Wat is de beste harding voor het smeden?

Vergelijking van hardingsprocessen en -media voor smeden en smeden (olie, water, lucht)

Het quenching process in forging en metallurgie maakt het mogelijk een stuk metaal snel af te koelen en te harden na te zijn bewerkt in een hete omgeving.

Het belangrijkste voordeel van het afschrikken van onderdelen na een warmtebehandeling is hetverminderde effect op de microstructuur van het onderdeel, die ernstiger kan zijn als het onderdeel een langzamer
afkoelingsproces ondergaat.

Het afschrikken van metaal kan worden uitgevoerd met verschillende media. De beschikbare dovende media kunnen zijn:

• water
• lucht<./li>
• olie
• pekel

Hoewel elk van deze types dooimedia vaak gebruikt wordt door smeden, hebben ze voor- en nadelen die overwogen moeten worden alvorens er een te kiezen.

Waarom is ontlaten belangrijk bij het smeden?

Harden is een belangrijke stap in metaalbewerkingsprocessen, omdat het veranderingen in de microstructuur van een werkstuk beheerst.

Als een warmtebehandeld metaal een langzaam afkoelingsproces ondergaat, is het gevoelig voor ongewenste structuurveranderingen die thermodynamisch worden bevorderd bij lagere temperaturen.

Enkele van deze veranderingen zijn fasetransformaties. Omdat het afschrikproces over een kortere periode plaatsvindt, wordt de blootstelling van het onderdeel aan deze omstandigheden aanzienlijk beperkt.

Het afschrikproces vereist:

• Verhitting van een metalen onderdeel om te beginnen
• Zodra het onderdeel een geschikte temperatuur heeft bereikt (gewoonlijk tussen 815°C en 900°C) boven zijn herkristallisatietemperatuur en onder zijn smeltpunt, kan het worden afgekoeld in een luchtoven of een vloeistofbad om de temperatuur te handhaven.

De duur van het inweekgedeelte van het proces kan variëren, maar er moet voor worden gezorgd dat de temperatuur van alle oppervlakken van het onderdeel uniform is. Zodra de
temperatuur van het onderdeel uniform is, kan het onderdeel worden afgekoeld in een vloeibaar medium totdat het de kamertemperatuur heeft bereikt.

De tijd van de afkoelingsstap kan worden verlengd totdat het gehele materiaal op een uniforme temperatuur is.
Het type medium dat tijdens deze koelstap wordt gebruikt kan een belangrijk effect hebben op de uiteindelijke structuur van het onderdeel.

De snelle afkoeling van een onderdeel door het afschrikproces kan de hardheid van het metaal verhogen. Quenching verkleint namelijk de kristalstructuur van een metaal, waardoor het dichter wordt.

Door deze toename in dichtheid krijgt het metaal een grotere hardheid. Staal is een metaal dat vaak gehard wordt door het afschrikproces.

Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een afschrikmiddel

Foto by tmib_seattle

Materiaal en samenstelling

Er zijn belangrijke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze van een type afschrikmiddel voor de beoogde toepassing. Kennis van de samenstelling van het materiaal en de gewenste toepassing van uw onderdeel helpt bij de keuze van het medium.

Zo hebben verschillende soorten staal verschillende samenstellingen en zijn ze “geschikt” voor verschillende soorten afschrikmiddelen. Het staal dat wordt gebruikt voor messen, messen en sommige handgereedschappen (bijv. ponsen) is vaak geclassificeerd voor olieafschrikken, zodat het zinvol is olie te kiezen als afschrikmiddel in plaats van water of lucht.

Het is dus logisch om olie als afschrikmiddel te kiezen in plaats van water of lucht. Het is belangrijk te weten welk materiaal u gebruikt en wat de voorkeur heeft voor afschrikken, maar ook het eindproduct en de gewenste specificaties van het onderdeel, want alle afschrikprocessen kunnen de uiteindelijke structuur van het onderdeel beïnvloeden.

Kosten en toegankelijkheid

De kosten van het harden is een andere belangrijke factor om rekening mee te houden bij het kiezen van het juiste hardingsmedium. Sommige soorten afschrikmiddelen zijn betaalbaarder dan andere, wat de kosten van het medium aanzienlijk kan beïnvloeden.

De thermische capaciteit van het afschrikmiddel dat u kiest, is een belangrijk kenmerk om in gedachten te houden, omdat het de thermische efficiëntie van het afschrikproces kan bepalen.

Hardingstijd

De tijd die nodig is om een onderdeel volledig uit te harden kan ook worden beïnvloed door het type hardingsmedium dat wordt gebruikt, wat een aanzienlijke invloed kan hebben op de bewerkingstijden.

Milieu-impact en duurzaamheid

De milieu-impact die het gekozen afschrikmiddel kan hebben is ook een zeer belangrijk punt om rekening mee te houden.
Sommige soorten blusmiddelen zijn duurzamer dan andere.

Verschillende soorten afschrikmiddelen voor het smeden (lucht, olie, water, pekel)

1) Lucht

foto door Becky Stern

Lucht is een veelgebruikt medium voor het afschrikproces. Aangezien elk verhit metaal dat mag afkoelen tot kamertemperatuur technisch gezien “luchtgeblust” is, is de meest geschikte term voor de lucht die gebruikt wordt in het snelle afschrikproces gecomprimeerde of geforceerde lucht. Als een onderdeel volledig wordt ondergedompeld in perslucht, wordt het veel sneller afgeschrikt dan in een omgeving met stilstaande lucht.

Deze zeer toegankelijke manier van afschrikken heeft lage bijbehorende kosten, maar het is misschien niet de meest efficiënte manier om een onderdeel af te koelen in vergelijking met andere middelen.

Heeft geen radicale invloed op de structuur van het onderdeel.

Gecomprimeerde of geforceerde lucht is efficiënter dan stilstaande lucht.

Voordelen	Nadelen
✅ Zeer toegankelijke ondersteuning ✅ Lage kosten ondersteuning ✅ Geen negatieve invloed op het milieu

 

2) Water

Water is een ander veelgebruikt doofmiddel. Dit type afschrikmiddel is ideaal voor het snel afkoelen van metalen en werkt veel sneller dan perslucht.

Het afschrikken van een werkstuk in water houdt in dat men het in een met water gevulde tank plaatst en het gelijkmatig laat afkoelen tot kamertemperatuur.

Water is een andere toegankelijke vorm van afschrikken en de kosten van afschrikken in water zijn ook relatief laag.

Water is een uitstekend medium om de hardheid van een metaal aanzienlijk te verhogen. Dit kan er echter toe leiden dat het metaal zo broos wordt dat het vatbaar wordt voor scheuren.

Dankzij dit probleem is water een uitstekend medium om te gebruiken om de impact op het milieu te beperken, omdat het een duurzame vloeistof is, en een uitstekende keuze voor de meeste smeedtoepassingen en materialen (met uitzondering van sommige staalsoorten die ontworpen zijn voor afschrikken met olie).

Voordelen	Nadelen
✅ Zeer toegankelijk medium ✅ Kan het werkstuk snel afkoelen ✅ Uitstekend voor het verhogen van de metaalhardheid ✅ Goedkoop medium ✅ Geen negatieve invloed op het milieu	Kan metaal doen kromtrekken Werkstuk kan te broos worden en barsten.

3) Olie

Olie is een ander populair afschrikmiddel. Dit medium werkt veel sneller dan perslucht, maar niet zo snel als water.

Er zijn echter verschillende soorten olie verkrijgbaar, afhankelijk van de gewenste afkoelsnelheid.

De verschillende organische structuren van de verschillende soorten olie hebben grote invloed op het vlampunt van elke olie. Het vlampunt van de olie is een belangrijke eigenschap om rekening mee te houden bij het selecteren van een geschikte olie voor het blussen, want het is de temperatuur waarbij een olie ontbrandt.

Hoewel er een grotere verscheidenheid aan oliesoorten voor afschrikken bestaat, is het geen erg duurzame vloeistof en zijn de kosten hoger dan blussen met water of lucht, maar het wordt snel een van de meest populaire middelen voor het blussen van smeedwerk, met name voor staal dat bestemd is voor olieblussing en gebruikt wordt in messen en gereedschappen.

/p>

Voordelen/p>	Drawbacks
✅ Koelt werkstukken snel ✅ Verhoogt de hardheid van metalen ✅ Verschillende soorten olie beschikbaar	Negatief milieueffect   Duurder medium

 

4) Pekel

Brine is een homogeen mengsel van water en zout.
Deze unieke oplossing heeft het vermogen om metalen onderdelen sneller te doordrenken dan alle eerder beschreven media.

De reden voor de effectiviteit is dat de aanwezigheid van de zoutdeeltjes in de oplossing voorkomt dat zich belletjes vormen op het oppervlak van het metaal. Hierdoor kan het oppervlak dat door luchtbellen zou zijn ingenomen, worden vervangen door vloeibaar water, waardoor het metaal verder kan worden opgeslokt door de blusvloeistof en daardoor in kortere tijd een uniforme, koelere temperatuur bereikt.

Hoewel de aanwezigheid van zout zeer effectief is in het afschrikproces, kan het ernstige ecologische gevolgen hebben als het op een willekeurige plaats wordt gedumpt. 

Benefits	. Nadelen
✅ Snelste uitdovingssnelheid van alle uitdovingsmedia. ✅ Vergroot het beschikbare oppervlak voor afschrikken op het werkstuk. ✅ Verhoogt effectief de hardheid van het metaal	Restpekel is vervuilend en het ontziltingsproces kan duur zijn.