Integrita povrchu a její význam v praktickém využití Michal Rogl Obsah: 7. Válečkování články O. Zemčík 9. Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 11. Laserová konfokální mikroskopie
Válečkování způsob beztřískového tváření povrchů pro dosažení hladké, tvarově přesné a otěruvzdorné plochy kovových dílců zpevnění funkčního povrchu strojní součásti zvýšení životnosti zlepšení profilu povrchu (snížení drsnosti) ideální předpracovaná drsnost Rz max. 5-15µm 2/22
Válečkování články O. Zemčík materiál: 14109.4, tvrdost 63HRC, doba stárnutí 2h při 140 C (chromová ocel na výrobu kuličkových ložisek) 3/22
Válečkování články O. Zemčík Závislost drsnosti povrchu na přítlačné síle Ra=f(F) Rz=f(F) 4/22
Válečkování články O. Zemčík Zlepšení drsnosti válečkováním Ra=f(F) Rz=f(F) 5/22
Válečkování články O. Zemčík Závislost zbytkového napětí na přítlačné síle Závislost zbytkového austenitu na přítlačné síle 6/22
Válečkování články O. Zemčík Dosahované hodnoty Ra při různých dokončovacích třískových technologiích 7/22
Válečkování články O. Zemčík Závěr: experimetům podrobena ložisková ocel 14109.4, 63HRC, doba stárnutí 2h při 140 C, válečkovací element: kulička z WC 7mm s rostoucí přítlačnou silou roste i tlakové zb. napětí a zhoršují se parametry drsnosti (nárůst) z uvedených výsledků vyplývá: optimum přítlačné síly je v rozmezí 750 1000N hloubka přetvořené vrstvy je při 1000N 0,05mm a při 2500N 0,1mm 8/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 Obsah: 2. 3. 4. 5. Úvod Definice pojmů Hodnotící techniky Souhrn dat 6. Symbol integrity povrchu 1986 Trhliny Interkrystalické napadení Plastická deformace Rekrystalizace, Zbytková napětí, Metalurgická transformace 9/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 Hodnotící techniky: Stanovení drsnosti povrchu Vizuální zkoušky Mikrostrukturní zkoušky, metalografické hodnocení (pozor na zaoblení okrajů metalograf. výbrusu..) Zkoušky mikrotvrdosti (zatížení 50 nebo 100g, vzdálenost vtisků 0,025 nebo 0,0125mm ) Profil zbytkových napětí Stanovení únavové pevnosti 10/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 Souhrn dat: Minimální soubor dat: zahrnuje pro minimálně dvě úrovně intenzity procesu tyto informace: Materiál, jeho tvrdost a metalurgický stav Proces, úroveň intenzity procesu a provozní parametry Drsnost povrchu Ra Mikrosnímek povrchu (zvětšení 1000x), a to v takovém počtu, který bude reprezentovat stav (všechny oblasti, pokud jsou odlišné) celého povrchu. Průběh mikrotvrdosti (příčné) Standardní soubor dat: zahrnuje pro minimálně dvě úrovně intenzity procesu tyto informace: Informace z minimálního souboru dat Průběh (profil) zbytkových napětí Vysokocyklová Woehlerova (F-N) křivka Woehlerova (F-N) křivka nebo základní mez únavy materiálu 11/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 Symbol integrity povrchu 12/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 Příloha - Srovnání hloubek jednotlivých efektů integrity povrchu 13/22
Integrita povrchu norma ANSI B211.1 1986 Příloha - Příklad profilů zbytkových napětí 14/22
Laserová konfokální mikroskopie zvětšení až 14400x ( objektiv 100x, optika 24x, zoom 6x) rozlišovací schopnost 0,12µm 2D měření a obrazová analýza 3D rekonstrukce povrchu měření profilu a drsnosti jemných povrchů aktivní antivibrační podložka nízké nároky na přípravu vzorku 15/22
Laserová konfokální mikroskopie obraz se netvoří najednou, ale bod po bodu řádkováním snímány optické řezy v rovině xy přesně definovaný posuv v ose z složení trojrozměrných obrazů vychází z možnosti postupného snímání desítek až stovek optických řezů v ose Z 16/22
Laserová konfokální mikroskopie 17/22
Laserová konfokální mikroskopie 18/22
Laserová konfokální mikroskopie Měření drsnosti liniové i plošné 1 SRa = L.M ML f ( x, y ) dxdy 0 0 Měření drsnosti klasickou metou kontaktním profilometrem má některé nevýhody jako např. možnost znehodnocení vzorku při měření, dostatečně velká a přístupná plocha pro hrot přístroje Tyto nedostatky jsou vyloučeny pomocí měření drsnosti bezkontaktním způsobem, pomocí konfokálního mikroskopu Olympus LEXT 19/22
Laserová konfokální mikroskopie Na měření má vliv mnoho parametrů: volba objektivu, volba základní délky a mezní vlnové délky, nastavení jasu, softwarové narovnání vzorku Velikost jednotlivých snímaných polí 5x 1280 x 960 μm 10x 640 x 480 μm 20x 320 x 240 μm 50x 128 x 96 μm 100x 64 x 48 μm 20/22
Laserová konfokální mikroskopie Velké množství šumu Nezměření celé periody drsnosti (příliš malé zvětšení) (příliš velké zvětšení) 21/22
Laserová konfokální mikroskopie Závěr: Konfokální mikroskop Olympus LEXT je velmi přínosným přístrojem v oblasti povrchového inženýrství, zejména pak v oblasti bezdotykového měření drsnosti. Použití konfokálního mikroskopu při měření drsností doporučuj pro drsnosti pod Ra 0,8 při zvětšení 50x a s co nejvyšším stupněm osvětlení Jisté nepřesnosti a problémy při tomto měření jsou způsobeny zejména velkým šumem při použití malých zvětšení (objektivy 5x, 10x a 20x) 22/22
Děkuji za pozornost!