Kiekvienas CNC staklių meistras žino, koks nusivylimas po terminio apdorojimo keičia matmenis. Puikiai išmatuota anga ant mašinos tampa ovali. Plokščias paviršius susisuka į negilų indą. Kritinės leistinos nuokrypos, kurios buvo laikomos mikronais, staiga nukrypsta už priimtinų ribų. Pagrindinė priežastis yra tai, kaip terminis apdorojimas keičia vidinę metalo struktūrą. Tarp daugelio terminio apdorojimo procesų atkaitinimas ir gesinimas yra priešingi spektro galai. Suprasdami jų skirtingą poveikį matmenų stabilumui, mechanikai gali pasirinkti tinkamą procesą ir numatyti pokyčius po apdorojimo.
Atkaitinimas yra lėtas, kontroliuojamas šildymo ir vėsinimo procesas. Metalas kaitinamas iki tam tikros temperatūros, laikomas ten, kad būtų galima perkristalizuoti, o po to labai lėtai atšaldomas, dažnai pačioje krosnyje. Šis lėtas aušinimas suteikia atomams laiko susitvarkyti į pusiausvyrą be įtampos. Atkaitinant plieną susidaro minkšta, lanksti ferito ir perlito mikrostruktūra. Aliuminio atkaitinimas pašalina šalto darbo poveikį ir sukuria minkštą, visiškai perkristalizuotą grūdėtumo struktūrą. Pagrindinė atkaitinimo matmenų charakteristika yra minimalus iškraipymas. Kadangi metalas niekada nepatiria staigių šiluminių gradientų ar fazių transformacijų, kurios apima tūrio pokyčius, atkaitinimo metu detalės atsiranda iš esmės tų pačių matmenų, kurios buvo įleidžiamos. Bet kokie liekamieji įtempiai, atsiradę dėl ankstesnio apdirbimo ar šalto apdirbimo, mažinami palaipsniui ir tolygiai.
Dėl to atkaitinimas yra tinkamiausias pasirinkimas dalims, kurios jau buvo grubiai apdorotos iki beveik grynosios formos ir reikalauja, kad galutiniai matmenys išliktų stabilūs. Sudėtingi komponentai, pvz., formų pagrindai, fiksavimo plokštės ir tikslūs korpusai, dažnai atkaitinami nuo įtempių tarp grubumo ir apdailos pjūvių. Šis procesas pašalina vidinius įtempius, kurie sukelia deformaciją galutinio apdirbimo metu. Praktinis pavyzdys yra didelė aliuminio plokštė, kuri vienoje pusėje buvo įdėta. Be atkaitinimo, dėl nesubalansuoto apdirbimo įtempimo plokštė susilenktų. Kelias valandas trunkantis kaitinimas 350 laipsnių pagal Farenheitą, po kurio lėtas oro aušinimas atkuria stabilumą prieš baigiant pjūvius.
Priešingai, gesinimas yra greitas aušinimo procesas. Metalas kaitinamas iki austenitinimo temperatūros ir panardinamas į vandenį, aliejų arba polimerą. Šis greitas aušinimas sulaiko anglį persotintame kietame plieno tirpale, vadinamame martensitu. Martensitas turi kūno centre esančią tetragoninę kristalinę struktūrą, kurios tūris yra didesnis nei originalaus austenito. Staigus tūrio padidėjimas vyksta netolygiai, nes skirtingos dalies dalys vėsta skirtingu greičiu. Plonesnės dalys greičiau atvėsta, greičiau transformuojasi ir plečiasi, o storesnės dalys vis dar karštos ir plastikinės. Šis neatitikimas sukuria didelius vidinius įtempius ir dažnai sukelia išmatuojamus iškraipymus. Tiesus velenas gali pasilenkti. Apvali anga gali tapti ovali. Plokščia lėkštė gali suformuoti kelias tūkstantąsias storio colyje indo formą.
Grūdinant taip pat atsiranda liekamųjų įtempių, kurios lieka užfiksuotos dalyje. Šie įtempimai nesukelia tiesioginio iškraipymo, kai dalis yra nepažeista, tačiau kai tik medžiaga pašalinama vėliau apdirbant, balansas pasislenka ir dalis juda. Štai kodėl daugelis parduotuvių praneša, kad grūdinto ir grūdinto plieno dalių matmenys labai keičiasi baigiant šlifuoti arba kietai tekinant. Sprendimas yra atlikti grūdinimo arba streso mažinimo veiksmą iškart po gesinimo. Grūdinant užgesinta dalis vėl įkaista iki vidutinės temperatūros, kuri leidžia šiek tiek atsipalaiduoti, neprarandant kietumo. Tačiau net ir grūdinus, grūdintos dalies matmenys niekada nebus tokie stabilūs kaip atkaitintos. Pagrindinio tūrio pokyčio dėl martensitinės transformacijos anuliuoti negalima.
Tais atvejais, kai reikalaujama ir didelio kietumo, ir matmenų stabilumo, įrodyta seka yra neapdoroti, tada gesinti ir grūdinti, tada baigti. Atlikus apdailos apdirbimo etapą pašalinama iškreipta oda ir iš dabar stabilios medžiagos sukuriami galutiniai matmenys. Tačiau šis metodas reikalauja papildomo sąrankos laiko ir gali prarasti koncentriškumą. Alternatyva yra naudoti austempering arba marquenching, kurie yra modifikuoti gesinimo procesai, kurie sumažina šiluminius gradientus. Šie specialūs procesai sukelia mažiau iškraipymų, bet kainuoja daugiau ir reikalauja griežtesnės proceso kontrolės.
Svarbus ir medžiagų pasirinkimas. Oru kietėjantis įrankių plienas, pvz., A2 arba D2, grūdinimo metu iškreipia daug mažiau nei kietėjantis vandeniu, pvz., W1. Esant kritinėms dalims, nurodant mažo iškraipymo plieną arba kritulių kietėjimo nerūdijantį plieną, pvz., 17 4 PH, problema gali būti pašalinta. Grūdinant krituliais, naudojamas santykinai lėtas aušinimo oru ir senėjimo ciklas, derinant didelį stiprumą ir puikų matmenų stabilumą.
Praktinė taisyklė CNC parduotuvėms yra paprasta. Jei detalei reikalingas didelis kietumas virš 45 HRC ir atsparumas dilimui, gesinimas yra būtinas, tačiau po terminio apdorojimo planuokite baigiamąjį apdirbimą. Jei detalei reikia tik įtempių mažinimo arba minkštinimo, kad būtų lengviau apdirbti, atkaitinimas yra stabilus pasirinkimas. Niekada neužgesinkite dalies, kuri jau buvo baigta iki galutinių matmenų. Iškraipymas visada jį panaikins. Dalims, kurios yra tarp šių reikalavimų, apsvarstykite dviejų etapų metodą: grublėtą apdirbimą, gesinimą ir grūdinimą, tada užbaigkite mašiną kietu tekinimo arba šlifavimo būdu. Papildomos operacijos kainuoja laiko, tačiau garantuoja stabilumą. Suprasti esminį skirtumą tarp lėtos taikios atkaitinimo transformacijos ir žiaurios, tūrį keičiančios gesinimo transformacijos yra pirmas žingsnis link nuspėjamų, pakartojamų dalių matmenų.
