ملخص لعشر طرق تبريد شائعة الاستخدام

هناك عشر طرق تبريد شائعة الاستخدام في عملية المعالجة الحرارية، بما في ذلك التبريد بوسط واحد (الماء، الزيت، الهواء)؛ التبريد بوسطين؛ التبريد المتدرج للمارتنسيت؛ طريقة التبريد المتدرج للمارتنسيت تحت نقطة Ms؛ طريقة التبريد المتساوي الحرارة للبينيت؛ طريقة التبريد المركب؛ طريقة التبريد المتساوي الحرارة قبل التبريد؛ طريقة التبريد المتأخر؛ طريقة التبريد الذاتي؛ طريقة التبريد بالرش، إلخ.

1. التبريد باستخدام وسيط واحد (الماء، الزيت، الهواء)

التبريد بوسط واحد (ماء، زيت، هواء): تُغمر قطعة العمل، بعد تسخينها إلى درجة حرارة التبريد، في وسط تبريد لتبريدها تمامًا. تُعد هذه الطريقة أبسط طرق التبريد، وتُستخدم غالبًا مع قطع العمل المصنوعة من الفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي ذات الأشكال البسيطة. يُختار وسط التبريد بناءً على معامل انتقال الحرارة، وقابلية التصليد، وحجم القطعة وشكلها، وغيرها من خصائصها.

2. التبريد المزدوج المتوسط

التبريد المزدوج: تُسخّن قطعة العمل إلى درجة حرارة التبريد، ثم تُبرّد أولاً إلى درجة حرارة قريبة من نقطة Ms في وسط تبريد ذي قدرة تبريد عالية، ثم تُنقل إلى وسط تبريد بطيء لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة، وذلك للوصول إلى نطاقات درجات حرارة تبريد مختلفة، والحصول على معدل تبريد مثالي نسبيًا. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا للأجزاء ذات الأشكال المعقدة أو قطع العمل الكبيرة المصنوعة من الفولاذ عالي الكربون والفولاذ السبائكي. كما يُستخدم فولاذ الأدوات الكربوني بكثرة. تشمل وسائط التبريد الشائعة الاستخدام الماء والزيت، والماء والنترات، والماء والهواء، والزيت والهواء. عمومًا، يُستخدم الماء كوسيط تبريد سريع، بينما يُستخدم الزيت أو الهواء كوسيط تبريد بطيء. ونادرًا ما يُستخدم الهواء.

3. التبريد التدريجي للمارتنسيت

التبريد التدريجي المارتنسيتي: يُحوّل الفولاذ إلى حالة الأوستنيت، ثم يُغمر في وسط سائل (حمام ملحي أو حمام قلوي) بدرجة حرارة أعلى أو أقل بقليل من درجة حرارة تحول الأوستنيت إلى المارتنسيت، ويُحافظ على هذه الدرجة لفترة مناسبة حتى تصل الطبقات الداخلية والخارجية لقطع الفولاذ إلى درجة حرارة الوسط. بعد ذلك، تُخرج القطع لتبرد بالهواء، ويتحول الأوستنيت فائق التبريد ببطء إلى مارتنسيت أثناء عملية التبريد. تُستخدم هذه الطريقة عادةً مع قطع العمل الصغيرة ذات الأشكال المعقدة والتي تتطلب تشكيلًا دقيقًا. كما تُستخدم هذه الطريقة أيضًا بشكل شائع في تبريد أدوات وقوالب الفولاذ عالي السرعة والفولاذ عالي السبائك.

4. طريقة التبريد التدريجي للمارتنسيت تحت نقطة Ms

طريقة التبريد التدريجي للمارتنسيت تحت درجة حرارة Ms: عندما تكون درجة حرارة الحمام أقل من درجة حرارة Ms لصلب قطعة العمل وأعلى من درجة حرارة Mf، تبرد قطعة العمل بشكل أسرع في الحمام، ويمكن الحصول على نفس نتائج التبريد التدريجي حتى مع الأحجام الكبيرة. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا مع قطع العمل الفولاذية الكبيرة ذات قابلية التصليد المنخفضة.

5. طريقة التبريد المتساوي الحرارة للبينيت

طريقة التبريد المتساوي الحرارة للبينيت: تُغمر قطعة العمل في حمام ذي درجة حرارة بينيت منخفضة للفولاذ، بحيث يحدث تحول البينيت الأدنى، وتُترك عادةً في الحمام لمدة تتراوح بين 30 و60 دقيقة. تتكون عملية التبريد الأوستنيتي للبينيت من ثلاث خطوات رئيسية: ① معالجة الأوستنيت؛ ② معالجة التبريد بعد الأوستنيت؛ ③ معالجة البينيت المتساوية الحرارة؛ وتُستخدم هذه الطريقة عادةً في سبائك الفولاذ، والفولاذ عالي الكربون، والأجزاء الصغيرة، ومسبوكات الحديد المطاوع.

6. طريقة التبريد المركب

طريقة التبريد المركب: يتم أولاً تبريد قطعة العمل إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة التحول المارتنسيتي (Ms) للحصول على المارتنسيت بنسبة حجمية تتراوح بين 10% و30%، ثم يتم تبريدها بدرجة حرارة ثابتة في منطقة البينيت السفلية للحصول على بنية المارتنسيت والبينيت لقطع العمل ذات المقطع العرضي الأكبر. وهي شائعة الاستخدام في قطع عمل فولاذ الأدوات السبائكي.

7. طريقة التبريد المسبق والتبريد المتساوي الحرارة

طريقة التبريد المتساوي الحرارة المسبق: تُعرف أيضاً باسم التبريد المتساوي الحرارة بالتسخين، حيث تُبرّد القطع أولاً في حمام ذي درجة حرارة منخفضة (أعلى من درجة حرارة التحول الأوستنيتي)، ثم تُنقل إلى حمام ذي درجة حرارة أعلى لإحداث تحول متساوي الحرارة في الأوستنيت. تُناسب هذه الطريقة قطع الصلب ذات قابلية التصليد الضعيفة أو القطع الكبيرة التي تتطلب معالجة حرارية أوستنيتية.

8. طريقة التبريد والتبريد المتأخر

طريقة التبريد المتأخر: تُبرّد الأجزاء مسبقًا في الهواء أو الماء الساخن أو حمام ملحي إلى درجة حرارة أعلى بقليل من Ar3 أو Ar1، ثم تُجرى عملية التبريد بوسط واحد. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا للأجزاء ذات الأشكال المعقدة والسماكات المتفاوتة على نطاق واسع والتي تتطلب تشوهًا طفيفًا.

9. طريقة التبريد السريع والتطبيع الذاتي

طريقة التبريد السريع والتصليد الذاتي: تُسخّن قطعة العمل المراد معالجتها بالكامل، ولكن أثناء التبريد السريع، يُغمر الجزء المراد تصليده فقط (عادةً الجزء العامل) في سائل التبريد ويُبرّد. عند اختفاء لون اللهب من الجزء غير المغمور، يُخرج فورًا إلى الهواء. عملية تبريد سريع متوسطة. تستخدم طريقة التبريد السريع والتصليد الذاتي الحرارة المنبعثة من اللب غير المبرد تمامًا لنقلها إلى السطح وتصليده. الأدوات الشائعة الاستخدام لتحمل الصدمات مثل الأزاميل والمثاقب والمطارق، إلخ.

10. طريقة التبريد بالرش

طريقة التبريد بالرش: هي طريقة تبريد يتم فيها رش الماء على قطعة العمل. يمكن أن يكون تدفق الماء كبيرًا أو صغيرًا، حسب عمق التبريد المطلوب. لا تُشكّل طريقة التبريد بالرش طبقة بخار على سطح قطعة العمل، مما يضمن طبقة مُقسّاة أعمق من التبريد بالماء. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي للتبريد السطحي الموضعي.