Lämpökäsittelyä

Lämpökäsittelyä on metallien lämmitys- ja jäähdytysprosessi, jonka tarkoituksena on muuttaa metallin mikrorakennetta ja siten sen mekaanisia ominaisuuksia. Yleisintä se on teräksissä, mutta sitä voidaan soveltaa useisiin mete­lialle. Käsittelyn tavoitteina ovat esimerkiksi kovuuden, lujuuden, sitkeyden ja kulutuskestävyyden muokkaaminen, jännitysten vähentäminen sekä parempi koneistettavuus ja käyttöiän pidentäminen.

Perusmenetelmät perustuvat materiaalin lämpötilan hallintaan ja jäähdytysvauhtiin. Karkaistus kohdistuu aineksen korkeaan lämpötilaan, jolloin rakenne muuttuu kovaksi ja hauraskestävyydeksi, kunnes materiaali jäähdytetään hallitusti. Jäähdytys voi tapahtua öljy-, vesi- tai kaasujäähdytyksenä riippuen halutusta nurkkauksesta ja koostumuksesta. Hehkutuksessa materiaali lämmitetään pehmeämmän rakenteen saavuttamiseksi ja jäähdytetään yleensä hitaasti, jolloin kestävyyttä ja työstökäytöstä parannetaan. Temperointi, kytkettynä karkaistukseen, säätää kovuutta ja sitkeyttä pienentämällä haurasrakenteen esiintymistä. Normalisointi tarkoittaa lämmitystä korkeimpaan kieraasiin ja ilmassa tapahtuvaa jäähdytystä, jolla saavutetaan tasaisempi, hienompi rakenne.

Pintakäsittelyt kuuluvat usein lämpökäsittelyn kokonaisuuteen ja tähtäävät vain kappaleen pinnan kovuuden tai kulutuskestävyyden parantamiseen ilman merkittävää vaikutusta sisäiseen rakenteeseen. Tällaisia ovat esimerkiksi pintakovuuskäsittelyt, joihin voi sisältyä hiilipitoisuuden tai lämmönsuojauksen hallintaan liittyviä prosesseja.

Materiaalin valinta ja käyttötarkoitus ohjaavat käsittelyn suunnittelua. Lämpökäsittelyä säätelevät metallin koostumus, haluttu ominaisuus, käytettävä ympäristö sekä tuotteen elinkaaren vaatimukset. Laadunvarmistuksessa käytetään menetelmiä kuten kovuusmittauksia, mikrorakenteen analysointia ja jännitysanalyyseja varmistaakseen toivotut tulokset.