ماشینکاری
ماشینکاری ( Machining) شکل دادن مواد با تراش و برش به وسیله ماشینهای ابزار است.
مقدار قشری که از قطعه اولیه برداشته میشود تا قطعه صیقلی و نهایی ایجاد گردد، اصطلاحا تراش خور نامیده میشود. در ماشینکاری قطعات برحسب نوع کار از ماشینهای تراش، فرز، مته صفحه‌تراش، کله‌زنی، سنگ زنی، تیزکاری و سوراخ‌کن استفاده میشود که معمولاً این قطعات خود محصول فرآیندهای ریخته‌گری، آهنگری، نورد و غیره می‌باشند.
ماشینکاری فلز با وسایل تخلیه الکتریکی پرفرکانس نیز فرآیند نسبتاً جدیدی است که به میزان وسیعی بکار گرفته میشود. این روش برای ماشینکاری اشکال پیچیده و بریدن مقاطع نازک از نیمه‌رساناها و آلیاژهای وسایل فضایی بکار می‌روند.
صفحه تراشی، گرد تراشی، سوراخ کاری، فرز کاری، خان کشی، اره کاری و سنگ زنی از جمله فرآیندهای اصلی عملیات ماشین کاری محسوب می‌شوند.
صفحه تراشی: در این فرآیند ابزار برش توسط بازویی نگه داشته میشود و روی قطعه کار حرکت داده میشود. از آن عموما برای ایجاد سطوح تخت و عموما قطعاتی با ابعادهای بزرگ استفاده میشود. در این روش سطح قطعه کار از کیفیت مناسبی برخوردار نبوده و اصولا خشن بوده و نیز امروزه این روش کمتر مورد استفاده قرار می گیرد.
گرد تراشی: گرد تراشی فرآیندی است که طی آن سطوح خارجی استوانه‌ای و مخروطی ایجاد میشود.در فرآیند گرد تراشی قطعهٔ کار در مقابل یک ابزار تراش تک لبه که بصورت طولی تغذیه میشود می‌چرخد. که بیشتر توسط ماشین های تراش این عمل صورت می پذیرد.
سنگ زنی :نوعی فرآیند برداشت ماده که مستلزم کنش قطعه کار با سنگ ساینده در سرعت بالا با عمق نفوذ کم می‌باشد. انواع روش های سنگ زنی با توجه به نوع ماده ی قطعه کار، وجود دارد. سنگ ها دارای مش(دانه)بندی های مختلف و در قطرها و اشکال گوناگون ساخته می شوند. انواع سنگ ها شامل: ۱- سنگ انگشتی که دارای ابعاد معمولا کوچک و برای پرداخت مورد استفاده هستند. ۲- سنگ زنی خزشی که برای سنگ زنی قطعاتی نظیر پره های توربین گازی بکار برده می شوند.
گرم کردن و سرد کردن زمانبندی شدهٔ فلزات، سرامیک‌ها و آلیاژها را به منظور بدست آوردن خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب، عملیات حرارتی می‌نامند. عملیات حرارتی برای تغییر خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و به ویژه متالورژیکی مواد استفاده میشود. عملیات حرارتی برای مواد غیرفلزی مانند شیشه‌ها و شیشه-سرامیک‌ها نیز بکار می‌رود. دلایل عملیات حرارتی :
- تنش‌زدایی، تنش‌های ناشی از عملیات و فرایندهای تولید
- ریز کردن دانه‌بندی
- افزایش مقاومت به سایش با ایجاد لایه سخت بر سطح و در عین حال افزایش مقاومت به ضربه با به‌وجود آوردن مرکز نرم‌تر در داخل قطعه
- بهبود خواص فولاد به منظور اقتصادی کردن جایگزینی بعضی از انواع ارزان‌تر فولاد به جای انواع گران آن
- افزایش جذب انرژی ضربه فولاد
- بهبود خصوصیات برش در فولادهای ابزار
- بهبود خواص الکتریکی
- تغییر یا بهبود خواص مغناطیسی
عملیات حرارتی فولادها
فولاد از نظر خواص مناسبی که در عمل دارد، یکی از مهمترین مواد فلزی است.
یکی از دلایل عمدهای که می‌توان فولادهایی با خواص مختلف بدست آورد همان
تبدیل ساختمان کریستالی آهن از آلفا به گاما با تغییر درجه حرارت می‌باشد. این تبدیل مطابق با نمودار آهن-کربن می‌تواند در حد زیادی تحت تاثیر کربن قرار گیرد. برای مثال سختی و استحکام در فولادهای سریع سرد شده (آب داده شده) بستگی به میزان درصد کربن موجود در آنها دارد.
- کربن‌دهی سطحی
- بازپخت کامل (آنیلینگ)
- آنیلینگ جهت کروی کردن سمنتیت
- نرماله کردن (نرمالیزاسیون)
- کوئنچ‌کردن
- برگشت دادن (تمپر کردن)
- تنش زدایی
آستنیتی کردن فولاد
آستنیتی کردن فولاد اغلب اولین مرحله عملیات حرارتی است. که برای یکنواخت کردن غلظت کربن در کریستال‌های آستنیت ضروری می‌باشد. و به عنوان کلید کنترل سختی در سخت کردن ( یا آب دادن ) فولاد معروف است. عمل آستنیتی کردن تابع درجه حرارت و زمان می‌باشد. ( عامل درجه حرارت مهمتر از زمان است ) هنگامیکه فولاد به درجه حرارت لازم برای تبدیل شدن به آستنیت می‌رسد ، آستنیت در طی مراحل جوانه زنی و رشد تشکیل می‌گردد. به منظور تبدیل کامل در فولادهای هیپوای تکتوئیدی وای تکتوئیدی اغلب ۳۰ تا ۵۰ درجه سلسیوس بالای درجه حرارت خط A3 حرارت داده خواهد شد. درجه حرارت‌های دقیق را می‌توان از نمودار آهن-کربن انتخاب نمود. عموماً درجه حرارت نباید بسیار بالا انتخاب شود. چرا که آستنیت دانه درشت به وجود می‌آید. که ممکن است باعث شکستگی یا ایجاد ترک در فولاد شود. ( در هنگام سرد شدن سریع از این درجه حرارت )
اندازه دانه‌های آستنیت با بالا رفتن درجه حرارت ، افزایش می‌یابد. این رشد در نتیجه تمایل به کم شدن انرژی آزاد سیستم در اثر کاهش سطح دانه‌است. وقتیکه فولادهای هیپوای تکتوئیدی تا درجه حرارت‌هایی در حد نسبتاً زیاد بالای خط A3 حرارت داده میشود ، علاوه بر رشد دانه‌ای آستنیت کردن در سرد کردن بعدی ممکن است فریت اضافی هم رسوب کند. که بصورت صفحات یا میله‌های طولانی بوده و دانه‌های پرلیت را از این سو به آن سو قطع می‌کند. این نوع ساختار دانه‌ای را ساختار ویدمن اشتاتن می‌نامند. از طرفی اگر درجه حرارت بسیار پایین باشد، بعد از عمل سرد کردن سریع سختی کامل مورد نظر بدست نمی‌آید. تبدیل پرلیت به آستنیت از نوع نفوذ است.
تنش زدایی
اعمال نیرو و یا تغییرات دمایی می‌توانند در قطعه تنشی ایجاد کنند که ممکن است بسیار زیان بار باشد. این تنش‌ها که «تنش‌های باقیمانده» نامیده می‌شوند، می‌توانند سبب تاب برداشتن، ترک برداشتن و یا شکست زودهنگام در حین تولید یا درحین کار شوند. از عوامل تشکیل چنین تنش‌هایی می توان به موارد زیر اشاره کرد: الف- وجود شیب حرارتی یا درواقع عدم سرد شدن یکنواخت قطعه. ب- ماشینکاری و کارسرد
هدف از عملیات تنش گیری آن نیست که تغییرات عمدهای در خواص مکانیکی قطعه اتفاق بیفتد. در این عملیات از ساز و کار بازیابی استفاده میشود و و در واقع تبلور مجدد و تغییرات ریزساختاری در آن انجام نمی‌شود. به منظور تنش زدایی ، قطعات را طی زمان مشخصی زیر دمای A1 گرما می‌دهند. زمان گرما دهی بستگی به دمای عملیات و ابعاد قطعه دارد. هر چقدر که دمای تنش گیری بالاتر انتخاب شود نیاز به زمان کمتری برای عملیات وجود دارد. در این عملیات نرخ گرم شدن و سرد شدن قطعه باید آهسته باشد تا تنش های حرارتی جدیدی به قطعه اعمال نشود.
این عملیات حرارتی به منظور کاهش یا برطرف کردن تمامی تنش‌های ایجاد شده در اثر عملیات تغییر شکل سرد یا در عملیات جوشکاری انجام می‌گیرد. درجه حرارت معمولاً در زیر درجه حرارت A1 و در حدود ۴۰۰ درجه سلسیوس می‌باشد.
منبع : اینترنت
برگردان : ایران ملد
