Zpevňování povrchu?

Kuličkování je proces speciálně určený ke zvýšení únavové odolnosti komponent, které jsou vystaveny vysokému střídavému namáhání. 

Technologie povrchového zpracování, jako je broušení, frézování, ohýbání nebo tepelné zpracování, způsobují tahové zbytkové napětí. Toto tahové zbytkové napětí má za následek kratší životní cyklus součástí.

Kuličkování přeměňuje zbytkové tahové napětí na zbytkové tlakové napětí, díky čemuž se značně prodlužuje životní cyklus součástí a zvyšuje jejich maximální zatížitelnost.

Shot Peening

• Zpevňování povrchu se používá k indukování zbytkového napětí v tlaku na povrchu součástí, které jsou náchylné k cyklickým a opakovaným zatížením, proces také snižuje korozní praskání pod napětím.

Tváření tryskáním

• tímto procesem se stlačuje a rozšiřuje povrchová vrstva součásti, čímž se vrstva prohýbá. Typické aplikace zahrnují tvarování potahů, klapek křídel, přístupových panelů a částí trupu.

Korekce deformací

• (obrácený proces k tváření tryskáním) Tryskání se používá k natahování a stlačování lokalizované oblasti za účelem dosažení dokonalé rovinnosti po deformaci součásti teplem nebo obráběním. Tímto postupem typicky procházejí složité konstrukční součásti, žebra a nosníky.

Co je to kuličkování?

Kuličkování je pracovní proces za studena používaný k výrobě vrstvy zbytkového tlakového napětí a k úpravě mechanických vlastností kovů. To má za následek dopad na povrch s pískem (kruhovými, kovovými, skleněnými nebo keramickými částicemi) s dostatečnou silou pro vytvoření plastické deformace. Kuličkování povrchu jej plasticky rozšíří a tím způsobí změny v mechanických vlastnostech tohoto povrchu.

PHlavním přínosem kuličkování je zpoždění nebo zabránění vzniku trhlin ve vysoce pevných zdůrazněných slitinových komponentech.

Tato nežádoucí výrobní a provozní tahová napětí lze přeměnit na zbytková tlaková namáhání, a prodloužit tak životnost součásti.

Proces funguje tak, že je zbytkové tlakové napětí zavedeno na povrch součásti. Tlakové napětí pomáhá předcházet trhlinám, jelikož se trhliny nemohou šířit v tlakovém prostředí generovaném kuličkováním..

Tlakové napětí je generováno při dopadu každé částice na součást, což vytváří malé odsazení. Z toho vyplývá, že v případě promáčknutého povrchu by pak byl materiál pod promáčklinou stlačen. Kuličkování nevytváří pouze jedinou promáčklinu, po celém povrchu jich jsou tisíce. Nakonec je součást uzavřena v tlakově napjaté vrstvě..

Přínosy tohoto procesu byly ověřeny, a to jak u součástí působících v prostředí vysokého namáhání, ale s relativně krátkým časovým intervalem, jako například závody Formule 1 a pro kritické díly s daleko delší a měřenou životností, například u leteckých motorů a konstrukcí.

Řízení procesu

Hodnota zbytkového pnutí je závislá na množství proměnných, včetně parametrů procesu kuličkování a tvrdosti materiálu součásti. Vzhledem k tomu, že se tento proces využívá ke zvýšení výkonnosti bezpečnostních kritických dílů, je důležité zajistit, aby bylo dosaženo správné intenzity namáhání s vysokou opakovatelností.

Odhad je převzat z procesu využitím systému, který vizualizuje energii předávanou při tryskání. Toho se dosahuje „Almenovým“ pásovým zkušebním postupem. Almenův pás, vyrobený z pružinové oceli s přísnou tolerancí tvrdosti a rovinnosti, je kuličkován pouze na jedné straně.

Účinek indukovaného tlakového pnutí na pásu má za následek vyklenutí nebo zakřivení. Rozsah křivky je úměrný energii předané při kuličkování a měří se na „Almenově“ měřidle. Oblouková výška Almenova pásu se liší jak v závislosti na rychlosti, tak i hmotnosti média kuličkování, tj. na množství energie předané proudem abraziva a absorbované pásem.

Saturace komponentu se považuje za splněnou, pokud se při kuličkování zdvojnásobí čas expozice a oblouková výška nebo vychýlení Almenova pásu se zvýší o 10 % nebo méně. Tento řídící proces je znázorněn na grafu.