Aké sú bežne používané metódy spracovania odliatkov z nehrdzavejúcej ocele?

1. Prehľad spracovania odliatkov z nehrdzavejúcej ocele

Odliatky z nehrdzavejúcej ocele sú široko používané v strojárstve, stavebníctve, automobilovom a potravinárskom zariadení kvôli ich odolnosti voči korózii a pevnosti. Po odliatí však diely len zriedka priamo spĺňajú požiadavky na konečné rozmery a povrch. Preto sa používa niekoľko metód spracovania na dosiahnutie požadovanej presnosti, výkonu a estetiky. Tieto operácie po odlievaní zahŕňajú obrábanie, tepelné spracovanie, leštenie, tryskanie a povrchové nanášanie. Pochopenie týchto metód umožňuje inžinierom a výrobcom vybrať pre ich aplikácie nákladovo najefektívnejšie a technicky najvhodnejšie procesy.

2. Procesy obrábania dielov na odliatky z nehrdzavejúcej ocele

Obrábanie je jednou z najbežnejších operácií po odlievaní. Zahŕňa odstránenie prebytočného materiálu, aby sa dosiahli tesné tolerancie a presné geometrie. Vysoká tvrdosť a húževnatosť nehrdzavejúcej ocele sťažuje obrábanie v porovnaní s uhlíkovou oceľou, čo si vyžaduje optimalizované nástroje a rezné parametre.

2.1 Sústruženie a frézovanie

• Sústruženie: Ideálne pre valcové časti, ako sú hriadele, krúžky a závitové súčasti. Na odolnosť proti opotrebovaniu sa uprednostňujú vysokorýchlostné karbidové nástroje alebo doštičky s povlakom.
• Frézovanie: Používa sa na ploché alebo zložité povrchy. Moderné CNC frézovanie umožňuje viacosové presné rezanie a hladké povrchové úpravy s minimálnymi stopami po nástroji.

2.2 Vŕtanie, závitovanie a vyvrtávanie

• Vŕtanie a závitovanie sa používa na vytváranie závitových otvorov na montážne účely. Nehrdzavejúce ocele vyžadujú pomalé rýchlosti posuvu, dostatočné chladenie a ostré nástroje, aby sa zabránilo mechanickému spevneniu.
• Vŕtacie operácie opravujú rozmerovú presnosť v odlievaných otvoroch a zaisťujú tesnú toleranciu pri mechanickom lícovaní.

2.3 Brúsenie a presná konečná úprava

Brúsenie sa vykonáva, keď sa vyžadujú extrémne tesné tolerancie alebo zrkadlové povrchové úpravy, ako napríklad sedlá ventilov, obežné kolesá čerpadiel alebo medicínske komponenty. Proces odstraňuje jemné množstvá materiálu a koriguje drobné deformácie z predchádzajúcich krokov obrábania.

3. Metódy tepelného spracovania

Tepelné spracovanie sa používa na úpravu mechanických a mikroštrukturálnych vlastností odliatkov z nehrdzavejúcej ocele. Hoci sú nehrdzavejúce ocele prirodzene odolné voči korózii, tepelné spracovanie môže zlepšiť tvrdosť, ťažnosť a rozloženie vnútorného napätia, najmä po odlievaní a obrábaní.

3.1 Ošetrenie roztokom

Tento proces zahŕňa zahriatie odliatkov na vysokú teplotu (zvyčajne 1000–1100 °C) a ich rýchle ochladenie. Rozpúšťa zrazeniny karbidu a obnovuje distribúciu chrómu, čím zlepšuje odolnosť proti korózii a húževnatosť. Austenitické nehrdzavejúce ocele ako 304 a 316 bežne podliehajú tomuto spracovaniu.

3.2 Starnutie a zmiernenie stresu

• Starnutie spevňuje precipitátne kaliteľné nehrdzavejúce ocele (napr. 17-4 PH) vytváraním jemných intermetalických zlúčenín.
• Uvoľnenie pnutia pri 300–400 °C pomáha znižovať vnútorné pnutie pri odlievaní alebo obrábaní, čím sa minimalizuje skreslenie počas prevádzky.

4. Techniky povrchovej úpravy

Povrchová úprava zlepšuje vzhľad, čistotu a odolnosť proti korózii odliatkov z nehrdzavejúcej ocele. V závislosti od použitia sa vyberajú rôzne povrchové úpravy – priemyselné, dekoratívne alebo hygienické. Povrchová úprava tiež zohráva dôležitú úlohu pri príprave dielov na poťahovanie alebo zváranie.

4.1 Leštenie

Leštenie odstraňuje nerovnosti povrchu, oxidové šupiny a stopy po nástrojoch. Mechanické leštenie využíva brúsne kotúče, pásy alebo pasty na výrobu saténových, pololesklých alebo zrkadlových povrchov. Pre potravinárske a medicínske komponenty minimalizujú povrchy s vysokým leskom kontamináciu a zjednodušujú čistenie.

4.2 Tryskanie a pieskovanie

Tryskanie premieta oceľové alebo keramické médium na povrch, aby sa vyčistila a homogenizovala textúra. Pieskovanie je podobné, ale používa jemnejšie médiá na hladšie povrchy. Tieto metódy sú obzvlášť užitočné pred lakovaním, náterom alebo kontrolou, pretože odhaľujú akékoľvek chyby odliatku, ako sú póry alebo praskliny.

4.3 Pasivácia a morenie

• Morenie používa kyslé roztoky (zvyčajne zmes kyseliny dusičnej a fluorovodíkovej) na odstránenie oxidových šupín a obnovenie čistého kovového povrchu.
• Pasivácia potom vytvára tenký film oxidu chrómu, ktorý zvyšuje odolnosť proti korózii bez ovplyvnenia vzhľadu alebo rozmerov.

5. Procesy zvárania a montáže

Mnoho odliatkov z nehrdzavejúcej ocele vyžaduje spojenie alebo montáž s inými komponentmi. Správne zváracie techniky zachovávajú odolnosť proti korózii a mechanickú integritu a zároveň minimalizujú chyby tepelne ovplyvnených zón.

5.1 Bežné metódy zvárania

6. Inšpekcia a kontrola kvality

Po spracovaní musia byť odliatkové diely z nehrdzavejúcej ocele skontrolované, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú rozmerové, povrchové a mechanické požiadavky. Nedeštruktívne testovanie (NDT) sa často používa na overenie vnútornej integrity a odhalenie skrytých defektov spôsobených odlievaním alebo obrábaním.

6.1 Bežné metódy kontroly

• Kontrola rozmerov pomocou súradnicových meracích strojov (CMM) alebo posuvných meradiel na overenie presnosti.
• Vizuálne a povrchové kontroly na zistenie trhlín, pórovitosti alebo nekonzistentnosti povrchovej úpravy.
• Ultrazvukové, rádiografické alebo farbiace penetračné testy na detekciu podpovrchových chýb.

7. Záver: Výber správnej kombinácie spracovania

Výkon a vzhľad odliatkov z nehrdzavejúcej ocele vo veľkej miere závisí od metód následného spracovania. Obrábanie zaisťuje rozmerovú presnosť, tepelné spracovanie spevňuje materiál a konečná úprava zvyšuje trvanlivosť a odolnosť proti korózii. Výber správnej kombinácie týchto metód – na základe typu zliatiny, požiadaviek aplikácie a cieľových nákladov – zaisťuje dlhotrvajúce, vysokokvalitné liate komponenty vhodné pre náročné priemyselné prostredia.