{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 26

53. S L É VÁ R EN SK É D N Y® – V Y B R A N É P Ř ED N Á ŠK Y

B . S k r b e k V y t v á ř e n í a d i a g n o s t i k a p o v r c h o v ý c h z a k a l e ný c h v r s t e v n a o d l i tc í c h z l i t i ny s l u p í n ko v ý m g r a f i t e m

Vytváření a diagnostika povrchových zakalených vrstev na odlitcích z litiny s lupínkovým grafitem Formation and diagnostics of surface hardened layers on lamellar graphite iron castings Received: 24.08.2016 Received in revised form: 31.08.2016 Accepted: 01.09.2016 669.131.6 : 621.785.5 lamellar graphite cast iron—surface hardening

The principle, impor tance and histor y of the sur face hardening of cast iron. Contribution of high- energy heat sources. Resistance of cast iron to thermal shock s. Formation of a wide circuit of the taint s. The issue of measurement of their depth and hardness— definition of hardening depth on lamellar graphite cast iron. Flaw detec tion layers. Prac tical result s and experience on large castings of machine tools.

doc. Ing. Břetislav Skrbek, CSc. Te c hn i c k á u n i v e r zi t a v L i b e rc i, Fa ku l t a s t ro jní Te c hn i c a l U n i v e r s i t y of L i b e re c , Faculty of mechanical Engineering

360

S l é vá re ns t v í . L X I V . z á ř í – ř í j e n 2016 . 9 –10

Ú vo d K získání lokálních povrchových vrstev (bez přetavení) na litinových výrobcích s vysokou odolností vůči opotřebení a vysokou kontaktní únosností se obecně využívá povrchové tvrzení, kalení a nitridace. Historicky nejstarší aplikace u litin s lupínkovým grafitem souvisí s tvrzením – lití na chladítka umístěná ve formě. Metastabilní (grafitická) krystalizace se nadkritickou rychlostí tuhnutí a ochlazování mění na nestabilní a vzniká ledeburitické eutekikum. Bílá ledeburitická litina podstatně více smršťuje při tuhnutí než litina s lupínkovým grafitem. Povrchová vrstva je namáhána tahovým předpětím a kompenzační tlakové pnutí je pro podklad vrstvy z litiny s lupínkovým grafitem výhodné. Procesy spojené s relativně pomalým ohřevem a překrystalizací matrice v povrchu na austenit plamenem (přenos tepla vedením) a indukcí vířivých proudů vyžadují k dosažení nadkritrické ochlazovací rychlosti ochlazování obvykle vodou. Samovolným ochlazováním by martenzitická přeměna neproběhla. Razantní objemové změny působí tlaková předpětí v povrchové vrstvě a tahová těsně v přechodové zóně. Hloubka s průniku indukovaných proudů závisí na frekvenci f proudu, permeabilitě m a elektrické vodivosti S. V praxi se dosahuje hloubky prokalení až 5 mm. s = 50 · (172,4/(S · µ · f )) ^ 0,5 [mm]

(1)

Kalením indukované praskliny vycházejí u litiny s lupínkovým grafitem (má čtyřikrát vyšší pevnost v tlaku než v tahu) z přechodové zóny. Podstatně menší riziko vzniku prasklin proto přináší indukční povrchové kalení litin s kuličkovým grafitem. Pro co nejrychlejší přeměnu perlitu na austenit je nutno nastavit co nejvyšší přehřátí. Při povrchovém indukčním kalení litinám náleží významně nižší kritická teplota přehřátí než ocelím. Spodní teplotu přeměny A1 přitom litinám výrazně zvyšuje obsah Si. Procesní okno teplot a výdrže povrchového indukčního kalení je pro litiny významně zúženo. Odolnost vůči vzniku trhlin z teplotních pnutí (i lokálním ohříváním) roste s hodnotou Eichelbergova faktoru EF. EF = Rm · λ / (E · α) [1]

(2)

Poměr součinu pevnosti Rm a tepelné vodivosti λ k součinu modulu pružnosti E a teplotní roztažností α je u litin hodnotou větší než u ocelí. Pov r c h ové ka l e n í l a s e r e m Koncentrované zdroje energie se aplikují hlavně pro oceli. Paprsek laseru tak kalí, leguje, taví i řeže. V infračerveném spektru CO2 nebo diodovým laserem lze ohřát i litinu bez zakalení vodou [1], [2]. Nadkritická ochlazovací rychlost impulzem laseru zahřátého povrchu působí intenzivní odvod tepla do studeného vnitřku stěn při vysoké teplotní vodivosti litiny s obsahem 1,5 % Si a 0,7 % Mn v matrici (nízká kritická kalicí rychlost ve srovnání s uhlíkovou ocelí). Rychlost ohřevu 1000 °/s je o řád vyšší než při indukčním ohřevu. Přísun energie činí 1 kW/cm2. Na difuzní přeměnu v austenit není mnoho času. Výchozí matrice musí být proto jemný perlit. Bodový zdroj tepla není pro kalení vhodný. Rastrováním bodové stopy laseru k získání větší zakalené plochy se homogenní plochy zakalené vrstvy nedosáhne (vzájemné popouštění sousedních stop). Pro dlouhé rotační díly proto není kalení laserem optimální. Lépe se fokusací paprsku do úsečky kalí homogenní plošné pásy. Technologičnost konstrukce musí přispívat k minimalizaci deformací a homogenitě struktury kaleného pásma [7]. Optimálním pracovním nastavením úhlu, posuvu a energie a kvality povrchu lze prokalit do hloubky 2 mm pás

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 9-10 2016  

Slevarenstvi 9-10 2016  

Profile for inasport