Dập tắt là gì?

Trong luyện kim, dập tắt được định nghĩa là "chiết xuất nhiệt có kiểm soát". Từ quan trọng nhất trong định nghĩa này là "kiểm soát". Làm nguội là một phương pháp nhanh chóng đưa kim loại trở về nhiệt độ phòng sau khi xử lý nhiệt để ngăn quá trình làm nguội làm thay đổi đáng kể cấu trúc vi mô của kim loại. Bằng cách nhúng một vật kim loại vào dầu hoặc nước, sự lựa chọn chất lỏng hoặc không khí cưỡng bức được gọi là môi trường, sau đó kim loại được làm nguội nhanh chóng từ nhiệt độ cao khi nó được hình thành. Điều này thường được sử dụng để bảo toàn các đặc tính cơ học liên quan đến cấu trúc tinh thể hoặc sự phân bố pha, những đặc tính này bị mất khi làm lạnh chậm. Kỹ thuật này thường được áp dụng cho các vật thể bằng thép có độ cứng. Mặt khác, các vật bằng đồng được làm cứng bằng búa đập hoặc biến dạng khác ở nhiệt độ bình thường có thể được phục hồi về trạng thái dễ uốn bằng cách nung nóng và dập tắt.

Làm thế nào để dập tắt

Phương tiện làm nguội thường được sử dụng bao gồm polyme mục đích đặc biệt, đối lưu không khí cưỡng bức, nước ngọt, nước muối và dầu. Nước là một phương tiện hữu hiệu khi mục tiêu là đạt được độ cứng tối đa trong thép. Tuy nhiên, sử dụng nước có thể làm cho kim loại bị nứt hoặc biến dạng.

Nếu không yêu cầu độ cứng cực cao, có thể sử dụng dầu khoáng, dầu cá voi hoặc dầu hạt bông trong quá trình dập tắt. Đối với những người chưa quen, quá trình dập tắt có thể có vẻ kịch tính. Khi người thợ kim loại chuyển kim loại nóng vào môi trường đã chọn, một lượng lớn hơi nước bốc lên từ kim loại.

Phương tiện dập tắt

Có nhiều loại phương tiện làm nguội có sẵn để thực hiện quá trình dập tắt. Mỗi phương tiện có đặc điểm dập tắt độc đáo của riêng nó. Các cân nhắc đối với loại phương tiện được sử dụng bao gồm tốc độ dập tắt, các mối quan tâm về môi trường của phương tiện làm nguội, thay thế phương tiện làm nguội và chi phí phương tiện làm nguội. Sau đây là các loại phương tiện dập tắt chính:

Hàng không

Dầu

nước

nước muối

Hàng không

Không khí là một phương tiện làm nguội phổ biến được sử dụng để làm nguội kim loại để dập tắt. Giá cả phải chăng là một trong những lợi ích chính của không khí. Khả năng chi trả của nó là kết quả của sự phong phú của nó trên trái đất. Trên thực tế, bất kỳ vật liệu nào được làm nóng và sau đó được làm nguội đến nhiệt độ phòng chỉ đơn giản bằng cách đứng một mình đều được coi là không khí được làm nguội. Việc dập tắt bằng không khí cũng có chủ đích hơn khi nó được nén và ép xung quanh kim loại được dập tắt. Điều này làm nguội các bộ phận nhanh hơn không khí, mặc dù ngay cả khí nén vẫn có thể làm nguội nhiều kim loại quá chậm để thay đổi các đặc tính cơ học.

Dầu

Dầu có thể dập tắt kim loại được nung nóng nhanh hơn khí nén. Để làm nguội bằng dầu, hãy đặt bộ phận đã được làm nóng vào một bể chứa đầy một số loại dầu. Dầu cũng có thể được xả qua các bộ phận. Do tốc độ làm mát và điểm chớp cháy khác nhau, các loại dầu khác nhau thường được sử dụng tùy thuộc vào ứng dụng. Tuy nhiên, tỷ lệ dập tắt của dầu ít hơn nhiều so với nước. Ferit và troostit có thể hình thành ngay cả với những phần nhỏ. Tốc độ trung gian giữa nước và dầu có thể đạt được khi nước chứa 10-30 phần trăm Ucon, một chất có khả năng hòa tan nghịch đảo và do đó lắng đọng trên các vật thể để làm chậm tốc độ làm mát. Để giảm thiểu sự biến dạng, các vật hình trụ dài nên được dập tắt theo phương thẳng đứng, với các cạnh của các bộ phận phẳng và các bộ phận dày đi vào bể nóng chảy trước. Để ngăn bọt hơi nước hình thành các đốm mềm, nên khuấy bể nước làm nguội.

Nước uống

Nước cũng có khả năng làm nguội nhanh các kim loại được nung nóng. Nó làm nguội kim loại nhanh hơn dầu. Theo cách tương tự như dập tắt dầu, bể chứa đầy nước và kim loại được nung nóng ngập trong đó. Nó cũng có thể được xả qua các bộ phận. Một lợi ích của nước là tính dễ cháy của môi trường không phải là một vấn đề. Ngoài ra, nước là một trong những phương tiện dập tắt hiệu quả nhất đòi hỏi độ cứng tối đa, nhưng nó dễ bị biến dạng và nứt vỡ sản phẩm. Ở những nơi có thể hy sinh độ săn chắc, hãy sử dụng dầu cá voi, hạt bông và dầu khoáng. Chúng có xu hướng oxy hóa và tạo thành bùn, làm giảm hiệu quả.

Nước muối

Nước muối là hỗn hợp của nước và muối. Nước muối nguội nhanh hơn không khí, nước và dầu. Nguyên nhân là do hỗn hợp muối và nước ngăn không cho bong bóng hình thành khi nó tiếp xúc với kim loại được nung nóng. Điều này có nghĩa là nhiều diện tích bề mặt của kim loại sẽ được bao phủ bởi chất lỏng, thay vì bong bóng.

Thép cứng

Khi thảo luận về quá trình tôi luyện, thép đáng được đề cập đặc biệt vì các tính chất cơ học của nó rất nhạy cảm với quá trình tôi luyện. Thông qua một quá trình làm nguội được gọi là làm cứng tôi, thép được nâng lên nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của nó và được làm nguội nhanh chóng thông qua quá trình làm nguội. So với làm nguội chậm, làm nguội nhanh làm thay đổi cấu trúc tinh thể của thép. Tùy thuộc vào hàm lượng cacbon và các nguyên tố hợp kim của thép, nó có thể để lại cấu trúc vi mô cứng hơn, giòn hơn, chẳng hạn như mactenxit hoặc bainit, khi nó trải qua quá trình làm cứng tôi. Các cấu trúc vi mô này dẫn đến việc tăng cường độ và độ cứng của thép. Tuy nhiên, chúng làm cho thép dễ bị nứt và giảm độ dẻo đáng kể. Vì lý do này, một số thép được ủ hoặc thường hóa sau quá trình làm cứng tôi.

Quá trình dập tắt

Quá trình dập tắt được thiết kế để thay đổi cấu trúc vi mô của kim loại kết hợp với các quá trình nhiệt. Nếu được thực hiện chính xác, điều này sẽ tạo ra độ bền tối đa và độ giãn dài tốt trong quá trình đúc.

Việc làm nguội thép thường được thực hiện bằng cách ngâm trong nước, dầu, dung dịch polyme hoặc muối, mặc dù đôi khi sử dụng không khí cưỡng bức. Kết quả của quá trình dập tắt, phần cứng sản xuất phải phát triển một cấu trúc vi mô được làm nguội có thể chấp nhận được và trong các khu vực quan trọng, các đặc tính cơ học phải đáp ứng các thông số kỹ thuật tối thiểu sau khi bộ phận được tôi luyện. Hiệu quả của quá trình làm nguội phụ thuộc vào đặc tính làm mát của môi trường làm nguội liên quan đến khả năng làm cứng của thép. Do đó, kết quả có thể thay đổi bằng cách thay đổi thành phần thép hoặc cách khuấy, nhiệt độ và loại môi trường dập tắt.

Việc thiết kế hệ thống dập tắt và việc bảo trì hệ thống kỹ lưỡng góp phần vào sự thành công của quy trình. Thiết kế của bộ phận cũng góp phần vào các đặc tính cơ học và sự biến dạng do quá trình dập tắt.