Sammutus, jota kutsutaan myös karkaisuksi, on teräksen (tai muun seoksen) kuumentamisen ja jäähdyttämisen prosessi, jossa terästä (tai muuta metalliseosta) kuumennetaan ja jäähdytetään suurella nopeudella, jolloin kovuus kasvaa huomattavasti joko pinnalla tai kauttaaltaan. Tyhjiösammutuksessa tämä prosessi tehdään tyhjiöuuneissa, joissa voidaan saavuttaa jopa 1 300 °C:n lämpötila. Sammutusmenetelmät vaihtelevat käsiteltävän materiaalin mukaan, mutta kaasusammutus typellä on yleisin.
Tyhjiökaasun sammutus:
Tyhjiökaasusammutuksessa materiaalia lämmitetään hapettomassa tilassa konvektiolla inertin kaasun (N₂) väliaineessa ja/tai lämpösäteilyllä alipaineessa. Teräs karkaistaan typpivirralla, jolloin jäähdytysnopeutta voidaan säätää valitsemalla ylipaine. Työkappaleen muodosta riippuen voidaan myös valita typpipuhalluksen suunta ja aika. Ajan optimointi ja teräksen lämpötilan säätö suoritetaan prosessin aikana käyttämällä pilottitermoelementtejä, jotka voidaan sijoittaa työkappaleeseen lämmityskammiossa. Tyhjiöuunissa lämpökäsitelty teräs saavuttaa määritellyt lujuus- ja kovuusominaisuudet koko poikkileikkaukseltaan ilman pinnan hiilenpoistoa. Austeniittinen raekoko on hienoa ja se täyttää kansainväliset standardit.
Käytännössä kaikki teknisesti kiinnostavat terässeokset, kuten jousiteräkset, kylmämuokatut teräkset, nuorrutusteräkset, vierintälaakeriteräkset, kuumamuokatut teräkset ja työkaluteräkset, sekä suuri määrä runsasseosteisia ruostumattomia teräksiä ja valurautaseoksia, voidaan karkaista tällä tavalla.
Tyhjiööljyn sammutus
Tyhjiööljysammutus jäähdyttää lämmitettyjä materiaaleja tyhjiööljyllä. Koska varauksen siirto tapahtuu tyhjiössä tai inerttikaasusuojassa uunin tyhjiöpuhdistuksen jälkeen, osan pinta on aina suojattu, kunnes se on kokonaan upotettu öljyyn. Pinnan suojaus on hyvin samanlaista riippumatta siitä, suoritetaanko sammutus öljyssä vai kaasussa.
Merkittävä etu perinteisiin ilmakehän öljysammutusratkaisuihin verrattuna on jäähdytysparametrien tarkka hallinta. Tyhjiöuunilla on mahdollista muuttaa vakiosammutusparametreja – lämpötilaa ja sekoitusta – ja myös muuttaa sammutussäiliön yläpuolella olevaa painetta.
Säiliön yläpuolella olevan paineen muuttaminen aiheuttaa öljykylvyn sisällä paine-eron, mikä muuttaa ilmakehän paineessa määriteltyä öljynjäähdytyksen hyötysuhdekäyrää. Kiehumisvyöhyke on itse asiassa vaihe, jonka aikana jäähdytysnopeus on nopein. Öljynpaineen muutos muuttaa sen höyrystymistä kuorman lämmön vuoksi.
Paineen alentaminen aktivoi höyrystymisilmiön, joka käynnistää kiehumisvaiheen. Tämä lisää sammutusnesteen jäähdytystehokkuutta ja parantaa kovettumiskykyä ilmakehän olosuhteisiin verrattuna. Massiivinen höyrynmuodostus voi kuitenkin aiheuttaa vaippailmiön ja mahdollisesti muodonmuutoksia.
Öljyn paineen nousu estää höyryn muodostumista ja hidastaa haihtumista. Vaippa tarttuu osaan ja jäähtyy tasaisemmin, mutta vähemmän rajusti. Öljyn sammutus tyhjiössä on siksi tasaisempaa ja aiheuttaa vähemmän muodonmuutoksia.
Tyhjiövesisammutus
Prosessi, kuten tyhjiööljyn sammutus, on ihanteellinen ratkaisu alumiinin, titaanin tai muiden materiaalien karkaisuun lämpökäsittelyyn, jotka on jäähdytettävä riittävän nopeasti.
Julkaisun aika: 7.5.2022