التبريد بالتفريغ، التبريد اللامع للفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من سبائك المعادن، المعالجة الحرارية، التبريد للفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من سبائك المعادن

التبريد السريع، أو التصليد، هو عملية تسخين ثم تبريد الفولاذ (أو أي سبيكة أخرى) بسرعة عالية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الصلابة، سواء على السطح أو في جميع أنحاء المادة. في حالة التبريد السريع بالتفريغ، تُجرى هذه العملية في أفران تفريغ تصل درجة حرارتها إلى 1300 درجة مئوية. تختلف طرق التبريد السريع باختلاف المادة المعالجة، ولكن التبريد بالغاز باستخدام النيتروجين هو الأكثر شيوعًا.

التبريد بالغاز في الفراغ:

أثناء عملية التبريد بالغاز في الفراغ، تُسخّن المادة في غياب الأكسجين عن طريق الحمل الحراري في وسط من الغاز الخامل (النيتروجين) و/أو الإشعاع الحراري تحت الضغط المنخفض. يُقسّى الفولاذ بتيار من النيتروجين، حيث يمكن تحديد معدل التبريد باختيار الضغط الزائد. وبحسب شكل قطعة العمل، يُمكن أيضًا اختيار اتجاه ومدة نفخ النيتروجين. يتم تحسين وقت التحكم في درجة حرارة الفولاذ أثناء العملية باستخدام أزواج حرارية تجريبية تُوضع على قطعة العمل في حجرة التسخين. يكتسب الفولاذ المُعالج حراريًا في فرن فراغي خصائص القوة والصلابة المطلوبة في كامل مقطعه العرضي، دون إزالة الكربون من السطح. حبيبات الأوستنيت دقيقة وتتوافق مع المعايير الدولية.

يمكن تقوية جميع سبائك الصلب ذات الأهمية التقنية تقريبًا بهذه الطريقة، مثل فولاذ الزنبرك، والفولاذ المشكل على البارد، والفولاذ المروي والمخفف، وفولاذ محامل الاحتكاك، والفولاذ المشكل على الساخن، وفولاذ الأدوات، بالإضافة إلى عدد كبير من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ عالية السبائك وسبائك الحديد الزهر.

التبريد بالزيت تحت الفراغ

التبريد بالزيت الفراغي هو تبريد المواد المسخنة باستخدام زيت التبريد الفراغي. وبما أن نقل الشحنة يتم تحت الفراغ أو تحت حماية الغاز الخامل بعد تنظيف الفرن بالفراغ، فإن سطح القطعة يبقى محميًا حتى يُغمر بالكامل في الزيت. وتكون حماية السطح متشابهة جدًا سواءً كان التبريد بالزيت أو بالغاز.

تتمثل الميزة الرئيسية مقارنةً بحلول التبريد التقليدية بالزيت الجوي في التحكم الدقيق بمعايير التبريد. فباستخدام فرن التفريغ، يُمكن تعديل معايير التبريد القياسية - درجة الحرارة والتحريك - وكذلك تعديل الضغط فوق خزان التبريد.

سيؤدي تغيير الضغط فوق الخزان إلى اختلاف في الضغط داخل حوض الزيت، مما يُغير منحنى كفاءة تبريد الزيت المُحدد عند الضغط الجوي. في الواقع، تُعد منطقة الغليان المرحلة التي تكون فيها سرعة التبريد في أعلى مستوياتها. وسيؤدي تغيير ضغط الزيت إلى تغيير معدل تبخره نتيجةً لحرارة الحمل.

سيؤدي انخفاض الضغط إلى تنشيط ظاهرة التبخر، مما يبدأ مرحلة الغليان. وهذا بدوره سيزيد من كفاءة تبريد سائل التبريد ويحسن قدرة التصلب في مواجهة الظروف الجوية. مع ذلك، فإن التوليد الهائل للبخار قد يتسبب في ظاهرة الغلاف ويؤدي إلى تشوه محتمل.

يؤدي ارتفاع الضغط في الزيت إلى تثبيط تكوّن البخار وإبطاء التبخر. يلتصق الغلاف بالجزء ويبرد بشكل أكثر انتظامًا ولكن بدرجة أقل حدة. لذلك، يكون التبريد بالزيت في الفراغ أكثر انتظامًا ويسبب تشوهًا أقل.

التبريد بالماء تحت الفراغ

عملية مثل التبريد بالزيت الفراغي، إنها الحل الأمثل للمعالجة الحرارية لتقوية الألومنيوم أو التيتانيوم أو غيرها من المواد التي تحتاج إلى التبريد بمعدل سريع بما فيه الكفاية.