التبريد، المعروف أيضًا باسم التصلب، هو عملية تسخين ثم تبريد الفولاذ (أو أي سبيكة أخرى) بسرعة عالية تُؤدي إلى زيادة كبيرة في صلابته، سواءً على السطح أو في جميع أجزائه. في حالة التبريد بالتفريغ، تُجرى هذه العملية في أفران تفريغ، حيث يمكن الوصول إلى درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية. تختلف طرق التبريد باختلاف المادة المعالجة، ولكن التبريد بالغاز باستخدام النيتروجين هو الأكثر شيوعًا.
إخماد الغاز الفراغي:
أثناء عملية إخماد الغاز المفرغ، تُسخّن المادة في غياب الأكسجين بالحمل الحراري في وسط غاز خامل (N₂) و/أو بالإشعاع الحراري تحت الضغط المنخفض. يُصلّب الفولاذ بتيار من النيتروجين، حيث يُمكن تحديد معدل التبريد باختيار الضغط الزائد. بناءً على شكل قطعة العمل، يُمكن أيضًا اختيار اتجاه ووقت نفخ النيتروجين. يُحسّن التحكم في الوقت ودرجة حرارة الفولاذ أثناء العملية باستخدام مُزدوجات حرارية تجريبية تُوضع على قطعة العمل في حجرة التسخين. يحصل الفولاذ المُعالج حراريًا في فرن التفريغ على الخصائص المحددة للقوة والصلابة في جميع أنحاء المقطع العرضي، دون إزالة الكربون من السطح. حبيبات الأوستنيتي دقيقة ومتوافقة مع المعايير الدولية.
يمكن تقوية جميع سبائك الفولاذ المثيرة للاهتمام من الناحية التقنية تقريبًا، مثل الفولاذ الزنبركي، والفولاذ البارد، والفولاذ المطفأ والمقسى، والفولاذ المقاوم للاحتكاك، والفولاذ الساخن، وفولاذ الأدوات، بالإضافة إلى عدد كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي السبائك وسبائك الحديد الزهر، بهذه الطريقة.
تبريد الزيت بالفراغ
تبريد الزيت الفراغي هو تبريد المواد الساخنة باستخدام الزيت الفراغي. وبما أن نقل الشحنة يتم تحت حماية التفريغ أو الغاز الخامل بعد تفريغ الفرن، فإن سطح القطعة محمي دائمًا حتى يغمر بالكامل في الزيت. وتتشابه حماية السطح إلى حد كبير سواءً في التبريد بالزيت أو الغاز.
الميزة الرئيسية مقارنةً بحلول التبريد الجوي التقليدية بالزيت هي التحكم الدقيق في معاملات التبريد. باستخدام فرن التفريغ، يُمكن تعديل معاملات التبريد القياسية - درجة الحرارة والتحريك - وكذلك تعديل الضغط فوق خزان التبريد.
سيؤدي تعديل الضغط فوق الخزان إلى فرق في الضغط داخل حمام الزيت، مما يُغيّر منحنى كفاءة تبريد الزيت المُحدَّد عند الضغط الجوي. في الواقع، منطقة الغليان هي المرحلة التي تكون فيها سرعة التبريد في أعلى مستوياتها. سيؤدي تغيير ضغط الزيت إلى تعديل تبخره بسبب حرارة الحمل.
سيؤدي انخفاض الضغط إلى تنشيط ظاهرة التبخير، مما يُطلق مرحلة الغليان. سيؤدي ذلك إلى زيادة كفاءة تبريد سائل الإخماد وتحسين قدرته على التصلب مقارنةً بالظروف الجوية. ومع ذلك، فإن التولد الكثيف للبخار قد يُسبب ظاهرة الغلاف، وقد يُسبب تشوهًا.
زيادة ضغط الزيت تمنع تكوّن البخار وتؤخر التبخر. يلتصق الغلاف بالجزء ويبرد بشكل أكثر تجانسًا ولكن بدرجة أقل حدة. وبالتالي، يكون تبريد الزيت في الفراغ أكثر تجانسًا ويتسبب في تشوهات أقل.
تبريد الماء بالتفريغ
عملية مثل تبريد الزيت بالتفريغ، وهي الحل المثالي لتصلب المعالجة الحرارية للألمنيوم والتيتانيوم أو المواد الأخرى التي تحتاج إلى التبريد بمعدل سريع بدرجة كافية.
وقت النشر: ٧ مايو ٢٠٢٢