În procesarea pieselor de aviație, roboților medicali și echipamentelor de testare a semiconductoarelor, precizia materialului este necesară pentru a atinge nivelul limită de eroare de verticalitate, paralelism și planeitate Mai mică sau egală cu 0,005 mm. Stabilitatea performanței unor astfel de produse de-înaltă precizie depinde direct de gradul de eliminare a tensiunii reziduale din interiorul materialului. Ca două procese de finisare a suprafețelor de bază, tratamentul de îmbătrânire artificială și tratamentul criogenic prezintă diferențe semnificative în atingerea acestui obiectiv:
1. Controlul stresului rezidual
Tratament criogenic profund:
Prin răcirea materialului la -196 de grade (temperatura azotului lichid), microstructura internă a materialului este omogenizată și stresul rezidual este redus semnificativ. Acest lucru reduce riscul de deformare cauzat de eliberarea tensiunilor în timpul prelucrării sau utilizării ulterioare, ceea ce este crucial pentru menținerea toleranțelor geometrice de înaltă precizie.
tratament artificial de îmbătrânire:
Prin încălzire (cum ar fi 150-200 de grade) și conservarea căldurii, fazele de întărire sunt precipitate pentru a îmbunătăți rezistența, dar este posibil ca stresul rezidual de procesare să nu fie complet eliminat și poate fi chiar introdus un nou stres termic, rezultând o instabilitate dimensională ulterioară.
2. Stabilitatea materialului și microstructura
Tratament criogenic profund:
Rafinați boabele și stabilizați microstructura, reduceți modificările dimensionale cauzate de fluctuațiile de temperatură sau de timp și îmbunătățiți stabilitatea dimensională-pe termen lung.
tratament artificial de îmbătrânire:
Se bazează în principal pe consolidarea fazei de precipitare. Dacă parametrii de îmbătrânire (temperatura, timp) nu sunt controlați corespunzător, poate duce la distribuția neuniformă a fazelor de precipitare, poate afecta omogenitatea materialului și apoi poate provoca deformare locală.
3. Influența proprietăților mecanice
Tratament criogenic profund:
Îmbunătățiți duritatea și rezistența la uzură a materialului, menținând în același timp duritatea, ceea ce ajută la reducerea uzurii sculei în timpul finisării și la îmbunătățirea calității suprafeței.
tratament artificial de îmbătrânire:
Îmbunătățește semnificativ rezistența și duritatea, dar duritatea prea mare poate crește dificultatea de tăiere, ducând la scurtarea duratei de viață a sculei sau la microfisuri de suprafață, ceea ce afectează indirect precizia.
4. Optimizarea procesului de procesare
Tratament criogenic profund:
Se efectuează de obicei după degroșare și înainte de finisare pentru a elimina solicitarea pre{0}}prelucrare și pentru a asigura o toleranță uniformă de finisare; poate fi folosit și pentru a stabiliza în continuare dimensiunea după prelucrarea finală.
tratament artificial de îmbătrânire:
Este de obicei folosit ca proces de rutină după tratamentul cu soluție. Dacă se execută înainte de finisare, precizia finală poate fi afectată din cauza eliminării insuficiente a tensiunilor reziduale.
5. Costul și complexitatea procesului
Tratament criogenic profund:
Necesită echipamente speciale cu azot lichid, care sunt costisitoare și complexe în controlul procesului, dar sunt potrivite pentru piese de aviație cu valoare adăugată mare-.
tratament artificial de îmbătrânire:
Echipamentul este matur și costul este scăzut, dar garanția de precizie depinde de controlul strict al parametrilor, iar efectul asupra pieselor cu forme complexe poate fi limitat.
Concluzie:
Pentru cerințele de ultra-precizie de 0,005 mm, tratamentul criogenic are mai multe avantaje în reducerea tensiunii reziduale și îmbunătățirea stabilității dimensionale, în special pentru părțile structurale cheie din aluminiu, cum ar fi aviația, medicina și roboții. Tratamentul general de îmbătrânire se concentrează mai mult pe îmbunătățirea rezistenței și trebuie combinat cu tehnologia de prelucrare de precizie (cum ar fi îmbătrânirea multiplă + procesarea la temperatură scăzută) sau utilizat împreună cu tratamentul criogenic pentru a ține cont atât de rezistență, cât și de precizie. În aplicațiile practice, este necesar să se facă o selecție cuprinzătoare bazată pe structura piesei, bugetul de cost și ciclul de producție.
