HODNOCENÍ KVALITY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NÁSTROJOVÝCH OCELÍ Antonín Kříž, Miloslav Kesl



Podobné dokumenty
PŘÍNOS METALOGRAFIE PŘI ŘEŠENÍ PROBLÉMŮ TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NÁSTROJOVÝCH OCELÍ. Antonín Kříž

Posouzení stavu rychlořezné oceli protahovacího trnu

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Lukáš Martinec, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

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

NÁSTROJ NEFUNGUJE, KDO ZA TO MŮŽE?

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

Jominiho zkouška prokalitelnosti

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

Oceli k zušlechťování Část 3: technické dodací podmínky pro legované oceli

Metodika hodnocení strukturních změn v ocelích při tepelném zpracování

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

PRASKLINY CEMENTOVANÝCH KOL

VANADIS 10 Super Clean

OCELI A LITINY. Ing. V. Kraus, CSc. Opakování z Nauky o materiálu

C Cr V Mo W Si Mn 1,35% 4,25 % 4,00 % 4,50% 5,75% 0,30% 0,30%

Antonín Kříž a) Miloslav Chlan b)

METALOGRAFIE I. 1. Úvod

Měření mikro-mechanických vlastností tepelně zpracovaných ocelí. Jaroslav Zapletal

Hodnocení mechanických vlastností vybraných druhů ocelí. Jakub Kabeláč

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI TEPLOTA KOROZNÍ ODOLNOST ELMAX. Kaleno a popouštěno na 58 HRC

C Cr V Mo Mn Si 2,30% 14,00 % 9,00 % 1,30% 0,50% 0,50%

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

US 2000 MC NÁSTROJOVÁ OCEL. Certifikace dle ISO 9001 CHARAKTER CHEMICKÉHO SLOŽENÍ. Typické oblasti použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI.

OPTIMÁLNÍ POSTUPY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ MATERIÁLŮ PRO PRÁCI ZA TEPLA. Jiří Stanislav

THE IMPACT OF PROCESSING STEEL GRADE ON CORROSIVE DEGRADATION VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ OCELI NA KOROZNÍ DEGRADACI

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

TEORIE SLÉVÁNÍ. Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL FS, Katedra strojírenské technologie

C Cr V Mo W Mn 0,55 % 4,55 % 1,00 % 2,75% 2,15% 0,50%

Všechny druhy výrobků válcovaných za tepla, kovaných, tažených za studena nebo válcovaných za studena z nástrojových ocelí podle normy ČSN EN ISO 4957

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Nové trendy v povrchových úpravách materiálů chromování, komaxitování

KA 19 - UKÁZKOVÝ PROJEKT

P O N U K O V Ý L I S T

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ T Ř Í S K O V É O B R Á B Ě N Í O S T A

VÝROBA TEMPEROVANÉ LITINY

Vliv úpravy břitu monolitních fréz před PVD povlakováním na jejich trvanlivost

LEPENÉ SPOJE. 1, Podstata lepícího procesu

OBCHODNÍ PODMÍNKY Kalírna ČZ a.s. (dále jen OP )

ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ seminář Degradace nízkolegovaných ocelí v. abrazivním a korozivním prostředí

LASEROVÉ KALENÍ FOREM A NÁSTROJŮ LASER HARDENING OF MOULDS AND TOOLS

Strojní, nástrojařské a brusičské práce broušení kovů. Základní metody broušení závitů

CTR 750 EV NABÍDKOVÝ LIST. Pilous ,9 1,1 mm

NEDOSTATKY PŘI VÝBĚRU A ZPRACOVÁNÍ VYSOKOLOGOVANÝCH NÁSTROJOVÝCH OCELÍ. Peter Jurči

Ing. Petra Cihlářová. Odborný garant: Doc. Ing. Miroslav Píška, CSc.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA STRUKTURU A MECHANICKÉ VLASTNOSTI NÁSTROJOVÝCH OCELÍ

NÁVRH MATERIÁLU A POVRCHOVÉ ÚPRAVY PRO ŘEZNÉ NÁSTROJE URČENÝCH K OBRÁBĚNÍ PRYŽOVÝCH HADIC ZPEVNĚNÝCH KEVLAREM

V průmyslu nejužívanější technickou slitinou je ta, ve které převládá železo. Je to slitina železa s uhlíkem a jinými prvky, jenž se nazývají legury.

Tváření za tepla. Jedná se o proces, kdy na materiál působíme vnějšími silami a měníme jeho tvar bez porušení celistvosti materiálu.

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

Dodání parcelní sklízecí mlátičky na ČZU

Projekt CZ.1.07/1.1.38/ Inovační technologie v odborných předmětech a odborném výcviku uměleckých řemesel a oborů gastro

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

Nástrojové oceli. Ing. Karel Němec, Ph.D.

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

NÁSTROJ NEFUNGUJE, KDO ZA TO MŮŽE?

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

VÝROBA ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ S OTĚRUVZDORNÝMI TENKÝMI VRSTVAMI

HSS Technické frézy z HSS (Ø stopky 6 mm)

3.1 Druhy karbidů a povlaků od firmy Innotool

POVRCHOVÉ KALENÍ V PRŮMYSLOVÉ APLIKACI

Seřizování, obsluha a údržba strojů, zařízení, nářadí a pomůcek pro tepelné a chemicko-tepelné zpracování kovů 3

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

Detektivem při vypracování bakalářské práce.

METODA FSW FRICTION STIR WELDING

Firma Neskan s. r. o. je ryze česká firma, jejímž 100 % - vlastníkem je jednatel společnosti ing. Vojtěch Průša.

Prášková metalurgie. Výrobní operace v práškové metalurgii

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Základy soustružení

pro nástroje ze slinutých karbidů, přesné broušení, broušení.

4. KOVOVÉ MATERIÁLY A JEJICH ZPRACOVÁNÍ. 4.1 Technické slitiny železa Slitiny železa s uhlíkem a vliv dalších prvků

Vliv doby austenitizace na vlastnosti a strukturu W-Mo-V-Co PM rychlořezné oceli Vanadis 30

TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC SVOČ FST

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

OBOROVÁ SPECIFIKACE Duben 2010

MEZNÍ MÌØIDLA - hladká

ŘEZNÉ MATERIÁLY. SLO/UMT1 Zdeněk Baďura

Metalurgie vysokopevn ch ocelí

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

KONVENČNÍ FRÉZOVÁNÍ Zdeněk Zelinka

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

PEVNOSTNÍ MATERIÁLY V KAROSÉRII

ŽÍHÁNÍ 1. ŽÍHÁNÍ OCELÍ

Obr. 1. Řezy rovnovážnými fázovými diagramy a) základního materiálu P92, b) přídavného materiálu

Charakteristika. Vlastnosti. Použití FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI MECHANICKÉ VLASTNOSTI UNIMAX

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

þÿ V l i v v o d í k u n a p e v n o s t a s v ay i t vysokopevných martenzitických ocelí pro automobilové aplikace

Vysoce korozivzdorná specielní ocel, legovaná m.j. dusíkem. Optimální kombinace vysoké korozivzdornosti, tvrdosti a houževnatosti.

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV MATERIÁLOVÝCH VĚD A INŽENÝRSTVÍ

STRUKTURNÍ STABILITA A VLASTNOSTI SVAROVÝCH SPOJŮ OCELI T24

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

OBSAH KATALOGU. List è. 1

Řezání vnějších i vnitřních závitů závitovými noži

C Cr N Mo Ni Mn 0,3% 15,0 % 0,5 % 0,95% 0,5% 1,0%

NOVINKY SECO NÁSTROJE, KTERÉ VÁM PŘINÁŠÍ ÚSPĚCH

Supertvrdé řezné materiály a jejich efektivní využití. Josef Vintr

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ OCELÍ

OBSAH str. B 3. Frézovací nástroje s VBD str. B 5

Protahování, protlačování

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

Vliv technologie tepelného zpracování na řezivost RO nářadí

Transkript:

Tento příspěvek vznikl na základě spolupráce s firmou ŠKO TOOLS Group s.r.o., a řešením projektu výzkumného záměru MSM 232100006 HODNOCENÍ KVALITY TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NÁSTROJOVÝCH OCELÍ Antonín Kříž, Miloslav Kesl Přednáška je k dispozici na www.ateam.zcu.cz

V období 2000-2007 zmetky za 11.000.000,- Kč Příčiny: nevhodný materiál špatné tepelné zpracování 1/25

Zajistit požadovanou kvalitu nástroje je z hlediska množství vstupujících faktorů velmi nelehký úkol připomínající v současných podmínkách subdodavatelů a požadavků zákazníků ruletu. 2/25 Buď to vyjde, nebo se TO zkusí znovu.

2. P Ř E D N Á Š K A 3/25

Kvalita nástroje - volba polotovaru Původně byly využívány především uhlíkové oceli, které byly nahrazeny slitinovými ocelemi. Éra ocelových nástrojů vyvrcholila vývojem rychlořezných ocelí (RO), které patří mezi nejpoužívanější materiály pro výrobu výkonných a vysocevýkonných nástrojů pro strojní obrábění kovů. Slinutý karbid Cermet Keramika 4/25 Slinuté karbidy Cermety

Trendy ve volbě polotovaru Prozentuelle Aufteilung der Schneidstoffe am Weltmarkt Sonstige HSS Ostatní Keramika Slinuté karbidy Cermet 5/25

Volba polotovaru je vždy usměrněna financemi Klasická HSS ocel 350 Kč/kg Prášková HSS ocel 800 Kč/kg 6/25

Polotovar metalurgická čistota, velikost zrna Snaha o co nejnižší náklady nutí dodavatele nástrojových ocelí zrušit proces přetavení popřípadě jiné mimopecní metalurgické operace. Sulfidický vměstek ve struktuře rychlořezné oceli bude součástí struktury nástrojových ocelí tak jako karbidy? 7/25

Příčina problému nástrojových ocelí Karbidická nestejnorodost 8/25 Ve struktuře jsou karbidy!

Karbidické vycezeniny Metalografický vzorek z protahovacího trnu z RO ČSN 19 830 provozní defekt, u trnu došlo následkem poškození zubů k jeho přetržení 9/25

Karbidické vycezeniny kalící trhlina Příčný metalografický výbrus Metalografický vzorek z protahovacího trnu z RO ČSN 19 830 provozní defekt 10/25 Podélný metalografický výbrus

Houževnatost je jednou z nejdůležitějších vlastností. Tvrdost umíme, ale jak dosáhnout požadované tvrdosti při dostatečné houževnatosti? U oceli určitého složení se dosáhne zvýšení houževnatosti jemnozrnnou strukturou a minimálním vnitřním pnutím. Nežádoucí je karbidická řádkovitost, která zhoršuje poměr houževnatosti ve směru příčném a podélném. 11/25

Lze se zbavit špatných karbidů? Tváření za tepla nejen rozrušuje křehké karbidické síťoví nacházející se na hranicích zrn, ale zjemňuje i austenitické zrnoa karbidy, čímž mění charakter původní licí struktury. Avšak současně sodstraněním uzavřeného síťoví a zjemňování karbidů probíhá jejich prodlužování ve směru tečení kovu, vedoucí ke karbidické řádkovitosti či pruhovitosti. Protváření polotovaru je důležitým a nezbytným krokem zajišťující kvalitu. Avšak prodražuje výrobu, zdržuje dodávky. Přesto je nutné zachovat jak prodlužovací, tak i pěchovací procesy. 12/25

13/25 Karbidická nestejnorodost zhoršuje nejen houževnatost, ale také může zapříčinit horší dosažení tvaru břitu

Karbidická nestejnorodost zhoršuje nejen houževnatost, dosažení požadovaného tvaru břitu, ale také může zapříčinit problémy při tepelném zpracování, neboť náledkem odlišného chemického složení nastane změna rozpadových křivek austenitu. Lokalita 1 Lokalita 2 Lokalita 3 Mo 30,0 29,2 6,1 V 13,2 9,1 1,5 Cr 5,1 4,3 5,6 Co 1,3 1,8 4,5 W 23,1 30,0 4,7 14/25

POSOUZENÍ KARBIDICKÉ NESTEJNORODOSTI U ledeburitických ocelí se dříve hodnotila karbidická nestejnorodost pomocí speciálních etalonových stupnic dle SEP 1615-75. Klasifikace byla prováděna na podélných metalografických výbrusech v naleptaném stavu. Nejvhodnější je provést vyhodnocení výchozího polotovaru ještě před tepelným zpracováním tj. ve stavu žíhaném na měkko. Přesný postup hodnocení, který zahrnoval i způsob odběru vzorku a počet prověřovaných míst, byl součástí příslušných předpisů. V současné době se bohužel tyto předpisy nevyužívají a nejsou proto pro dodavatele polotovaru nikterak závazné. 15/25 Nástrojová ocel 19573 ve stavu žíhaném na měkko

Vliv velikosti zrna na kvalitu nástroje Velmi jemnozrnné oceli obvykle nezaručují uspokojivou řezivost, oceli s hrubým zrnem nejsou dostatečně odolné v podmínkách dynamického namáhání, neboť mají malou vrubovou houževnatost. Čím má ocel hrubší zrno, tím je obvykle také náchylnější ke vzniku kalících trhlin. Pro upřesnění je třeba dodat, že hrubé zrno se na zlepšení řezivosti nepodílí, je pouze známkou vyšší teploty kalení, která řezivost příznivě ovlivňuje tím, že zajišťuje vyšší stupeň nalegování austenitu. Nejjemnější nástrojové oceli mají velikost zrna kolem 10-12 dle standardní normované stupnice dle Snyder-Graffa. Stupeň protváření se projeví na velikosti austenitického zrna. Čím je větší protváření, tím se získá jemnější struktura. Z velikosti zrna lze usuzovat také technologické procesy jimiž materiál prošel během tepelného zpracování a to především teplotu kalení, prodlevu na této teplotě a rychlost ohřevu ke kalení. U rychlořezných ocelí je růst zrna především otázkou rozpouštění karbidů. 16/25

Při posuzování velikosti zrna lze využít jednak snímků ze světelného mikroskopu, ale také z řádkovacího elektronového mirkoskopu v režimu zpětně odražených elektronů. Pro samotné hodnocení lze využít předností softwaru obrazové analýzy LUCIA. Průměrná hodnota velikosti zrna byla klasifikována stupněm 10 17/25

4 druhy metod určení velikosti zrna Metoda 1 Určení charakteristického čísla velikosti zrna G srovnáním s tabulkou obrazových etalonů struktury. Metoda 2 Určení velikosti zrna jako střední délky úsečky podle lineární metody. Metoda 3 Zjištění počtu zrn protnutých měřenou úsečkou (podle Snydra a Graffa). Metoda 4 Určení charakteristického čísla velikosti zrna G z počtu zrn v kruhu a údaje střední plochy zrna. 18/25

Volba orientace nástroje v polotovaru Správná orientace Špatná orientace Karbidické vyřádkování musí být orientováno podélně k břitu nástroje. Při příčné orientaci dojde při zatížení břitu ke křehkému lomu. 19/25

Tepelné zpracování kontrola kvality nástroje Vpřípadě, že je materiál zakalen a popuštěn je nutné zkontrolovat kvalitu jeho strukturního stavu a vyplývající užitné vlastnosti. Jednou z rychlých možností analýz je stanovení tvrdosti. Měření tvrdosti se využívá pro základní kontrolu provedeného tepelného zpracování již přímo v kalírně. Popouštění se provádí na požadovanou tvrdost. Jestliže nástroj dosahuje požadované tvrdosti nemusí být ještě kvalitní. Podstatně přesnější informace o materiálovém stavu poskytuje metalografická analýza. 20/25

Praktický případ Stanovená průměrná tvrdost u protahovacího trnu byla 65,5HRC. Přesto byl nástroj nekvalitní, neboť během krátké doby nastalo jeho poškození. 21/25

Praktický případ - pokračování Metalografická analýza prokázala, že poškození bylo jednoznačně zapříčiněno nedodržením optimálních podmínek tepelného zpracování. Následkem vyšší kalící teploty nastala oxidace hranic austenitických zrn. 22/25 Tato vadu již nelze žádným tepelným zpracováním opravit. Struktura je nenávratně poškozena. Jedinou možností je materiál přetavit a zpracovat znovu.

Způsob opravy nevhodného tepelného zpracování Karbidické vyřádkování nelze jednoduchým tepelným zpracováním ovlivnit. Při velké prodlevě při kalení, kdy by mohlo dojít k rozpuštění karbididické fáze, dojde přednostně ke zhrubnutí zrna a k poškození struktury. Karbidická heterogenita se může projevit také při popouštění (viz 8/24). 23/25

Jestliže byl nástroj kalen z nižší teploty pak nedosahuje požadované tvrdosti. V tomto případě jej lze znovu zakalit. Toto je jediný stav, kdy lze dalším tepelným zpracováním zlepšit materiálové vlastnosti. Při znovuzakalení je třeba zabránit vzniku tzv. naftalínového lomu, jehož podstata spočívá ve výskytu hrubého nerovnoměrného zrna. Aby k tomuto defektu nedošlo je nutné provést mezioperační žíhání na měkko. Nejspolehlivější se jeví izotermické žíhání dle následujícího režimu 840-860 C/4h; 720 C/2hod/ dochlazení v peci. Pak následuje požadované zakalení a popuštění. Zákazník by měl být každopádně informován o této operaci, protože nelze vyloučit možné komplikace při aplikaci nástroje. 24/25

ZÁVĚR Pro dosažení a udržení požadované kvality je vhodné odebírat od stálého a kvalitního dodavatele polotovarů s občasnou kontrolou dodaného stavu a to jak po chemické stránce, velikosti zrna, rozložení karbidických fází a množství případných nečistot (vměstků). Dalším krokem je disponovat kvalitní obsluhu brusek, aby nevhodnou technologií nedošlo ke strukturnímu poškození a v neposlední řadě také kvalitní kalírnu. Při kalení nelze preferovat čas, protože při založení různorodých nástrojů, jak z hlediska velikosti, tvaru, ale i materiálu, do pece může i při správném režimu dojít ke špatnému tepelnému zpracování. Rovněž je třeba věnovat pozornost kvalitě balení nástrojů, protože mnohdy i při této operaci popř. při manipulaci během dopravy dochází k poškození břitů nástrojů. 25/25