Вакуумная термообработка деталей
Закалка, отпуск и отжиг в вакуумной печи без окалины.
Термическая обработка металла на заказ
Термическую обработку металла выполняем по марке материала и требованиям вашего чертежа: закалку, отпуск, цементацию и лазерное упрочнение стальных деталей, штамповой оснастки и инструмента.
На термическом участке технопарка — вакуумная печь (садка до 200 кг), линия модульного типа для цементации (садка до 150 кг) и комплекс лазерного упрочнения мощностью 3 кВт.
- Вакуумная электропечь с конвекционным нагревом
- Режим по марке материала и требованиям чертежа
- Механическая обработка до и после термообработки — в цехе той же площадки
Термическая обработка металла: оборудование участка
Термический участок технопарка, Челябинск. Режим обработки технолог назначает по марке материала и требованиям чертежа.
- Вакуумная электропечь с конвекционным нагревом — рабочая камера 600 × 400 × 400 мм, садка до 200 кг, мощность нагрева 85 кВт.
- Линия термообработки модульного типа — садка Ø 430 мм высотой 600 мм, до 150 кг.
- Комплекс лазерного упрочнения — мощность излучения 3 кВт, зона обработки 1000 × 1000 × 400 мм, глубина упрочнения 0,1–2,0 мм.
Вакуумная электропечь с конвекционным нагревом и 10-барной системой охлаждения ВП-ЗГ-85 обеспечивает высококачественную термообработку стальных деталей — закалку, отпуск и магнитный отжиг — в вакуумной среде с минимальными деформациями и максимальной чистотой поверхности.
Виды термической обработки на участке технопарка
-
-
Цементация деталей в защитной атмосфере
Модульная линия: цементация, закалка и отпуск.
-
Лазерная закалка и упрочнение поверхности
Местное упрочнение на глубину 0,1–2,0 мм.
-
Термообработка стальных деталей и закалка ТВЧ
Закалка и отпуск конструкционных сталей в печи.
-
Химико-термическая обработка металлов и сплавов
Насыщение поверхности стали углеродом.
-
Термическая обработка сварных конструкций
Снятие напряжений после сварки.
Термообработка металла и механическая обработка на одной площадке
Термический участок и механический цех работают на одной площадке технопарка, поэтому изготовление деталей можно заказать целиком: заготовка, черновая обработка, термообработка металла и чистовые операции без перевозки между подрядчиками.
- До термообработки — токарная и фрезерная обработка с припуском под поводку и окалину.
- Термообработка — закалка, отпуск, отжиг или цементация по режиму, который технолог назначает под марку стали.
- После термообработки — шлифовка и доводка посадочных поверхностей в размер чертежа.
Припуск под шлифовку и последовательность операций технологи цехов согласуют между собой, а заказчик получает готовую деталь с одной приёмкой.
Термообработка сталей 40Х, 45, 20Х13 и 40Х13
Все четыре марки закаливаются, но ведут себя по-разному. Сталь 45 углеродистая: её закаливают в воде, прокаливается она неглубоко, поэтому её берут для валов и осей среднего сечения. Сталь 40Х за счёт хрома прокаливается глубже и закаливается в масле с меньшим риском трещин. Стали 20Х13 и 40Х13 нержавеющие: после закалки и отпуска они сохраняют стойкость к коррозии, а 40Х13 к тому же даёт твёрдость для режущего и мерительного инструмента.
| Марка стали | Область применения после термообработки |
|---|---|
| Сталь 40Х | Стартер-генераторы, общее машиностроение, ответственные изделия. Обеспечивает высокую твёрдость и прочность. |
| Сталь 40Х13 | Коррозионностойкие элементы: электротехнические изделия, центробежные насосы, дизельные агрегаты. |
| Сталь 20Х13 | Машиностроение, изделия железнодорожного транспорта. Жаропрочные и нержавеющие свойства. |
| Сталь 45 | Детали машин, ж/д транспорт, электротехника. Оптимальное сочетание прочности и стоимости. |
Когда деталям нужна термообработка металла
Термическая обработка необходима на разных этапах жизненного цикла изделия:
- Для улучшения обрабатываемости — Снижение твёрдости заготовки (отжиг) перед механической обработкой на станках с ЧПУ.
- Для достижения эксплуатационных свойств — Повышение твёрдости до значения HRC из чертежа для защиты от износа.
- Для снятия напряжений — Удаление внутренних деформаций после сварки или литья, предотвращающее появление трещин.
- Для упрочнения — Повышение предела текучести и временного сопротивления металла.
Нормативная база (ГОСТы)
Все процессы регламентированы стандартами:
- ГОСТ 8479-70 — Поковки из конструкционной стали (общие требования).
- ГОСТ 4543-2016 — Металлопродукция из легированной конструкционной стали.
- ГОСТ 1050-2013 — Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных сталей.
Отжиг, нормализация, закалка и отпуск стали
Отжиг
Нагрев до критических температур с последующим очень медленным охлаждением (часто вместе с печью). Цель: получение равновесной структуры, снятие напряжений и снижение твёрдости.
Нормализация
Нагрев выше критической точки и охлаждение на спокойном воздухе. Позволяет получить более мелкозернистую структуру, чем при отжиге, и подготовить металл к закалке.
Закалка
Нагрев до температур выше критических (Ac3 или Ac1) с последующим быстрым охлаждением в воде, масле или полимерных средах. Формирует структуру мартенсита — максимально твёрдую фазу стали.
Отпуск
Обязательная стадия после закалки. Нагрев до умеренных температур (150–650 °C) для снижения хрупкости и повышения вязкости при сохранении высокой прочности.
Что происходит со сталью при нагреве и охлаждении
Суть термической обработки заключается в перестройке кристаллической решетки железа. При нагревании происходит переход из низкотемпературной формы (феррит, решетка ОЦК) в высокотемпературную фазу — аустенит (решётка ГЦК), способную растворять в себе большое количество углерода.
При быстром охлаждении (закалке) углерод не успевает выйти из решетки, фиксируя искаженное напряжённое состояние — мартенсит. Именно это состояние обеспечивает металлу его экстремальную твёрдость. Процесс отпуска позволяет «расслабить» эти напряжения, превращая мартенсит закалки в мартенсит отпуска, троостит или сорбит, в зависимости от температуры отпуска.
Какое оборудование подходит для детали
| Задача | Оборудование участка | Ограничение по детали |
|---|---|---|
| Закалка и отпуск без окалины, магнитный отжиг | Вакуумная электропечь с конвекционным нагревом | Камера 600 × 400 × 400 мм, садка до 200 кг |
| Цементация, закалка и отпуск партии деталей | Линия термообработки модульного типа | Садка Ø 430 мм высотой 600 мм, до 150 кг |
| Упрочнение кромки или отдельного участка готовой детали | Комплекс лазерного упрочнения | Зона 1000 × 1000 × 400 мм, слой 0,1–2,0 мм |
Если деталь не помещается в рабочую зону или нужен другой вид обработки, технолог скажет об этом сразу после разбора чертежа.
Этапы термической обработки металла
- Входной контроль — Сверка марки стали с сертификатом и осмотр поверхности на трещины и волосовины.
- Нагрев — Постепенный подъём температуры до заданного уровня (например, 840–860°C для стали 40Х).
- Выдержка — Выдержка при температуре для полного завершения фазовых превращений (аустенитизации) по всему сечению детали.
- Охлаждение (закалка) — Резкий сброс температуры в закалочной среде для фиксации мартенситной структуры.
- Отпуск — Повторный нагрев для снятия внутренних напряжений и получения твёрдости по шкале Роквелла (HRC) из чертежа.
- Выходной контроль — Проверка твёрдости твердомером, контроль геометрии (отсутствие поводок) и качества поверхности.
Стоимость термообработки металла на заказ
Цену работы технолог рассчитывает по чертежу детали. На стоимость термообработки металла влияют:
- вид обработки и число операций: закалка с отпуском, отжиг, цементация, лазерное упрочнение;
- марка стали и требуемая твёрдость — от них зависят температура, время выдержки и охлаждения;
- масса и размеры деталей: сколько их помещается в одну садку печи;
- количество деталей в партии;
- нужна ли механическая обработка до и после термообработки на той же площадке.
Для расчёта стоимости отправьте заявку с чертежом: технолог свяжется с вами, уточнит данные и назовёт цену и срок.
Как заказать термическую обработку металла
-
1
Чертёж и требования
Пришлите чертёж детали с маркой материала и требованиями к твёрдости или структуре и количество в партии.
-
2
Режим, цена и срок
Технолог подбирает оборудование и режим обработки и называет стоимость и срок.
-
3
Термообработка партии
Обработка на термическом участке технопарка по согласованному режиму.
-
4
Контроль и отгрузка
Контроль твёрдости и качества поверхности, упаковка и отгрузка.
Доставка готовых деталей и оплата заказа
Доставка
Готовую партию отгружаем транспортной компанией «Деловые Линии». Работаем в первую очередь с предприятиями Уральского федерального округа. Забрать детали можно и самостоятельно — с площадки технопарка в Челябинске, ул. Машиностроителей, 7.
Оплата и документы
- Работаем с юридическими лицами: договор и счёт с технопарком — исполнителем работ, без посредников
- Стоимость технолог считает по чертежу или эскизу за 3–5 дней
- Минимальная сумма заказа — 50 000 ₽
- Принимаем в работу материал заказчика
Вопросы о термической обработке металла
На каком оборудовании выполняется термическая обработка металла
Вакуумная электропечь с конвекционным нагревом — рабочая камера 600 × 400 × 400 мм, садка до 200 кг, мощность нагрева 85 кВт; линия термообработки модульного типа — садка Ø 430 мм высотой 600 мм, до 150 кг; комплекс лазерного упрочнения — мощность излучения 3 кВт, зона обработки 1000 × 1000 × 400 мм, глубина упрочнения 0,1–2,0 мм.
Какие данные нужны для расчёта
Чертёж детали с маркой материала, требуемая твёрдость или структура, размеры и количество в партии. По ним технолог назначает режим и называет цену и срок.
Проверяете ли вы твёрдость после обработки
Да, после термической обработки детали проходят контроль твёрдости и внешнего вида поверхности. Испытания выполняет лаборатория технопарка.
Расчёт по чертежу: термическая обработка металла
Оставьте телефон и прикрепите чертёж, эскиз или 3D-модель (до 5 МБ; файл больше — специалист при звонке скажет, куда его отправить) — технолог свяжется в течение часа в рабочее время и назовёт цену и срок.