Wyżarzanie zmiękczające

Wyżarzanie zmiękczające to wysokotemperaturowy proces obróbki cieplnej wykonywany w okolicach punktu A1. Zgodnie z nazwą celem procesu jest jak największe zmiękczenie materiału. Po wyżarzeniu zmiękczającym materiał będzie miał strukturę miękką i łatwą do skrawania.

Korzyści

Stale o większej zawartości węgla i większość stali wysokostopowych, które były chłodzone na powietrzu po obróbce plastycznej na gorąco, takiej jak kucie lub walcowanie na gorąco, zazwyczaj trudno poddają się skrawaniu. Wyżarzanie zmiękczające zmniejsza twardość i powoduje, że materiał łatwiej się obrabia. Wyżarzanie zmiękczające stali niskowęglowych < 0,35% C zazwyczaj daje strukturę zbyt miękką i „kleistą” dla operacji skrawania.

Ryzyko pęknięć hartowniczych podczas ponownego utwardzania hartowanej i odpuszczonej stali można zmniejszyć za pomocą wyżarzania zmiękczającego przed procesem utwardzania i odpuszczania.

Aplikacje i materiały

Wyżarzanie zmiękczające można przeprowadzić dla stali oraz dla stopów miedzi i mosiądzu.

Wyżarzanie zmiękczające jest zazwyczaj przeprowadzane dla stali o dużej zawartości węgla i stali narzędziowych w celu zapewnienia bardziej miękkiej i łatwiejszej do skrawania struktury.

Podczas formowania na zimno elementów z miedzi i mosiądzu materiał staje się twardszy. Im intensywniejsze jest formowanie na zimno, tym twardszy staje się materiał. Wpływ umocnienia w skutek przeróbki plastycznej na zimno można wyeliminować przez wyżarzanie zmiękczające.

Twardość uzyskana po wyżarzaniu zmiękczającym zależy od typu stali lub stopu.

Twardości materiałów zazwyczaj poddawanych wyżarzaniu zmiękczającemu:

• Stal 170-300 HB
• Miedź 40-70 HV
• Mosiądz 50-100 HV

Dane procesowe

Podczas wyżarzania zmiękczającego struktury stali perlitycznej płytki cementytu ulegną sferoidyzacji, tworząc małe okrągłe cząstki cementytu w miękkiej osnowie ferrytycznej. Jest to dość czasochłonny proces dyfuzji i czas wygrzewania wynosi zazwyczaj > 4 godzin. Po procesie sferoidyzacji element jest powoli chłodzony (swobodnie).

Temperatura procesu powinna być dobierana w zależności od gatunku stali, przy czym zazwyczaj zawiera się ona w przedziale od 700°C do 900°C.

Wyżarzanie zmiękczające jest zazwyczaj przeprowadzane w piecu w gazie ochronnym lub w piecu próżniowym, aby uniknąć utlenienia lub odwęglenia.

W przypadku stopów miedzi lub mosiądzu fizyczny proces jest inny i temperatura wyżarzania zmiękczającego mieści się w przedziale od 300°C do 650°C dla stopów miedzi oraz od 425°C do 650°C dla stopów mosiądzu.