A hőkezelés célja az acélcsövek és precíziós acélcsövek mechanikai tulajdonságainak javítása, a maradékfeszültségek kiküszöbölése, valamint az acélfémek megmunkálhatóságának javítása. A konkrét céloktól függően a hőkezelési folyamatok nagyjából két kategóriába sorolhatók: előkészítő hőkezelés és végső hőkezelés.
Előkészítő hőkezelés
Az előkészítő hőkezelés célja a bedolgozhatóság javítása, a belső feszültségek kiküszöbölése, a kedvező kohászati szerkezet előkészítése a végső hőkezeléshez. Az érintett folyamatok közé tartozik az izzítás, a normalizálás, az öregítés, valamint a kioltás és a temperálás.
(1) Lágyítás és normalizálás
Az izzítást és a normalizálást a melegen megmunkált nyersdarabokon alkalmazzák. A 0,5%-nál nagyobb széntartalmú szénacélokat és ötvözött acélokat gyakran izzítják keménységük csökkentése és a vágás megkönnyítése érdekében. Ezzel szemben a 0,5% alatti széntartalommal rendelkezőket normalizálják, hogy elkerüljék a túlzott puhaságot, amely a szerszám betapadásához vezethet vágás közben. Az izzítás és a normalizálás finomítja a szemcseszerkezeteket, homogenizálja a mikrostruktúrákat, és előkészíti az anyagot a későbbi hőkezelésekhez. Ezeket a folyamatokat jellemzően nyersdarabok gyártása után és nagyoló megmunkálás előtt hajtják végre.
(2) Öregedés kezelése
Az öregítési kezelés elsősorban a nyersdarabok gyártása és megmunkálása során keletkező belső feszültségek kiküszöbölésére szolgál. Az általános precizitást igénylő alkatrészek esetében elegendő egyetlen öregítés a kikészítés előtt a túlzott szállítás elkerülése érdekében. A nagyobb pontossági követelményeket támasztó alkatrészek (például egy koordinátafúró gép doboza) esetében azonban két vagy több öregítési kezelésre lehet szükség. Az egyszerű alkatrészek általában nem igényelnek öregedési kezelést.
Az öntvényeken kívül a gyenge merevségű precíziós alkatrészeket (pl. precíziós ólomcsavarok) gyakran többszörös öregítési kezelésnek vetik alá a durva és félkész megmunkálás között a belső feszültségek kiküszöbölése és a feldolgozási pontosság stabilizálása érdekében. Egyes axiális részek egyengetés után öregedéskezelést is igényelnek.
(3) Kioltás és temperálás
Az oltás és temperálás magában foglalja az oltást, amelyet magas hőmérsékleten történő temperálás követ. Ez az eljárás egységes és finom szemcsés temperált szorbitszerkezetet eredményez, amely felkészíti az anyagot a későbbi felületi kioltás és nitridálás során a deformáció csökkentésére. Így az oltás és temperálás előkészítő hőkezelésként is szolgálhat.
Kiváló átfogó mechanikai tulajdonságainak köszönhetően az edzés és a temperálás a közepes keménységi és kopásállóságú alkatrészek végső hőkezeléseként is használható.
Végső hőkezelés
A végső hőkezelés célja a mechanikai tulajdonságok, például a keménység, kopásállóság és szilárdság javítása.
(1) Kioltás
Az oltás lehet felületi oltás vagy oltás útján. A felületi kioltást széles körben használják a minimális deformáció, oxidáció és széntelenítés miatt. Nagy külső szilárdságot, jó kopásállóságot és jó belső szívósságot és ütésállóságot biztosít. A felülethűtött alkatrészek mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében gyakran előzetes hőkezeléseket végeznek, mint például az edzést és a temperálást vagy a normalizálást. A tipikus folyamatfolyamat a következő: forgácsolás → kovácsolás → normalizálás (vagy lágyítás) → durva megmunkálás → edzés és temperálás → félkész megmunkálás → felületi edzés → befejező megmunkálás.
(2) Karburálás és kvencselés
A karburálás és az oltás alacsony szén-dioxid-tartalmú és gyengén ötvözött acélokhoz alkalmas. Ez a folyamat növeli az alkatrész felületének széntartalmát, ami nagy felületi keménységet eredményez az edzés után, miközben a mag megtartja a közepes szilárdságot, nagy szívósságot és plaszticitást. A karburálás lehet teljes vagy részleges, az utóbbi esetében a karburálás elleni intézkedések (pl. rézbevonat vagy karburálásgátló bevonatok) szükségesek a nem elpárologtatott területeken. A jelentős deformáció és a jellemzően 0,5 és 2 mm közötti karburálási mélység miatt a karburálási folyamatot általában a félkész és a kész megmunkálás között ütemezzük.
A tipikus folyamatfolyamat a következő: forgácsolás → kovácsolás → normalizálás → durva és félkész megmunkálás → karburálás és hűtés → befejező megmunkálás.
Ha egy részben karburált rész nem karburált részét megnövelik, hogy lehetővé tegyék a felesleges karburált rétegek eltávolítását, ezt az eltávolítási lépést a karburálás után, de az oltás előtt kell elvégezni.
(3) Nitridálás
A nitridálás során a nitrogénatomokat beszivárogtatják a fém felületébe, hogy nitrogénvegyületekből álló réteget képezzenek. A nitridált réteg növeli az alkatrész felületi keménységét, kopásállóságát, kifáradási szilárdságát és korrózióállóságát. Mivel a nitridálás alacsony hőmérsékleten, minimális deformációval működik, és vékony réteget hoz létre (általában nem több, mint 0.6-0,7 mm), a nitridálási folyamatot a lehető legkésőbbre kell ütemezni. A nitridálás során bekövetkező deformáció minimalizálása érdekében a vágás után jellemzően feszültségoldó magas hőmérsékletű temperálást végeznek.
