Minden CNC megmunkáló ismeri az alkatrész frusztrációját, amely a hőkezelés után méretet változtat. A gépen tökéletesen mért furat oválissá válik. A lapos felület egy sekély edénybe vetemedik. A mikronon belüli kritikus tűréshatárok hirtelen túllépnek az elfogadható határokon. A kiváltó ok abban rejlik, hogy a hőkezelés hogyan változtatja meg a fém belső szerkezetét. A sok hőkezelési eljárás közül a lágyítás és a kioltás a spektrum ellentétes végét jelenti. A méretstabilitásra gyakorolt eltérő hatások megértése segít a gépészeknek a megfelelő eljárás kiválasztásában és a kezelés utáni változások előrejelzésében.
Az izzítás lassú, szabályozott fűtési és hűtési folyamat. A fémet meghatározott hőmérsékletre melegítik, ott tartják, hogy lehetővé tegye az átkristályosodást, majd nagyon lassan lehűtik, gyakran magában a kemencében. Ez a lassú lehűlés időt ad az atomoknak, hogy feszültségmentes, egyensúlyi szerkezetté rendeződjenek. Az acél esetében a lágyítás lágy, képlékeny mikroszerkezetet hoz létre ferritből és perlitből. Az alumínium esetében az izzítás eltávolítja a hideg munka hatását, és puha, teljesen átkristályosodott szemcseszerkezetet eredményez. A lágyítás legfontosabb dimenziós jellemzője a minimális torzítás. Mivel a fém soha nem tapasztal hirtelen termikus gradienst vagy fázisátalakulást, amely térfogatváltozással jár, az izzítás során az alkatrészek lényegében ugyanolyan méretűek jönnek ki, mint ahogyan bevitték. A korábbi megmunkálásból vagy hidegmegmunkálásból származó maradék feszültségek fokozatosan és egyenletesen mentesülnek.
Emiatt az izzítás az előnyben részesített választás az olyan alkatrészek esetében, amelyeket már durván megmunkáltak, és amelyek stabilitást igényelnek. Az olyan összetett alkatrészek, mint a formaalapok, a vágólapok és a precíziós házak gyakran feszültségmentesítő izzításon mennek keresztül a nagyolás és a simító vágás között. Az eljárás kiküszöböli azokat a belső feszültségeket, amelyek a végső megmunkálás során vetemedést okoznak. Gyakorlati példa egy nagy alumíniumlemez, amely az egyik oldalán zsebre került. Lágyítás nélkül a megmunkálásból származó kiegyensúlyozatlan feszültség a lemez meghajlását okozná. A néhány órán át tartó feszültségcsökkentő lágyítás 350 Fahrenheit-fokon, majd lassú léghűtés visszaállítja a stabilitást a vágás befejezése előtt.
A kioltás ezzel szemben egy gyors lehűlési folyamat. A fémet az ausztenitesítési hőmérsékletre melegítik, majd vízbe, olajba vagy polimerbe merítik. Ez a gyors hűtés felfogja a szenet az acélban lévő martenzitnek nevezett túltelített szilárd oldatban. A martenzit testközpontú tetragonális kristályszerkezettel rendelkezik, amely nagyobb térfogatú, mint az eredeti ausztenit. A hirtelen térfogat-növekedés egyenetlenül következik be, mivel az alkatrész különböző szakaszai eltérő sebességgel hűlnek le. A vékonyabb részek gyorsabban lehűlnek, hamarabb átalakulnak, és kitágulnak, míg a vastagabb részek még forrók és műanyagok. Ez az eltérés súlyos belső feszültségeket hoz létre, és gyakran mérhető torzulást okoz. Egy egyenes tengely meghajolhat. A kerek furat oválissá válhat. Egy lapos tányér vastagságának több ezrelékét is ki tudja alakítani.
A kioltás maradék feszültségeket is bevezet, amelyek az alkatrészben reteszelve maradnak. Ezek a feszültségek nem okoznak azonnali torzulást, amíg az alkatrész ép, de amint az anyagot eltávolítjuk a későbbi megmunkálással, az egyensúly eltolódik és az alkatrész elmozdul. Ez az oka annak, hogy sok üzlet arról számol be, hogy az edzett és edzett acél alkatrészek mérete drámaian megváltozik a végső csiszolás vagy kemény esztergálás során. A megoldás az, hogy az oltás után azonnal beiktat egy temperálási vagy feszültségoldó lépést. A temperálás a kioltott részt mérsékelt hőmérsékletre melegíti fel, ami lehetővé teszi a feszültség lazítását a keménység elvesztése nélkül. A kioltott rész azonban még temperálással sem lesz olyan méretstabil, mint az izzított rész. A martenzites átalakulásból eredő alapvető térfogatváltozás nem vonható vissza.
A nagy keménységet és méretstabilitást egyaránt igénylő alkalmazásoknál a bevált sorrend a nagyoló megmunkálás, majd az edzés és a temperálás, majd a megmunkálás. A befejező megmunkálási lépés eltávolítja a torz héjat, és végleges méreteket hoz létre az immár stabil anyagból. Ez a megközelítés azonban több beállítási időt igényel, és fennáll a koncentrikusság elvesztésének kockázata. Alternatív megoldás az austempering vagy marquenching alkalmazása, amelyek olyan módosított oltási eljárások, amelyek csökkentik a termikus gradienst. Ezek a speciális eljárások kevesebb torzítást okoznak, de többe kerülnek, és szigorúbb folyamatszabályozást igényelnek.
Az anyagválasztás is számít. A légkeményítésű szerszámacélok, mint például az A2 vagy D2, sokkal kevésbé torzulnak az edzés során, mint az olyan vízkeményítő fokozatok, mint a W1. A kritikus alkatrészeknél kis torzítású acél vagy csapadékban keményedő rozsdamentes acél, például 17 4 PH megadása kiküszöbölheti a problémát. A csapadékos edzés viszonylag lassú levegőhűtési és öregedési ciklust alkalmaz, amely a nagy szilárdságot kiváló méretstabilitással ötvözi.
A CNC-műhelyekre vonatkozó gyakorlati szabály egyértelmű. Ha az alkatrész 45 HRC feletti keménységet és kopásállóságot igényel, akkor az oltás szükséges, de tervezze meg a hőkezelés utáni megmunkálást. Ha az alkatrész csak feszültségmentesítést vagy lágyítást igényel a könnyebb megmunkálás érdekében, a lágyítás a stabil választás. Soha ne oltsa ki a már elkészült alkatrészt a végső méretre. A torzítás mindig megsemmisíti. Az e követelmények közé eső alkatrészek esetében fontolja meg a kétlépcsős megközelítést: durva megmunkálás, edzés és temperálás, majd a gép kemény esztergálással vagy köszörüléssel történő befejezése. Az extra műveletek időbe kerülnek, de garantálják a stabilitást. A lágyítás lassú békés átalakulása és a kioltás erőszakos, térfogat-változó átalakulása közötti alapvető különbség megértése az első lépés a kiszámítható, megismételhető alkatrészméretek felé.
