Vergleich des Normalisierungs- und Glühprozesses vor der Wärmebehandlung von Verbindungselementen

Green Manufacturing ist eine wichtige Strategie für eine nachhaltige Entwicklung der Maschinenbauindustrie. Normalisieren und Glühen bei der Vorwärmebehandlung von Verbindungselementen sind die beiden am häufigsten verwendeten Prozesse und machen etwa 30 % der Wärmebehandlung von Verbindungselementen aus. Obwohl diese beiden Prozessmethoden ihre eigenen unterschiedlichen Prozesseigenschaften aufweisen, können sie beim Umgang mit Stahlmaterialien mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt dieselben (oder ähnliche) Prozessziele erreichen.

　　 Gemäß GB/T16923-1997 „Normalisierung und Glühen von Stahlteilen“ sind die technischen Anforderungen weitgehend gleich (oder ähnlich).

　　1. Funktion

　　 Je nach dem in den Verbindungselementen verwendeten Stahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt besteht die Normalisierung darin, den Stahl auf 30 bis 70 °C über Ac3 zu erhitzen und ihn dann luftgekühlt oder auf Raumtemperatur abzukühlen. Beim unvollständigen Glühen oder isothermen Glühen wird der Stahl auf etwa 30–50 °C über Ac1 erhitzt. Nachdem er eine bestimmte Zeit lang gehalten wurde, wird er mit dem Ofen auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und dann an der Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Sie sind insofern ähnlich oder ähnlich, als sie Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt behandeln können und die durch die Behandlung erhaltene metallografische Struktur Ferrit + Perlit ist, die unter bestimmten Umständen als vorläufige Wärmebehandlung oder abschließende Wärmebehandlung verwendet werden kann. Um den Zweck zu erreichen, die Struktur zu verfeinern, die mechanischen Eigenschaften und die Schneidleistung zu verbessern und innere Spannungen zu beseitigen.

　　2. Vergleich der Prozesseigenschaften

　　A. Die Körner nach dem Normalisieren sind kleiner als die geglühten, es wird mehr Perlit erhalten und die mechanischen Eigenschaften sind etwas höher als beim Glühen;

　　B. Normalisierende Teile werden oft in den Ofen geladen, die Erwärmungstemperatur ist im Allgemeinen etwas höher als die des Glühens und die Haltezeit ist kürzer als die des Glühens;

　　C. Durch Normalisieren kann die Netzwerkstruktur von Karbiden beseitigt werden, durch Glühen jedoch nicht.

　　D. Die Normalisierungsbehandlung von Kohlenstoffstahl mit geringerem Kohlenstoffgehalt ist besser als das Glühen, und umgekehrt ist das Glühen besser als das Normalisieren.

　　3. Prozesskosten (Leitfaden: Entwicklungsrichtung und Trend der Dampfphasen-Rostschutztechnologie für Verbindungselemente)

　　 Der Vergleich zwischen Normalisieren und Glühen besteht hauptsächlich im Stromverbrauch der Ressourcen, dem Unterschied in der Wärmeerhaltung und -kühlung in Bezug auf die Zeit und dem entsprechenden Kostenunterschied.

　　 Die Energiekosten betragen 0,542 kWh/kg für das Normalisieren und 0,580 kWh/kg für das Glühen im Verbrauchswert der häuslichen Wärmebehandlungsindustrie. Die industriellen Stromkosten werden mit 0,70 Yuan/kWh berechnet, und es werden die durchschnittlichen Kosten für das Glühen elektrischer Energie berechnet. Der Unterschied beträgt 0,03 Yuan/Kg.

　　Die Arbeitskosten betragen etwa 1 Yuan/kg entsprechend dem niedrigsten Preis für die normalisierte Verarbeitung an verschiedenen Orten in China. Die Arbeitskosten des Normalisierungsprozesses betragen etwa 0,32 Yuan/kg, und die Arbeitskosten des Glühprozesses betragen etwa 0,35 Yuan/kg, der Unterschied beträgt etwa 0,03 Yuan/kg.

　　 Der Preisunterschied zwischen Normalisierungs- und Glühwärmebehandlung im gleichen Gebiet in China beträgt etwa 0,2 Yuan/kg. Tatsächlich lässt sich nach einer konkreten Analyse des Preisunterschieds erkennen, dass der Preisunterschied immer noch auf der traditionellen Heizmethode und den größeren Produktionschargen beruht.

　　4. Prozessbewertung

　　 Wenn die Anforderungen an die Herstellung von Verbindungselementen und die Verarbeitungstechnologie im Wesentlichen gleich sind, ist der Normalisierungsprozess umweltfreundlicher als der Glühprozess, was sich hauptsächlich im Energieverbrauch und den Arbeitsstunden der Verarbeitung widerspiegelt.

　　 Niedertemperaturglühen (Spannungsarmglühen): Erwärmungstemperatur

　　 Rekristallisationsglühen: Erwärmungstemperatur TR+150~250℃, Haltezeit 0,5~1h, Luftkühlung, Erholungsrekristallisationsprozess findet statt, verformte Körner sind feine gleichachsige Körner, wodurch Kaltverfestigungseffekt und innere Spannung eliminiert werden. Die Glühtemperatur für die Rekristallisation von kohlenstoffarmem Stahl beträgt 600 bis 650 °C und die Härte liegt im Bereich von 75 bis 90 HRB.

　　Unvollständiges Glühen: Erwärmungstemperatur Ac1+30~50℃, Kohlenstoffstahl liegt im Allgemeinen zwischen 700~750℃, um die Körnung zu verfeinern, die Härte zu reduzieren, die Plastizität zu verbessern und innere Spannungen zu beseitigen.

　　 Sphäroidisierendes Glühen: Die Heiztemperatur ist etwas höher als Ac1 und wird dann nach längerer Wärmekonservierung langsam auf weniger als 500 °C abgekühlt. Durch Luftkühlung können die Karbide sphäroidisiert und die Härte verringert werden, um die Leistung beim Kaltstauchen zu verbessern.

　　 Normalisieren: Erwärmungstemperatur von Stahl mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt Ac3+ (50–70℃), Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt erhöht die Härte, was sich gut zum Schneiden eignet, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt verfeinert die Körner und sorgt für einen gleichmäßigen Spannungsabbau.

　　 Anwendungsbeispiele:

　　 Zum Beispiel: Dreipunkt-Schweißdichtung aus 20#-Stahl, mit 850℃0,5h Normalisierung und 720℃3h unvollständigem Glühen, Härte 125～165HBW ist grundsätzlich ähnlich, Normalisierung spart Produktionszyklus und hohe Effizienz als unvollständiges Glühen.

　　 Einseitige Nieten aus SWRM15-Stahl werden 0,5 Stunden lang bei 840 °C normalisiert und 4 Stunden lang bei 600 °C rekristallisierend geglüht. Die Härte des ersteren beträgt mehr als 95 HRB und die Härte des letzteren beträgt 78–88 HRB, um den Anforderungen der Nietleistung gerecht zu werden.

　　45 große Unterlegscheiben aus Stahl: Wenn die Härteanforderung mehr als 200 HV beträgt, ist das Normalisieren bei 870 °C für 1 Stunde besser als unvollständiges Glühen bei 760 °C für 2,5 Stunden. Die Härte kann mehr als 200 HV erreichen und die Produktivität ist deutlich höher als beim Glühen.

　　Laut Statistik beträgt der Kostenunterschied zwischen Normalisierungs- und Glühprozessen 0,2 Yuan/kg bis 0,45 Yuan/kg. Wenn der Normalisierungsprozess anstelle des Glühprozesses richtig ausgewählt wird, kann dies Verbindungsunternehmen dabei helfen, gleichzeitig eine umweltfreundliche Fertigung zu erreichen. Dies bringt erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich.

　　 Kurz gesagt, mit der Entwicklung der Verbindungsindustrie und der Förderung fortschrittlicher Technologie werden Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung an erster Stelle stehen und die umweltfreundlichen Eigenschaften des Normalisierungsprozesses werden im Vergleich zum Glühprozess offensichtlicher und hervorstechender sein.

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