Hartowanie

Hartowanie

Hartowanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na nagrzaniu stali do temperatury wyższej o około 30°C od temperatury przemiany A3 (linia GSK), wygrzaniu jej w tej temperaturze i szybkim oziębieniu (z szybkością zwykle większą od szybkości krytycznej) .

Celem hartowania jest uzyskanie struktury materiału o większej twardości . Zwiększenie twardości stali zahartowanej jest spowodowane utworzeniem się tzw. martenzytu. Jeżeli stal nagrzana powyżej temperatury oznaczonej na rys. 23-3 linią GSK ostygnie powoli, to powróci do swej pierwotnej struktury typu perlitycznego.

Szybkie chłodzenie, podobnie jak szybkie grzanie materiału, powoduje powstawanie tzw. naprężeń hartowniczych. Korzystne jest zatem zmniejszenie szybkości chłodzenia , zwłaszcza podczas przemiany martenzytycznej. Szybkość chłodzenia dobiera się dla danego gatunku stali. Największą szybkość chłodzenia uzyskuje się w wodzie, mniejszą woleju, a najmniejszą w powietrzu.

Zależnie od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie z ogrzewaniem:

1. hartowanie na wskroś 
2. hartowanie powierzchniowe.

Hartowanie z ogrzewaniem na wskroś dzieli się na zwykłe, stopniowe i z przemianą izotermiczną .

• Hartowanie zwykle polega na nagrzaniu stali do temperatury powyżej linii GSK, wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim chłodzeniu . Odmianą hartowania zwykłego jest hartowanie przerywane. Przedmiot po ochłodzeniu w wodzie do temperatury około 300"C wyjmuje się i zanurza w oleju lub pozostawia w powietrzu, aby przemiana austenitu w martenzyt odbywała się wolniej w celu zmniejszenia naprężeń własnych i kruchości . Po hartowaniu zwykłym stosuje się przeważnie odpuszczanie. Hartowanie zwykłe stosuje się do nieskomplikowanych części wykonanych ze stali węglowych oraz różnych części ze stali stopowych. 
• Hartowanie stopniowe polega na nagrzaniu i wygrzaniu sta li jak w czasie hartowania zwykłego, oziębieniu w kąpieli (najczęściej solnej) o temperaturze nieco wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej , krótkim wygrzaniu w tej kąpieli do wyrównania temperatury w przekroju przedmiotu i następnie chłodzeniu w powietrzu. Zaletą tej obróbki jest uzyskanie budowy martenzytycznej bez powstawania naprężeń towarzyszących hartowaniu zwykłemu. Hartowanie stopniowe stosuje się do obróbki części o skomplikowanych kształtach, wykonanych zwykle ze stali stopowych. 
• Hartowanie z przemianą izotermiczną polega na ochłodzen iu stali w kąpieli o temperaturze wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej i utrzymaniu przedmiotu w tej kąpieli, aż do zakończenia przemiany austenitu w bainit. Obróbka ta wymaga stosowania odpuszczania . Hartowanie z przemianą izotermiczną stosuje się do drobnych części ze stali węglowych. Zaletą tego hartowania jest uniknięcie naprężeń, które powodują odkształcanie, a niekiedy pęknięcia przedmiotów hartowanych. 

Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej przedmiotu do temperatury wyższej od temperatury krytycznej i oziębieniu . Celem tego hartowania jest uzyskanie twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia, który przy zmiennych obciążeniach nie ulega pęknięciu.

W zależności od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie powierzchniowe:

• płomieniowe, polegające na nagrzewaniu przedmiotu palnikiem gazowym,

• indukcyjne, polegające na nagrzewaniu przedmiotu prądami wirowymi wzbudzonymi w warstwie powierzchniowej przedmiotu oraz prądami szybkozmiennymi w induktorze (wzbudniku),

• kąpielowe, polegające na nagrzewaniu przez krótkie zanurzenie przedmiotu w kąpieli solnej lub ołowiowej , o temperaturze dużo większej od temperatury hartowania stali.

Podczas hartowania trzeba zwracać uwagę , aby zbyt nie przekroczyć temperatury grzania, ponieważ powoduje to przegrzanie stali , a w konsekwencji jej gruboziarnistość i kruchość.

Wyżarzanie

Wyżarzanie jest zabiegiem cieplnym polegającym na nagrzaniu stopu do odpowiedniej temperatury, wygrzaniu go w tej temperaturze i chłodzeniu do temperatury otoczenia. Szybkość chłodzenia po wyżarzaniu w temperaturze wyższej od temperatury przemian powinna być niewielka. Szybkie chłodzenie uniemożliwiałoby bowiem powstanie faz zgodnych ze stanem równowagi stopu. Po wyżarzeniu w zakresie temperatury poniżej temperatury przemian szybkość chłodzenia może być dowolna, gdyż nie zachodzą w tym zakresie żadne przemiany fazowe. W praktyce rozróżnia się następujące rodzaje wyżarzania: ujednorodniające, normalizujące, odprężające, zmiękczające, rekrystalizujące i odprężające. 

• Wyżarzanie ujednorodniające (homogenizacja)

Wyżarzanie ujednorodniające najczęściej jest stosowane do wlewków ze stali stopowych, które po odlaniu wykazują niejednorodność składu chemicznego powstałą podczas krzepnięcia stali. Wyżarzanie ujednorodniające ma na celu usunięcie przez dyfuzję w stanie stałym segregacji dendrytycznej w obszarach ziarn. Ujednorodnienie stali osiąga się przez wygrzewanie wlewków w temperaturze 1000÷1250°C w ciągu 12÷15 godzin. Po wyżarzaniu ujednorodniającym, które jest wykonywane w hucie, następuje obróbka plastyczna wlewka, polegająca na kuciu lub walcowaniu.

• Wyżarzanie normalizujące

Wyżarzanie normalizujące ma na celu otrzymanie równomiernej budowy drobnoziarnistej, która zapewnia lepsze właściwości mechaniczne niż gruboziarnista. Przebieg procesu normalizowania stali zależy w pewnej mierze od jej składu chemicznego. Stale podeutektoidalne ogrzewa się podczas wyżarzania normalizującego do temperatury wyższej o około 50°C od temperatury przemiany A3. Następnie wyjęte z pieca przedmioty chłodzi się na powietrzu. Podczas przemiany perlitu w austenit, jak wiemy, następuje rozdrobnienie ziarna.

Stale nadeutektoidalne można wyżarzać w celu znormalizowania w temperaturze wyższej o około 50°C od temperatury określonej linią Acm lub o około 50°C wyższej od temperatury określonej linią A1.

Odmianą wyżarzania normalizującego jest wyżarzanie zupełne, które różni się od poprzedniego sposobem chłodzenia. Podczas normalizowania stal jest ogrzewana do temperatury wyższej od temperatury określonej linią GSE oraz chłodzona na wolnym powietrzu. Podczas wyżarzania zupełnego chłodzenie, do takiej samej temperatury jak przy wyżarzaniu normalizującym, odbywa się w piecu bardzo wolno stygnącym. Dzięki temu przemiany fazowe przebiegają w stali zgodnie ze stanem równowagi. W wyniku takiego wyżarzania uzyskuje się dobrą plastyczność stali, małą twardość i dobrą obrabialność. Wyżarzanie zupełne jest stosowane głównie do stali stopowych, które przy większych szybkościach chłodzenia wykazują skłonność do powstawania struktur twardych,

np. martenzytu.

• Wyżarzanie zmiękczające

Wyżarzanie zmiękczające stosuje się głównie do tych stali, w których występują duże kryształy cementytu w perlicie oraz siatka cementytu otaczająca pierwotne ziarna austenitu. Wyżarzanie zmiękczające polega na nagrzaniu stali do temperatury określonej w przybliżeniu przemianą A1 i następnie studzeniu po długotrwałym (kilkunastogodzinnym) wygrzewaniu.

Niekiedy podczas zmiękczania stosuje się tzw. wygrzewanie wahadłowe stali. Polega ono na ogrzaniu stali do temperatury przekraczającej temperaturę przemiany Acl oraz na studzeniu do temperatury niższej od temperatury przemiany Arl. Taki cykl zmian temperatury powtarza się kilkakrotnie. Wygrzewanie wahadłowe w temperaturze punktu A1 wywołuje rozdrobnienie cementytu. Podczas ogrzewania do temperatury przekraczającej temperaturę przemiany A1 w stalach nadeutektoidalnych następuje przemiana perlitu w austenit i w miarę wzrostu temperatury – powolne rozpuszczanie się cementytu w austenicie. Ponieważ siatka cementytu rozpuszcza się w austenicie równomiernie, przy niecałkowitym rozpuszczeniu się cementytu siatka zostanie poprzerywana. Dalsze, powtarzane cykle chłodzenia wahadłowego będą sprzyjać powstawaniu struktury ziarnistej cementytu na tle ferrytycznym. Zabiegi cieplne zmierzające do uzyskania cementytu kulkowego na tle ferrytycznym nazywamy niekiedy sferoidyzacją.

• Wyżarzanie odprężające

Wyżarzanie odprężające stosuje się w celu usunięcia lub zmniejszenia naprężeń własnych powstałych w materiale wskutek zgrubnej obróbki skrawaniem, odlewania, spawania lub obróbki plastycznej odbywającej się w temperaturze niższej od temperatury rekrystalizacji tj. na zimno. Wyżarzanie wykonywane w celu usunięcia naprężeń własnych stosowane najczęściej do stali, należy prowadzić w temperaturze nie przekraczającej temperatury przemiany A1 (zazwyczaj 550÷650°).

Usunięcie naprężeń zależy od czasu i temperatury zabiegu. Im wyższa jest temperatura, tym krótszy może być czas trwania procesu wyżarzania. 

Przemiany stali podczas nagrzewania i chłodzenia

Alotropia – występowanie tego samego pierwiastka lub związku chemicznego w postaci dwóch lub kilku odmian krystalograficznych zwanych alotropowymi. Przemiany alotropowe zachodzą przy stałych temperaturach i towarzyszy im wydzielanie lub pochłanianie utajonego ciepła przemiany.

Odmiany alotropowe żelaza - Znane są cztery alotropowe odmiany żelaza zamknięte pod wpływem ciśnienia atmosferycznego:

• żelazo alfa (α)
• żelazo beta (β)
• żelazo gamma (γ)
• żelazo delta (δ)
• żelazo epsilon (ε) - forma wysokociśnieniowa

 Do metali mających odmiany alotropowe należy żelazo z odmianami:

• Fe α - występujew temperaturze niższej od 914 ^oC   oraz w zakresie temperatur od 1394 ^oC do 1538 ^oC - odmiana wysokotemperaturowa Fe α (δ) lub δ. Odmiana Fe α krystalizuje w sieci regularnej przestrzennie centrowanej układu (bcc).
Roztwory stałe węgla w Fe α nazywane są ferrytem. 
• Fe γ  - występuje w zakresie temperatur od 912 ^oC do 1394 ^oC, Odmiana Fe γ krystalizuje w sieci regularnej ściennie centrowanej (fcc).
 Roztwory stałe węgla w Fe γ  nazywane są austenitem

Ferryt  jest roztworem stałym C w Fe α o bardzo małej zawartości węgla (do ok.0.02%) i z tego powodu jego właściwości różnią się niewiele od właściwości czystego Fe; na zgładach metalograficznych widoczny jako jasny składnik, sieć bcc – regularna przestrzennie centrowana, liczba atomów w komórce elementarnej 2; do punktu Curie (770oC) wykazuje właściwości ferro-,
a powyżej paramagnetyczne, twardość: 80 HB 

Rys. 1 Ferryt

Źródło: https://www.wikiwand.com/pl/Ferryt 22.04.2020 r.

Rys. 2 Sieć krystaliczna ferrytu

Źródło: https://www.wikiwand.com/pl/Ferryt 22.04.2020 r.

Rys. 3 Zakres istnienia ferrytu w układzie Fe-Fe3C

__ Zakres występowania ferrytu α jako jedynej fazy
__ Zakres występowania ferrytu α wraz z innymi fazami, np. jako składnika mieszaniny eutektoidalnej
__ Zakres występowania ferrytu δ jako jedynej fazy
__ Zakres występowania ferrytu δ z cieczą bądź jako składnika mieszaniny perytektycznej

Źródło: https://www.wikiwand.com/pl/Ferryt 22.04.2020 r.

Wydzielanie się ferrytu z austenitu wymaga równoczesnego przebiegu zmiany typu sieci krystalicznej oraz odpowiedniej zmiany składu chemicznego. Zmiana sieci może odbywać się dzięki aktywowanemu cieplnie ruchowi atomów żelaza na odległości porównywalne z parametrem sieci krystalicznej. We wszystkich układach oprócz jednoskładnikowego potrzebny jest jeszcze drugi mechanizm. W takich przypadkach oprócz przebudowy sieci musi zaistnieć aktywowany cieplnie ruch atomów domieszki na odległości wielokrotnie większe od parametru sieci. Wzrost ferrytu jest kontrolowany szybkością dyfuzji węgla w austenicie i ruchliwością powierzchni międzyfazowej.

Produktami przemiany austenitu w ferryt mogą być:

• ferryt ziarnisty (allotriomorficzny)
• ferryt płytkowy (idiomorficzny)
• ferryt bainityczny (bainit)
• ferryt iglasty
• martenzyt.

Rys. 4 Odmiany alotropowe żelaza w układzie żelazo-cementyt

Źródło: https://www.wikiwand.com/pl 22.04.2020 r.

Austenit - występuje w strukturze regularnej ściennie centrowanej (A1) (patrz Rys. 5). Ma większą rozpuszczalność pierwiastków niż ferryt. W temperaturze 1148 °C można maksymalnie rozpuścić 2,11% C. Jest fazą wyjściową do otrzymywania innych struktur (np. perlitu, bainitu, martenzytu). Jest paramagnetyczne. Bez udziału dodatków stopowych nie jest stabilną fazą w temperaturze otoczenia. W niektórych opracowaniach literaturowych pojęcie austenitu zaczyna się pojawiać jako faza wysokotemperaturowa innych stopów niż tylko Fe-C (np. stopy z pamięcią kształtu).

                                                   Rys. 5 Sieć krystaliczna austenitu 

                                 Źródło: https://www.wikiwand.com/pl 22.04.2020 r.

W przeciwieństwie do ferromagnetycznych stali o strukturach ferrytycznych, ferrytyczno-perlitycznych i martenzytycznych, stal austenityczna jest paramagnetyczna (przenikalność magnetyczna względna ok. 1) i nie jest przyciągana przez magnesy.

Rys. 6 Wykres fazowy układu żelazo-cementyt z zaznaczonymi obszarami jednofazowymi:

__ Zakres występowania ferrytu

__ Zakres występowania austenitu
__ Zakres występowania cieczy

Źródło: Jerzy Pacyna; Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005.

Tworzenie się austenitu w stalach niestopowych

Austenit tworzy się w wyniku przemiany eutektoidalnej zachodzącej przy nagrzewaniu powyżej temperatury A_c1, a także wskutek przemiany ferrytu w stalach podeutektoidalnych. W stalach nadeutektoidalnych po przemianie eutektoidalnej w trakcie nagrzewania rozpuszcza się cementyt drugorzędowy (wtórny). Zarodki austenitu powstają na granicach międzyfazowych.

Tworzenie się austenitu w stalach stopowych

W stalach stopowych powstanie austenitu wymaga zajścia dyfuzji węgla i pierwiastków stopowych na dalekie odległości. Należy pamiętać, że niektóre węgliki stopowe mają bardzo silne wiązania atomowe i rozpuszczenie ich w roztworze wymaga użycia odpowiednio większych temperatur. Najtrudniej rozpuszczają się węgliki tytanu, wanadu i niobu. Najwcześniej rozpuszcza się cementyt.

Własności metali zależą od ich składu chemicznego i od charakteru budowy strukturalnej. Stale zawierające mniejsze ilości węgla odznaczają się większą plastycznością i mniejszą wytrzymałością. Natomiast w miarę wzrostu zawartości węgla plastyczność stali maleje, a wytrzymałość wzrasta, ponieważ wzrasta ilość perlitu.

Zadanie: 
https://learningapps.org/watch?v=pascb503a20

Po wykonaniu zadania, w komentarzu tego bloga proszę wpisać swoje imię i nazwisko oraz klasę.

Obróbka cieplna - wstęp

Obróbkę cieplną definiuje się jako „proces technologiczny, w wyniku którego zmienia się własności mechaniczne i fizykochemiczne metali i stopów w stanie stałym, przede wszystkim przez wywołanie zmian strukturalnych będących głównie funkcją temperatury, czasu oraz działania środowiska".

Inaczej można powiedzieć że pod pojęciem obróbki cieplnej rozumiemy odpowiednio dobrane zabiegi cieplne, które prowadzą do poprawy własności stali przez zmiany struktury, wywołane przemianami fazowymi zachodzącymi w stanie stałym. W obróbce cieplnej rozróżnia się operację i zabiegi. 

Operacją nazywa się część procesu technologicznego (np. hartowanie, wyżarzanie), natomiast zabiegiem nazywamy część operacji (np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie). Operacja składa się zwykle z kilku zabiegów. 

Do zabiegów w obróbce cieplnej zalicza się:

• grzanie - podwyższanie i następnie utrzymywanie temperatury przedmiotu,

• nagrzewanie - ciągłe lub stopniowe podwyższanie temperatury przedmiotu,
• podgrzewanie - podwyższanie temperatury przedmiotu do wartości pośredniej,
• dogrzewanie - podwyższanie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej,
• wygrzewanie - wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze pośredniej lub docelowej,
• chłodzenie - obniżanie temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub innej, kresu obróbki cieplnej
• podchładzanie - obniżanie temperatury przedmiotu do wartości wyższej niż zamierzona końcowa temperatura chłodzenia,
• dochładzanie - obniżanie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej,
• wychładzanie - wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze podchładzania lub w temperaturze końca chłodzenia ciągłego.

Rys. 1 Zabiegi obróbki cieplnej. Wg.: L.A. Dobrzański, Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo WNT, Gliwice - Warszawa 2002

Zadanie: 

Zapoznaj się z treścią posta "Obróbka cieplna - wstęp" . Rozwiąż test korzystając z aplikacji 

kl 1tm:      https://www.testportal.pl/test.html?t=ftSBrTbWakTR                                                        

kl 1mt:      https://www.testportal.pl/test.html?t=XFPvxFAEjiyu                                                 

Test w całości proszę rozwiązać do 22.04.2020 r. godz. 15.00

Wyniki testu będą wstawione do dziennika.

Życzę powodzenia   

Nagniatanie

Obróbka nagniataniem jest jedną z metod obróbki wykańczającej, stosowanej po obróbce wiórowej lub ściernej, polegającą na wykorzystaniu miejscowego odkształcenia plastycznego wytwarzanego w warstwie wierzchniej przedmiotu wskutek określonego, stykowego współdziałania twardego i gładkiego narzędzia (o kształcie kuli, krążka, wałka lub innym) z powierzchnią obrabianą. Proces nagniatania odbywa się „na zimno", tzn. bez dodatkowego podgrzewania przedmiotu i narzędzia. Istotne jest, że nagniatanie nie jest obróbką kształtującą, gdyż kształt przedmiotu uzyskano w wyniku operacji poprzedzających.
W procesach nagniatania odkształceniu plastycznemu ulega wyłącznie warstwa zewnętrzna przedmiotu. Pozostała część wyrobu obrabianego pozostaje sztywna, bądź odkształca się sprężyście. Odkształcenia plastyczne są wywołane przez układ sił powodujących naciski powierzchniowe przekraczające wartość naprężenia uplastyczniającego materiału obrabianego. Powodują one oprócz przemieszczania nierówności także zgniot w warstwie wierzchniej obrabianego przedmiotu. Efektem przemieszczania nierówności powierzchni jest zmniejszenie chropowatości powierzchni obrobionej, natomiast efektem zgniotu - zasadnicza zmiana własności warstwy wierzchniej przedmiotu. W wyniku przeprowadzonej obróbki możliwe jest również zwiększenie dokładności wymiarowej i dokładności kształtu obrabianych przedmiotów. Zmiany wymiarowe podczas nagniatania są niewielkie.

 Nagniatanie można podzielić na dwie główne grupy:

1. dynamiczne - siły nagniatania są okresowo zmienne w czasie obróbki, a więc działają na przedmiot dynamicznie, a elementy nagniatające są lub nie są w ciągłym kontakcie z powierzchnią obrabianą i uderzają o powierzchnię obrabianą z dużą częstotliwością. W przypadku gdy elementy nagniatające nie tracą kontaktu z przedmiotem (nagniatanie wibracyjne), wartość siły nagniatania jest zmienna, lecz nie zerowa (docisk wstępny):

• kulkowanie i rolkowanie dynamiczne, 
• młotkowanie, 
• kulkowanie strumieniowe i wibracyjne.

Podczas nagniatania dynamicznego materiał jest odkształcany poprzez następujące po sobie kolejne uderzenia narzędzi, które mogą się poruszać w sposób swobodny (np. w postaci strumienia kulek (rys. 1a) lub kierowany przez odpowiednio ukształtowane prowadnice (rys. 1b). Tą metodą można nagniatać powierzchnie tak płaskie jak i cylindryczne, czemu towarzyszy jednak dość znaczny hałas, a uzyskana dokładność powierzchni jest niezbyt duża (szczególnie, gdy korzysta się ze strumienia kulek). Nagniatanie dynamiczne swobodne powoduje również nierównomierność umocnienia warstwy wierzchniej.

2. statyczne, w których siły nagniatania mają stałą wartości, tzn. działają statycznie na obrabiany przedmiot poprzez elementy nagniatające, będące podczas obróbki w ciągłym kontakcie z powierzchnią obrabianą:

• krążkowanie, 
• kulkowanie zwykłe i oscylacyjne, 
• rolkowanie, 
• przetłaczanie ślizgowe, 
• wygładzanie ślizgowe; 

Rys. 1: Metody nagniatania prowadzonego celem wygładzenia powierzchni poprzez 

a) i b) uderzenie, c) poślizg, d) - g) toczenie 

Źrodło: Erbel S., Kuczyński K., Marciniak Z. Obróbka plastyczna. Warszawa, Wyd. PWN 1981.

W procesie nagniatania statycznego odkształcenie plastyczne wywołane jest poprzez stały lub pulsacyjny nacisk narzędzia, które może się ślizgać lub toczyć po powierzchni przedmiotu obrabianego (rys.1 c, d). W praktyce przemysłowej najszersze zastosowanie znalazły metody tocznego nagniatania statycznego realizowanego narzędziami w kształcie kulki, rolki lub krążka. Schematy takich procesów pokazano na rys. 1d-g.

Element nagniatający jest to część narzędzia nagniatającego, która współpracuje bezpośrednio z powierzchnią obrabianą przedmiotu. Elementami nagniatające to kulki, rolki, krążki oraz kształtowe trzpienie nagniatające - wykonane najczęściej ze stali hartowanych. 

• Rolka nagniatająca - obrotowy element o kształcie walca, stożka, baryłki lub inny profil, bez otworu osiowego, dla którego stosunek długości do średnicy wynosi l/d 
• Krążek nagniatający - jest to obrotowy element walcowy, stożkowy lub o złożonym kształcie powierzchni zewnętrznej, z otworem osiowym, o stosunku wymiarów l/d < 1; 
• Trzpień nagniatający - jest to obrotowy lub nieobrotowy element o złożonym kształcie, którego powierzchnia robocza może być wycinkiem kuli, torusa lub mieć inny kształt; jest on stosowany do nagniatania ślizgowego. 
• Nagniatak jest to narzędzie o prostej budowie z jednym elementem nagniatającym, które w czasie pracy nie wykonuje ruchu obrotowego, np. imakowy nagniatak kulkowy używany na tokarkach uniwersalnych; 
• Głowica nagniatająca jest to narzędzie z wieloma elementami nagniatającymi, wykonujące podczas pracy ruch obrotowy lub posuwowy, np. głowica wielorolkowa z precyzyjną regulacją wymiaru nastawczego; 
• Przyrząd nagniatający to urządzenie z własnym napędem, współdziałające z układem kinematycznym obrabiarki, np. przyrząd suportowy do oscylacyjnego lub dynamicznego kulkowania wałków na tokarkach uniwersalnych. 

Przykłady zastosowania obróbki nagniataniem: 

• osie, wały, trzpienie gładkie i stopniowane -stosuje się nagniatanie gładkościowo - wymiarowe lub wzmacniające, zwłaszcza toczne i ślizgowe; 
• cylindry, powierzchnie wewnętrzne otworów - nagniatanie gładkościowo - wymiarowe za pomocą głowic wielorolkowych i narzędzi skrawająco - nagniatających jest efektywnym sposobem obróbki wykańczającej powierzchni otworów w długich cylindrach; 
• siłowników hydraulicznych, kilkakrotnie wydajniejszym i tańszym od tradycyjnych metod obróbki ściernej - sposoby ślizgowe i toczne stosuje się do wzmacniania powierzchni otworów pod nity w konstrukcjach lotniczych; 
• prowadnice i inne powierzchnie oporowe i ślizgowe - stosuje się nagniatanie jako obróbkę wzmacniającą i gładkościową, głównie sposobami tocznymi (także oscylacyjnymi); 
• łopatki turbin, wirników, śmigła, płaty, sprężyny, resory - zastosowanie ma zwłaszcza nagniatanie wzmacniające sposobami dynamicznymi o działaniu rozproszonym; 
• koła zębate, gwinty, wielowypusty - stosuje się nagniatanie statyczne wzmacniające lub gładkościowe za pomocą narzędzi współpracujących z zarysem uzwojenia; 
• lustra reflektorów i inne powierzchnie odblaskowe lub dekoracyjne - przeważnie stosuje się nagniatanie toczne, także oscylacyjne. 

Zadanie: 

Zapoznaj się z treścią posta "Nagniatanie". Rozwiąż test korzystając z aplikacji 

kl 1tm:      https://www.testportal.pl/test.html?t=h9xhdrV2WbPx                                  

kl 1mt:      https://www.testportal.pl/test.html?t=CvaB4kDRwSY4                           

Test w całości proszę rozwiązać do 17.04.2020 r.

Test będzie oceniony do dziennika.

Życzę powodzenia     

Wyoblanie

Wyoblanie (drykowanie)

Technologia wyoblania (drykowania) i zgniatania obrotowego jest wykorzystywana w celu oszczędnego użycia materiału oraz pominięcia wykonania bardzo drogich tłoczników. Metodą wyoblania produkujemy wszelkiego rodzaju części i podzespoły m.in. dla: oświetlenia, wentylacji, motoryzacji, lotnictwa i wiele innych. Są to takie części jak klosze, odbłyśniki, podsufitki, dennice, półkule, stożki, dna, pierścienie, misy, wazony, urny, maskownice, kołnierze, zaślepki, pojemniki, puszki, kieliszki itp.

Wyoblanie ręczne blachy to niezwykły i osobliwy proces technologiczny. Prapoczątki tej techniki rzemieślniczej sięgają już starożytnych Chin, Mezopotamii i Grecji. Jej wyjątkowość polega na tym, że nadal jest tak naprawdę mało znana i wykorzystywana, a równocześnie bardzo trudno zastąpić ją inną, alternatywną technologią czy techniką. Elementy, które powstaną w wyniku tego procesu, mogą być w przyszłości powielone jedynie za pomocą wyoblania.

Wyoblanie jest rodzajem obróbki plastycznej blachy. Proces ten wykorzystuje podatność blach do odkształceń plastycznych bez przerwania ciągłości materiału. Kształtowania blachy dokonuje się za pomocą specjalnych narzędzi zwanych wyoblakami lub rolkami do wyoblania.

 Proces wyoblania przeprowadza się na maszynach zwanych wyoblarkami. Są to maszyny podobne budową do prostych tokarek. Materiał użyty do wyoblania ma kształt krążka, który w swym środku jest dociskany za pomocą konika do wzornika wykonywanego przedmiotu. Wzornik umocowany w głowicy wyoblarki obraca się wraz z nią i wraz z krążkiem blachy (rys. 1). Na wirującą blachę 1 wywiera się nacisk za pomocą wyoblaka 3 starając się ją przygiąć do powierzchni wzornika 2.

Wskutek wywieranego przez narzędzie odkształcające nacisku blacha przybiera kształt obracającego się wzornika. Ponieważ wzornik, na którym układany jest materiał w postaci krążka blachy wiruje, za pomocą tej metody można wykonywać wszelkie kształty o przekroju figur obrotowych.

Film nr 1: Wyoblanie ręczne

Żródło: https://www.youtube.com/watch?v=Gqw8EnrRflE

Film nr 2: Wyoblanie ręczne

Zródło: https://www.youtube.com/watch?v=y0AuHVlSVEw

Film nr 3: Wyoblanie na wyoblarce sterowanej komputerem

Żródło: https://www.youtube.com/watch?v=OtJ2HJV5I3k

Ręczne wyoblanie lamp i innych elementów szczególnie sprawdza się w sytuacji wykonywania pojedynczych, unikalnych produktów. Jednakże proces ten jest przydatny również w przypadku małej lub nawet średniej produkcji, kiedy potrzebujemy wykonać więcej takich samych obiektów, cechujących się wyjątkową jakością wykończenia, elastycznością i dbałością o detale. Zazwyczaj w przeciwieństwie do klasycznego tłoczenia przy pomocy pras, proces drykowania umożliwia uzyskanie wspomnianych wyżej, pożądanych i indywidualnych cech z dużo mniejszym kosztem oprzyrządowania.

Obok ręcznego, popularne jest również wyoblanie blachy nierdzewnej za pomocą specjalistycznych maszyn, tzw. wyoblarek CNC. Dzięki nim proces stał się dużo łatwiejszy i przyjemniejszy dla wykonującej go osoby, ze względu na znaczną oszczędność czasu i wyższą wydajność produkcyjną. Drykowanie tego typu sprawdza się w różnych sektorach, m.in. w: przemysłowym, muzycznym, żywieniowym, energetycznym, medycznym czy lotniczym. Wyoblanie kloszy metodą CNC świetnie spisuje się też w produkcji lamp czy innego sprzętu gospodarstwa domowego.

Zadanie:
Obejrzyj uważnie film nr 1 i film nr 2. 
Przedstaw podobieństwa i różnice w przedstawionych na filmach procesach wyoblania.

Prace zapisz w pliku Word i wyślij do 8.04.2020 r. na adres zsp1jkopanski@gmail.com 
Nazwa przesłanego pliku powinna zawierać "nazwisko_klasa_wyoblanie "

np. 

Kowalski_1tm_wyoblanie 

Nowak_1mt_wyoblanie 

Tylko w taki sposób pliki będą mogły skutecznie dotrzeć do mnie. 

Ciągnienie

Ciągnienie zasadniczo należy do procesów przeróbki plastycznej na zimno. W wyniku tego procesu można uzyskać druty, pręty i kształtowniki, proces ciągnienia można również stosować w celu uzyskania zmiany wymiarów rur.

Proces ciągnienia ma wiele zalet i jest niezastąpiony w następujących przypadkach:

Ø  gdy należy wykonać drut o małych średnicach (poniżej 5 mm),

Ø  w przypadku konieczności otrzymania rur o małej grubości ścianki,

Ø  gdy wymagane własności mechaniczne  i dokładność powierzchni są wysokie.

Proces ciągnienia stosowany jest głównie do wyrobu:

Ø  prętów kształtowych o małych i bardzo małych przekrojach drutów cienkich o średnicach do ok. 4 mm (np. włókna żarówkowe),

Ø  prętów okrągłych i kształtowych o dużych przekrojach, szczególnie gdy chodzi o uzyskanie wysokich własności mechanicznych, a także prętów o dużej dokładności i dużym stopniu czystości powierzchni,

Ø  rur różnych kształtów i przekrojów, przede wszystkim rur cienkościennych o małych  i bardzo małych średnicach.

Zasadniczym narzędziem do ciągnienia jest ciągadło. Ciągadła wykonuje się ze stali narzędziowych, z węglików spiekanych oraz diamentów.

1.  Ze względu na budowę, ciągadła dzieli się na :

•  ciągadła monolityczne, nazywane także oczkowymi,
•  ciągadła składane, nazywane segmentowymi,
•  ciągadła rolkowe ze względu na liczbę gniotów realizowanych w jednym ciągu:
•  ciągadła jednostopniowe ,
•  ciągadła wielostopniowe

2. ze względu na wykonywanie ruchy w czasie pracy

•  stałe
•  ruchome

3. ze względu na wspomaganie ciśnienia smaru:

• ciągadła o smarowaniu hydrostatycznym
• ciągadła o smarowaniu hydrodynamicznym.

Technologia ciągnienia oprócz samego procesu ciągnienia obejmuje procesy przygotowania materiału do ciągnienia, wybór właściwej metody ciągnienia oraz procesy wykończeniowe wyrobów ciągnionych. Powierzchnia materiałów wyjściowych, przeznaczonych do ciągnienia, takich jak walcówka lub prasówka, pokryta jest warstwą tlenków, która usuwa się przez trawienie w roztworach kwasów.

Po wytrawieniu materiał wyjściowy powinien być płukany w wodzie i kąpieli neutralizującej działanie roztworów trawiących. Bardzo często na tym etapie przygotowań na powierzchnię materiałów nakłada się powłoki smarne, metaliczne lub fosforanowe Tak przygotowany materiał zostaje zaostrzony przez walcowanie na zaostrzarce walcowej lub przez kucie i zaciągnięty w otwór ciągadła.

Ciągnienie rur

Ten typ ciągnienia różni się od ciągnienia prętów gdyż cechuje się większym stopniem skomplikowania.
W procesie tym kształtuje się dwie powierzchnie rury: zewnętrzna i wewnętrzną.

Rozróżnia się następujące sposoby ciągnienia rur:

a)      ciągnienie swobodne rury - uzyskuje się ubytek przekroju i wydłużenie rury bez znaczniejszego zmniejszenia grubości jej ścianek.

b)      Ciągnienie na trzpieniu ruchomym - ciągnienie pomiędzy nieruchomym ciągadłem i ruchomym trzpieniem o długiej części roboczej, przesuwającym się wraz z rurą,

c) ciągnienie na trzpieniu stałym - proces odbywa się pomiędzy nieruchomym ciągadłem i nieruchomym trzpieniem o krótkiej części roboczej,

d)      Ciągnienie na trzpieniu swobodnym - proces przebiega pomiędzy nieruchomym ciągadłem i ruchomym, nieutwierdzonym, samorzutnie nastawnym, krótkim trzpieniem ( korkiem ).

W procesie głębokiego ciągnienia wykrój blachy jest kształtowany w jednym lub kilku ciągnieniach w wytłoczkę obrotową. W tych kolejnych ciągnieniach zmienia się trochę grubość blachy. Głębokie ciągnienie wykonuje się czasami wieloetapowo, jeśli odkształcenie jest znaczne.

Zadanie

Zapoznaj się z treścią posta "Ciągnienie". Rozwiąż test korzystając z aplikacji 

kl 1tm:                  https://www.testportal.pl/test.html?t=WPm2bJe2QXnK

kl 1mt:                   https://www.testportal.pl/test.html?t=jiMgLjqPZNas 

Na udzielenie odpowiedzi na każde pytanie masz limit czasu max 15 min. Test w całości proszę rozwiązać do poniedziałku 6.04.2020 r.

Test będzie oceniony do dziennika.

Życzę powodzenia