عملیات حرارتی پیچ و مهره ها یکی از عوامل تخصصی و الزامات صنایع وابسته به پیچ یا مهره در انواع و گریدهای مختلف می باشد که باید با حساسیت بسیاری مورد بررسی قرار گیرد، به طوری که برای بهبود خاصیت های فیزیکی و همچنین افزایش بیشتر کنترل بر روی محصولات باید به آن عمل نمود.

این را نیز باید بیان کنیم که عملیات حرارتی بر روی پیچ مهره ، از تاثیر گذار ترین اقدامات برای بهبود کیفیت محصولات می باشد که بسیار مورد توجه تولیدکنندگان قرار گرفته است.

عملیات حرارتی چیست؟

برای اعمال تغییرات در ساختار فیزیکی و مکانیکی مواد تشکیل دهنده پیچ و مهره برای افزایش سفتی، مقاومت در برابر ماشینکاری، از عملیات حرارتی استفاده می شود.

در این عملیات تکنیک های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد که در همه ی پیچ ها یکسان نمی باشد و این گونه میتوان بیان کرد که برای هر مدل از پیچ ها روش های مختلفی وجود دارد. از جمله این تکنیک ها می توانیم به کوئنچ کردن، نرمالایزینگ یا نرمال کردن، آنیلینگ یا بازپخت، تنش زدایی، سخت کاری سطحی یا کربن دهی ، آب زنی و خنک کاری، پرداخت کاری و… اشاره کرد.

در بعضی از پیچ یا مهره با توجه به نوع متریال و آلیاژی که دارند امکان عملیات حرارتی وجود ندارد و برای افزایش مقاوت و برای به دست آوردن سفتی لازم از عملیات سرد استفاده می شود. البته این نکته را نیز باید بیان کنیم برای طی شدن عملیات شکل دهی از گرم کردن استفاده می شود.

با توجه به عملیات حرارتی که بر روی پیچ و مهره صورت می گیرد باعث یکنواختی الکترون های تشکیل دهنده ساختار پیچ می شود و در این مرحله تنش زدایی، ریز شدن دانه های که در ساختار مورد استفاده قرار گرفته اند، ایجاد لایه ای مقاوم بر روی سطح و مقاومت ای که بر روی سطح قابل سایش می گذارد تاثیر گذار است.

اشنایی با فرآیند نرمالایزینگ

در فرآیند نرمالایزینگ یا نرمال سازی پیچ و مهره در محیط آزاد و در معرض هوای خنک قرار می گیرد. این را باید بدانید که مقدار زمان قرار گیری در معرض حرارت بسیار کمتر از روش های دیگر می باشد به طوری که می تواند به راحتی در دمای محیط سرد شده و شکل خود را بگیرد.

با این کار مقدار استحکام بسیار بیشتر می شود و پیچ و مهره آماده ماشین کاری می باشد و با توجه به مقدار انرژی پایین که برای تولید آن صرف می شود هزینه تولید آن نیز کم می شود.

فرآیند آنیلینگ را بیشتر بشناسید

در این فرآیند بر عکس روش نرمالایزینگ مقدار حرارت بسیار بیشتر است به طوری که پیچ و مهره در دمای بین 250 تا 750 درجه که این تفاوت درجه حرارت بسته به جنس و متریال استفاده شده در تولید متغیر می باشد قرار می گیرد.

با توجه به این حجم از حرارت و یکنواختی ای که بر روی پیچ و مهره به وجود آمده است مقاومت بالایی در برابر چکش خوری پیدا می کند و در برابر عملیات سرد دچار مشکل نمی شود.

عملیات تنش زدایی چه کاربردی دارد

در زمان و طی کردن فرآیند تولید پیچ و مهره ممکن است اشکالاتی بر روی محصولات به وجود بیاید از جمله این اشکالات می توانیم به  شکسته شدن، ناهمسان بودن قطعات و… اشاره کنیم. یکی از مواردی که بسیار باعث این اتفاق می باشد به مقدار نیروی وارد شده در زمان تولید می باشد یا نوسانات دمایی که در زمان اعمال حرارت می باشد ممکن است رخ دهد.

یکی دیگر از مواردی که در زمان تنش زدایی بسیار شایع است مقدار سرمایی است که برای سرد شدن به محصول وارد می شود. اگر در این زمان به صورت یکنواخت سرما به تمام سطوح وارد شود از مشکلات عدیده ای جلوگیری می کند. این نکته را نیز باید بیان کنیم که هر چقدر دمای تنش زدایی را بیشتر در نظر بگیرید مقدار زمان کمتری برای این عملیات نیاز است.

می رسیم به عملیات سخت کاری سطحی

سخت کاری سطحی یا کربن دهی به وسیله گاز مونواکسید کربن حرارت داده می شود که به وسیله آن می توان باعث جذب کربن شد البته با استفاده از ذغال نیز می توان جذب کربن و نفوذ آن به سطح پیچ و مهره را افزایش داد.

مقدار حرارتی که برای اعمال کربن بر سطح پیچ و مهره مورد نیاز است دمایی بین 800 تا 950 درجه سانتی گراد می باشد. این کربن که بر روی سطوح محصولات قرار می گیرد باعث افزایش مقاومت پیچ و مهره در برابر ضربه می شود و کیفیت آن را بالا می برد.

حقیقت های عملیات آب زنی و خنک کاری

عملیات خنک کاری و آب زنی به وسیله آب نمک، مواد ساخته شده از پلیمر، روغن و یا آب انجام می شود به این صورت که محصولات را که در دمای 800 تا 900 درجه سانتی گراد حرارت دیده اند را خنک می کنند البته این تفاوت حرارت بسته به استانداردی که برای تولید پیچ و مهره استفاده شده است.

برای اینکه به مقاومتی که نیاز داریم دست پیدا کنیم باید عملیات سرما را به زودی وارد نماییم و هرچه سریع تر محصولات را خنک نماییم زیرا در صورت ایجاد فاصله زمانی اتم های کربنی که بر روی سطح پیچ قرار گرفته اند فرصت جا به جایی پیدا می کنند و این عمل از مقاومت محصول نهایی می کاهد.

تحلیل علمی عملیات حرارت مجدد

برای انجام عملیات حرارت مجدد دمایی بین 200 تا 600 درجه مورد نیاز است که همان طور که در عملیات های سابق عرض کردیم بسته به نوع استاندارد مورد استفاده در تولید پیچ و مهره متفاوت می باشد. مدت زمانی که برای انجام این نوع از حرارت مورد نیاز است زمانی تقریبا یک ساعته می باشد که بعد از پایان این یک ساعت باید هوا دهی و عملیات سرما را به تدریج انجام دهید. این مدت زمان طولانی برای این اعمال می شود تا ناهمسانی و خرابی ای که بر روی محصولات نقش بسته است از بین برود.