Hartowanie może prowadzić do odkształceń materiału, co może wpłynąć na jakość, dokładność i wytrzymałość obrabianego elementu. Ważne jest to, aby zapobiegać takim sytuacjom i jedną z metod jest wykorzystywanie odpowiednich docisków.
Na życzenie Klienta wyprodukowaliśmy osobny napęd hydrauliczny NHSHp do pieca hartowniczego. Został zaprojektowany do utwardzania stalowych form do kostki brukowej. System hydrauliczny został zamontowany do windy, która spuszczała żarzący się materiał do zbiornika z olejem hartowniczym. Dodatkowo NHSHp zapobiega odkształceniom materiału poprzez wykorzystanie siłowników docisku.
Czym jest hartowanie?
Hartowanie to proces termicznej obróbki cieplnej poprawiającej właściwości mechaniczne metali. Po nagrzaniu materiału do wysokiej temperatury (przeważnie ponad 800 stopni Celsjusza) i błyskawicznym jego schłodzeniu w sposób kontrolowany uzyskuje się materiał o pożądanych własnościach mechanicznych, takich jak zwiększenie twardości i odporności na zużycie.
Nie jest to proces prosty. Źle wykonane hartowanie może doprowadzić do pękania produktu bądź jego odkształcenia.
Równe chłodzenie, równe zapobieganiu pękania
Detale do hartowania, w tym przypadku struktury o dużej powierzchni, umieszczane są wewnątrz pieca hartowniczego do rozgrzania. Przy piecu znajduje się zbiornik z olejem hartowniczym, który służy do gwałtownego studzenia materiału. Nasz system hartowniczy został zbudowany z użyciem agregatu hydraulicznego, który zasila siłowniki napędu windy opuszczającej detale do wspomnianego pojemnika z cieczą. Jeden z siłowników ma zamontowany przetwornik pomiaru drogi, służący do mierzenia przemieszczenia lub położenia siłownika z zamocowaną na nim kabiną. Przy maksymalnym ciśnieniu 280 barów, siła nacisku wynosi 140 kN, cofania 100 kN. Skok siłownika wynosi ok. 2 metry. Zadaniem siłowników jest wywarcie określonego docisku elementu zanurzanego w oleju hartowniczym.
Nie ma fal
Pełne zanurzenie, choć chroni przed pękaniem, może prowadzić do pojawienia się fal i odkształceń materiału. W wyniku gwałtownego chłodzenia w zbiorniku z olejem hartowniczym pojawiają się naprężenia w stali, prowadzące do odkształceń. Im bardziej detal jest przestrzenny – czy płaski, np. w kształcie okrągłej tarczy o dużej średnicy w stosunku do niewielkiej grubości tym udział odkształceń jest większy. Podobne odkształcenia pojawiają się przy formie do kostek brukowych, która tak jak tarcza ma bardzo dużą powierzchnię przy małej grubości.
Aby zapobiegać odkształceniom – nasz system NHSHp zasila agregatem hydraulicznym zespół siłowników docisku wsadu, z zabudowanymi wewnątrz przetwornikami pomiaru drogi oraz czujnikami temperatury. Te posiadają własny układ pompowy, który zasila je olejem poprzez bloki zaworowe, zawierające podzespoły umożliwiające poruszanie się w obu kierunkach. Aby zapobiec deformacji, siłowniki dociskają materiał podczas hartowania. Docisk utrzymuje element w stałej pozycji w trakcie procesu.
Ten system chłodzenia stosuje się także w prasach do hartowania projektowanych przy współpracy z firmą Polcasting. Na podobnej zasadzie materiał zakładany na trzpień jest dociśnięty. Uwięziony pakiet rozżarzonej stali zanurza się w oleju, gdzie jest gwałtownie chłodzony. W tym procesie ścisk nie pozwala materiałowi się odkształcić. Takie urządzenia stosuje się seryjnie, kiedy proces chłodzenia nie może zostać zachwiany i jest wielokrotnie powtarzany, np. w przemyśle samochodowym.
Jakie są zalety zahartowanego materiału?
Po tak przeprowadzonym zabiegu w materiale powstają lokalne koncentracje naprężeń powodujące zwykle wzrost własności wytrzymałościowych: twardości, wytrzymałości, granicy plastyczności i sprężystości oraz odporności na ścieranie kosztem wzrostu kruchości oraz spadku plastyczności i wydłużenia
Tekst: ML
