Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и  структуры. Термическая обработка используется либо в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости давлением, либо как операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень свойств детали с дальнейшей обработкой.

Общая длительность нагрева металла при термической обработке складывается из времени собственно нагрева до заданной температуры и времени выдержки при этой температуре. Время нагрева зависит от типа печи, размеров деталей, их укладки в печи; время выдержки зависит от скорости протекания фазовых превращений.

Виды термических операций, используемых на предприятии:

• цементация;
• объёмная закалка;
• отжиг;
• ТВЧ.

Участок термообработки оснащен шахтными и камерными печами с температурой нагрева до 1250 град с микропроцессорным управлением. Габариты шахт 800×2000 мм. Установка индукционного нагрева СЭЛТ-246-160/66 позволяет  производить поверхностную закалку деталей  Ø до 320 мм.

Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.

Цементации подвергают низкоуглеродистые и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.

Закалка – это один из процессов термической обработки металла, после чего прочность заготовки или детали повышается. Объемная закалка практически полностью меняет структуру изделия. Связано это с тем, что нагреваются как поверхностные, так и внутренние слои металла. Результатом объемной закалки становится значительное повышение твердости и износостойкости детали.

Особенности процесса:
Объемная закалка может быть реализована различными способами. При обработке углеродистой стали применяют технологию охлаждения детали в воде. Для легированных сталей функцию закалочной среды выполняет масло. При закалке углеродистой стали, как правило, не предъявляются особые требования к свойствам сердцевины, т.е. сталь после обработки приобретает повышенную прочность при относительно небольшой ударной вязкости. Объемная закалка изделий сложной формы в воде обычно сопровождается появлением внутренних напряжений и, как следствие, возникновением трещин. Поэтому подобные детали производят из легированной стали, механические характеристики которой способствуют лучшей прокаливаемости и обеспечивают возможность использования масла для охлаждения. Масло рекомендовано для закалки изделий, имеющих переменное сечение, резкие изменения формы и острые углы, т.е. для вал-шестерней, шлицевых валов, блочных и двойных зубчатых колес, валов с фланцами, червяков и т.п.

Объемная закалка относится к категории самых простых, наименее трудоемких и достаточно эффективных способов термообработки металла. Данный метод применяется как для углеродистых сталей (конструкционных и инструментальных) при невысоких требованиях к механическим характеристикам сердцевины детали, так и для легированных.   

О́тжиг — вид термической обработки металлов, сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для облегчения механической обработки, улучшение микроструктуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

Виды отжига:
Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: металл нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг.

Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/час. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.

Неполный отжиг заключается в нагреве до температуры между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг.

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах.

Многие ответственные детали работают на истирание и одновременно подвергаются действию ударных нагрузок. Такие детали должны иметь высокую поверхностную твердость, хорошую износостойкость и в то же время не быть хрупкими, т. е. не разрушаться под действием ударов.

Высокая твердость поверхности деталей при сохранении вязкой и прочной сердцевины достигается методом поверхностной закалки.

Из современных методов поверхностной закалки наибольшее распространение в машиностроении находит закалка при нагреве токами высокой частоты (ТВЧ). Такой метод является одним из самых высокопроизводительных методов поверхностного упрочнения металлов.       

Применение нагрева ТВЧ для поверхностной закалки машинных деталей и инструмента позволяет резко сократить продолжительность технологического процесса термической обработки. Кроме того, этот метод дает возможность изготавливать для закалки деталей механизированные и автоматизированные агрегаты, которые устанавливаются в общем потоке механообрабатывающих цехов. В результате этого отпадает необходимость транспортирования деталей в специальные термические цехи и обеспечивается ритмичная работа поточных линий и сборочных конвейеров.