Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.



Podobné dokumenty
LASER MATERIAL PROCESSING HARDENING AND WELDING. Stanislav Němeček Tomáš Mužík

VLIV PARAMETRŮ LASEROVÉHO POVRCHOVÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MIKROSTRUKTURU OCELÍ

EFEKTIVNÍ VYUŽITÍ LASERŮ V PRŮMYSLOVÝCH PROCESECH

LASEROVÉ KALENÍ FOREM A NÁSTROJŮ LASER HARDENING OF MOULDS AND TOOLS

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

Povrchové kalení. Teorie tepelného zpracování Katedra materiálu Strojní fakulty Technická univerzita v Liberci Doc. Ing. Karel Daďourek, 2007

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Tepelné a chemickotepelné zpracování slitin Fe-C. Žíhání, kalení, cementace, nitridace

Využití výkonových laserů ve strojírenské praxi svařování, dělení a další technologie

Kalení Pomocí laserového paprsku je možné rychle a kvalitně tepelně zušlechtit povrch materiálu až do hloubek v jednotkách milimetrů.

VYSOKOVÝKONOVÉ LASEROVÉ ROBOTIZOVANÉ PRACOVIŠTĚ

Laserové zpracování materiálu

Použití. Charakteristika SLEIPNER PŘÍKLADY:

Dělení a svařování svazkem plazmatu

Svařování svazkem elektronů

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

Vlastnosti V 0,2. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

Jominiho zkouška prokalitelnosti

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ

Technologie I. Část svařování. Kontakt : michal.vslib@seznam.cz Kancelář : budova E, 2. patro, laboratoře


Elektrostruskové svařování

Anhydritový potěr s podlahovým topením. Elektrické nízkoteplotní vytápění

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

1 Svařování Laser-Hybridem


Charakteristika. Použití TVÁŘECÍ NÁSTROJE STŘÍHÁNÍ RIGOR

FÁZOVÉ PŘEMĚNY. Hlediska: termodynamika (velikost energie k přeměně) kinetika (rychlost nukleace a rychlost růstu = celková rychlost přeměny)

Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemesel, CZ.1.07/1.1.30/ , Přednáška - KA 5

CSM 21 je označení ROBERT ZAPP WERKSTOFFTECHNIK GmbH 0,02 % 15,00 % 4,75 % 3,50 %

LASEROVÉ PRŮMYSLOVÉ SYSTÉMY

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

ELEKTRICKÉ ZDROJE TEPLA

CHEMICKO - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ

Charakteristika. Použití TVÁŘENÍ STŘÍHÁNÍ SVERKER 21

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Profilová část maturitní zkoušky 2013/2014

VYSOKOVÝKONOVÉ LASEROVÉ ROBOTIZOVANÉ PRACOVIŠTĚ

K618 - Materiály listopadu 2013

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI CALDIE. Pevnost v tlaku

Použití. Charakteristika FORMY PRO TLAKOVÉ LITÍ A PŘÍSLUŠENSTVÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ QRO 90 SUPREME

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

Technologie I. Pájení

Svafiování elektronov m paprskem

SEZNAM TÉMAT K ÚSTNÍ PROFILOVÉ ZKOUŠCE Z TECHNOLOGIE

TVÁŘENÍ KOVŮ Cíl tváření: dát polotovaru požadovaný tvar a rozměry

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

MATURITNÍ OTÁZKY PRO PŘEDMĚT STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE, POČÍTAČOVÁ PODPORA KONSTRUOVÁNÍ - ŠKOLNÍ ROK

Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

1. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

KALENÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Tepelné zpracování

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

Elektricky vodivý iglidur F. Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

Laserové technologie

Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141

PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE

iglidur H2 Nízká cena iglidur H2 Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

Možnosti Impact testu při posuzování správnosti tepelného zpracování ocelí. Ing. Petr Beneš

Speciální metody obrábění

OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

14. ELEKTRICKÉ TEPLO. Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

HLINÍK A JEHO SLITINY

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ Jana Martínková, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

VANADIS 4 SuperClean TM

11. ELEKTRICKÉ TEPLO. Doc. Ing. Stanislav Kocman, Ph.D , Ostrava

Charakteristika. Tepelné zpracování. Použití. Vlastnosti ŽÍHÁNÍ NA MĚKKO NORMALIZAČNÍ ŽÍHÁNÍ ŽÍHÁNÍ NA SNÍŽENÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ KALENÍ PEVNOST V TAHU

Broušení rovinných ploch

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI MECHANICKÉ VLASTNOSTI UNIMAX

Tepelná technika. Teorie tepelného zpracování Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc Technická univerzita v Liberci 2007

Převod mezi kelviny a Celsiovými stupni se počítá podle vztahu:

Netřískové způsoby obrábění

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.8. Laserové zpracování materiálu. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Opakovací MATURITNÍ OTÁZKY Z PŘEDMĚTU TECHNOLOGIE ŠKOLNÍ ROK OBOR STROJNICTVÍ, ZAMĚŘENÍ PPK ZKRÁCENÉ POMATURITNÍ STUDIUM 1.

BiM (BI-METAL) ruční pilové listy nepravidelné rozteče zubů. BiM (BI-METAL) ruční pilové listy. Chemické složení ocelí:

C Cr N Mo Ni Mn 0,3% 14,0 % 0,4 % 0,1% 0,4% 0,5%

VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY


PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

KRITÉRIA VOLBY METODY A TRENDY TEPELNÉHO DĚLENÍ MATERIÁLŮ Ing. Martin Roubíček, Ph.D. - Air Liquide

UKB-Přebrušování a UKB-Smluvní výroba

Charakteristika. Použití. Vlastnosti FYZIKALNÍ VLASTNOSTI PEVNOST V TAHU RAMAX 2

Rozhodující vlastnosti nástrojových ocelí pro: POUŽITÍ. Charakteristika OPTIMÁLNÍ VÝKON NÁSTROJŮ VÝROBU NÁSTROJŮ VANCRON 40

Okruhy pro závěrečné zkoušky oboru - strojní mechanik školní rok 2017/2018 (odborný výcvik)

dělení materiálu, předzpracované polotovary

NÁVRH TECHNOLOGIE POVRCHOVÉHO KALENÍ LASEREM U KONSTRUKČNÍCH OCELÍ SVOČ FST

CZ.1.07/1.1.30/

Integrita povrchu a její význam v praktickém využití

TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV. 1. Definice koroze. Soli, oxidy. 2.Rozdělení koroze. Obsah: Činitelé ovlivňující korozi H 2 O, O 2

BEZPEČNÁ PŘEPRAVA NA NOVÝCH KOLECH

CPM REX 45 (HS) NÁSTROJOVÁ OCEL. Certifikace dle ISO 9001 CHEMICKÉ SLOŽENÍ CPM REX 45. Typické oblasti použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI.

durostat 400/450 Za tepla válcované tabule plechu Datový list srpen 2013 Odolné proti opotřebení díky přímému kalení

Transkript:

Laserové kalení

Úvod Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství. poslední době se začínají komerčně prosazovat nové způsoby zpracování pomocí energetických svazků iontů, elektronů nebo laserového záření.

Úvod Elektronový svazek umožňuje ohřev a tavení povrchu většiny kovů. Gaussovský profil předurčuje tuto techniku například pro hluboké penetrační svařování. Nevýhodou je vznik RTG záření a s ním spojené bezpečnostní rizika, stejně jako potřeba vakua v pracovním prostoru.

Úvod Laserový svazek tuto nevýhodu nemá a proto jeho poptávka pro zpracování materiálu roste. Pomocí výkonového laseru je možné rychlé, kvalitní a reprodukovatelné tepelné zpracování.

Zpracování materiálu Procesy působení svazku na povrch materiálu lze rozdělit do 3 tříd: Ohřev (kalení, atd.) Tavení (svařování, atd.) Odpařování (řezání, vrtání, atd.) Závisí to na hustotě výkonu laseru a na době interakce s materiálem

Princip laserového kalení spočívá v rychlém ohřevu (pod bod tání) povrchu materiálu laserem, krátké výdrži na teplotě a následném prudkém ochlazení vlivem tepelné vodivosti materiálu. Ve fázi ohřívání dochází k austenizaci (požadovaná povrchová vrstva musí být ohřátá nad austenizační teploty a setrvat na těchto teplotách po dobu homogenizace austenitu.)

Ve fázi chladnutí dochází k martenzitické transformaci (tepelně zpracovaná povrchová oblast musí být v dobrém kontaktu s adekvátním objemem základního materiálu pro intenzivní odvod tepla a samo-ochlazovací efekt). Tento samo-ochlazovací efekt způsobuje v povrchových vrstvách vznik jemnozrnné martenzitické struktury o vysoké tvrdosti, při zachování houževnatosti jádra. Tloušťka materiálu by měla být až 10x větší než hloubka prokalení (v jiném případě by bylo nutné použít chlazení)

Laserové kalení patří k procesům povrchového kalení. laserový svazek intenzivně zahřívá pouze povrchové vrstvy materiálu, zatímco okolní materiál se udržuje na teplotě prostředí Používá se výhradně u železných materiálů, které lze kalit. To jsou oceli a litiny s podílem uhlíku více než 0,2 procenta.

Ke kalení jsou zapotřebí relativně nízké výkony. Zároveň má být obrobek obroben plošně. Proto se vytvoří laserový svazek tak, aby ozářil co největší plochu. Běžné jsou obdélníkové ozařovací plochy. Ke kalení se rovněž používají skenerové optiky. Pohybují laserovým paprskem s kruhovým ohniskem velmi rychle sem a tam. Na obrobku vznikne linie s téměř rovnoměrným výkonem. Tím lze vytvořit pruhy kalení až o šířce 60 milimetrů.

Významnou výhodou je možnost lokálního kalení jen na požadovaném místě. Je možné řídit hloubku prokalení a výslednou tvrdost. volený výkon (0.5 10 kw) řídí především dodanou energii, tedy teplotu procesu rychlostí pohybu (5 400 mm/s) po povrchu se ovlivňuje hloubka prokalení (0.1 2.5 mm).

Samozřejmě dalším parametrem je vlastní chemické složení materiálu (absorpce) a některé další faktory jako třeba výkonový profil a velikost svazku. Teplota kalení je kontrolována pyrometrem, který ve zpětné vazbě řídí výkon laseru.

Nevýhody běžných metod kalení (indukční, plamenem) Kalení plamenem je těžko definovatelný proces d obtížně řiditelnou teplotou a velkým ovlivněním základního materiálu. Indukční kalení vyžaduje konstrukci induktoru podle tvaru součástky

Chlazení kapalinou a následná oxidace povrchu. Nutné další opracování. Především kalení plamenem probíhá ručně a pomalu. Přenos tepla do materiálu má malou účinnost a roste doba potřebná pro austenitizaci. Tím hrubne zrno.

Výhody laserového kalení: Vysoký výkon Přesnost Spolehlivost Efektivita Rychlost (seriová produkce, cena ) Kvalita

Další výhody: Neomezená velikost kaleného předmětu Lze kalit i složité tvary (otvory,drážky, atd.) Minimální teplotní deformace (přesný a rychlý ohřev, malý přenos tepla) Lokální kalení (zanechání houževnatosti okolo, nízké tepelné zatížení okolo) Žádné další obrábění (nízká oxidace)

Minimální vznik trhlin Nemusíme dodatečně chladit Delší životnost produktů Možnost volby vlnové délky pro zvýšenou absorpci Řízení počítačem (průmysloví roboti, přesné zpracování)

Kalení paprskem laseru je v průmyslu používáno asi 10 let. S vývojem vhodných laserových systémů nabývá v současné době stále na významu. Pro kalení laserem se používají CO 2 lasery, lasery Nd:YAG, vláknové lasery a dnes také vysoce výkonné diodové lasery. Vysoce výkonné diodové lasery pracují s relativně krátkými vlnovými délkami (805nm). Absorpce přiváděné energie materiálem obrobku je ve srovnání s ostatními druhy laserů značně větší, účinnost těchto laserů je cca 35 %. Jejich provoz je rychlejší a hospodárnější.

Použití laserového kalení (všude) Ozubená kola Lopatky turbín Navíjecí bubny Pístní kroužky Atd. Nejvíce v automobilovém průmyslu

KONEC