آنیل و نورد کاری چیست؟
منظور از فرایند بازپخت فلزات یا آنیلینگ یکی از انواع عملیات حرارتی است که موجب بهبود خواص مکانیکی مواد می‌شود. در این فرایند ماده در معرض گرمایش کنترل‌شده قرار می‌گیرد و سپس با سردشدن تدریجی، تنش‌های داخلی آن کاهش می‌یابد. درنتیجه موجب اصلاح زیر ساختارها و افزایش شکل‌پذیری ماده می‌شود. در آنیل و نوردکاری، اتم‌ها در شبکه کریستالی مهاجرت کرده و میزان تخریب‌های مولکولی ایجادشده کاهش می‌یابد.
درنتیجه آرایش جدید مولکولی منجر به تغییراتی مانند تغییر در سختی و نرمی فلز و شکل‌پذیری آن می‌شود. آنیل کامل، آنیل پیوسته و آنیل هم‌دما برخی از انواع روش های آنیلینگ هستند.
آنیلینگ چیست؟
برای ساخت قطعات فولادی باید مراحل مختلفی انجام شود تا محصولی با بهترین کیفیت تولید شود. فرایند بازپخت فلزات یا آنیلینگ در مراحل پایانی تولید قطعات فولادی انجام می‌شود. منظور از آنیل و نوردکاری یا پخت فلزات عملیات حرارتی است که منجر به ایجاد ساختاری با انعطاف‌پذیری بیشتر و سختی کمتر می‌شود. البته در این فرایند ساختار مارتنزیت تشکیل نمی‌شود.
با استفاده از عملیات آنیل کردن ویژگی‌های فیزیکی مواد تغییر می‌کند. در فرایند آنیلینگ حرارت اعمال شده بر روی فلز بالاتر از دمای تبلور است و بعد از آنیلینگ قابلیت‌های مختلف مانند افزایش قابلیت رسانایی و هدایت الکتریکی، قابلیت ماشین‌کاری، پایداری ابعاد و قابلیت کار سرد تقویت می‌شود.
چرا فرایند بازپخت فلزات مهم است؟
پرس‌کردن و خم‌کردن مواد شکننده و سخت کار دشواری است و انجام آن موجب شکستن ماده می‌شود. فرایند بازپخت فلزات به‌خوبی می‌تواند راه‌حل مناسبی برای این مشکل باشد؛ زیرا با افزایش انعطاف‌پذیری ماده، احتمال شکستگی آن کاهش می‌یابد. علاوه بر این، با استفاده از عملیات آنیل کردن میزان پسماندها کاهش می‌یابد.
به دلیل آنکه حرارت استفاده شده در فرایند آنیل کردن بیشتر از حرارت بلورسازی است تعداد مولکول‌های تخریب‌شده کاهش‌یافته و اتم‌ها آرایش جدید می‌گیرند. همچنین به دلیل صرفه اقتصادی، این روش مناسب‌تر از روش‌های دیگر است و برای رفع ایراد و معایب قطعات فولادی از آن استفاده می‌شود. سایر دلایل اهمیت فرایند آنیلینگ فلزات عبارت‌اند از:
- بهبود استحکام فولاد
- بهبود خواص الکتریکی و مغناطیسی
- ایجاد ساختار ریزدانه
- کاهش تنش‌های مکانیکی فولاد
مراحل مختلف فرایند آنیلینگ
در فرایند بازپخت فلزات ابتدا فلز تحت حرارت افزایشی قرار گرفته و تا مرحله دمای تبلور مجدد تحت حرارت قرار گرفته و مدت‌زمان طولانی در همان دما قرار می‌گیرند. این فرایند موجب افزایش شکل‌پذیری آلیاژ شده و در برابر ضربه مقاومت آن افزایش می‌یابد. این حالت به‌اصطلاح چقرمه نام دارد. بعد از گرم‌شدن، آلیاژ در دمای محیط قرار می‌گیرد تا آهسته‌آهسته خنک شود. عملیات آنیلینگ در سه مرحله انجام می‌شود که عبارت‌اند از:
- مرحله بازیابی یا ریکاوری: در این مرحله با استفاده از کوره یا وسایل گرمایشی دیگر دمای فلز افزایش می‌یابد و با این کار تنش‌های داخلی از بین می‌روند.
- مرحله تبلور دوباره: فلزات در دمای بالاتر از تبلور مجدد ولی زیر نقطه ذوب حرارت داده می‌شوند. این فرایند موجب می‌شود تا دانه‌های جدید بدون هیچ تنش پسماند شوند.
- مرحله رشد دانه: وقتی فلزات با سرعت مشخصی سرد شوند دانه‌های جدید ایجاد می‌شود. بعدازاین فرایند مواد کارایی بیشتری خواهند داشت.
در فرایند بازپخت فلزات گرمایش موجب حرکت اتم‌ها و توزیع دوباره آن‌ها می‌شود؛ درنتیجه نابجایی‌ها در فولاد از بین می‌روند. بعد از خنک‌شدن فلزات فولاد متبلور می‌شود. فرایند آنیلینگ را با بالاترین کیفیت می‌توانید توسط گروه صنعتی نورد پارس تجربه کنید.
انواع روش های آنیل کردن
آنیل کردن به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام از این روش‌ها فرایندهای مخصوص به خود را دارند. رایج‌ترین انواع روش های آنیلینگ که در صنعت انجام می‌شوند به شرح زیر هستند:
1. آنیل کردن کامل
آنیل کردن کامل برای نرم کردن فولاد، ایجاد شرایط مناسب برای دومین انعطاف‌پذیری و دستیابی به ریزساختاری پایدار و یکنواخت استفاده می‌شود. این فرایند شامل مراحل زیر است:
- گرم‌کردن فولاد 30 تا 50 درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای بحرانی بالایی برای فولادهای هیپوائوتکتوئید یا بالاتر از دمای بحرانی پایینی برای فولادهای هیپراوتکتوئید.
- نگه‌داشتن فولاد در این دما برای مدتی (که به آن “غوطه‌وری” گفته می‌شود) برای تغییر در ترکیب‌بندی.
- خنک‌کردن تدریجی فلز که سرعت خنک‌شدن بسته به ترکیب فولاد بین 30 تا 200 درجه سانتی‌گراد در ساعت متغیر است.
2. آنیل کردن فرآیندی
در این مورد از انواع روش های آنیل کردن، فلز به دمایی کمتر از دمای بحرانی یا نزدیک به آن گرم شده، برای مدتی در این دما نگه داشته و سپس به‌آرامی سرد می‌شود. دمای آنیل کردن فرایندی برای فولاد بین 260 تا 760 درجه سانتی‌گراد است. در این فرایند هیچ تغییری در فاز کریستالی رخ نمی‌دهد. این روش معمولاً برای ورق‌ها، سیم‌ها و فولادهای کار سرد استفاده می‌شود.
3. آنیل کردن کاهش تنش
در این مورد از انواع روش های آنیلینگ، فلز به دمای پایین‌تر و تا حدود 650 درجه سانتی‌گراد گرم شده و برای مدتی در کوره نگه داشته می‌شود تا تنش‌های داخلی آن حذف شود. سپس به‌آرامی خنک می‌شود. این فرایند معمولاً برای قطعات ریخته‌گری بزرگ یا سازه‌های جوش داده شده به کار می‌رود. هدف اصلی این فرایند، حذف تنش‌های ناشی از موارد زیر است:
- تغییر شکل پلاستیک
- خنک‌شدن غیریکنواخت
- تغییر فاز
4. آنیل کردن کروی
آنیل کردن کروی فرایندی از بین انواع روش های آنیل کردن است که برای افزایش قابلیت ماشین‌کاری فولادهای کربن بالا و آلیاژی استفاده می‌شود. در این فرایند، فولاد به دمایی زیر دمای A1 (دمای واکنش اوتکتوئید) گرم می‌شود، برای مدتی در آن دما نگه داشته می‌شود و سپس به‌آرامی خنک می‌شود. مدت‌زمان نگهداری در این دما معمولاً بین ۱۵ تا ۲۵ ساعت است. این فرایند عمدتاً برای فولادهای اوتکتوئید و هیپراوتکتوئید، از جمله فولاد ابزار کربنی، فولاد ابزار آلیاژی، فولاد بلبرینگ و غیره به کار می‌رود. این روش ساختار داخلی فولاد را بهبود می‌بخشد و به دو روش انجام می‌شود:
- ماده تا دمای بحرانی پایین (حدود ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد) گرم می‌شود، برای چندین ساعت در این دما نگه داشته می‌شود و سپس خنک می‌گردد.
- گرم و سردکردن متناوب ماده بین دماهای کمی بالاتر و پایین‌تر از دمای بحرانی پایین
- آنیل کردن کروی عمدتاً برای افزایش قابلیت ماشین‌کاری فولاد استفاده می‌شود. این فرایند ماده را برای کوئنچینگ آماده می‌کند، سختی را کاهش می‌دهد و ساختار یکنواختی ایجاد می‌کند. در این فرایند، سمنتیت به شکل کروی تبدیل می‌شود.
5. آنیل کردن ایزوترمال
در فرایند آنیل کردن ایزوترمال، فولاد به دمایی بالاتر از دمای بحرانی بالا گرم می‌شود. فولاد در این دما ساختار آستنیتی به خود می‌گیرد. سپس به‌سرعت تا دمایی بین ۶۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد، یعنی پایین‌تر از دمای بحرانی پایین، خنک می‌شود. برای این خنک‌سازی از تکنیک‌های خنک‌سازی سریع استفاده می‌شود. این دما برای مدت مشخصی حفظ می‌شود تا ساختار همگنی در ماده ایجاد شود. این روش از انواع روش های آنیل کردن معمولاً برای فولادهای کربن پایین و آلیاژی به کار می‌رود تا قابلیت ماشین‌کاری آن‌ها افزایش یابد.
شرکت نورد پارس با سال‌ها تجربه در تولید گرده و ورق آلومینیوم در ضخامت‌های مختلف با دو آلیاژ 1050 و 2011، به یکی از پیشروترین‌ها در صنایع تولید آلومینیوم تبدیل شده است. هدف ما تولید ورق‌های آلومینیوم برای صنایع مختلف با درنظرگرفتن الزامات زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی برای رفع نیازهای مرتبط با صنعت آلومینیوم در میهن عزیزمان ایران و فراتر از مرزها است. برای اطلاعات بیشتر درباره ما می‌توانید همه‌روزه از ساعت 9 تا 16 از طریق تماس با ما، با ما در ارتباط باشید.
6. آنیل کردن نفوذی
این فرایند از انواع روش های آنیلینگ به دلیل نفوذ آهن و کاربیدها به یکدیگر به این نام شناخته می‌شود. در این روش، فولاد تا دمایی بالاتر از دمای بحرانی بالا، یعنی بین ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. گرما در این دما برای مدت ۱۰ تا ۱۵ ساعت حفظ می‌شود. پس از آنیل کردن نفوذی، ساختار ماده با آنیل کردن کامل یا نرمالیزه تصفیه می‌شود.
این روش برای حذف جداشدگی‌های دندریتی و منطقه‌ای در فرایند انجماد و همچنین برای یکنواخت کردن ترکیب و سازمان‌دهی فولادهای آلیاژی بزرگ و شمش‌های باکیفیت بالا استفاده می‌شود.
دریافت خدمات آنیلینگ با نورد پارس
انواع روش های آنیلینگ به بهبود فرایندهای مختلف در صنعت کار با فلزات کمک می‌کنند بدیهی است که روش های آنیل کردن که با تکنیک‌های مختلفی انجام می‌شوند نیاز به دانش تخصصی دارند تا به گرفتن نتیجه مطلوب منجر شود. شرکت نورد پارس با بیش از چهار دهه تجربه در صنعت نورد آلومینیوم و گرده‌های آلومینیومی و با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین توانسته محصولاتی باکیفیت بالا و مطابق با استانداردهای جهانی تولید کند. همکاران ما در مجموعه نورد پارس بااطلاع کامل از کاربردهای آنیل کردن انواع روش‌های آن را اجرا کرده و محصولات مورد نیازتان را در دسترس شما قرار می‌دهند. برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره با همکاران ما در مجموعه در تماس باشید.
