Témata
Reklama

Renovace nástrojových ocelí navařováním

Nástrojové oceli tvoří specifickou skupinu ocelí, která má své specifické požadavky na zpracování z hlediska tepelného zpracování a svařování (resp. navařování) a renovace opotřebených kusů. Toto zpracování má výrazný vliv na budoucí jakost nástroje, což se opět projeví v produktivitě práce.

Ekonomický pohled hovoří zcela jasně ve prospěch nejen renovačního navařování, ale také výroby masivních nástrojů, například zápustek a forem z ocelí nízkolegovaných s navařenou vrstvou požadovaných vlastností. Výkonnost a spolehlivost nástroje závisí na mnoha činitelích. Kromě volby vlastního návarového materiálu je to velikost a druh mechanického namáhání, jemuž je nástroj vystaven, vliv pracovních podmínek (zejména dlouhodobé působení pracovní teploty, případně nárůst teploty na pracovní hraně nástroje), zvolená geometrie nástroje, u rychlořezných ocelí závisí i na vlastnostech obráběného materiálu (především jeho obrobitelnosti).
Reklama
Reklama
Reklama

Návarové materiály

Podle požadavku na použití lze návarové materiály rozdělit na materiály:
  • pro nástroje rychlořezné;
  • pro nástroje pro tváření a dělení za tepla;
  • pro nástroje pro tváření a dělení za studena;
  • pro nástroje pro formy tlakového lití;
  • speciální materiály - precipitačně vytvrditelné (např. typ Maraning) nebo za studena vytvrditelné (např. typ Hastelloy C).
  • Požadavky na nástrojové oceli

    Z výše uvedených skupin se nejvíce pracuje s prvními třemi typy nástrojových ocelí. Od materiálů na nástroje se požaduje obecně řada základních vlastností, z nichž některé jsou pro všechny typy nástrojů společné, jiné jsou specifické pro jednotlivé druhy nástrojů a způsob jejich pracovního nasazení. Jde zejména o tyto vlastnosti:
  • tvrdost - je především důležitá pro řezné nástroje. Je závislá na obsahu uhlíku, vzrůstá s jeho rostoucím obsahem asi do 0,8 %, nad 1,0 % se tvrdost již v podstatě nemění. Ve struktuře však roste množství cementitu, který zlepšuje odolnost proti opotřebení. Určité zvýšení tvrdosti lze dosáhnout přísadou karbidotvorných prvků, hlavně chromu, molybdenu, vanadu, wolframu, popř. titanu;
  • houževnatost - závisí na chemickém složení oceli, tepelném zpracování, výsledné struktuře a její stejnoměrnosti, na velikosti zrna a obsahu nečistot, vměstků a nežádoucích prvků. Nežádoucí struktura je s výraznou karbidickou řádkovitostí, která způsobuje nerovnoměrné rozložení a shlukování karbidů a způsobuje nestejnoměrné vlastnosti nástroje. Toto lze odstranit vhodným tepelným zpracováním nebo prokováním nástroje;
  • kalitelnost a prokalitelnost - u řady nástrojů požadujeme vysokou tvrdost povrchu při velmi dobré houževnatosti jádra. V jiných případech požadujeme dobré prokalení i ve větších průřezech. Uhlíkové oceli vyhovují těmto požadavkům jen velmi omezeně, proto musíme většinou použít legované oceli, jejichž složení se volí podle požadavků na jejich použití;
  • odolnost proti popouštění - je rozhodující pro nástroje, které pracují při vyšších teplotách, zejména řezné nástroje, nástroje pro tváření za tepla, formy pro lití kovů apod. Odolnost se posuzuje podle poklesu tvrdosti při dlouhodobém ohřevu nástroje na vyšší teplotu. U uhlíkových ocelí klesá tvrdost již při teplotách okolo 200 °C. Odolnost proti popouštění se zlepšuje nejčastěji přísadou karbidotvorných prvků Cr, W, Mo, V, Ti, případně přísadou kobaltu nebo chlazením nástroje.
  • Nejpoužívanější metody svařování a navařování nástrojových ocelí

    Obalovaná elektroda se používá pro svařování a navařování větších dílů. Vnesené teplo je větší, a proto je nutné dodržet jak parametry předehřevu, tak interpass teplotu. Elektrický oblouk je třeba zapalovat na kousku plechu, a teprve po zapálení oblouku přejít na svařovaný materiál. Elektrody mohou být legovány z jádra (drátu), obalu nebo kombinací obou možností.
    Další možnost poskytují trubičkové elektrody, které jsou plněny práškem podle požadované potřeby legování. Tyto typy elektrod jsou vhodné pro větší díly, neboť se vyrábějí od průměru 4,0 až do 12,0 mm. Velkou výhodou je malé vnesené teplo, protože pro natavení stačí malá proudová zátěž.
    Metoda TIG se používá v jak pro drobné, tak pro velké díly. U zdrojů s pulzním režimem lze pomocí modulace oblouku přesně nastavit průběh hoření oblouku, a tím výrazně ovlivnit vnesené teplo a dobře ovládat svarovou lázeň. To je velkou výhodou při renovaci (například hrany nástrojů). Pro přesné práce lze doporučit zdroj TIG doplněný nebo vybavený studeným podavačem drátu. Zde lze s výhodou použít klasické trubičkové dráty plněné kovovým práškem.
    Metody MIG, MAG lze doporučit pro větší renovační práce. Lze u nich výhodně kombinovat přídavný materiál a ochranné atmosféry podle požadavku na svar nebo návar. U této metody lze s výhodou použít trubičkové dráty se struskotvornými přísadami, které kryjí svar nebo návar. Tím částečně napomáhají snížit rychlé ochlazování návaru.
    Metodu navařování plamenem s přidáváním prášku lze doporučit pro renovační práce na plochách, kde plamen částečně nataví povrch a současně se přidává prášek požadovaného složení. Další dnes používanou metodou pro navařování je navařování plazmou (PTA), kdy do svazku plazmy je dodáván přídavný materiál ve formě drátu nebo prášku. V poslední době zažívá rozmach navařování laserem (LB), kdy je přídavný materiál opět v podobě drátu nebo prášku.

    Návar střižných nožů

    Popsat problematiku renovací nástrojových ocelí na dvou stranách nelze. Záleží nejen na volbě materiálu, ale také na provedení návaru a jeho následném zpracování. Pro ilustraci popíšeme dvě aplikace provedené stejnou metodou a stejným přídavným materiálem. Jde o návar trubičkovým drátem Megafil A 861 M. Tento návar s vysokým obsahem uhlíku legovaný chromem a niobem se používá mimo jiné pro střižné a řezné nástroje. Na obrázku je návar střižných nožů, kdy je návar proveden na chlazené měděné podložce. Při rychlém ochlazování návaru je výsledná struktura tvořená martenzitem s karbidy chromu a niobu. Výsledný návar má tvrdost cca 62 HRC.

    Navařování kotoučových fréz

    Stejný typ materiálu je využíván také při navařování kotoučových fréz pro recyklaci pneumatik, na něž je kladen požadavek na otěruvzdornost a odolnost vůči rázům vznikajícím při stříhání kovových kordů v pneumatice. Také v tomto případě se navařuje pomocí měděných podložek, které zároveň ohraničují budoucí tvar břitu, ale nejsou chlazeny a vnesené teplo je větší. Tím je křivka chladnutí výrazně zpomalena. Výsledný návar má bez dalšího tepelného zpracování vysokou houževnatost (vyšší zbytkový austenit), ale tvrdost jen cca 45 HRC. Tím je zaručena vysoká houževnatost a životnost břitů frézy.
    Na uvedených příkladech lze deklarovat různé výsledky dosažené se stejným typem návarového materiálu. Problematikou svařování, navařování, povrchových úprav se zabývá společnost Wirpo, s. r. o., která je také dodavatelem příslušných materiálů od renomovaných českých i světových výrobců.
    Petr Herman
    060459
    Wirpo
    //www.wirpo.cz
    //www.svarak.cz
    milec@wirpo.cz
    Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 60459
    Datum: 12. 04. 2006
    Rubrika: Trendy / Spojování a dělení
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Laserová technologie Platino pro každého

    Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

    Harmonizace ve svařování

    Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

    Aktuální možnosti v laserovém svařování

    Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

    Související články
    Řezání vysokým tlakem

    Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

    Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

    Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

    Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

    Metody spojování využívající principy plastické deformace

    Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

    Revoluce ve svařování laserem

    Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

    Autogen, plazma či laser?

    Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

    Trhací nýty pro vysoké zátěže

    Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

    Tvoříme historii vodního paprsku

    Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

    Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

    Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

    Inovovaná fiber laserová centra

    Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

    Nové úkoly v technologii vodních paprsků

    Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit