السلام عليكم:إخوتي الكرام المتخصصين في المعالجات الحرارية للمعدن.لدي استفسارين لم أجد لها عندنا في السعودية حل إلى الآن:
الأول:أنا شاب أحب الصيد كثيرا وعندي بندقيتين صيد شوزن(الرش) قديمات أردت أن أصبغ واحدة منها بويا فدلني أحد الإخوة للطريقة وهي (تسخين) الماسورة والقطع الخارجية بعد إبعاد الاسبرنقات والقطع الصغيرة ومن ثم غمسها في الزيت المحروق(السيارات).
وفعلا قمتُ بتسخين الماسورة على نار الفرن المنزلي إلى درجة أصبحت معها ساخنة هي والقطع الأخرى وغمستها في الزيت المتسعمل للسيارات،وكررت العملية أربع مرات تقريبا فكانت النتائج ممتازة حيث أصبحت هذه القطع الحديدية كأنها مصبوغة شد بلدها.لكن جاءني شخص بعد ذلك وقال:هذا خطأ لأن الحرارة تفقد الحديد متانته وصلادته وتجعله ضعيفا.وقال خلاص يا عمنا ارميها في الزبالة!!
والبندقية الثانية حدث فيها شطب فذهبت بها ورشة تصليح المكيفات وقام المعلم بوضع قضيب اللحام (الأصفر) على منطقة الكسر وسلط عليه نار الأكسجين حتى ملأ المنطقة باللحام وسلط عليها نار الأكسجين مدة عشر دقائق تقريبا حتى احمرت ومن ثم عرضها للهواء العادي قليلا ثم لهواء المكيف حتى بردت.وجاءني صاحبي وقال:هذا خطأ لأن هذي الطريقة أفقدت الحديد متانته وصلادته.وجاءني آخرين وقالوا لي عكس ذلك فتركوني متحير.فأرجو منكم أن تفصلوا لي الإجابة فأنتم أساتذتنا وعلماؤنا.
الحقيقة اخى الفاضل
موضوع المعالجة الحرارية للمعادن وللصب الخاص بمواسير البنادق والخاص بالعدد مجال واسع
وسوف اشرح لك موجز بسيط للتعرف على هذا العلم وهو يخضع للخبرة والتجارب العملية وتنفيذة بكل دقة للحصول على نتائج افضل وجيدة
الليك بعض الشرح:
عمليات المعالجات الحرارية للخامات
والسبائك لعمليات التشغيل
تعريف المعالجات الحرارية:
هي تسخين المعدن إلى درجة حرارة معينة ثم الأحنفاظ به عند تلك الدرجة لفترة من الزمن ثم التبريد بمعدل محدد.
وتجرى عمليات المعالجة الحرارية لتغيير خواص المعدن ومنها:
- زيادة الصلادة.
- زيادة المطيلية والمتانة.
- زيادة قابلية المعدن لعمليات التشكيل والتشغيل.
- إزالة الأجهادات الداخلية الناتجة عن عمليات التشغيل.
- إزالة تأثيرات عمليات التشكيل على البارد.
والمعالجة الحرارية هي عملية يتم فيها تسخين وتبريد الفلزات الجامدة وسبائكها بطريقة معينة للحصول على الخواص المطلوبة ، ولا تستخدم فقط للفلزات والسبائك الحديدية ولكن أيضا للفلزات والسبائك غير الحديدية وسنتعرض إلى المعالجة الحرارية للصلب فقط حيث أنه الأكثر أهمية وشيوعا.
ومن ضمن العمليات الخاصة بالمعالجة الحرارية أجراء العمليات التالية حسب استخدام وطبيعة الجشغلة :
أ- التقسية: Hardening
عملية تسخين الصلب إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة بقليل ثم تبريده فجأة في أي وسط مناسب (زيت, ماء, هواء) و ذلك لزيادة صلادة الصلب.
ب- التخميرAnnealing :
تسخين الصلب المقسى أو المصلد إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة ثم تبريده ببطئ لإزالة قصافته الناتجة عن عمليات التشغيل على البارد
جـ- المراجعة: Tempering
تسخين الصلب المقسى أو المصلد إلى درجات مختلفة تحت درجة حرارته الحرجة ثم تبريده بهدف تقليل صلادته العالية و قصافته. كلما ارتفعت درجة الحرارة التي يراجع عليها كلما قلت صلادته و زادت ليونته
د- الاستعدال: Normalizing
تسخين الصلب إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة ثم تركه يبرد فى الهواء الساكن الأمر الذي يؤدي إلى تغيير شكله البلوري الداخلي
هـ- التغليف: Case Hardening
الهدف من تغليف السطح الخارجي للمعادن هو الحصول على طبقة خارجية صلدة تقاوم الاحتكاك و التآكل مع ترك قلب الجزء الداخلي لدينا و تتم هذه العملية بإدخال الكربون على السطح الخارجي و تسمى هذه العملية بعملية الكربنة.
من مزايا الصلب السبائكى فى التبريد هامة جدا على الأشكال المعقدة للعدد والأسطمبات ومواسير البنادق بأنه يبرد فى الهواء أو فى أفران درجة حرارتها مناسبة فلا يعطى اجهادات على الشغلة واحتمال الشروخ منعدم تماما لان السبائك تعطى الصلب منحنى تبريد مناسب فى الزمن للتحول فى وقت مناسب لان المنحنى يكون أقصى اليمين فيبرد الشغلة بدون خلط فى البنيان الداخلي قبل الوربايت والنورستايت وهذه البنية طرية أقل من المارتنسايت فتكون الشغلة غير صالحة للتشغيل وهذا يحدث فى الصلب الكربوني لعدم وجود السبائك فى التركيب.
ملاحظات هامة جدا يجب أن تراعى عند تقسية عدد القطع والشغلات المصنعه منه:
أ- للأهمية يجب أن يراعى عند اختيار قطعة صلب سرعات عالية ( HSS) ليتم تشكيلها إلى قطعة عدة يجب أن نختار مقاس أكبر من المطلوب من جميع الجهات بحوالى 4- 6 مم إذا كانت قطعة الصلب فى حدود 100 سم لآن الشركات المصنعة للصلب تحذر بذلك ويوجد جدول لينظم العلاقة بين المقاسات المختلفة لإزالة الزيادة من جميع الجوانب لآن هذه الزيادة بها اختزال والصلب والسبائك محروقين غير صالحين للتقسية فيما بعد ونجد القلم أو السكينة دائما تبلط وتحتاج إلى سن وهذا ناتج من سحب الصلب على الساخن وحرق السطوح أثناء السحب ويجب إزالة هذه السطوح المختزله.
ب- ويجب مراعاة الأتي عند التقسية حيث يوجد علاقة بين الزمن والحرارة عند تقسية البنط وسكاكين الفرايز وذكور القلاووظ ولقم القلاووظ عند التسخين الأولى تمكث الشغلة حوالي ساعتين فى درجة الحرارة 550 درجة مئوية لإزالة الأجهادات السابقة من عمليات التشغيل على الماكينات السابقة للمعاملات الحرارية.
ثم تخرج الشغلة من الفرن ونضعها فى الفرن الثاني على 800 درجة مئوية لمدة نصف ساعة بعد التأكد بأن الملح الذي فى الفرن معادل حتى لا تحرق الكربون والسبائك على سطح الشغلة بوضع قطعة من الشريط الصلب سمكها حوالي 0.1 مم ومعلومة الكربون ثم تقسي بعد تركها فى الفرن لمدة نصف ساعة ونقوم بكسرها وإذا كسرت يكون الفرن سليم لا يختزل وإذا ثنيت يكون الفرن التقسية غير سليم.
وكذلك فى الفرن الثالث والأخير وتختبر الحرارة فى الفرن الأخير للأهمية عن طريق المعمل ثم يتم حساب الزمن على أساس سمك الحد القاطع فقط دون المقطع بالكامل حتى يكون السطح عالي مع وجود متانة فى قلب العدة لعد الكسر أثناء الاستعمال.
ملاحظة هامة :
مايتم على عدد القطع والخامات الخاصة بالصلب السبائكى المكون من نسبه من الكربون لأكسابةالتقسية والصلادة والصلابة المطلوبة ينطبق على اى منتج يصنع من هذا الصلب ومنه مواسير البنادق.