EN 
Kľuková skriňa kompresora prechádza vstupnou kontrolou pri 205 HB, pohodlne v rozsahu na výkrese. O tri týždne neskôr identická súčiastka z ďalšieho odlievacieho stroja s rôznymi trieskami, opotrebováva nástroje dvojnásobnou rýchlosťou a odchádza z upínadla so zdeformovaným vývrtom ložiska. Chemické zloženie je nezmenené, nákres stále vyžaduje normalizovaný stav a údaj o tvrdosti sa líši len o niekoľko bodov. Čo sa zmenilo, bolo chladenie: druhá várka sa po pretrepaní ochladila rýchlejšie, takže väčšia časť jej matrice bola dokončená ako perlit.
To je celý argument pre to, aby sa tepelné spracovanie považovalo skôr za špecifikáciu materiálu než za konečný krok. Chémia nastavuje strop v tvárnej liatine; o tom, čo skutočne dostanete, rozhoduje matica. Nasleduje popis toho, čo robí každé bežné ošetrenie matrici, ktorá úprava vyhovuje ktorej časti a ako napísať požiadavku, ktorú môže zlieváreň merať a certifikovať.
Čo tepelné spracovanie mení a čo nemôže zmeniť
Tvárna liatina je tvárna, pretože jej grafit bol pred odlievaním ošetrený horčíkom alebo vzácnou zeminou, takže stuhla skôr ako uzlíky než vločky. Uzlíky otupia špičku trhliny, ktorú by vločka zostrila, a táto geometria prežije každé bežné tepelné spracovanie. Prehriatie nad cca 1000 °C ho začína poškodzovať, čo je jeden z dôvodov, prečo ošetrovacie okienka nie sú otvorené.
Tepelné spracovanie kontroluje matricu, kov medzi uzlinami. Štyri podmienky pokrývajú takmer všetky komerčné práce:
- Ferit: mäkký, opracovateľný, s vysokou ťažnosťou a matricou plne žíhaných tried.
- Perlit: lamelárny karbid a ferit, pevnejší a tvrdší so zníženou ťažnosťou.
- Temperovaný martenzit: vyrába sa kalením a popúšťaním, čo je najtvrdší bežný stav.
- Ausferit: ihličkovitý ferit so zadržaným austenitom, vyrobený ausferitom a základom tried ADI.
Druhou úlohou je odbúravanie stresu. Odliatok sa vo forme nerovnomerne ochladzuje a vytriasanie, brúsenie a hrubé opracovanie zaisťujú väčšie namáhanie. Súčiastka udržiavaná pri teplote 550–650 °C a pomaly chladená sa uvoľňuje bez toho, aby sa jej matrica vôbec zmenila, čo je pre veľkú základňu stroja dôležitejšie ako akékoľvek zvýšenie pevnosti v ťahu.
Päť ošetrení a materiál, ktorý každý vyrába
Ošetrenia sú zvyčajne špecifikované názvom, ale názov je skratka pre maticu a rozsah vlastností. Nižšie uvedené rozsahy sú realistické pre štandardné triedy pri bežných veľkostiach sekcií.
| Liečba | Matrix | Pevnosť v ťahu | Tvrdosť | Predĺženie | Typické časti |
|---|---|---|---|---|---|
| Úľava od stresu | Nezmenené | Ako obsadenie | Ako obsadenie | Ako obsadenie | Základy strojov, stĺpy, ťažké rámy |
| Úplné žíhanie | Ferit plus uzliny | 400 – 500 MPa | 130 – 180 HB | 12 – 18 % | Telesá čerpadiel, telesá, kryty |
| Normalizovať | Perlit, často 70 % alebo viac | 650–750 MPa | 230 – 270 HB | 3 – 6 % | Kľukové skrine, sedlá ložísk, sedlá rotorov |
| Uhasiť a temperovať | Temperovaný martenzit | 800-1000 MPa | 250 – 330 HB | 2 – 5 % | Opotrebiteľné diely, ozubené kolesá, vačky |
| Austemper | Ausferrite | 800–1400 MPa | 270 – 400 HB | 1 – 10 % | Časti s vysokým opotrebovaním a vysokou únavou |
Vedľa tejto tabuľky patria dve upozornenia. Rýchlosť ochladzovania sa riadi hrúbkou sekcie, takže rovnaké teplo železa môže skončiť feriticky v 100 mm stene a perlitické v 12 mm rebre. A konverzie tvrdosti na ťah platia len vtedy, keď je matrica jednotná; v zmiešanom feritovo-perlitovom odliatku môže 200 HB opísať dva úplne odlišné materiály.
Priradenie liečby k časti
Známky na výkresoch sa často dedia zo starších projektov. Stojí za to porovnať ošetrenie s tým, čo diel skutočne robí v prevádzke.
Základy a stĺpy obrábacích strojov
Ide o štruktúru, nie o opotrebované povrchy, takže vlastnosťou, na ktorej záleží, je skôr rozmerová stabilita po obrábaní než stupeň pevnosti. Ťažké základne sa bežne zbavujú napätia dvakrát, raz po vytrasení a znova po hrubom obrábaní. Preskočenie druhého reliéfu je častým dôvodom, prečo stroj drží geometriu mesiac a potom sa driftuje. Opotrebenie povrchu je samostatná otázka a tam, kde klzné vedenia nesú zaťaženie, tepelné spracovanie odliatkov obrábacích strojov môže zvýšiť tvrdosť povrchu bez zmeny objemovej triedy.
Telesá kompresorov, kľukové skrine a sedlá ložísk
Časti kompresora sedia v inom režime. Kľuková skriňa nesie vibrácie a sedlo ložiska nesie rotačnú záťaž, takže pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu sú dôležitejšie ako stabilita a bežnou voľbou je normalizácia alebo kalenie a temperovanie. Naprieč sortiment odliatkov kompresorov napríklad kľukové skrine a ložiskové sedlá sa vo všeobecnosti uvádzajú v tepelne spracovanom stave a nie ako odliate.
Telesá čerpadiel a ventilov
Telesá čerpadiel a telesá ventilov sú tlakové hranice. Potrebujú tlakovú tesnosť, opracovateľné tesniace plochy a dostatočné predĺženie, aby prežili manipuláciu a hydrostatické testovanie, a preto je tu bežný žíhaný feritický stav. Tvrdosť nie je cieľom; mäkká, rovnomerná matrica obrába rýchlejšie a utesňuje predvídateľnejšie.
Napísanie požiadavky, ktorá môže byť certifikovaná
Výkresovú poznámku, ktorá hovorí, že tepelne spracované alebo tvrdené nemožno overiť a nebude uvádzané konzistentne. Šesť položiek premení liečbu na špecifikáciu.
- Trieda a štandard, ako napríklad EN-GJS-500-7 podľa EN 1563 alebo 80-55-06 podľa ASTM A536, spolu s úpravou, ktorá ich vytvára.
- Pásmo tvrdosti s miestom merania, vyjadrené ako rozsah a nie ako jeden cieľ.
- Typ a poloha testovacieho kupónu, napríklad blok kýlu alebo blok Y odliaty oddelene od dielu.
- Limity mikroštruktúry: percento nodularity, veľkosť grafitu a prijateľná feritová alebo perlitová frakcia.
- Požiadavka na uvoľnenie napätia všade tam, kde bude dielec obrábaný s úzkymi toleranciami.
- Stav dodávky: odliaty, otryskaný, zbavený pnutia, hrubo opracovaný alebo hotový.
Režimy porúch, ktoré sa oplatí navrhnúť
Väčšina problémov s tepelným spracovaním sú problémy s geometriou a sekciami dlho predtým, než sa stanú problémami pece.
- Uhaste praskanie v ostrých vnútorných rohoch a prudké zmeny prierezov, ktoré sú redukované veľkorysými zaobleniami a polomermi.
- Skreslenie pri kalení, najhoršie v dlhých, tenkých alebo asymetrických častiach.
- Mäkké miesta spôsobené segregáciou alebo mikrozmrštením, ktoré nerovnomerne reagujú na stvrdnutie.
- Oduhličené alebo okuje ovplyvnené povrchy po žíhaní v nekontrolovanej atmosfére, ktoré sa neskôr prejavia ako variácia obrábania.
- Nadmerné temperovanie, ktoré vymieňa silu za zadržaný austenit, ktorý sa môže pri zaťažení transformovať.
Pred uvoľnením objednávky
Tieto otázky rozhodujú o tom, či sa prvý článok zhoduje s desiatym.
- Ktorý štandard a stupeň sa objaví na certifikáte?
- Kde sa meria tvrdosť a koľko odliatkov na dávku?
- Odosiela sa testovací kupón samostatne a hovorí sa to v certifikáte?
- Aké skreslenie je prijateľné po liečbe?
- Uvoľní dodávateľ opäť stres po hrubom obrábaní?
- Aké procesné okno sa používa a ako sa zaznamenáva kvôli sledovateľnosti?
Tepelné spracovanie nie je konečná operácia priskrutkovaná na odliatok; je to krok, ktorý premení odlievaný materiál na materiál. Rozhodnite o matrici na základe toho, čo diel robí, napíšte požiadavku v podmienkach, ktoré môže laboratórium merať, a berte certifikát ako dôkaz o kupóne a nie ako prísľub o odliatku. Dodávatelia, ktorí kontrolujú časy vytriasania a chladenia, majú tendenciu odpovedať na tieto otázky bez zaváhania, pretože tam v skutočnosti začína väčšina variácií tepelne spracovaných odliatkov z tvárnej liatiny.
