آنیل فلز چیست؟ بررسی انواع آنیل فلز و کاربرد آن

آنیل فلز یا همان بازپخت یکی از مهم‌ترین روش‌های حرارتی است. معمولا به جهت بهتر کردن خاصیت‌های مکانیکی، کششی و مقاومتی مقاطع فولادی و متریال‌های فلزی مورداستفاده قرار می‌گیرد. به‌طورکلی امکان شکستن و ازبین‌رفتن قطعه‌های فلزی در هر نوع استفاده‌ای وجود دارد. اگر کارخانه قصد به ارائه کیفیت بالاتر از یک فلز داشته باشد می‌تواند به سراغ آنیل فلز برود. همین‌طور این روش سبب جلوگیری از رخدادهای وقایعی چون خرد شدن، کج شدن و همین‌طور ترک برداشتن فلز نیز می‌شود. در نهایت شرکت‌های تولیدکننده یا سازندگان قطعاتی که در صنعت استفاده می‌شود از این روش استفاده می‌کنند. وقتی روی فلز سرد کاری انجام می‌گردد قطعه دچار تنش می‌شود. جهت دریافت آخرین قیمت ورق گالوانیزه در سایت پیوان میتوانید کلیک کنید.

کار سرد تغییر شکل پلاستیکی در دمای کم‌تر از تبلور مجدد خواهد بود. علاوه‌برآن فرایند گرم و سردکردن ماده در شرایطی مشخص عملیات حرارتی نام می‌گیرد. درگذشته با فرو بردن شمشیر در آب سرد استحکام آن بالاتر می‌رفت که به‌نوعی خودش آنیل است. عمر استفاده از متریال‌های فولادی در این روش بسیار بالاتر می‌رفت و یکی از قدیمی‌ترین تکنیک‌های بهبود استحکام است. به‌اصطلاح آنیل فلز باعث شوک خوردن آن می‌شود. به‌طورکلی هدف از آنیل کردن افزایش مقاومت فلزات می‌باشد.

بیشتر بخوانید: آشنایی با ریخته گری شمش و کاربرد صنعتی آن

انواع آنیل فلز چگونه است؟

در ادامه به بررسی روش‌های آنیل کردن فلزات می‌پردازیم. به‌طورکلی چند مدل آنیل وجود دارد. حالت اول به‌صورت هم دما است.

• آنیل فلز هم دما

در این روش فولاد در دو دمای متفاوت و مختلف حرارت گرفته و سپس ابتدا دمای قطعه تا دمایی بالاتر از دمای بلوری شدن بالا می‌رود. پس از این اتفاق و باگذشت مدت زمانی تا دمایی مشخص دمایی با حرارت بالاتر از حد اتاق معمولی، به‌سرعت عملیات سرد شدن انجام می‌گردد. در مرحله بعدی بعد از مدت‌زمان مشخص نگه‌داری، دمای قطعه با سرعت بالاتری کاهش‌یافته و بر خلاف روش‌های آنیل کردن به‌صورت کامل در این روش هم دما و هم زمان به میزان کم‌تری نیاز خواهد بود. البته روش این روش نسبت به حالت بعدی کمی ساده‌تر است و روش آنیل کامل معمولاً سخت‌تر انجام می‌شود. در مرحله بعد با وجود سختی که در قطعه در روش دوم وجود دارد. می‌توان از آن برای فولادهایی با آلیاژهای سختی بالا استفاده کرد.

• آنیل فلز کامل

در این روش نیز وقتی در مورد آنیل فلز صحبت می‌کنیم منظورمان این است که دما را تا حد مشخصی بالا ببریم و در نهایت بعد از مدت زمانی با سرعت کم‌تر خنک شود. در مرحله بعدی و در این روش سرعت سرد شدن معمولاً 0.02 درجه سانتی‌گراد بر واحد ثانیه می‌باشد و برای سردکردن قطعه با این سرعت عموماً می‌توان از سیستم‌های کوره درون حرارت استفاده کرد که البته باید در این مورد دقت زیادی را به کار برد. بالا و پایین شدن بیش از حد دما می‌تواند نتایج متفاوتی را در برداشته باشد. ضمن این که کیفیت متریال فلز بر اساس آنیل فلز در آنیل کامل معمولاً تا حد زیادی بالاتر است.

• آنیل انحلالی

در این روش معمولاً از فولادهای ضدزنگ و آلیاژهای نیکل با درصد بالا استفاده می‌شود و بیشترین کاربرد آن در فولادهای ضدزنگ آستنیتی است. همین‌طور در این روش مقاومت به حرارت و خوردگی به‌مراتب بهتر می‌شود و در آنیل انحلالی قطعه تا دمایی که ساختار تک‌فاز ایجاد می‌گردد گرم می‌شود. در نهایت با استفاده از کوئنج در آب یا هوای خنک تا دمای اتاق مانع از ایجاد کاربردی می‌شود. در طول سریع سردکردن فلز مقاومت بیشتری پیدا می‌کند. ضمن این که در مرحله بعدی عملیات پیر سختی یا رسوب سختی انجام می‌شود. به‌نحوی‌که تنها رسوباتی که در حین رسوب سختی ایجاد می‌شوند در محصول وجود داشته باشد.

از طرفی سختی نهایی استحکام و سایر خواص مکانیکی معمولاً از پس پیرسازی تعیین می‌شود و می‌توان گفت که یک متریال فلزی حالا مقاومت لازم را دارد یا خیر. در واقع امروزه شرکت‌های بزرگ نیز از این فرایند برای مقاوم‌سازی متریال‌های فلزی خود استفاده می‌کنند و در نوع خودش یکی از برترین روش‌ها به‌حساب می‌آید. هدف آنیل کردن در این روش استفاده از ویژگی‌های مقاومتی نهفته در فلزات است که حالا پدید می‌آید و می‌تواند سبب بهترشدن پروژه کلی شود.

بیشتر بدانید: نوردکاری فولاد و نحوه اجرا

منظور از کوره آنیل چیست و چند نوع دارد؟

به‌طورکلی پروسه آنیل کردن ممکن است در دو مدل کوره انجام شود. این کوره‌ها هرکدام ساختار و ویژگی‌های خاصی دارند. نوع اول آنیل فلز در کوره‌های تک پایه‌ای انجام می‌شود. این کوره‌ها دارای کوره برای هر پایه هستند و این پایه‌ها به شکل صفحه‌های دورانی و دایره‌ای‌شکل طراحی شده‌اند که بخش داخلی آن‌ها نسوز است. علاوه‌برآن مرکز و بخش اصلی این کوره‌ها محل استقرار و قرارگیری شافت است و مجراهای گاز نیز از همین سمت عبور می‌کنند. همین‌طور روی صفحه فولادی داخلی کوره و خو صفحه و جدارهای نسوز داخل کلاهک ساختار تماماً نسوز می‌باشد. در نهایت ممکن است اطراف کلاهک با استفاده از روش‌هایی مثل ریختن شن، واشر بندی پلاستیکی و سیستم آب و روغن به‌خوبی آب‌بندی گردد که در صورت استفاده مداوم دچار نشتی و مشکل نشود.

روش بعدی کوره آنیل چند پایه ای است که بر خلاف مدل های تک پایه از چند پایه تشکیل شده است. درنهایت کلاف ها به صورت عمودی و روی چند پایه چید خواهند شد. در مقابل پس از این که وارد کوره می‌شوند. عملیات آنیل فلز آغاز می‌شود و این مدل مصرف انرژی فوق العاده بیشتری دارد اما از نظر قیمت ارزان تر به حساب می آید.

اجزای کوره‌های آنیل نیز شامل فن برای گردش هوا، سیستم پاشیدن سوخت، مشعل، قسمت پیش گرم هوای احتراقی، تنظیم‌کننده میزان ترکیب هوا و سوخت و کلاهک محافظ می‌شود. علاوه‌برآن محفظه‌ای نیز ساخته می‌شود که معمول گاز محافظ درون آن نگه‌داری می‌شود و سبب می‌گردد که شعله‌ها به‌صورت مستقیم با کلاف‌ها برخورد نکنند. ازاین‌رو یکی از مهم‌ترین بخش‌های کوره آنیل فلز به‌حساب می‌آید.

بیشتر بخوانید: شمش فولادی چیست؟

مهم‌ترین کاربردهای آنیل کردن در دنیا

به‌طورکلی در حین آنیل فلز ممکن است متریال تا حد زیادی سخت شود. در این صورت این سبب می‌شود که فلز ترک بخورد و یا این که دچار خردشدگی شد. در این مورد وقتی از عملیات آنیل فلز استفاده می‌شود معمولاً کار با قطعه بدون شکستگی صورت می‌گیرد و زمانی این اتفاق رخ می‌دهد که بازپخت تنش‌های مکانیکی تولید شده در حین سنگ‌زنی به طور کامل آزاد می‌شود. علاوه‌برآن عملیات حرارتی در پروسه آنیل کردن فلز عموماً برای مقاطعی مورداستفاده قرار خواهد گرفت که امکان آنیل کردن آن‌ها بر پایه حرارت‌پذیری وجود دارد.

ضمن این که امکان آنیلینگ مس، برنج، آلومینیوم و… نیز وجود دارد. البته کل پروسه آنیل کردن برای: بهبود وضعیت ماشین‌کاری روی فلزات، افزایش قدرت هدایت الکتریکی و رسانایی، کاهش میزان سختی و افزایش انعطاف‌پذیری، کاهش تنش‌هایی که سبب آسیب می‌شود و ایجاد ساختار کلی یکنواخت مورداستفاده قرار می‌گیرد.

در نهایت آنیل فلز یکی از عملیات‌های حرارتی محبوب و مهم است که در دنیا مورداستفاده قرار می‌گیرد و معمولاً بدون نیاز به عملیات حرارتی استفاده خواهند شد. درصورتی‌که قصد خرید یک متریال فلز خاص را دارید. باید در مورد عملیات حرارتی که روی آن صورت‌گرفته است اطلاعات کافی را داشته باشید.

بیشتر بخوانید: همه چیز درباره شمش فولادی که بهتر است بدانید!

مس به چند روش آنیل می‌شود؟

به‌طورکلی برای آنیل کردن مس از دو روش استفاده می‌شود. روش اول انباشتی است که کم‌تر مورداستفاده قرار می‌گیرد و به‌نوعی تکنولوژی قدیمی به‌حساب می‌آید. در مقابل این روش به این صورت است که مجموعه‌ای از مس‌ها به‌صورت رشته شده در داخل کوره حرارت می‌بینند و پس از آن خنک می‌شوند. برای جلوگیری از اکسید شدن مفتول در حین گرما لازم است که محفظه هوایی نداشته باشد و یا بهتر است بگوییم که خلأ باشد. در نهایت این روش کند است و پروسه‌ای طولانی دارد. مس در لایه زیرین قرار می‌گیرد و به همین علت ممکن است شرایط آنیل یکنواخت در تمامی مس‌ها وجود نداشته باشد. مثلاً برخی مس‌ها در لایه رویی هستند.

اطلاعات بیشتر در نحوه و فرمول محاسبه وزن آهن‌آلات

ضمن این که روش دیگری تحت عنوان پیوسته وجود دارد که برای آنیل شدن مس در حال حاضر بیشتر مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این روش سرعت بالای پروسه یک مزیت است و این باعث می‌شود که محصول باکیفیت باشد. همین‌طور خود آنیل از نوع پیوسته دارای دسته‌بندی‌های آنیل فلز القایی و مقاومتی است. همین‌طور آنیل به روش پیوسته از پرکاربردترین شیوه‌ها در دنیا به‌حساب می‌آید. معمولاً در این روش سه‌نقطه مجزا در دستگاه وجود دارد که فلز به‌مرور وارد آن‌ها می‌شود. ناحیه اول بخش پیش گرم‌کننده، مرحله دوم و ناحیه دوم کوره و در نهایت خنک‌کننده یا خشک‌کننده است.

فرق نرماله سازی و آنیل کردن فلز در چیست؟

معمولاً این پرسش هم مطرح می‌شود که فرق اصلی میان آنیل کردن و نرماله سازی چیست. در این مورد باید بگوییم که دمای قطعه یا فولاد در نرماله کردن معمولاً بالاتر از دمایی است که در آنیل مورداستفاده قرار می‌گیرد. بعد ار حرارت دیدن در نرماله کردن قطعات فولادی در هوا خنک می‌شوند. درصورتی‌که این پروسه در کوره و در بخش آنیل انجام می‌شود و از این نظر متفاوت است.

از طرفی قطعات فولادی که در حالت نرماله حرارت می‌بینند استحکام فوق‌العاده‌ای دارند و همین‌طور دانه‌های آن‌ها ریزتر است. در نتیجه در موارد حساس‌تر از نرماله کردن استفاده می‌شود. البته باید خاطرنشان شویم که هر دوی آن‌ها جز محبوب‌ترین روش‌ها هستند که در صنایع مختلف می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. در حال حاضر این روش ها به کرات در شرکت های بزرگ تجارت فلز مورد استفاده قرار می‌گیرند. از طرفی جز محبوب‌ترین تکنیک‌ها برای افزایش مقاومت ساختاری فلزات در دنیا و ایران به حساب می‌آیند.