Kaljenje, imenovano tudi utrjevanje, je postopek segrevanja in nato hlajenja jekla (ali druge zlitine) z veliko hitrostjo, pri čemer se trdota močno poveča, bodisi na površini bodisi po celotni površini. Vakuumsko kaljenje se izvaja v vakuumskih pečeh, v katerih je mogoče doseči temperature do 1300 °C. Metode kaljenja se razlikujejo glede na obdelani material, vendar je najpogostejše plinsko kaljenje z dušikom.
Vakuumsko gašenje s plinom:
Med kaljenjem v vakuumskem plinu se material segreva v odsotnosti kisika s konvekcijo v mediju inertnega plina (N₂) in/ali toplotnim sevanjem v podtlaku. Jeklo se kali s tokom dušika, pri čemer se hitrost ohlajanja lahko določi z izbiro nadtlaka. Glede na obliko obdelovanca je mogoče izbrati tudi smer in čas vpihavanja dušika. Optimizacija časa in nadzor temperature jekla se izvajata med postopkom z uporabo pilotnih termočlenov, ki jih je mogoče namestiti na obdelovanec v grelni komori. Jeklo, ki je toplotno obdelano v vakuumski peči, doseže določene lastnosti trdnosti in trdote po celotnem prerezu, brez površinskega razogljičenja. Avstenitna zrna so fina in ustrezajo mednarodnim standardom.
Praktično vse tehnično zanimive jeklene zlitine, kot so vzmetna jekla, hladno obdelana jekla, kaljena in popuščena jekla, jekla za ležaje z odpornostjo proti kotanju, toplo obdelana jekla in orodna jekla, pa tudi veliko število visoko legiranih nerjavnih jekel in litoželeznih zlitin, je mogoče utrditi na ta način.
Vakuumsko kaljenje z oljem
Vakuumsko kaljenje v olju je hlajenje segretih materialov z vakuumskim oljem. Ker prenos vložka poteka pod vakuumom ali zaščito inertnega plina po vakuumskem prepihovanju peči, je površina dela vedno zaščitena, dokler ni popolnoma potopljena v olje. Zaščita površine je zelo podobna, ne glede na to, ali gre za kaljenje v olju ali plinu.
Glavna prednost v primerjavi s konvencionalnimi rešitvami za kaljenje v atmosferskem olju je natančen nadzor parametrov hlajenja. Z vakuumsko pečjo je mogoče spreminjati standardne parametre kaljenja – temperaturo in mešanje – ter tudi tlak nad kalilno posodo.
Spreminjanje tlaka nad rezervoarjem bo povzročilo razliko v tlaku znotraj oljne kopeli, kar spremeni krivuljo učinkovitosti hlajenja olja, definirano pri atmosferskem tlaku. Dejansko je vrelišče faza, v kateri je hitrost hlajenja najvišja. Sprememba tlaka olja bo spremenila njegovo izhlapevanje zaradi toplote obremenitve.
Znižanje tlaka bo aktiviralo pojav uparjanja, ki sproži fazo vrenja. To bo povečalo učinkovitost hlajenja kalilne tekočine in izboljšalo sposobnost kaljenja v primerjavi z atmosferskimi pogoji. Vendar pa lahko obsežno nastajanje pare povzroči pojav plašča in morebitno deformacijo.
Povečanje tlaka v olju zavira nastajanje pare in upočasnjuje izhlapevanje. Plašč se oprime dela in se ohladi bolj enakomerno, vendar manj drastično. Kaljenje olja v vakuumu je zato bolj enakomerno in povzroča manj deformacij.
Vakuumsko kaljenje z vodo
Postopek, podoben vakuumskemu kaljenju v olju, je idealna rešitev za utrjevanje aluminija, titana ali drugih materialov, ki jih je treba dovolj hitro ohladiti.
Čas objave: 7. maj 2022