Jakie jest Twoje wyzwanie?
Nie wiesz od czego zacząć?
Zobacz, jak Bodycote może pomóc.
Wybrałeś:
Ograniczony wybór stopów dostępnych „od ręki”
Niektóre zastosowania wymagają specyficznego, odbiegającego od standardów zestawu właściwości – na przykład unikalnego połączenia odporności na zużycie i odporności na korozję – których nie można osiągnąć za pomocą żadnego dostępnego na rynku stopu kutego lub odlewanego. W takich przypadkach konstruktorzy są często zmuszeni do pójścia na kompromis, ponieważ wytworzenie prawdziwie dostosowanego do potrzeb, jednorodnego stopu o dostosowanym składzie chemicznym nie jest, przy użyciu tradycyjnych metodach topienia i przetwarzania, ani wykonalne ani ekonomiczne.
Procesy, których używamy do rozwiązania tego wyzwania:
Nawęglenie
Nawęglanie polega na ogrzewaniu metalu w atmosferze bogatej w węgiel w temperaturze powyżej temperatury przemiany przez określony czas. Po zakończeniu procesu części poddaje się hartowaniu w celu utwardzenia powierzchniowej warstwy nawęglonej. Rdzeń pozostaje nienaruszony. Jest to powszechnie stosowana metoda utwardzania powierzchni stali niskowęglowej. Przemysłowe znaczenie nawęglania odzwierciedla jego udział w rynku, ponieważ jedna trzecia wszystkich procesów obróbki cieplnej służących utwardzaniu obejmuje nawęglanie i hartowanie.
Zalety nawęglania atmosferycznego
Nawęglanie i hartowanie tworzą twarde powierzchnie, które są odporne na zużycie. Co więcej, dzięki bardziej miękkiemu rdzeniowi udaje się uniknąć uszkodzeń spowodowanych obciążeniami udarowymi. W odróżnieniu od procesów utwardzania powierzchniowego, proces ten stosuje się zazwyczaj w przypadku dużych głębokości hartowania.
Powdermet® – kształt zbliżony do docelowego (NNS)
Technologia Powdermet® NNS umożliwia wytwarzanie komponentów o wysokim stopniu złożoności, co nie jest możliwe przy użyciu konwencjonalnych środków.
Korzyści z Powdermet® – Kształt bliski końcowemu (NNS)
- Zapewnia swobodę i elastyczność projektowania
- Projekty nie są ograniczone przez procesy obróbki
- Poprawia wydajność i produktywność materiału
- Redukuje zużycie materiału w porównaniu z konwencjonalnymi technikami kucia i obróbki skrawaniem
Naddźwiękowe natryskiwanie płomieniowe HVOF
Natryskiwanie płomieniowe z dużą prędkością HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) to proces natryskiwania termicznego stosowany w celu poprawy lub przywrócenia właściwości lub wymiarów powierzchni elementu, wydłużając w ten sposób żywotność sprzętu poprzez znaczne zwiększenie odporności na erozję i zużycie oraz ochronę przed korozją.
Stopione lub półstopione materiały są natryskiwane na powierzchnię za pomocą strumienia gazu o wysokiej temperaturze i dużej prędkości, tworząc gęstą powłokę natryskową, która może być szlifowana do uzyskania bardzo wysokiej jakości wykończenia powierzchni.
Wykorzystanie techniki powlekania metodą HVOF umożliwia nakładanie materiałów powłokowych, takich jak metale, stopy i ceramika, w celu wytworzenia powłoki o wyjątkowej twardości, doskonałej przyczepności do materiału podłoża oraz zapewniającej znaczną odporność na zużycie i ochronę przed korozją.
Jako specjaliści w dziedzinie technologii powlekania HVOF, przedsiębiorstwo Bodycote oferuje szereg materiałów do powlekania natryskowego dostosowanych do konkretnych potrzeb. Dzięki obsłudze zorientowanej na klienta nasze zakłady przetwarzają komponenty o różnych rozmiarach zgodnie z rygorystycznymi standardami, uzyskując niezawodne i powtarzalne wyniki.
Zalety natryskiwania płomieniowego z dużą prędkością HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)
Powlekanie metodą HVOF:
- Niższe koszty;
- Poprawiona wydajność;
- Poprawione właściwości elektryczne;
- Umożliwienie komponentom pracy w wyższych/niższych temperaturach;
- Umożliwienie komponentom pracy w trudnych warunkach chemicznych;
- Zwiększona wydajność; oraz
- Zwiększona trwałość współpracujących komponentów
Hartowanie indukcyjne
Hartowanie indukcyjne jest stosowane w celu zwiększenia właściwości mechanicznych elementów żelaznych w określonym obszarze. Typowe zastosowania obejmują układ napędowy, zawieszenie, elementy silnika i elementy tłoczone. Hartowanie indukcyjne doskonale sprawdza się w naprawach wynikających z reklamacji gwarancyjnych lub awarii eksploatacyjnych w terenie. Głównymi zaletami tej metody są: zwiększenie wytrzymałości oraz odporności na zmęczenie materiałowe i zużycie w ograniczonym obszarze bez konieczności przeprojektowywania komponentu.
Zalety hartowania indukcyjnego
Zastosowanie to jest zalecane w przypadku komponentów poddawanych dużym obciążeniom. Obróbka indukcyjna zapewnia wysoką twardość powierzchniowąową oraz głęboką warstwę utwardzoną, zdolną wytrzymać wyjątkowo duże obciążenia. Wytrzymałość zmęczeniowa jest zwiększona poprzez rozwój miękkiego rdzenia otoczonego niezwykle wytrzymałą warstwą zewnętrzną. Właściwości te są pożądane w przypadku części poddawanych obciążeniom skrętnym i powierzchni narażonych na siły udarowe. Obróbka indukcyjna odbywa się pojedynczo dla każdej części, co pozwala na uzyskanie bardzo przewidywalnych zmian wymiarowych między poszczególnymi częściami.
Corr-I-Dur®
Corr-I-Dur® to opatentowana przez Bodycote obróbka termochemiczna zapewniająca jednoczesną poprawę odporności na korozję i zużycia poprzez wytworzenie warstwy związku tlenku azotku żelaza.
Zalety Corr-I-Dur®
Corr-I-Dur® jest preferowanym rozwiązaniem w przypadku komponentów narażonych na działanie środowiska korozyjnego w połączeniu ze zużyciem. Bardzo udana alternatywa dla twardego chromu, niklu chemicznego i różnych powłok galwanicznych dzięki jednoczesnej poprawie odporności na korozję i zużycie; warstwy Corr-I-Dur® charakteryzują się bardzo dobrą przyczepnością do podłoża, ponieważ są wytwarzane w procesie dyfuzyjnym. W wielu przypadkach części mogą być obrabiane z zachowaniem ostatecznych wymiarów, a klienci mogą pominąć dodatkowe etapy, takie jak szlifowanie po obróbce Corr-I-Dur®.
Powłoki ceramiczne K-Tech
Bodycote oferuje unikalną gamę termochemicznie formowanych powłok ceramicznych zapobiegających zużyciu i korozji w szerokiej gamie zastosowań przemysłowych i dla każdego rodzaju powierzchni.
Powłoki ceramiczne K-Tech firmy Bodycote zostały opracowane specjalnie do zastosowań w określonych branżach. Kilka formuł obejmuje praktycznie nieograniczoną liczbę potencjalnych zastosowań, które można stosować do większości metali żelaznych i niektórych metali nieżelaznych.
Materiał ceramiczny na bazie tlenku chromu, nałożony metodą termochemiczną na określone przez klienta obszary części, w tym średnice zewnętrzne, wewnętrzne i niektóre niewidoczne otwory i przyłącza. Poszczególne cząstki ceramiczne mają rozmiar poniżej mikrona i składają się z mieszanin wybranych materiałów ceramicznych połączonych ze sobą i z podłożem.
Zalety powłok ceramicznych K-Tech
- Twardość
- Znacznie zwiększona żywotność komponentów
- Niskie tarcie; powlekana powierzchnia jest odporna na osadzanie się zanieczyszczeń
- Ochrona przed korozją dzięki absolutnie gęstym, pozbawionym porów barierom
- Zwiększa siłę wiązania
- Wiązanie chemiczne, a nie mechaniczne
- Wyjątkowa odporność na zużycie
- Skuteczne powlekanie złożonych geometrii i otworów wewnętrznych
- Brak zauważalnych osadów na powierzchni platerowania/powłoki
- Nie jest wymagane wstępne szlifowanie
- Zwiększa trwałość platerowania/powłoki od 4 do 10 razy w większości środowisk korozyjnych.
- Odporność na cykle termiczne/wstrząsy
- Doskonała odporność na zużycie ślizgowe i wysoka oporność elektryczna
- Niezwykle drobnoziarnista struktura krystaliczna
Natryskiwanie plazmowe
Natryskiwanie plazmowe to proces natryskiwania termicznego, w którym uzyskuje się powłoki wysokiej jakości dzięki połączeniu wysokiej temperatury, źródła ciepła o wysokiej energii, stosunkowo obojętnego medium natryskowego, zwykle argonu, i dużych prędkości cząstek.
Plazma to termin używany do opisania gazu, który został podniesiony do tak wysokiej temperatury, że ulega jonizacji i staje się przewodnikiem elektrycznym.
Zastosowanie technologii natryskiwania plazmowego umożliwia natryskiwanie niemal każdego materiału metalowego lub ceramicznego na szeroką gamę materiałów z zachowaniem wyjątkowej wytrzymałości wiązania, przy jednoczesnym zminimalizowaniu zniekształceń podłoża.
Jako specjaliści w dziedzinie technologii natryskiwania plazmowego, przedsiębiorstwo Bodycote oferuje szereg materiałów do termicznego powlekania natryskowego dostosowanych do konkretnych potrzeb. Dzięki obsłudze zorientowanej na klienta nasze zakłady przetwarzają komponenty o różnych rozmiarach zgodnie z rygorystycznymi standardami, uzyskując niezawodne i powtarzalne wyniki.
Korzyści z natrysku plazmowego
Ogromną zaletą techniki natryskiwania plazmowego jest możliwość natryskiwania szerokiej gamy materiałów, od metali po ceramikę ogniotrwałą, zarówno na małe, jak i duże elementy, co zapewnia:
- ochronę przed korozją
- odporność na zużycie
- kontrolę prześwitu – materiały ścierne i ścieralne
- odporność na ciepło i utlenianie
- zarządzanie temperaturą
- oporność elektryczną i przewodność
Niskociśnieniowe nawęglanie (LPC)
Technologia LPC to zaawansowana metoda, która stanowi dla konstruktorów alternatywę dla nawęglania atmosferycznego w celu poprawy jednorodności głębokości warstwy utwardzonej, kontroli wymiarów, czystości części i elastyczności procesu.
LPC to metoda polegająca na połączeniu czystego nawęglania z czystą dyfuzją, stosowana w celu uzyskania utwardzonej powierzchni i twardego rdzenia, zapewniająca zwiększoną odporność na zużycie i trwałość zmęczeniową, przy minimalnym ryzyku odkształceń obróbkowych.
W porównaniu z konwencjonalnymi metodami nawęglania proces ten zapewnia wysoką twardość pod powierzchnią i umożliwia precyzyjną kontrolę głębokości warstwy utwardzonej, mikrostruktury i twardości, nawet w przypadku złożonych kształtów i otworów nieprzelotowych.
Z powodu braku tlenu w atmosferze proces ten nie powoduje utleniania międzykrystalicznego na powierzchni stali i eliminuje operacje szlifowania części, które wymagają wyższej jakości powierzchni i twardości.
LPC to czysty proces przeprowadzany w próżni, który ma znacznie mniejszy wpływ na środowisko niż technologie obróbki cieplnej w warunkach atmosferycznych.
Zalety nawęglania niskociśnieniowego
- Stosunek podziałki do głębokości warstwy nawęglonej (głębokość warstwy utwardzonej) w kołach zębatych wynosi prawie 1:1 (równomiernie).
- Wysoka twardość pod powierzchnią w porównaniu do konwencjonalnie nawęglanych części.
- Krótsze czasy cyklu.
- Części mogą być nawęglane w temperaturze od 930°C do 1 000°C (1 700° do 1 830°F).
- Wnikanie węgla do głębokich otworów nieprzelotowych skutkuje jednolitą twardością na całym profilu.
- Nawęglanie małych otworów i otworów nieprzelotowych.
- Unikanie czyszczenia części po obróbce cieplnej dzięki hartowaniu gazowemu pod wysokim ciśnieniem (hartowanie na sucho).
- Ograniczenie zmian wymiarowych poprzez niezależne od temperatury przenoszenie ciepła podczas hartowania gazowego pod wysokim ciśnieniem.
- Lepsze właściwości mechaniczne – eliminacja międzykrystalicznej warstwy utlenionej, lepsza odporność zmęczeniowa.
- Kontrola wymiarów – niewielkie zniekształcenia, przewidywalność i powtarzalność
- Przyjazna dla środowiska
- Redukcja etapów produkcji, takich jak szlifowanie, czyszczenie i kontrola.
- Zwiększona czystość produktów
- Precyzyjna kontrola głębokości warstwy utwardzonej, mikrostruktury i twardości
- Lepsza jednorodność głębokości utwardzania dla złożonych kształtów. W większości przypadków jednorodność głębokości warstwy utwardzonej można utrzymać w zakresie ±0,002 cala.
Borowanienaborowywanie
Borowanie to termochemiczna metoda utwardzania powierzchniowego, którą można stosować w przypadku szerokiej gamy materiałów żelaznych, nieżelaznych i cermetali. Proces ten polega na dyfuzji atomów boru do sieci krystalicznej metalu macierzystego, w wyniku czego na powierzchni tworzy się twardy międzywęzłowy związek boru. Warstwa borków metalu może mieć postać warstwy jednofazowej lub dwufazowej.
Korzyści z borowanianaborowywanie
Borowanie zapewnia jednolitą warstwę utwardzoną od powierzchni aż po całą głębokość warstwy dyfuzyjnej. Osiągnięta twardość jest wielokrotnie wyższa niż w przypadku jakiegokolwiek innego procesu utwardzania powierzchniowego. Połączenie wysokiej twardości i niskiego współczynnika tarcia poprawia odporność na zużycie, ścieranie i zmęczenie powierzchni. Inne korzyści związane z borowaniem to zachowanie twardości w podwyższonej temperaturze, odporność na korozję w środowisku kwaśnym, zmniejszenie zużycia smarów i zmniejszona tendencja do spawania na zimno.
Węgloazotowanie gazowe
Węgloazotowanie to austenityczny (powyżej A3) proces utwardzania powierzchniowego podobny do nawęglania, z dodatkiem azotu (poprzez gaz NH3), stosowany w celu zwiększenia odporności na zużycie i twardości powierzchni poprzez utworzenie utwardzonej warstwy powierzchniowej.
Korzyści z węgloazotowania
Węgloazotowanie stosuje się przede wszystkim w celu wytworzenia uzyskania i odpornej na zużycie warstwy. Dyfuzja zarówno węgla, jak i azotu zwiększa hartowność zwykłej stali węglowej i niskostopowej oraz pozwala uzyskać twardszą warstwę utwardzoną niż w przypadku nawęglania. Proces węgloazotowania jest szczególnie odpowiedni do czystej masowej produkcji małych komponentów. Ze względu na niższą temperaturę wymaganą do węgloazotowania, w porównaniu do nawęglania, odkształcenia są mniejsze. Łagodna prędkość hartowania zmniejsza ryzyko pękania hartowniczego.
Azotowanie jonowe/plazmowe
Azotowanie plazmowe (azotowanie jonowe) to proces termochemicznego utwardzania powierzchniowego wspomaganego plazmą, stosowany w celu zwiększenia odporności na zużycie, twardości powierzchniowej i wytrzymałości zmęczeniowej poprzez wytworzenie twardej warstwy obejmującej naprężenia ściskające.
Zalety azotowania jonowego/plazmowego
Zalety procesów azotowania gazowego mogą zostać przewyższone przez azotowanie plazmowe. Szczególnie w przypadku stali wysokostopowych, azotowanie plazmowe nadaje wysoką twardość powierzchniową, co sprzyja wysokiej odporności na zużycie, ścieranie, zacieranie i zatarcie. Wytrzymałość zmęczeniowa wzrasta głównie dzięki powstawaniu powierzchniowych naprężeń ściskających. Azotowanie plazmowe jest dobrym wyborem, gdy części muszą mieć zarówno obszary azotowane, jak i miękkie. Możliwość wytworzenia warstwy dyfuzyjnej, wolnej od związków chemicznych jest często wykorzystywana w azotowaniu plazmowym przed powlekaniem PVD lub CVD. Można uzyskać warstwy i profile twardości dostosowane do indywidualnych potrzeb.
Azotowanie gazowe
Azotowanie gazowe to termochemiczny proces utwardzania powierzchniowego stosowany w celu zwiększenia odporności na zużycie, twardości powierzchniowej i wytrzymałości zmęczeniowej poprzez rozpuszczanie azotu i wytrącanie twardych azotków.
Zalety azotowania gazowego
Azotowanie jest preferowaną metodą w przypadku komponentów poddawanych dużym obciążeniom, ponieważ nadaje wysoką twardość powierzchniową, która sprzyja wysokiej odporności na zużycie, ścieranie, zacieranie i zatarcie. Wytrzymałość zmęczeniowa wzrasta głównie dzięki powstawaniu powierzchniowych naprężeń ściskających. Szeroki zakres możliwych temperatur i głębokości warstwy utwardzonej, które umożliwiają dostosowanie różnych właściwości obrabianych części, sprawia, że azotowanie gazowe ma szerokie zastosowanie.
Azotonawęglanie ferrytyczne – gazowe
Opatentowany przez przedsiębiorstwo Bodycote proces obróbki powierzchni w niskiej temperaturze, zwany Lindure®, obejmuje dodanie tlenu. W rezultacie uzyskuje się znaczną poprawę właściwości zmęczeniowych, odporności na zużycie adhezyjne i właściwości przeciwzatarciowych.
Zalety azotonawęglania ferrytycznego – metoda gazowa
Głównym celem azotonawęglania ferrytycznego jest poprawa odporności komponentów na zużycie ścierne. Warstwa złożona wykazuje znaczną poprawę odporności na zużycie adhezyjne. Dzięki wprowadzeniu azotu do strefy dyfuzyjnej poprawiają się właściwości zmęczeniowe. Dodatkową zaletą procesu jest minimalne odkształcenie wynikające z krótkiego cyklu obróbki w fazie ferrytycznej.
Hartowanie zwykłe
Hartowanie neutralne, zwane również martenzytycznym lub hartowaniem, to obróbka cieplna stosowana w celu uzyskania wysokiej twardości/wytrzymałości stali. Polega ono na austenityzacji, hartowaniu i odpuszczaniu, co pozwala zachować strukturę odpuszczonego martenzytu lub bainitu.
Zalety hartowania neutralnego
Istnieje kilka korzyści płynących z hartowania neutralnego, w zależności od rodzaju stali:
- Ciężko obciążonym częściom można zapewnić optymalne połączenie wysokiej wytrzymałości, udarowości i, w stosownych przypadkach, odporności na temperaturę
- Takie części mogą być lżejsze i sztywniejsze dzięki większej wytrzymałości
- Narzędzia i matryce uzyskują wymaganą, wysoką odporność na zużycie i/lub wysoką temperaturę przy jednoczesnym zachowaniu udarowości
- Części, które wymagają szlifowania do niskiej chropowatości, uzyskują wymaganą obrabialność
- Dla wszystkich tych celów, jeśli części są wykonane z martenzytycznych stali nierdzewnych, odporność na korozję uzyskuje się dopiero po obróbce cieplnej
Stale narzędziowe: pożądane właściwości wysokiej twardości, odporności na zużycie, odporności na ciepło i skrawalności można uzyskać tylko poprzez hartowanie.
Martenzytyczne stale nierdzewne: stale te uzyskują maksymalną odporność na korozję tylko poprzez hartowanie.
W przypadku wszystkich rodzajów stali: podczas kształtowania części (odbywającego się przed obróbką cieplną) materiał jest stosunkowo miękki, a zatem łatwy w obróbce.
Hartowanie stopniowe (Ausbay)
Technika hartowania (ograniczona do niektórych stali stopowych o wysokiej wytrzymałości), która zmniejsza szczątkowe naprężenia wewnętrzne i odkształcenia wynikające z niejednorodnej przemiany i szoku termicznego typowego dla konwencjonalnego hartowania w oleju.
Zalety hartowania stopniowego
Zmniejszenie naprężeń szczątkowych i odkształceń w porównaniu do konwencjonalnego hartowania w oleju wybranych stali o wysokiej wytrzymałości. Może to umożliwić obróbkę cieplną części o kształcie zbliżonym do docelowego oraz zminimalizować konieczność obróbki skrawaniem/szlifowania komponentów po obróbce cieplnej.
Hartowanie izotermiczne
Hartowanie izotermiczne jest stosowane w celu zwiększenia wytrzymałości, udarowości i zmniejszenia odkształceń. Części są podgrzewane do temperatury hartowania, a następnie schładzane wystarczająco szybko do temperatury powyżej temperatury początku martenzytu (Ms) i utrzymywane przez czas wystarczający do wytworzenia pożądanej mikrostruktury bainitu.
Zalety hartowania izotermicznego
Hartowanie izotermiczne to proces hartowania metali, który zapewnia pożądane właściwości mechaniczne, w tym:
- Wyższa ciągliwość, udarowość i wytrzymałość przy danej twardości.
- Odporność na wstrząsy
- Zmniejszone zniekształcenia, szczególnie w przypadku cienkich części.
Hartowanie przerywane
Celem hartowania izotermicznego na martenzyt/hartowania martenzytycznego stopniowego jest opóźnienie chłodzenia przez pewien czas, aby wyrównać temperaturę w całym elemencie. Zminimalizuje to odkształcenia, pęknięcia i naprężenia szczątkowe.
Korzyści płynące z hartowania izotermicznego na martenzyt/hartowania martenzytycznego stopniowego
Zmniejszone pękanie spowodowane naprężeniami termicznymi. Zmniejszone naprężenia szczątkowe w części hartowanej dla części o różnej geometrii, rozmiarze lub wadze.
Hartowanie na prasach
Kontrolowane hartowanie w matrycach ograniczających komponentów o wąskich tolerancjach, takich jak koła zębate, bieżnie łożysk itp. zapewnia dobrą kontrolę wymiarów i równomierne hartowanie.
Zalety hartowania w prasie
- Preferowane w przypadku dużych komponentów okrągłych lub płaskich;
- Eliminacja zniekształceń, a tym samym redukcja obróbki po obróbce cieplnej; oraz
- Ważny czynnik oszczędności kosztów.
Hartowanie podwójne
Czasami, ze względu na niewłaściwe użycie języka, podwójne hartowanie oznacza długi czas austenityzacji lub długi czas nawęglania, a następnie miękkie hartowanie lub powolne chłodzenie poza komorą grzewczą (jak etap wyżarzania) i ponowne austenityzowanie, a następnie etap hartowania (hartowanie).
Podwójne hartowanie obejmuje również dwukrotne hartowanie nawęglanej części, przy czym pierwsze hartowanie jest przeprowadzane od temperatury hartowania części rdzeniowej, a drugie od temperatury hartowania warstwy (patrz DIN 17014).
Zalety hartowania podwójnego
- Ulepszony rozmiar ziarna i mikrostruktura rdzenia części, wytworzonego w wyniku długotrwałego wyżarzania w wysokiej temperaturze
- Unikanie nadmiaru/zatrzymanej zawartości austenitu w warstwie utwardzonej
- Zmniejsza lub ogranicza poziom zniekształceń części o złożonych kształtach
- Bardziej precyzyjna regulacja twardości rdzenia i warstwy
Odpuszczanie
Odpuszczanie to proces obróbki cieplnej w niskiej temperaturze (poniżej A1), zazwyczaj przeprowadzany po hartowaniu neutralnym, hartowaniu podwójnym, nawęglaniu atmosferycznym, węgloazotowaniu lub hartowaniu indukcyjnym w celu osiągnięcia pożądanego stosunku twardości do udarowości.
Zalety odpuszczania
Maksymalna twardość gatunku stali, którą uzyskuje się poprzez hartowanie, nadaje materiałowi niską udarowość. Odpuszczanie zmniejsza twardość materiału i zwiększa jego udarowość. Dzięki odpuszczaniu można dostosować właściwości materiału (stosunek twardości do udarowości) do określonego zastosowania.
Przesycanie i starzenie: Stopy aluminium
Istnieje wiele kutych i odlewanych stopów aluminium, które można wzmocnić poprzez przesycanie i starzenie do różnych temperatur.
Zalety przesycania i starzenia: stopy aluminium
Właściwości mechaniczne komponentów ze stopów poddawanych obróbce cieplnej można zoptymalizować poprzez wybór odpowiedniego roztworu i sekwencji procesu starzenia. W przypadku niektórych stopów można na przykład poprawić odporność na korozję kosztem wytrzymałości i odwrotnie.
W zależności od stopu i przekroju poprzecznego w czasie przesycania, potencjalnie można zastosować różne metody chłodzenia w celu zmniejszenia zniekształceń.
Przesycanie i starzenie: Stopy niklu
Przesycanie polega na podgrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, utrzymaniu go w tej temperaturze przez czas wystarczający do wprowadzenia jednego lub kilku składników do roztworu stałego, a następnie schłodzeniu go wystarczająco szybko, aby utrzymać te składniki w roztworze. Późniejsza obróbka cieplna wywołująca wytrącanie umożliwia kontrolowane uwalnianie tych składników w sposób naturalny (w temperaturze pokojowej) lub sztuczny (w wyższych temperaturach).
Zalety przesycania i starzenia: stopy niklu
Istnieje wiele stopów na bazie niklu odlewanych i kutych, które mogą mieć różne pożądane właściwości wzmocnione przez przesycanie lub obróbkę w roztworze i utwardzanie wydzieleniowe. Dzięki takiej obróbce cieplnej zazwyczaj poprawiają się właściwości takie jak wytrzymałość mechaniczna w temperaturze pokojowej i/lub w podwyższonej temperaturze, odporność na korozję oraz odporność na utlenianie.
Utwardzanie wydzieleniowe: Stale nierdzewne
Obróbka cieplna przez wytrącanie wzmacnia materiały, umożliwiając kontrolowane uwalnianie składników, które tworzą skupiska wydzieleń, co znacznie zwiększa wytrzymałość komponentu.
Zalety utwardzania wydzieleniowego: stale nierdzewne
Istnieje wiele stopów stali nierdzewnej odlewanej i kutej, które mogą mieć różne pożądane właściwości wzmocnione przez przesycanie lub obróbkę w roztworze i utwardzanie wydzieleniowe. Dzięki takiej obróbce cieplnej zazwyczaj poprawiają się właściwości takie jak wytrzymałość mechaniczna w temperaturze pokojowej i/lub w podwyższonej temperaturze oraz odporność na korozję.
Wyżarzanie
Zazwyczaj w przypadku stali wyżarzanie jest stosowane w celu zmniejszenia twardości, zwiększenia plastyczności i wyeliminowania naprężeń wewnętrznych.
Zalety wyżarzania
Wyżarzanie przywraca plastyczność po obróbce na zimno, umożliwiając tym samym dalszą obróbkę bez ryzyka pękania. Wyżarzanie może być również stosowane do rozładowania naprężeń mechanicznych wywołanych szlifowaniem, obróbką skrawaniem itp., zapobiegając w ten sposób odkształceniom podczas kolejnych operacji obróbki cieplnej w wyższej temperaturze. W niektórych przypadkach wyżarzanie jest stosowane w celu poprawy właściwości elektrycznych.
Rekrystalizacja
Rekrystalizacja jest procesem realizowanym przez ogrzewanie, w którym zdeformowane ziarna są zastępowane przez nowy zestaw ziaren, które zarodkują i rosną, aż do całkowitego zużycia oryginalnych ziaren.
Wyżarzanie rekrystalizacyjne to proces wyżarzania stosowany w przypadku metalu poddanego obróbce na zimno, mający na celu wywołanie zarodkowania i wzrostu nowych ziaren bez przemiany fazowej. Ta obróbka cieplna usuwa skutki silnego odkształcenia plastycznego wysoko ukształtowanych części formowanych na zimno. Wyżarzanie to jest skuteczne w przypadku stali hartowanych lub poddanych obróbce na zimno, w których następuje rekrystalizacja struktury, prowadząca do powstania nowych ziaren ferrytu.
Zalety rekrystalizacji
- umożliwia proces regeneracji poprzez redukcję lub usunięcie skutków utwardzenia powstałego w czasie pracy (naprężeń)
- powiększa równoosiowe ziarna ferrytu utworzone z wydłużonych ziaren
- obniża poziom wytrzymałości i twardości
- zwiększa ciągliwość
Normalizowanie
Normalizowanie ma na celu nadanie stali jednolitej i drobnoziarnistej struktury. Proces ten jest stosowany w celu uzyskania przewidywalnej mikrostruktury i zapewnienia właściwości mechanicznych stali.
Korzyści z normalizacji
Po kuciu, walcowaniu na gorąco lub odlewaniu mikrostruktura stali jest często niejednorodna i składa się z dużych ziaren oraz niepożądanych składników strukturalnych, takich jak bainit i węgliki. Taka mikrostruktura ma negatywny wpływ zarówno na właściwości mechaniczne stali, jak i na jej skrawalność. Dzięki normalizacji stal może uzyskać bardziej drobnoziarnistą, jednorodną strukturę o przewidywalnych właściwościach i skrawalności.
Wyżarzanie podkrytyczne/wyżarzanie międzykrytyczne
Sub-critical annealing (or sub-critical treatment) is annealing carried out slightly below the eutectoid temperature (Ac1 point = eutectoid transformation (723°C for carbon-steels)). Sub-critical annealing does not involve the formation of austenite, while intercritical annealing involves the formation of ferrite and austenite (< 0.8%C carbon-steels).
Zalety wyżarzania podkrytycznego/wyżarzania międzykrytycznego
Celem procesu wyżarzania zmiękczającego jest utworzenie równomiernego rozkładu węglików sferoidalnych w stali, co sprawi, że materiał stanie się bardziej miękki i wytrzymały. Zazwyczaj zwiększenie rozmiaru sferoidów poprawia skrawalność stali.
Wyżarzanie zmiękczające
Wyżarzanie zmiękczające to proces obróbki cieplnej w wysokiej temperaturze wykonywany w okolicach A1. Jak sama nazwa wskazuje, celem tego procesu jest uczynienie materiału tak miękkim, jak to tylko możliwe. Po wyżarzaniu zmiękczającym materiał będzie miał strukturę miękką i łatwą w obróbce.
Zalety wyżarzania zmiękczającego
Steels with higher carbon content, and most high-alloy steels, which are allowed to air cool after hot working, such as forging or hot rolling, are usually hard to machine. Soft annealing reduces the hardness and makes the material easier to machine. Soft annealing of low carbon steels < 0,35% C will normally result in a structure too soft and sticky for cutting operations.
Ryzyko pęknięć hartowniczych podczas ponownego hartowania stali hartowanej i odpuszczanej można zmniejszyć poprzez wyżarzanie zmiękczające przed procesem hartowania i odpuszczania.
Implantacja jonów
Proces Implantec przedsiębiorstwa Bodycote może być stosowany do poprawy współczynnika tarcia, zużycia adhezyjnego i twardości powierzchni polimerów i metali poprzez bombardowanie powierzchni wiązką jonów o wysokiej energii.
Korzyści z implantacji jonów
Implantacja jonów ma wiele zalet, w tym:
- Utwardzenie powierzchni materiału, dzięki czemu jest on bardzo odporny na zużycie, w szczególności na zużycie adhezyjne;
- Zmniejszenie współczynnika tarcia, co zmniejsza zatarcia;
- Zwiększony limit zmęczenia nawet o 30%;
- Obróbka powierzchni bez wzrostu temperatury (metalurgia na zimno);
- Brak zniekształceń geometrycznych;
- Zachowanie stanu powierzchni (np. doskonałe wykończenie) i jej właściwości mechanicznych (np. stal odpuszczana w niskiej temperaturze);
- Brak łuszczenia się (nie jest powłoką); oraz
- Znacznie zwiększona odporność na korozję.
Proces jest przeprowadzany lokalnie i na elementach, które są już w pełni obrobione i może być stosowany do metali, polimerów lub elastomerów.
Odprężanie
Redukcja naprężeń jest przeprowadzana na produktach metalowych w celu zminimalizowania naprężeń szczątkowych w strukturze, co pozwala ograniczyć ryzyko zmian wymiarów podczas dalszej obróbki lub końcowego użytkowania komponentu.
Zalety redukcji naprężeń
Obróbka skrawaniem i cięcie, a także odkształcenia plastyczne powodują powstawanie naprężeń w materiale. Naprężenia te mogą powodować niepożądane zmiany wymiarów, jeśli zostaną uwolnione w sposób niekontrolowany, na przykład podczas późniejszej obróbki cieplnej. Aby zminimalizować naprężenia po obróbce skrawaniem i ryzyko zmian wymiarów, komponent można poddać odprężaniu.
Odprężanie jest zwykle wykonywana po obróbce skrawaniem, ale przed ostatecznym wykończeniem, takim jak polerowanie lub szlifowanie.
Części, które mają wąskie tolerancje wymiarowe i mają być dalej przetwarzane, na przykład przez azotonawęglanie, należy poddać odprężaniu.
Konstrukcje spawane można uwolnić od naprężeń dzięki odprężaniu.
Lutowanie twarde w atmosferze wodoru
Lutowanie wodorowe to proces lutowania, który wykorzystuje właściwości czyszczące (redukujące) wodoru o wysokiej czystości w celu poprawy właściwości płynięcia lutowanego stopu. Atmosfera wodorowa redukuje tlenki powierzchniowe na materiale rodzimym, umożliwiając skuteczniejsze płynięcie (zwilżanie) stopu lutowniczego i tworzenie połączenia lutowanego o wysokiej integralności.
Zalety lutowania twardego wodorowego
- Czystość – redukcja tlenków na powierzchni materiału macierzystego poprawia czystość i integralność połączenia lutowanego.
- Rozszerzone opcje stopów lutowniczych i materiałów macierzystych – umożliwia stosowanie stopów lutowniczych o wysokim ciśnieniu pary i materiałów macierzystych, których nie można lutować w atmosferze próżni.
Zgrzewanie dyfuzyjne metodą HIP
Zgrzewanie dyfuzyjne HIP służy do tworzenia wiązania w stanie stałym między dwoma lub więcej materiałami (stałymi lub proszkowymi) stykającymi się ze sobą bez kleju, co pozwala na wyższe temperatury pracy i mocniejsze wiązanie metalurgiczne.
Zalety zgrzewania dyfuzyjnego metodą HIP
Zgrzewanie dyfuzyjne metodą HIP umożliwia łączenie różnych materiałów bez ograniczeń temperaturowych charakterystycznych dla klejów. Tworzy ono wiązanie metalurgiczne z dyfuzją zachodzącą na poziomie atomowym. Pozwala to na selektywne łączenie materiałów wysokiej jakości z bardziej ekonomicznymi podłożami wyłącznie w miejscach, gdzie wymagane są właściwości tych materiałów, co znacznie wydłuża żywotność kluczowych w środowiskach korozyjnych i / lub erozyjnych oraz w zastosowaniach o podwyższonej temperaturze.
Zalety spawania wiązką elektronów
Spawanie wiązką elektronów (EBW) to specjalistyczna technika łączenia metali, stosowana w celu uzyskania połączeń o wysokiej integralności i minimalnych odkształceniach.
Zalety spawania wiązką elektronów
- Niski dopływ ciepła do spawanych części;
- Minimalne zniekształcenia;
- Wąska strefa topnienia (MZ) i wąska strefa wpływu ciepła (HAZ);
- Głębokość wtopienia spoiny od 0,05 mm do 200 mm (0,002” do 8”) w jednym przejściu;
- Wysoka prędkość spawania;
- Spawanie wszystkich metali, nawet o wysokiej przewodności cieplnej;
- Spawanie metali o różnych temperaturach topnienia;
- Proces próżniowy zapewnia czyste i powtarzalne środowisko;
- Naturalny proces spawania materiałów wymagających dużej ilości tlenu, takich jak tytan, cyrkon i niob;
- Proces maszynowy gwarantuje niezawodność i powtarzalność warunków pracy;
- Ekonomiczny proces spawania dla dużych produkcji w trybie automatycznym; oraz
- Części mogą być w większości używane w stanie po spawaniu – nie jest wymagana obróbka.
Lutowanie indukcyjne
Lutowanie indukcyjne polega na łączeniu dwóch lub więcej materiałów za pomocą metalu wypełniającego, który ma niższą temperaturę topnienia niż materiały podstawowe, przy użyciu nagrzewania indukcyjnego. W przypadku nagrzewania indukcyjnego, materiały żelazne są zazwyczaj szybko nagrzewane przez pole elektromagnetyczne wytwarzane przez prąd zmienny z cewki indukcyjnej.
Zalety lutowania indukcyjnego
- Lutowanie twarde zapewnia konstruktorom i inżynierom produkcyjnym możliwość łączenia zarówno prostych, jak i złożonych projektów.
- Proces ten jest szybki, co pozwala na sprawne przetwarzanie części.
- Umożliwia lutowanie twarde bardzo określonych i selektywnych obszarów
Lutowanie twarde piecowe
Lutowanie piecowe to półautomatyczny proces, w którym elementy metalowe łączy się przy użyciu odmiennego metalu wypełniającego. Lutowanie piecowe pozwala konstruktorom i inżynierom produkcyjnym na łączenie prostych lub złożonych konstrukcji jedno- lub wielopołączeniowych.
Jedna z najpopularniejszych form lutowania piecowego jest realizowana w piecu próżniowym i określana jako lutowanie próżniowe. Łączone części są czyszczone, na łączone powierzchnie nakładane jest spoiwo lutownicze, a następnie umieszczane w piecu. Aby wyeliminować wszelkie utlenianie lub zanieczyszczenia występujące podczas topienia się spoiwa lutowniczego i jego przepływu do połączeń, cały zespół jest doprowadzany do temperatury lutowania, po usunięciu powietrza z pieca.
Zalety lutowania piecowego/próżniowego
- Proces efektywny kosztowo
- Powtarzalny proces łączenia metali o wysokiej integralności
- Umożliwia łączenie niespawalnych, odmiennych i niemetalicznych materiałów
- Lutowanie zapewnia inżynierom projektowym i produkcyjnym możliwość łączenia zarówno prostych, jak i złożonych projektów z jednym połączeniem lub kilkuset połączeniami
Specialty Stainless Steel Processes (S³P)
Specialty Stainless Steel Processes (S³P) wykorzystujące technologię Kolsterising® oferują unikalne rozwiązania w zakresie utwardzania powierzchniowego austenitycznej stali nierdzewnej, stopów na bazie niklu i stopów kobaltowo-chromowych, zapewniając Lepsze właściwości mechaniczne i odporność na zużycie bez negatywnego wpływu na odporność na korozję.
Zalety specjalistycznych procesów obróbki stali nierdzewnej Specialty Stainless Steel Processes (S³P)
- Zwiększona twardość powierzchniowa do 900-1300 HV0.05 (w zależności od materiału bazowego i warunków powierzchniowych)
- Odpowiednio dobrane i zaprojektowane materiały i części zachowują odporność na korozję
- Części poddane obróbce zapewniają stabilność koloru i wymiarów
- Obróbka uzupełniająca nie jest konieczna
- Brak ryzyka rozwarstwienia
- Właściwości paramagnetyczne materiałów austenitycznych pozostają niezmienione po obróbce
- Eliminuje zużycie cierne i zacieranie
- Wysoka odporność na zużycie powierzchniowe, takie jak poślizg w połączeniu ze zużyciem ściernym i erozją kawitacyjną.
Powdermet® prosty kształt
Produkcja komponentów o prostych kształtach poprzez prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) proszków metalowych, polimerowych, ceramicznych lub kompozytowych, pozwala uzyskać wlewki o doskonałych początkowych właściwościach materiałowych. Kształty te stanowią zazwyczaj półfabrykaty przeznaczone do dalszej obróbki, takiej jak kucie lub wytłaczanie, lub do wytwarzania produktów, które można łatwo obrabiać mechanicznie do ostatecznych wymiarów. Metalurgia proszków (PM) w zakresie elementów o prostych kształtach wytwarzanych metodą HIP obejmuje również platerowanie metodą HIP, które umożliwia łączenie i współwytłaczanie materiałów o różnym składzie.
Zalety prostego kształtu Powdermet®
- Metalurgia proszków HIP umożliwia krótszy czas dostawy w porównaniu z konwencjonalnymi metodami przetwarzania, takimi jak kucie.
- Izotropowe właściwości mechaniczne wynikają z małego, jednolitego rozmiaru ziarna i drobnych, równomiernie rozproszonych cząstek drugiej fazy
- Przetwarzanie proszków metali umożliwia uzyskanie wyższej zawartości stopu niż w przypadku tradycyjnie topionych i zestalanych stopów, co przekłada się na lepsze właściwości materiałów.
- Metoda przetwarzania w stanie stałym minimalizuje segregację, optymalizując w ten sposób odporność na korozję
- Umożliwia tworzenie w pełni gęstych stopów i mikrostruktur, których nie można uzyskać innymi metodami produkcji
- Wąski zakres zmienności właściwości mechanicznych w porównaniu z odlewami i odkuwkami
- Metalurgia proszków HIP zapewnia zwiększoną odporność na zużycie i udarowość w porównaniu z innymi metodami produkcji poprzez uzyskanie drobnej, jednolitej dyspersji węglików spiekanych
- Osiąga wyższe prędkości skrawania i dłuższą żywotność niż konwencjonalnie przetwarzane materiały narzędziowe
- W procesie HIP stosowanym w metalurgii proszkowej można wytwarzać wlewki z rurką z dwóch różnych materiałów, przeznaczone do współwytłaczania
Prasowanie izostatyczne na gorąco
Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) to proces produkcyjny stosowany w celu wyeliminowania wewnętrznej mikroporowatości w odlewach metalowych i innych materiałach. Metoda HIP umożliwia również zagęszczanie proszków metalowych, polimerowych, ceramicznych i kompozytowych w stanie stałym. Obie te metody pozwalają uzyskać materiały o doskonałych właściwościach.
Zalety prasowania izostatycznego na gorąco
- Eliminuje wszystkie wewnętrzne puste przestrzenie w odlewach i komponentach metalowych stworzonych metodami produkcji addytywnej
- Zmniejsza współczynnik odrzucenia kontroli odlewów
- Poprawia konsystencję produktu
- Poprawia solidność i właściwości mechaniczne (trwałość zmęczeniowa, ciągliwość, wytrzymałość) odlewów, potencjalnie umożliwiając bardziej elegancki wygląd.
- Poprawia szczelność próżniową i wykończenie obrabianej powierzchni odlewów
- Wytwarza materiał o pełnej gęstości z proszków metalowych, kompozytowych, polimerowych lub ceramicznych bez topienia
- Dzięki drobnym, jednolitym ziarnom i izotropowej strukturze z proszków powstaje stały materiał o doskonałych właściwościach
- Umożliwia łączenie unikalnych mieszanek proszków w ciała stałe, które nie byłyby możliwe do uformowania innymi metodami produkcyjnymi
- Produkcja stałych elementów o złożonych kształtach z proszków
- Poprawia udarowość, ciągliwość, wytrzymałość zmęczeniową i spójność części formowanych wtryskowo (MIM).
- Łączy różne metale bez konieczności stosowania klejów ograniczających temperaturę
- Produkcja elementów platerowanych poprzez łączenie HIP.
Zagęszczenie odlewu
Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) do zagęszczania odlewów metalowych zgrzewanie dyfuzyjne polega na wywieraniu ciśnienia gazowego w podwyższonej temperaturze, w której wewnętrzna mikroporowatość jest eliminowana przez odkształcenie plastyczne i.
Zalety zagęszczania odlewów
- Metoda HIP poprawia spójność produktu przy mniejszej zmienności właściwości mechanicznych.
- Zazwyczaj wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności wzrastają o około 5%, a ciągliwość nawet o 50%, chociaż stopień poprawy właściwości odlewu zależy od wielu parametrów, w tym początkowej jakości odlewu.
- Właściwości zmęczeniowe ulegają znacznemu poprawieniu po obróbce HIP, osiągając nawet dziesięciokrotną poprawę trwałości zmęczeniowej, zapewniając właściwości porównywalne z podobnymi stopami kutymi.
- Wytrzymałość, udarowość i wykończenie obrabianej powierzchni ulegają poprawie.
- Poprawienie właściwości może pozwolić na rozważenie odlewów do nowych zastosowań i/lub umożliwić przeprojektowanie istniejących komponentów w celu uzyskania bardziej opłacalnego rozwiązania.
- Eliminowane są wady skurczowe, puste przestrzenie i wewnętrzne pęknięcia.
- Metoda HIP umożliwia odzyskiwanie odlewów, które w przeciwnym razie zostałyby odrzucone na podstawie kontroli rentgenowskiej.
- Eliminując mikroporowatość, metoda HIP usuwa miejsca inicjacji pęknięć zmęczeniowych.
Platerowanie metodą HIP
Zgrzewanie dyfuzyjne materiałów stałych ze sobą lub materiałów stałych z materiałem metalurgii proszków w celu wytworzenia bimetalicznego komponentu o doskonałych właściwościach materiałowych na wybranych powierzchniach poprzez hermetyzację i prasowanie izostatyczne na gorąco.
Zalety platerowania metodą HIP
- Grubość platerowania nie jest ograniczona w porównaniu z innymi powłokami
- Możliwość łączenia metali/kompozytów, których nie można połączyć konwencjonalnymi technikami
- Umożliwia wykorzystanie bardziej ekonomicznego podłoża dla większości części, oszczędzając w ten sposób koszty materiałów
- Wytrzymałość połączenia może odpowiadać wytrzymałości podłoża
- Produkcja komponentów bimetalicznych bez konieczności stosowania technik spawania lub mocowania, co zmniejsza ryzyko awarii podczas produkcji
- Poprawia żywotność i wydajność w porównaniu z komponentami wykonanymi wyłącznie ze stopu podłoża
- Umożliwia wytwarzanie komponentów o wymiarach zbliżonych do ostatecznych, przy ograniczonej obróbce skrawaniem lub wykańczaniu, co zmniejsza liczbę etapów przetwarzania i znacznie skraca czas realizacji w porównaniu z komponentami kutymi i powlekanymi.
Lutowanie twarde HIP
Łączenie dwóch niekompatybilnych materiałów w procesie HIP z wykorzystaniem lutowanej warstwy pośredniej.
Zalety lutowania twardego metodą HIP
- Umożliwia łączenie materiałów, które nie są rozpuszczalne w stanie stałym.
- Umożliwia konstruktorowi łączenie bardzo różnych właściwości materiałów w bliskiej odległości.
- Tworzy wolne od porowatości linie łączenia o dobrych właściwościach mechanicznych
- Tworzy połączenia lepsze niż konwencjonalne lutowanie twarde.
Densal®
Przedsiębiorstwo Bodycote oferuje prasowanie izostatyczne na gorąco, usługę zagęszczania odlewów specjalnie dla aluminium w celu usunięcia porowatości i zwiększenia wydajności stopów aluminium. Wśród nich jest Densal®, oferowany wyłącznie przez przedsiębiorstwo Bodycote.
Po kilku latach prób i weryfikacji w przemyśle motoryzacyjnym zespół ekspertów technicznych przedsiębiorstwa Bodycote opracował proces Densal®. Od momentu wprowadzenia na rynek, Densal® został przyjęty i zintegrowany z procesami produkcyjnymi głównych producentów OEM i ich dostawców poziomu 1. Udało się ulepszyć komponenty aluminiowe i wygenerować oszczędności w łańcuchu dostaw.
Zastosowanie Densal® w połączeniu z najlepszymi praktykami odlewniczymi skutkuje znaczną poprawą właściwości mechanicznych odlewanych części, co przekłada się na uzyskanie wysokiej jakości komponentów z odlewów aluminiowych pozbawionych porowatości.
Zalety Densal®
- Zwiększona wytrzymałość mechaniczna
- Dłuższa żywotność zmęczeniowa
- Jednolite właściwości mechaniczne
- Obrabiane powierzchnie pozbawione porowatości
- Zmniejszone rozproszenie własności
- Lepsza akceptacja kontroli rentgenowskiej
- Ulepszone wykończenie powierzchni
Symulacja i analiza
Narzędzia do modelowania procesu oparte na analizie elementów skończonych (MES) służące do prognozowania zagęszczania i zmiany kształtu podczas procesów hermetyzowanego prasowania izostatycznego na gorąco (HIP) materiałów proszkowych.
Zalety symulacji i analizy
- Umożliwia iteracyjne, wirtualne etapy produkcji w celu optymalizacji projektu komponentu
- Zapewnia krótszy czas realizacji produkcji i mniej operacji obróbki wykańczającej
- Zwiększa oszczędność kosztów i lepsze wykorzystanie trudnych w obróbce i drogich proszków materiałowych
- Promuje współpracę z klientami w celu uwzględnienia wszystkich wymagań i danych wejściowych
- Umożliwia projektowanie, które minimalizuje spawanie, obróbkę skrawaniem i zużycie materiału
- Tworzy rozwiązania, które nie są możliwe przy użyciu konwencjonalnych metod produkcji.
Usługi laboratoryjne dla metody HIP
Wsparcie techniczne mające na celu zwiększenie świadomości klientów na temat korzyści płynących z metody HIP, zapewnienie jakości i wspieranie wewnętrznego rozwoju nowych produktów lub usług.
Korzyści z usług laboratoryjnych dla metody HIP
- Większe zrozumienie przez klientów korzyści płynących z metody HIP
- Zapewnienie jakości w zakresie integralności zagęszczania proszków i platerowania metodą HIP
- Wewnętrzny rozwój/testowanie nowych produktów/usług
- Ocena wpływu metody HIP na nowe kombinacje materiałów
- Testowanie zgodnie z obowiązującymi normami ASTM i MPIF
- Narzędzie do analizy awarii
- Współpraca z klientami w zakresie projektów rozwojowych
- Wsparcie techniczne dla przedsiębiorstwa Bodycote i naszych klientów.
Azotonawęglanie gazowe
Azotonawęglanie to odmiana procesu azotowania, w której warstwa węgla ma niewielką głębokość. Proces ten jest wykonywany głównie w celu zapewnienia odporności na zużycie warstwy powierzchniowej i poprawy odporności zmęczeniowej.
Azotonawęglanie występuje w dwóch przemysłowych formach:
-
Azotonawęglanie gazowe (GNC) – najpowszechniej stosowana metoda, odpowiednia dla średnio-wysokich ilości, inżynierii ogólnej i komponentów motoryzacyjnych.
-
Azotonawęglanie plazmowe (jonowe) (PNC) – stosowane do precyzyjnych elementów wymagających ścisłej kontroli warstwy mieszanki, minimalnych zniekształceń i czystszych powierzchni.
Zalety azotonawęglania
- Względnie niski koszt;
- Wysoka odporność na zużycie;
- Doskonała odporność na ścieranie i zatarcie;
- Właściwości zmęczeniowe poprawiły się nawet o 120%;
- Znacznie lepsza odporność na korozję;
- Dobre wykończenie powierzchni;
- Niewielkie zniekształcenia kształtu;
- Przewidywalna charakterystyka wzrostu; oraz
- Zastępowanie stopów – zwykłe stale węglowe zastępujące stale niskostopowe.
Drut do natryskiwania łukowego
Natryskiwanie łukowe jest procesem natryskiwania termicznego, w którym jako źródło ciepła wykorzystuje się łuk elektryczny pomiędzy dwiema elektrodami materiałów powierzchniowych. Jest to ekonomiczna metoda powlekania o dużej wydajności, zwykle stosowana do nakładania grubych warstw i renowacji powierzchni. Pozwala ona również na uzyskanie doskonałych powłok metalicznych, takich jak molibden, aluminium, NiAl i cynk, stosowane do ochrony przed zużyciem i korozją.
Za pomocą drutu łukowego można uzyskać szeroki wachlarz wykończeń powierzchni. Proces ten opiera się na systemie dwóch drutów o przeciwnych ładunkach, a następnie wykorzystuje powietrze lub gaz pod wysokim ciśnieniem do rozpylania i przenoszenia powłoki na powierzchnię roboczą.
Zapewniamy kompleksowe, ekonomiczne możliwości natryskiwania drutem do natryskiwania łukowego, które dzięki naszym usługom z zakresu technologii powierzchniowych pozwalają naszym klientom poprawić wydajność operacyjną i obniżyć koszty konserwacji.
Zalety drutu do natryskiwania łukowego
- Wysokiej jakości, ekonomiczne rozwiązanie
- Mocne, gęste wykończenie powierzchni
- Powierzchnie chwytne i antypoślizgowe
- Niska temperatura procesu
- Wysoka wydajność materiału na godzinę
- Odporność na wiele środowisk korozyjnych
Anodyzowanie
Anodowanie służy do wytwarzania ochronnych i dekoracyjnych warstw tlenku na aluminium, co poprawia ochronę przed korozją i zwiększa odporność na zużycie. Różne kolory są tworzone przez barwienie lub barwienie elektrolityczne.
Zalety anodowania
- Długa żywotność i korzyści dla środowiska
- Dokładność tolerancji
Powłoki zawiesinowe
Powłoki zawiesinowe mają zazwyczaj postać cieczy lub zawiesiny i można je nakładać metodą natrysku pneumatycznego, wirowania zanurzeniowego lub szczotkowania ręcznego. Po nałożeniu powłoki następuje utwardzanie termiczne. Do typowych powłok należą:
Powłoki antykorozyjne
Technologia ta znajduje zastosowanie w przemyśle turbin gazowych do powlekania elementów sprężarek, takich jak łopatki, listwy, dyski łopatkowe i wirniki. Proces ten, stosowany zazwyczaj jako warstwa ochronna lub antykorozyjna zapewniająca ochronę przed warunkami atmosferycznymi, polega na nakładaniu powłoki o konsystencji farby, utwardzanej termicznie. Proces ten jest zwykle przeznaczony do stosowania w niskotemperaturowej części silnika turbinowego po stronie sprężarki i umożliwia uzyskanie bardzo gładkich powierzchni o chropowatości poniżej 20aa bez konieczności dalszego wykańczania. Zazwyczaj do tych zastosowań wykorzystywane są zawiesiny na bazie metalicznej i ceramicznej. Mogą być one jednowarstwowe lub dwuwarstwowe z warstwą ochronną i uszczelniającą.
Smar Dri-Film
Powłoki Dri-Film Graphite lub Moly Disulfide Lube i PTFE są stosowane w celu zapewnienia właściwości smarnych szerokiej gamie komponentów. Może to pomóc w instalacji lub zapewnić smarowanie, gdy oleje i smary nie są praktyczne. Powlekanymi komponentami mogą być metale stosowane w silnikach lub elementach konstrukcyjnych lub elastomery, takie jak o-ringi. Ograniczenia temperaturowe wynoszą zazwyczaj 650°F lub mniej, w zależności od konkretnej powłoki i ograniczeń podłoża.
Zalety powłok zawiesinowych
- Elastyczne metody aplikacji.
- Stosunkowo cienkie, zakres od około .0005 stopni – .0035 stopni.
- Pozwala na wykorzystanie tańszego materiału podłoża i nadal zapewnia odporność na korozję.
- Zmniejsza ryzyko uszkodzenia podczas instalacji.
- Może być łatwo usunięta i ponownie nałożona podczas przeglądów i napraw.
Aluminizacja w fazie gazowej (VPA)
Ten rodzaj powłoki glinkowej jest również określany jako VPA lub Above-The-Pack. W Bodycote nasza aluminizacja w fazie gazowej (VPA) jest procesem typu above-the-pack, w którym komponenty są umieszczane w ogrzewanej atmosferze obojętnej, otoczone materiałem źródłowym CrAl. Materiał źródłowy nie styka się bezpośrednio z częściami.
Podczas obróbki termicznej aluminium zawarte w materiale źródłowym oraz aktywator halogenkowy odparowują w obecności gazu nośnego i osadzają się na częściach docelowych. Następnie dyfundują one w głąb podłoża i łączą się z niklem, tworząc aluminidek niklu. Powstała powłoka zawiera zarówno warstwę dyfuzyjną, jak i addytywną. W warunkach pracy w wysokich temperaturach tworzy się trwała warstwa tlenku, która chroni element przed dalszym utlenianiem. Proces VPA może być również stosowany do powlekania wewnętrznych kanałów części, takich jak łopatki turbin. Ponadto, VPA może być łączony z platynowaniem w celu utworzenia aluminidków platyny lub ze zmianą materiału źródłowego może być stosowany do chromowania w fazie gazowej (VPC), w obu przypadkach w celu uzyskania odporności na korozję w wysokich temperaturach.
Zalety aluminizacji w fazie gazowej (VPA)
- Ekonomiczne rozwiązanie zwiększające odporność nadstopów na utlenianie na gorąco i korozję
- Stosunkowo cienka warstwa dodatkowa o grubości około .001”-.003”
- Zdolny do powlekania wewnętrznych kanałów
- Może być łączony z innymi procesami powlekania barierą termiczną w celu dalszego zwiększenia ochrony.
- Solidne przetwarzanie po opracowaniu
- Używany do szerokiej gamy superstopów
Natryskiwanie cieplne
Natryskiwanie płomieniowe (czasami określane jako natryskiwanie ogniowe) to proces natryskiwania termicznego stosowany do nakładania stosunkowo niedrogich powłok, które zazwyczaj zawierają wysoki poziom tlenków i porowatości, z opcją uzyskania szorstkiego wykończenia powierzchni.
W procesie natryskiwania płomieniowego strumień gazu wytwarzany w wyniku reakcji chemicznej między tlenem a paliwem podgrzewa materiał eksploatacyjny, wyrzucając go na podłoże w celu utworzenia powłoki powierzchniowej.
Jako specjaliści w dziedzinie technologii powierzchni w zakresie natryskiwania płomieniowego, przedsiębiorstwo Bodycote oferuje szereg materiałów do powlekania natryskowego dostosowanych do konkretnych potrzeb. Dzięki obsłudze zorientowanej na klienta nasze zakłady przetwarzają komponenty o różnych rozmiarach zgodnie z rygorystycznymi standardami, uzyskując niezawodne i powtarzalne wyniki.
Zalety natryskiwania płomieniowego
Powłoki natryskiwania płomieniowego oferują następujące zalety:
- ochronę przed korozją
- odporność na zużycie
- kontrolę prześwitu – materiały ścierne i ścieralne
- odporność na ciepło i utlenianie
- zarządzanie temperaturą
- oporność elektryczną i przewodność
- Ręczne natryskiwanie termiczne sprawdza się idealnie, gdy:
- geometria komponentu lub środowisko pracy wymaga elastycznego dostępu
- pokrycia wymagają duże i złożone obszary (np. elementy konstrukcyjne)
- natryskiwanie płomieniowe zapewnia wymaganą wydajność powłoki
- preferowane jest rozwiązanie efektywne kosztowo