Jaká je role tepelného zpracování při přesném lití

Přesné lití je proces odlévání vyznačující se vysokou přesností a vysokou složitostí. Je široce používán v letectví, výrobě automobilů, lékařském vybavení a dalších průmyslových odvětvích. V procesu odlévání hraje tepelné zpracování jako důležitý proces následného zpracování zásadní roli ve výkonu, kvalitě a životnosti odlitků.

V procesu odlévání může tepelné zpracování výrazně zlepšit mechanické vlastnosti odlitků, včetně pevnosti, houževnatosti, tvrdosti a odolnosti proti opotřebení. V důsledku nerovnoměrnosti rychlosti ochlazování kovu a rozložení teplot může uvnitř odlitku docházet k pnutí a defektům. Prostřednictvím procesů tepelného zpracování, jako je žíhání, normalizace a kalení, lze tato vnitřní pnutí účinně eliminovat, lze homogenizovat organizační strukturu a zlepšit komplexní mechanické vlastnosti odlitku. Například popouštěním po kalení lze účinně zlepšit tvrdost a pevnost oceli při zachování vynikající houževnatosti, díky čemuž je velmi vhodná pro díly, které nesou vysoké zatížení.

Tepelné zpracování hraje také důležitou roli při zlepšování mikrostruktury odlitků. Během procesu odlévání rychlost ochlazování kovu přímo ovlivňuje tvorbu jeho mikrostruktury. Procesem zahřívání a chlazení tepelného zpracování lze měnit velikost zrna a fázové složení kovu, čímž se optimalizuje mikrostruktura odlitku. Vezmeme-li jako příklad odlitky z hliníkové slitiny, po tepelném zpracování se jeho zrna stanou jednotnějšími a jemnějšími, čímž se zlepší jejich mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi. Kromě toho může tepelné zpracování také podporovat fázovou transformaci a vytvářet fázovou strukturu, která více přispívá k mechanickým vlastnostem.

V některých speciálních oblastech použití, jako je letecký průmysl a lékařská zařízení, je odolnost odlitků vůči korozi obzvláště důležitá. Tepelné zpracování může účinně zlepšit korozní odolnost odlitků změnou chemického složení a mikrostruktury materiálu. Například na povrchu odlitků z hliníkové slitiny, které byly řádně tepelně zpracovány, se vytvoří hustý oxidový film, což výrazně zlepšuje jeho odolnost proti korozi. Korozivzdorná fázová struktura tvořená některými slitinami při tepelném zpracování navíc dále zvyšuje korozní odolnost odlitků.

Během procesu odlévání se mohou na odlitcích objevit defekty, jako jsou póry, vměstky a praskliny. Tepelné zpracování může podpořit opravu a odstranění těchto defektů ohřevem a chlazením. Například během procesu žíhání se póry a vměstky v odlitcích rozšiřují v důsledku zvýšení teploty, čímž se snižuje negativní dopad na výkonnost odlitků. Tepelné zpracování může zároveň podpořit hojení trhlin a zlepšit celkovou kvalitu odlitků změnou fázového stavu materiálu.

Kromě toho se odlitky mohou deformovat vlivem teplotních změn během procesu chlazení, což ovlivňuje jejich rozměrovou přesnost. Tepelné zpracování zvyšuje rozměrovou stálost odlitků eliminací vnitřního pnutí. Vhodné tepelné zpracování po odlití může umožnit odlitkům zachovat si vyšší rozměrovou přesnost během následného zpracování a použití, čímž se sníží obtížnost zpracování a náklady způsobené deformací.