خلاصه‌ای از ده روش معمول کوئنچینگ

ده روش کوئنچ رایج در فرآیند عملیات حرارتی وجود دارد، از جمله کوئنچ تک محیط (آب، روغن، هوا)؛ کوئنچ دو محیط؛ کوئنچ درجه‌بندی شده مارتنزیت؛ روش کوئنچ درجه‌بندی شده مارتنزیت زیر نقطه Ms؛ روش کوئنچ ایزوترمال بینیت؛ روش کوئنچ ترکیبی؛ روش کوئنچ ایزوترمال پیش‌سرمایش؛ روش کوئنچ با خنک‌کاری تأخیری؛ روش کوئنچ خودتمپر کوئنچ؛ روش کوئنچ اسپری و غیره.

۱. کوئنچ تک‌محیطی (آب، روغن، هوا)

کوئنچ تک‌محیطی (آب، روغن، هوا): قطعه کاری که تا دمای کوئنچ گرم شده است، در یک محیط کوئنچ قرار می‌گیرد تا کاملاً خنک شود. این ساده‌ترین روش کوئنچ است و اغلب برای قطعات فولادی کربنی و فولاد آلیاژی با اشکال ساده استفاده می‌شود. محیط کوئنچ با توجه به ضریب انتقال حرارت، سختی‌پذیری، اندازه، شکل و غیره قطعه انتخاب می‌شود.

2. خنک کردن متوسط ​​دوگانه

کوئنچینگ دو محیطه: قطعه کار گرم شده تا دمای کوئنچینگ، ابتدا در یک محیط کوئنچینگ با ظرفیت خنک‌کنندگی قوی تا نزدیکی نقطه Ms خنک می‌شود و سپس به یک محیط کوئنچینگ با خنک‌کنندگی آهسته منتقل می‌شود تا تا دمای اتاق خنک شود و به محدوده‌های دمای خنک‌کنندگی مختلف برسد و سرعت خنک‌کنندگی نسبتاً ایده‌آلی داشته باشد. این روش اغلب برای قطعات با اشکال پیچیده یا قطعات کار بزرگ ساخته شده از فولاد پرکربن و فولاد آلیاژی استفاده می‌شود. فولادهای ابزار کربنی نیز اغلب استفاده می‌شوند. محیط‌های خنک‌کننده رایج شامل آب-روغن، آب-نیترات، آب-هوا و روغن-هوا هستند. به‌طورکلی، آب به‌عنوان محیط کوئنچینگ سریع خنک‌کننده و روغن یا هوا به‌عنوان محیط کوئنچینگ آهسته خنک‌کننده استفاده می‌شوند. هوا به‌ندرت استفاده می‌شود.

۳. کوئنچ درجه‌بندی شده مارتنزیتی

کوئنچ درجه‌بندی‌شده مارتنزیتی: فولاد آستنیته می‌شود و سپس در یک محیط مایع (حمام نمک یا حمام قلیایی) با دمای کمی بالاتر یا کمی پایین‌تر از نقطه مارتنزیت بالایی فولاد غوطه‌ور می‌شود و برای مدت زمان مناسبی نگهداری می‌شود تا سطوح داخلی و خارجی قطعات فولادی پس از رسیدن لایه‌ها به دمای متوسط، برای خنک شدن در هوا خارج می‌شوند و آستنیت فوق سرد شده در طول فرآیند کوئنچ به آرامی به مارتنزیت تبدیل می‌شود. این روش عموماً برای قطعات کوچک با اشکال پیچیده و الزامات تغییر شکل دقیق استفاده می‌شود. این روش همچنین معمولاً برای کوئنچ ابزارها و قالب‌های فولادی پرسرعت و فولاد پرآلیاژ استفاده می‌شود.

۴. روش کوئنچ درجه‌بندی‌شده مارتنزیتی زیر نقطه Ms

روش کوئنچ درجه‌بندی شده مارتنزیت زیر نقطه Ms: وقتی دمای حمام کمتر از Ms فولاد قطعه کار و بالاتر از Mf باشد، قطعه کار در حمام سریع‌تر خنک می‌شود و همان نتایج کوئنچ درجه‌بندی شده را می‌توان در صورت بزرگتر بودن اندازه قطعه نیز به دست آورد. اغلب برای قطعات فولادی بزرگتر با سختی‌پذیری کم استفاده می‌شود.

5. روش کوئنچ ایزوترمال بینیت

روش کوئنچ ایزوترمال بینیت: قطعه کار در حمامی با دمای بینیت پایین‌تر فولاد و ایزوترمال کوئنچ می‌شود، به طوری که تبدیل بینیت پایین‌تر رخ می‌دهد و عموماً به مدت 30 تا 60 دقیقه در حمام نگه داشته می‌شود. فرآیند آستمپرینگ بینیت سه مرحله اصلی دارد: ① عملیات آستنیته کردن؛ ② عملیات خنک‌کاری پس از آستنیته کردن؛ ③ عملیات ایزوترمال بینیت؛ معمولاً در فولاد آلیاژی، قطعات کوچک فولاد پرکربن و ریخته‌گری چدن داکتیل استفاده می‌شود.

6. روش کوئنچ ترکیبی

روش کوئنچ ترکیبی: ابتدا قطعه کار را تا زیر Ms کوئنچ می‌کنند تا مارتنزیت با کسر حجمی 10% تا 30% به دست آید و سپس در ناحیه بینیت پایینی ایزوترم ایجاد می‌کنند تا ساختارهای مارتنزیت و بینیت برای قطعات با مقطع بزرگتر به دست آید. این روش معمولاً برای قطعات ابزار از جنس فولاد آلیاژی استفاده می‌شود.

۷. روش پیش‌سرمایش و کوئنچ ایزوترمال

روش کوئنچ ایزوترمال پیش سرمایش: که کوئنچ ایزوترمال گرمایشی نیز نامیده می‌شود، قطعات ابتدا در حمامی با دمای پایین‌تر (بیشتر از Ms) خنک می‌شوند و سپس به حمامی با دمای بالاتر منتقل می‌شوند تا آستنیت دچار دگرگونی ایزوترمال شود. این روش برای قطعات فولادی با سختی‌پذیری ضعیف یا قطعات کار بزرگی که باید آستمپر شوند، مناسب است.

۸. روش خنک‌سازی و کوئنچ تأخیری

روش کوئنچ با خنک‌کاری تأخیری: قطعات ابتدا در هوا، آب گرم یا حمام نمک تا دمای کمی بالاتر از Ar3 یا Ar1 پیش‌سرد می‌شوند و سپس کوئنچ تک‌محیطی انجام می‌شود. این روش اغلب برای قطعاتی با اشکال پیچیده و ضخامت‌های بسیار متغیر در قسمت‌های مختلف و نیاز به تغییر شکل کم استفاده می‌شود.

۹. روش کوئنچ و خود-تمپر

روش کوئنچ و خودتمپرینگ: کل قطعه کار مورد پردازش گرم می‌شود، اما در حین کوئنچ، فقط قسمتی که نیاز به سخت شدن دارد (معمولاً قسمت کاری) در مایع کوئنچ غوطه‌ور شده و خنک می‌شود. هنگامی که رنگ آتش قسمت غوطه‌ور نشده از بین رفت، بلافاصله آن را در هوا بیرون بیاورید. فرآیند کوئنچ با خنک‌کننده متوسط. روش کوئنچ و خودتمپرینگ از گرمای هسته که کاملاً خنک نشده است برای انتقال به سطح برای خنک کردن سطح استفاده می‌کند. ابزارهایی که معمولاً برای مقاومت در برابر ضربه مانند اسکنه، پانچ، چکش و غیره استفاده می‌شوند.

۱۰. روش اطفاء حریق با اسپری

روش کوئنچ اسپری: روشی برای کوئنچ که در آن آب روی قطعه کار اسپری می‌شود. جریان آب می‌تواند بسته به عمق کوئنچ مورد نیاز، زیاد یا کم باشد. روش کوئنچ اسپری، لایه بخار روی سطح قطعه کار تشکیل نمی‌دهد، بنابراین لایه سخت شده عمیق‌تری نسبت به کوئنچ با آب ایجاد می‌کند. عمدتاً برای کوئنچ سطحی موضعی استفاده می‌شود.