Luftofen oder einem Flüssigkeitsbad abgeschreckt werden, um die Temperatur beizubehalten .

Die Dauer des Einweichteils des Prozesses kann variieren, es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Temperatur aller Oberflächen des Teils gleichmäßig ist . Sobald die Temperatur des Teils gleichmäßig ist, kann das Teil in ein flüssiges Medium getaucht werden, um es abzukühlen, bis es Raumtemperatur erreicht.

Die Dauer des Abschreckschritts kann verlängert werden, bis das gesamte Material eine einheitliche Temperatur hat. Die Art des Mediums, das während dieses Kühlschritts verwendet wird, kann einen erheblichen Einfluss auf die endgültige Struktur des Teils haben.

Das schnelle Abkühlen eines Teils durch den Abschreckprozess kann die Härte des Metalls erhöhen . Das Abschrecken verringert tatsächlich die Größe der Kristallstruktur eines Metalls und macht es dichter.

Diese Zunahme der Dichte ermöglicht dem Metall eine größere Härte. Stahl ist ein Metall, das üblicherweise durch das Abschreckverfahren gehärtet wird.

Bei der Auswahl eines Abschreckmediums zu berücksichtigende Faktoren

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Material und Zusammensetzung

Bei der Auswahl eines Abschreckmediums für die beabsichtigte Anwendung sind wichtige Faktoren zu berücksichtigen. Die Kenntnis der Materialzusammensetzung und der gewünschten Anwendung Ihres Teils hilft bei der Substratauswahl.

Beispielsweise haben unterschiedliche Stahlsorten unterschiedliche Zusammensetzungen und werden für unterschiedliche Arten von Abschreckmedien "sortiert". Stahl, der für Messer , Klingen und einige Handwerkzeuge (z. B. Ahlen) verwendet wird, wird häufig zum Abschrecken in Öl eingestuft; es ist daher sinnvoll, anstelle von Wasser oder Luft Öl als Abschreckmedium zu wählen.

Es ist daher sinnvoll, anstelle von Wasser oder Luft Öl als Abschreckmedium zu wählen. Es ist wichtig, das von Ihnen verwendete Material und seine bevorzugte Klassifizierung zum Abschrecken zu kennen, aber auch das Endprodukt und die gewünschten Teilespezifikationen, da alle Abschreckprozesse die endgültige Struktur des Teils beeinflussen können .

Kosten und Zugänglichkeit

Die Abschreckkosten sind ein weiterer kritischer Faktor, der bei der Auswahl des richtigen Abschreckmediums für Sie zu berücksichtigen ist. Einige Arten von Abschreckmedien sind leichter zugänglich als andere, was die Kosten des Mediums erheblich beeinflussen kann.

Die Wärmekapazität des von Ihnen gewählten Abschreckmediums ist eine wichtige Eigenschaft, die Sie im Auge behalten sollten, da sie die thermische Effizienz des Abschreckprozesses bestimmen kann.

Dauer des Abschreckens

Die Zeit , die zum vollständigen Abschrecken eines Teils benötigt wird, kann auch durch die Art des verwendeten Abschreckmediums beeinflusst werden, was sich erheblich auf die Arbeitszeiten auswirken kann.

Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit

Die Umweltauswirkungen , die Ihr gewähltes Abschreckmedium haben kann, sind ebenfalls ein sehr wichtiger Punkt, den es zu berücksichtigen gilt. Einige Arten von Abschreckmedien sind haltbarer als andere.

Verschiedene Arten von Abschreckmedien für das Schmieden (Luft, Öl, Wasser, Sole)

1) Luft

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Luft ist ein weit verbreitetes Medium für den Abschreckprozess. Da jedes erhitzte Metall, das auf Raumtemperatur abgekühlt wird, technisch „luftabgeschreckt“ ist, ist der am besten geeignete Begriff für die im Schnellabschreckprozess verwendete Luft Druckluft oder Umluft. Wenn ein Teil vollständig in Druckluft getaucht wird, kühlt es viel schneller ab als in einer Umgebung mit unbewegter Luft.

Dieses sehr zugängliche Abschreckmittel ist mit geringen Kosten verbunden , aber es ist möglicherweise nicht die effizienteste Methode zum Abschrecken eines Teils im Vergleich zu anderen Mitteln.

2) Wasser

Wasser ist ein weiteres übliches Medium zum Abschrecken. Diese Art von Abschreckmedium ist ideal zum schnellen Abkühlen von Metallen und wirkt viel schneller als Druckluft.

Beim Wasserabschrecken eines Teils wird es in einen mit Wasser gefüllten Tank gelegt und gleichmäßig auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.

Da Wasser eine weitere zugängliche Art der Abschreckung ist, sind auch die Kosten der Wasserabschreckung relativ gering.

Wasser ist ein großartiges Medium, um die Härte eines Metalls drastisch zu erhöhen . Dies kann jedoch dazu führen, dass das Metall so spröde wird, dass es anfällig für Risse ist.

Trotz dieses Problems ist Wasser ein großartiges Medium, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu begrenzen , da es eine langlebige Flüssigkeit ist und eine ausgezeichnete Wahl für die meisten Anwendungen und Schmiedematerialien ist (mit Ausnahme bestimmter Stähle, die für die Ölhärtung ausgelegt sind). ).

3) Öl

Öl ist ein weiteres beliebtes Abschreckmedium. Dieses Medium arbeitet viel schneller als Druckluft, aber nicht so schnell wie Wasser.

Je nach gewünschter Abkühlgeschwindigkeit stehen jedoch unterschiedliche Ölsorten zur Verfügung .

Die unterschiedlichen organischen Strukturen verschiedener Ölsorten haben einen großen Einfluss auf den Flammpunkt jedes Öls. Der Flammpunkt von Öl ist ein wichtiges Merkmal, das bei der Auswahl eines geeigneten Öls zum Abschrecken beachtet werden muss, da es sich um die Temperatur handelt, bei der sich ein Öl entzündet .

Obwohl es eine größere Vielfalt an Ölsorten zum Abschrecken gibt, ist es keine sehr haltbare Flüssigkeit und seine Kosten sind höher als das Abschrecken mit Wasser oder Luft. Es entwickelt sich jedoch schnell zu einem der beliebtesten Abschreckmedien für die Schmiedekunst , insbesondere für Stahl zum Abschrecken in Öl, der in Klingen und Werkzeugen verwendet wird.

4) Sole

Sole ist eine homogene Mischung aus Wasser und Salz. Diese einzigartige Lösung hat die Fähigkeit, Metallteile schneller abzuschrecken als alle zuvor beschriebenen Medien.

Der Grund für seine Wirksamkeit liegt darin, dass die Anwesenheit der Salzpartikel in der Lösung die Bildung von Blasen auf der Oberfläche des Metalls verhindert. Dadurch kann der Oberflächenbereich, der von Luftblasen eingenommen worden wäre, durch flüssiges Wasser ersetzt werden, wodurch das Metall weiter von der Abschreckflüssigkeit umhüllt werden kann und daher in kürzerer Zeit eine gleichmäßige Temperatur erreicht und kälter wird .

Obwohl das Vorhandensein von Salz beim Abschreckprozess sehr effektiv ist, kann es ernsthafte ökologische Auswirkungen haben, wenn es irgendwo verschüttet wird.