Pri výrobe leteckých dielov, lekárskych robotov a zariadení na testovanie polovodičov sa vyžaduje presnosť materiálu, aby sa dosiahla limitná úroveň zvislosti, rovnobežnosti a chyby rovinnosti menšia alebo rovná 0,005 mm. Stabilita výkonu takýchto vysoko{2}}presných výrobkov priamo závisí od stupňa eliminácie zvyškového napätia vo vnútri materiálu. Keďže dva základné procesy povrchovej úpravy, ošetrenie umelým starnutím a kryogénne ošetrenie vykazujú významné rozdiely pri dosahovaní tohto cieľa:
1. Kontrola zvyškového stresu
Hlboké kryogénne ošetrenie:
Ochladením materiálu na -196 stupňov (teplota kvapalného dusíka) sa vnútorná mikroštruktúra materiálu homogenizuje a výrazne sa zníži zvyškové napätie. To znižuje riziko deformácie spôsobenej uvoľnením napätia počas následného spracovania alebo použitia, čo je rozhodujúce pre zachovanie vysoko presných geometrických tolerancií.
ošetrenie umelého starnutia:
Zahriatím (ako je 150-200 stupňov) a tepelným uchovaním sa vyzrážajú fázy spevňovania, aby sa zlepšila pevnosť, ale zvyškové napätie pri spracovaní sa nemusí úplne eliminovať a dokonca sa môže zaviesť nové tepelné napätie, čo vedie k následnej rozmerovej nestabilite.
2. Stabilita materiálu a mikroštruktúra
Hlboké kryogénne ošetrenie:
Zjemnite zrná a stabilizujte mikroštruktúru, znížte rozmerové zmeny spôsobené kolísaním teploty alebo časom a zlepšite dlhodobú rozmerovú stabilitu.
ošetrenie umelého starnutia:
Spolieha sa hlavne na posilnenie precipitačnej fázy. Ak parametre starnutia (teplota, čas) nie sú správne kontrolované, môže to viesť k nerovnomernému rozloženiu precipitačných fáz, ovplyvniť homogenitu materiálu a následne spôsobiť lokálnu deformáciu.
3. Vplyv mechanických vlastností
Hlboké kryogénne ošetrenie:
Zlepšite tvrdosť a odolnosť materiálu proti opotrebeniu pri zachovaní húževnatosti, čo pomáha znižovať opotrebovanie nástroja pri dokončovaní a zlepšuje kvalitu povrchu.
ošetrenie umelého starnutia:
Výrazne zlepšiť pevnosť a tvrdosť, ale príliš vysoká tvrdosť môže zvýšiť obtiažnosť rezania, čo má za následok skrátenú životnosť nástroja alebo mikrotrhliny na povrchu, čo nepriamo ovplyvňuje presnosť.
4. Optimalizácia procesu spracovania
Hlboké kryogénne ošetrenie:
Zvyčajne sa vykonáva po hrubovaní a pred dokončením, aby sa eliminovalo namáhanie pred-spracovaním a aby sa zabezpečila jednotná prídavok na dokončenie; môže sa použiť aj na ďalšiu stabilizáciu veľkosti po konečnom spracovaní.
ošetrenie umelého starnutia:
Zvyčajne sa používa ako rutinný proces po ošetrení roztokom. Ak sa vykonáva pred dokončením, môže byť výsledná presnosť ovplyvnená nedostatočnou elimináciou zvyškového napätia.
5. Zložitosť nákladov a procesov
Hlboké kryogénne ošetrenie:
Vyžaduje si to špeciálne vybavenie na kvapalný dusík, ktoré je nákladné a zložité pri riadení procesov, ale je vhodné pre letecké súčiastky s vysokou pridanou hodnotou-.
ošetrenie umelého starnutia:
Zariadenie je vyspelé a náklady sú nízke, ale záruka presnosti závisí od prísnej kontroly parametrov a vplyv na diely so zložitými tvarmi môže byť obmedzený.
záver:
Pre mimoriadne-vysoké požiadavky na presnosť 0,005 mm má kryogénna úprava viac výhod pri znižovaní zvyškového napätia a zlepšovaní rozmerovej stability, najmä pre kľúčové hliníkové konštrukčné diely, ako sú letectvo, zdravotníctvo a roboty. Všeobecné ošetrenie starnutím sa zameriava viac na zlepšenie pevnosti a je potrebné ho kombinovať s technológiou presného obrábania (ako je viacnásobné starnutie + nízkoteplotné spracovanie) alebo použiť v spojení s kryogénnym spracovaním, aby sa zohľadnila pevnosť aj presnosť. V praktických aplikáciách je potrebné urobiť komplexný výber na základe štruktúry dielu, nákladového rozpočtu a výrobného cyklu.
