Сврха термичке обраде је да се побољшају механичка својства челичних цеви и прецизних челичних цеви, елиминише заостала напрезања и побољша обрадивост челичних метала. У зависности од специфичних циљева, процеси топлотне обраде могу се широко класификовати у две категорије: припремна топлотна обрада и финална топлотна обрада.
Припремна топлотна обрада
Циљ припремне термичке обраде је побољшање обрадивости, елиминисање унутрашњих напрезања и припрема повољне металуршке структуре за завршну топлотну обраду. Укључени процеси укључују жарење, нормализацију, старење и гашење и каљење.
(1) Жарење и нормализација
Жарење и нормализација се примењују на топло обрађене бланке. Угљенични челици и легирани челици са садржајем угљеника већим од 0.5% се често жаре да би се смањила њихова тврдоћа и олакшало сечење. Насупрот томе, они са садржајем угљеника испод 0.5% се подвргавају нормализацији да би се избегла претерана мекоћа која може довести до заглављивања алата током сечења. Жарење и нормализација такође рафинишу зрнасте структуре, хомогенизују микроструктуре и припремају материјал за накнадну топлотну обраду. Ови процеси се обично изводе након празне производње и пре грубе обраде.
(2) Третман старења
Третман старењем се првенствено користи за елиминисање унутрашњих напрезања насталих током производње и машинске обраде. За делове који захтевају општу прецизност, довољан је један третман старења пре завршне обраде да би се избегао прекомерни транспорт. Међутим, за делове са већим захтевима за прецизношћу (као што је кутија машине за координатно бушење), могу бити неопходна два или више третмана старења. Једноставни делови углавном не захтевају третман старењем.
Осим одливака, прецизни делови са лошом крутошћу (нпр. прецизни водећи завртњи) често пролазе кроз вишеструке третмане старења између грубе и полузавршне обраде како би се елиминисала унутрашња напрезања и стабилизовала тачност обраде. Неки аксијални делови такође захтевају третман старења након исправљања.
(3) Каљење и каљење
Каљење и каљење подразумева каљење праћено каљењем на високим температурама. Овај процес даје уједначену и фино зрну структуру каљеног сорбита, припремајући материјал за смањену деформацију током накнадног површинског гашења и нитрирања. Дакле, каљење и каљење могу послужити и као припремни топлотни третман.
Због својих одличних свеобухватних механичких својстава, каљење и каљење се такође могу користити као завршни термички третман за делове са умереним захтевима за тврдоћом и отпорношћу на хабање.
Финална топлотна обрада
Циљ завршне термичке обраде је побољшање механичких својстава као што су тврдоћа, отпорност на хабање и чврстоћа.
(1) Гашење
Гашење може бити површинско или кроз гашење. Површинско гашење се широко користи због минималне деформације, оксидације и декарбонизације. Нуди високу спољну чврстоћу, добру отпорност на хабање и одржава добру унутрашњу жилавост и отпорност на ударце. Да би се побољшала механичка својства површински каљених делова, често се претходно изводе припремни топлотни третмани као што су гашење и каљење или нормализација. Типичан ток процеса је: сечење → ковање → нормализација (или жарење) → груба обрада → каљење и каљење → полузавршна обрада → површинско каљење → завршна обрада.
(2) Карбуризација и гашење
Карбуризација и гашење су погодни за нискоугљеничне и нисколегиране челике. Овај процес повећава садржај угљеника на површини дела, што резултира високом површинском тврдоћом након гашења, док језгро задржава умерену чврстоћу, високу жилавост и пластичност. Наугљичење може бити потпуно или делимично, при чему су за последње потребне мере против карбуризације (нпр. бакарно превлачење или премази против карбуризације) за подручја која нису угљенисана. Због значајне деформације и дубине карбуризације типично између 0.5 и 2 мм, процес карбуризације је генерално заказан између полузавршне и завршне обраде.
Типичан ток процеса је: сечење → ковање → нормализација → груба и полузавршна обрада → карбуризација и каљење → завршна обрада.
Када се неугљенични део делимично карбуризованог дела увећа да би се омогућило уклањање вишка карбуризованих слојева, овај корак уклањања треба да се деси након карбуризације, али пре гашења.
(3) Нитрирање
Нитрирање укључује инфилтрацију атома азота у металну површину да би се формирао слој азотних једињења. Нитрирани слој повећава површинску тврдоћу, отпорност на хабање, чврстоћу на замор и отпорност на корозију. Пошто нитрирање функционише на ниским температурама уз минималну деформацију и ствара танак слој (обично не више од 0.6-0,7 мм), процес нитрирања треба заказати што је касније могуће. Да би се минимизирала деформација током нитрирања, после сечења се обично врши високотемпературно каљење које ублажава стрес.
