Iga CNC-masinamees teab, milline frustratsioon pärast kuumtöötlemist mõõtmeid nihutab. Masinale ideaalselt mõõdetud ava muutub ovaalseks. Lame pind kõverdub madalaks tassiks. Mikronites hoitud kriitilised tolerantsid triivivad ootamatult üle vastuvõetavate piiride. Algpõhjus peitub selles, kuidas kuumtöötlus muudab metalli sisemist struktuuri. Paljude kuumtöötlusprotsesside hulgas on lõõmutamine ja kustutamine spektri vastassuunalised otsad. Nende erineva mõju mõistmine mõõtmete stabiilsusele aitab masinistidel valida õige protsessi ja ennustada töötlemisjärgseid muutusi.
Lõõmutamine on aeglane, kontrollitud kuumutamis- ja jahutamisprotsess. Metalli kuumutatakse teatud temperatuurini, hoitakse seal, et võimaldada ümberkristallumist, ja seejärel jahutatakse väga aeglaselt, sageli ahju enda sees. See aeglane jahutamine annab aatomitele aega pingevabaks tasakaalustruktuuriks. Terase puhul tekitab lõõmutamine pehme, plastilise ferriidi ja perliidi mikrostruktuuri. Alumiiniumi puhul eemaldab lõõmutamine külma töö mõju ja loob pehme, täielikult ümberkristalliseeritud terastruktuuri. Lõõmutamise peamine mõõtmete omadus on minimaalne moonutus. Kuna metallil ei esine kunagi äkilisi termilisi gradiente ega faasimuutusi, mis hõlmavad ruumala muutusi, väljuvad osad lõõmutamisel põhiliselt samade mõõtmetega, mis need sisse läksid. Eelmisest töötlemisest või külmtöötlemisest tekkinud jääkpinged leevendatakse järk-järgult ja ühtlaselt.
See muudab lõõmutamise eelistatud valikuks osade jaoks, mis on juba töötlemata töödeldud peaaegu võrgukujuliseks ja nõuavad lõplike mõõtmete stabiilsust. Keerulised komponendid, nagu vormialused, rakiseplaadid ja täppiskorpused, läbivad sageli jämetöötlus- ja viimistluslõigete vahel pinget leevendavat lõõmutamist. Protsess kõrvaldab sisemised pinged, mis põhjustavad lõpliku töötluse ajal väände. Praktiline näide on suur alumiiniumplaat, mis on ühelt poolt taskusse pandud. Ilma lõõmutamiseta põhjustaks töötlemisest tulenev tasakaalustamata pinge plaadi kummardumist. Stressi leevendav lõõmutamine 350 kraadi Fahrenheiti juures mõne tunni jooksul, millele järgneb aeglane õhujahutus, taastab stabiilsuse enne viimistlevate lõigete tegemist.
Jahutamine on seevastu kiire jahutusprotsess. Metalli kuumutatakse austenitiseerimistemperatuurini ja seejärel sukeldatakse vette, õlisse või polümeeri. See kiire jahutamine püüab süsinikku terase üleküllastunud tahkes lahuses, mida nimetatakse martensiidiks. Martensiidil on kehakeskne tetragonaalne kristallstruktuur, mis on mahult suurem kui algsel austeniidil. Mahu järsk suurenemine toimub ebaühtlaselt, kuna osa erinevad osad jahtuvad erineva kiirusega. Õhemad osad jahtuvad kiiremini, muutuvad varem ja laienevad, samas kui paksemad osad on endiselt kuumad ja plastilised. See mittevastavus tekitab tõsiseid sisemisi pingeid ja põhjustab sageli mõõdetavaid moonutusi. Sirge võll võib kummarduda. Ümmargune auk võib muutuda ovaalseks. Lame taldrik võib kujundada nõude kuju, mille paksus on mitu tuhandikku tolli paksuse kohta.
Karastamisel tekivad ka jääkpinged, mis jäävad detaili lukustatuks. Need pinged ei põhjusta koheseid moonutusi, kui detail on terve, kuid niipea, kui materjal on järgneval töötlemisel eemaldatud, tasakaal nihkub ja detail liigub. Seetõttu teatavad paljud kauplused, et karastatud ja karastatud terasosade mõõtmed muutuvad järsult lihvimise või kõva treimise ajal. Lahenduseks on karastamise või stressi leevendamise etapp kohe pärast kustutamist. Karastamine soojendab karastatud osa uuesti mõõduka temperatuurini, mis võimaldab pinget veidi leevendada, kaotamata kõvadust. Isegi karastamise korral ei ole karastatud osa mõõtmetelt nii stabiilne kui lõõmutatud osa. Martensiitsest teisendusest tulenevat fundamentaalset mahumuutust ei saa tagasi võtta.
Rakendustes, mis nõuavad nii suurt kõvadust kui ka mõõtmete stabiilsust, on tõestatud jada töötlemata töötlemine, seejärel karastamine ja karastamine ning seejärel masin viimistlemine. Viimistlustöötlusetapp eemaldab moonutatud naha ja loob nüüd stabiilsest materjalist lõplikud mõõtmed. See lähenemisviis nõuab aga lisaaega ja võib kontsentrilisuse kaotada. Alternatiiviks on kasutada austempering või marquenching, mis on modifitseeritud karastusprotsessid, mis vähendavad termilisi gradiente. Need eriprotsessid tekitavad vähem moonutusi, kuid maksavad rohkem ja nõuavad rangemat protsessikontrolli.
Materjali valik on samuti oluline. Õhkkarastavad tööriistaterased nagu A2 või D2 moonutavad karastamise ajal palju vähem kui vesikarastavad terased nagu W1. Kriitiliste osade puhul võib probleemi kõrvaldada madala moonutusega terase või sademekindla roostevaba terase (nt 17 4 PH) määramine. Sademete kõvenemisel kasutatakse suhteliselt aeglast õhkjahutus- ja vananemistsüklit, mis ühendab suure tugevuse suurepärase mõõtmete stabiilsusega.
CNC-poodide praktiline reegel on lihtne. Kui detail nõuab kõrget kõvadust üle 45 HRC ja kulumiskindlust, on vajalik karastamine, kuid pärast kuumtöötlemist planeerige töötlemine. Kui detail vajab töötlemise hõlbustamiseks ainult pingete leevendamist või pehmendamist, on lõõmutamine stabiilne valik. Ärge kunagi kustutage detaili, mis on juba viimistletud lõplike mõõtmeteni. Moonutused kaotavad selle alati. Nende nõuete vahele jäävate osade puhul kaaluge kaheastmelist lähenemist: töötlemata masin, karastamine ja karastamine, seejärel lõpetage masin kõva treimise või lihvimisega. Lisatoimingud maksavad aega, kuid tagavad stabiilsuse. Põhilise erinevuse mõistmine lõõmutamise aeglase rahumeelse ja karastamise vägivaldse, mahtu muutva transformatsiooni vahel on esimene samm prognoositavate, korratavate osade mõõtmete suunas.
