ročník: V. 4/2012 cena 3 Aspekty opotrebenia rezného klina nástroja Protikorózna ochrana Živice v oleji nepriateľ strojných zariadení

Transcription

1 ročník: V. 4/2012 cena 3 Aspekty opotrebenia rezného klina nástroja Protikorózna ochrana Živice v oleji nepriateľ strojných zariadení Foto: Benz GmbH Werkzeugsysteme

2

3 TriboTechnika 4/2012 Vážení čitatelia, v aktuálnom čísle TriboTechniky dominuje téma obrábanie kovov a všetko, čo s tým súvisí. Dôvod je prostý. Výroba súčiastok trieskovým obrábaním je najtypickejšou technologickou operáciou strojárskej výroby. Inšpiráciou je aj konštruktívna konfrontácia trieskové obrábanie verzus tvárnenie resp. lisovanie. Tieto dva základné spôsoby výroby sa neustále predbiehajú a dokazujú svoju opodstatnenosť. Najmä v 80-tých rokoch minulého storočia bolo cítiť silný tlak zo strany objemového tvárnenia a presného lisovania a prudko sa rozvíjajúcej práškovej metalurgie. Boli dokonca aj naivné pokusy vyrábať jeden z najušľachtilejších a najnáročnejších strojárskych výrobkov valivé ložiská práškovou metalurgiou. Hlavné argumenty proti trieskovému obrábaniu: je neefektívne, charakterizované nízkym využitím materiálu a k tomu je neperspektívne z dôvodov potreby likvidácie chladiacich a rezných kvapalín, ale najmä potrebou náročnej manipulácie s trieskami ekologicky. Táto, do určitej miery oprávnená kritika, ale predovšetkým narastajúci ekonomický a ekologický spoločenský tlak vyburcoval obrábačov kovov a spôsobil doslova revolúciu v trieskovom obrábaní. Totálna mobilizácia výskumných a vývojových kapacít v tejto a príbuzných oblastiach priniesla svoje ovocie. Dnes možno konštatovať, že trieskové obrábanie má pevnú pozíciu v hierarchii technologických operácií strojárskej výroby a nás teší, že je to najmä zásluhou ovládnutia tribológie rezného procesu. Najnovšie poznatky pri štúdiu trenia pri kontakte rezný nástroj obrobok a rezný nástroj - trieska umožnili až 5 násobné zvýšenie rezných rýchlosti, čo spolu s vývojom výkonných obrábacích strojov spôsobilo nebývalé zvýšenie produktivity práce a presnosti výrobkov. Pokrok sa dosiahol predovšetkým optimalizáciou geometrie rezných nástrojov, materiálov a ich povrchových úprav nanášaním oteru vzdorných vrstiev, vývojom technologických kvapalín s vyššími úžitkovými vlastnosťami a zdokonalením konštrukcie numericky riadených NC a CNC obrábacích centier s vysokým počtom stupňov voľnosti. Vážení čitatelia, predchádzajúce riadky v žiadnom prípade nemožno chápať ako ódu na trieskové obrábanie. Ide o konštatovanie, že momentálne je zrejme trieskové obrábanie o krok vpred pred svojim súputníkom. To však vôbec neznačí spochybňovanie významu tzv. bez trieskových technológií, ako je tvárnenie či už za tepla alebo studena, lisovanie, prášková metalurgia. Práve naopak, uvedené základné technologické princípy si nekonkurujú, ale sa vzájomne doplňujú. Typickým príkladom je už spomínaná výroba ložísk. Ťažko si dnes predstaviť túto náročnú strojársku výrobu bez jednej alebo druhej technológie. Naviac v tomto prípade má tvárnenie oproti trieskovému obrábaniu jednu nie zanedbateľnú výhodu a tou je možnosť využitia spevnenia materiálu za studena a neprerušovanie vlákien ocele, čo podstatne zvyšuje dynamickú únosnosť valivých ložísk. Ale to už je téma pre odborníkov. Nás môže tešiť, že tribológia hrá v oboch prípadoch významnú úlohu. Pri sústružení, frézovaní, vŕtaní, či brúsení, ale ani pri tvárnení resp. lisovaní nemožno opomenúť trenie. Podobne ako v prípade rezných nástrojov, aj funkčné plochy súčasného lisovacieho a tvárniaceho náradia sú opatrené vhodnými povlakmi väčšinou na báze Ti Ni, ktoré zvyšujú životnosť náradia a presnosť výrobkov a vytvárajú tak podmienky pre lepšie uplatnenie v procese výroby. Ako vždy privítame širokú diskusiu na túto tému, ktorá veríme bude na všestranný prospech redakcia časopisu TriboTechnika Časopis TriboTechnika vydáva: Vydavateľstvo Techpark, o. z.,registrácia vykonaná pod č. VVS/1 900/ Redakcia: TechPark, o. z., Pltnícka č. 4, Žilina, Slovakia Tel.: , Mobil: E mail: redakcia@techpark.sk, redakcia@tribotechnika.sk, Šéfredaktorka: Ing. Dana Tretiníková, tretinikova@techpark.sk PR a marketing: Mgr. Zuzana Augustínová, augustinova@techpark.sk Redakcia: Ladislav Repčík, repcik@techpark.sk, Grafika: Grafické štúdio vydavateľstva TechPark Žilina Rozširuje: Vlastná distribučná sieť, MEDIA PRINT KAPA Bratislava ISSN

4 SLOVENSKÁ PLYNÁRENSKÁ AGENTÚRA, s.r.o. SLOVENSKÝ PLYNÁRENSKÝ A NAFTOVÝ ZVÄZ v spolupráci so Slovenskou spoločnosťou pre tribológiu a tribotechniku Asociáciou technickej diagnostiky SR Vás pozývajú na workshop TRIBOTECHNIKA a TRIBOLÓGIA , hotel Slovakia Žilina Progresívny prístup v systéme starostlivosti o technické zariadenia aplikáciou tribotechniky, organizovaním techniky mazania a starostlivosťou o mazivá. SPNZ a SPA, s. r. o. v spolupráci so Slovenskou spoločnosťou pre tribológiu a tribotechniku a Asociáciou technických diagnostikov sa rozhodli, vzhľadom na potrebu priemyselnej praxe v dňoch 24. a 25. septembra 2012 zorganizovať 1. ročník workshopu na tému starostlivosti o tribotechnické zariadenia. Kontaktná adresa: SPA, s.r.o., Tatiana Škopková Mlynské nivy 48, Bratislava 2 skopkova@sgoa.sk Uzávierka prihlášok :

5 TriboTechnika 4/2012 Obsah: Sedem veľtrhov na MSV Brno... 6 Aspekty opotrebenia rezného klina nástroja a vplyv progresívnych technológií povlakovania na opotrebenie... 7, 8, 9 Tvrdé chrómovanie z produkce firmy BOMAX... 10, 11 Systémy starostlivosti o olej v obtokovej filtrácii... 12, 13 Trendy vo vývoji protikoróznej ochrany dutín karosérii automobilov... 14, 15, 16 Protikorózna ochrana - dôležitý faktor pre obrobok, ako aj pre obrábací stroj... 16, 17 Oxalátování a tažení trub z korozivzdorných ocelí... 18, 19 Nový modulární rychlovýměnný systém BENZ Solidfix snižuje přípravné časy a prostoje Opotrebenie nástroja v podmienkach prerušovaného rezu... 21, 22, 23 Využití manganatého fosfátování při usnadnění záběhu točivých strojních součástí a snížení vlečného tření... 24, 25 Směry dalšího vývoje tribotechnických laboratoří... 26, 27 S vodou miešateľné obrábacie kvapaliny teória a prax... 28, 29, 30, 31 Živice v oleji nepriateľ strojných zariadení... 32, 33, 34 Inovace produktů v oblasti frézování a soustružení... 34, 35 Technologické hľadiská delenia materiálov plazmovým a laserovým lúčom... 36, 37, 38, 39 Obtížně odmastitelná maziva... 40, 41, 42 Možnosti stanovení antioxidantů v mazacích olejích... 42, 43 Paliva a biopaliva možnosti a rizika... 44, 45, 46 Aké bolo Národné fórum údržby , 47 Stabilita mazacích olejov... 48, 49, 50, 51 Analýza plastických maziv... 52, 53, 54 Tribotechnika konferencia Aplikace a diagnostika plastických maziv... 55, 56, 57 Ohliadnutie za konferenciou Atotech...58 Výrobný program: -kovacie zápustky -strižné nástroje -prípravky (upínacie, vŕtacie,...) -kokily -razidlá -kalibre -meracie prípravky -ostatné strojárske dielce a súčiastky ELBA, a. s. - Divízia nástrojáreň ul. Československej armády 264/ Kremnica mobil: telefón: ptruben@elba.sk DIVÍZIA NÁSTROJÁREŇ 5

6 4/2012 TriboTechnika Sedem veľtrhov na MSV Brno Tohtoročný medzinárodný strojársky veľtrh bude prebiehať v tradičnom septembrovom termíne, od 10. do spoločne s ním sa uskutoční ďalších šesť špecializovaných výstavných akcií: 8. medzinárodný veľtrh obrábacích a tvárniacich strojov IMT, 14. medzinárodný zlievárenský veľtrh FOND-EX, 21. medzinárodný veľtrh zváracej techniky WELDING, 4. medzinárodný veľtrh technológií pre povrchové úpravy PROFINTECH, 3. medzinárodný veľtrh plastov, pryže a kompozitov PLASTEX a 11. medzinárodný veľtrh prostriedkov osobnej ochrany, bezpečnosti práce a pracovného prostredia INTERPROTEC. Termínové spojenie MSV so špe- ky potrebné informácie od noviniek vo výrobných cializovanými technologickými technológiach cez výhodné ponuky od dodávateveľtrhmi nie je novinkou. V roku ľov materiálov a komponentov až po problematiku 2010 Veletrhy Brno reagovali na bezpečnosti práce, financovania alebo výskumu. vývoj ekonomiky i prezentovaných brandží a spojenie sa osvedčilo. Slovenská účasť na MSV Firmy, ktoré sa predtým zúčastňo- Slovensko patrí, čo do počtu vystavovateľov, k najvali Medzinárodného strojárskeho silnešie zastúpeným krajinám. Po Nemecku veľtrhu a špecializovaných projek- prichádza na brnianske výstavisko najviac firiem tov, privítali, možnosť vystavovať práve zo Slovenska. Vlani sa na MSV prezentovalo iba raz v roku pred širokou odbor- viac ako sedemdesiat slovenských vystavovateľov nou klientelou. Spokojní boli aj vrátane firiem participujúcich na oficiálnej expozínávštevníci, ktorí na jednom mies- cii Ministerstva hospodárstva SR. te nadviazali kontakty a získali všet- -red- 6

7 Aspekty opotrebenia rezného klina nástroja a vplyv progresívnych technológií povlakovania na opotrebenie TriboTechnika 4/2012 V TriboTechnike 3/2011 bol uverejnený tento článok v neprimerane skrátenej forme, za čo sa autorovi ospravedlňujeme. Nasledujúci text pojednáva o téme v plnom rozsahu. V posledných päťdesiatich rokoch bol výskum a vývoj smerovaný do oblasti zlepšovania základných rezných materiálov a ich povlakov. Dnes si už žiadny progresívny rezný nástroj pre trieskové obrábanie kovov, menovite jeho reznú časť, nemožno predstaviť bez kvalitného rezného materiálu. Pod pojmom rezný materiál potom rozumieme kvalitný tvrdokovový a povlakovaný substrát. Problematika tvrdokovových substrátov a samotných tvrdých povlakov je predmetom neustáleho vývoja a výskumu. Teoretické východiská Proces odoberania triesky rezným klinom (RK) nástroja je sprevádzaný uvoľnenou energiou, ktorej prejavená forma - teplo sa veľkou mie- rou podieľa na celkovej životnosti nástroja. Značná časť tepla, ktoré vzniká pri obrábaní je generovaná trením odchádzajúcej triesky po povrchu RK. Navyše sily pôsobiace na rezný klin majú tendenciu kolísať v závislosti na štruktúre (nehomogenite) odoberaného materiálu, alebo v dôs- ledku prerušovaného rezu. Preto sú pri vysokých teplotách definované nasledovné požiadavky na rezný klin: tuhosť a pevnosť, hú- ževnatosť, odolnosť proti opotrebeniu, vysoká tvrdosť. Vo všeobecnosti možno predpo- kladať, že pri tvorení triesky sa značná časť energie premení na teplo a 80 % (závisí od rôznych faktorov, hlavne od reznej rýchlosti) tejto tepelnej energie sa odvedie z miesta rezu v trieske. Zvyšných cca 20 % prechádza do rezného klina. Pri obrábaní mäkkých ocelí môže táto teplota presiahnuť 550 C, čo je napr. pre HSS (rýchlo- rezná oceľ) maximálne únosná teplota pri zachovaní jej mecha- nických vlastností, menovite tvr- dosti. Pri obrábaní tvrdých ocelí kubickým nitridom bóru (CBN) bude dosahovať táto teplota v mieste rezu hodnotu až do C. Opotrebenie a životnosť nástroja Opotrebenie nástroja môže nadobúdať tieto formy: vyštrbenie hrany, obrúsenie hrany, ryha, kráter, zásek, prasklina, lom-totálna deštrukcia. Neexistuje jediná, všeobecne platná a akceptovaná definícia životnosti. Životnosť RK musí byť vzťaho- vaná k obrábanému, ale aj k reznému materiálu. Spôsob ako kvantifikovať životnosť RK je limita maximálne prípustného opotrebenia na chrbte RK, tzv. Kritérium opotrebenia VB, alebo VBmax. Matematicky môže byť životnosť RK vyjadrená nasledovnou Taylorovou rovnicou, ktorá je dobrým matematickým priblížením pre skutočnú životnosť RK nástroja. n VcT = C Všeobecnejšia forma tejto rovnice potom nadobudne tvar: n x y V T ap f C, kde: C = V c= rezná rýchlosť, T= životnosť, ap= hĺbka rezu, f= posuv, x a y experimentálne získané konštanty, n a C experimentálne získané, alebo publikované materiálové konštanty RK, obrobku a posuvu. Z praktického hľadiska sa v konkrétnych podmien- kach obrábania kovov podieľajú tri kľúčové aspekty na zvyšovaní životnosti nástrojov: základný substrát, povlak a úprava povrchu povlaku. Tieto tri aspekty, spolu s reznou geometriou RK nástroja a polomerom zaoblenia reznej hrany, dovoľujú výber z istých kombinácií a ich aplikovateľnosť pre 7

8 4/2012 TriboTechnika široké spektrum obrábaných materiálov pri spoľahlivom výkone a hospodárnom obrábaní. Substrát Kvôli aplikovateľnosti na širokej škále obrábaných materiálov musia tvrdokovové nástroje zahŕňať kombináciu pevnosti a húževnatosti. Výrobcovia tvrdokovových rezných materiálov tak v skutočnosti môžu prispôsobiť substrát zmenou veľkosti zrna volfrámu v rozsahu od 1 do 5 μm. Veľkosť zrna tak hrá významnú úlohu pri dosiahnutí požadovaného výkonu obrábania. Čím je frakcia zrna jemnejšia, tým je základný substrát odolnejší voči opotrebeniu a naopak. Jemnozrnné substráty (submikrón) sú primárne určené pre vymeniteľné rezné doštičky (VRD), ktoré sa používajú na obrábanie húževnatých a tvrdých materiálov v leteckom priemysle ako sú titán, Inconel a vysoko teplotné zliatiny. Navyše, zmena obsahu kobaltu 6 12 %, má priamy vplyv na mechanické vlastnosti substrátu. Preto sa môže obsah a zloženie prispôsobiť požiadavkám konkrétnej aplikácie obrábania kovov, pre požadované zvýšenie húževnatosti a odol- nosti proti opotrebeniu. Požadovaný výkon substrátu sa môže zvýšiť obohatením povrchových vrstiev kobaltom, alebo selektívne pridaním iných druhov legujúcich prvkov do karbidu volfrámu, ako je titán karbid (TiC), karbid tantalu (TaC), karbidu vanádu (VC) a karbid nióbu (NbC). Povrchová vrstva substrátu obohatená kobaltom potom výrazne zvyšuje tuhosť reznej hrany, čo je využívané pri aplikáciách prerušovaného obrába- nia. Okrem toho je pri výbere vhodného substrátu pre konkrétny materiál obrobku a konkrétne požiadavky obrábania potrebné vziať do úvahy päť ďalších vlastností substrátu: lomovú húževna- tosť, šmykovú pevnosť, pevnosť v tlaku, tvrdosť a odolnosť proti tepelným šokom. Vývojoví inžinieri ISCAR-u upravili zloženie substrátu v novom SUMO TEC substráte pre ďalšie zvýšenie výkonu obrábania. Nové VRD určené pre široké spektrum obrábaných materiálov majú väčšiu odolnosť proti plastickej deformácií, čo zmierňuje ďalší zdroj mikrotrhlín pri procese povlakovania. Úplne nový substrát tiež zvyšuje výkon pri obrábaní liatin. Tvrdé povlaky Pri analýze vývoja povlakov v posledných rokoch Obr. 1 CVD povlak s evidentnou mikrotrhlinou (vľavo), vpravo nový SUMO TEC povlak s upravenou hladkou plochou je nárast dopytu nástrojov s PVD povlakom na úkor CVD. Hrúbka CVD povlaku sa pohybuje rozmedzí 5-15 μm, v porovnaní s PVD povlakom, kde sa hrúbka pohybuje v rozmedzí 2-6 μm. Povlak CVD je aplikovaný na základný substrát pri vysokých teplotách a pri chladnutí vzniká v po- vrchových vrstvách povlaku ťahové napätie, ktoré je iniciátorom povrchových mikrotrhlín. Na rozdiel od PVD povlaku, kde v interakcii so základným substrátom vznikajú tlakové napätia. Každý z týchto faktorov má významný vplyv na životnosť rez- nej hrany pri kontinuálnom, alebo prerušovanom obrábaní. V súčasnosti existujú nasledovné druhy povlakov: Titan Nitrid (TiN) univerzálny PVD povlak, vyka- zujúci značnú tvrdosť. Titan Carbon-Nitrid (TiCN) povrchové vrstvy nasýtené uhlíkom majú vplyv na tvrdosť povlaku a nižší koeficient trenia po tomto povlaku. Titan Alumínium Nitrid (TiAlN alebo AlTiN) - obsahuje vrstvu oxidu hlinitého, ktorý poskytuje vyššiu životnosť RK pri aplikáciách intenzívneho vzniku tepla. Používajú sa hlavne pri obrábaní za sucha a vysokorýchlostnom obrábaní. Chróm Nitrid (CRN) veľmi vhodný pre apliká- cie obrábaných materiálov, kde sa tvorí nárastok. Diamant najlepšia voľba pre obrábanie neželezných materiálov. Zvlášť vhodné pre obrábanie Obr. 2 PVD povlak s evidentným kvapôčkovým povrchom (vpravo). Vľavo nový SUMO TEC povlak s hladkou plochou 8

9 TriboTechnika 4/2012 grafitu, kompozitov s kovovou matricou, abra- rezné rýchlosti s vysokou odolnosťou proti zívnych materiálov s vysokým obsahom kremíka opo trebo v a ni u. a hliníka a ďalších abrazívnych materiálov. Je absolútne nevhodný pre obrábanie ocele. Úprava povrchu povlaku reznej hrany Úprava povrchu reznej hrany v mnohých prípadoch určuje rozdiel medzi úspešným obrábaním a enormným opotrebením rezného klina. Parametre pre honovanie sú závislé od požiadaviek pre rôzne materiály obrobkov a rôzne spôsoby obrábania. Napríklad, vysokorýchlostné dokončovacie obrábanie ocelí si vyžaduje diametrálne odlišný povrch RK, ako pre hrubovanie. Všeobecne platí, že úprava povrchovej vrstvy honovaním je nutná pre kontinuálne obrábanie, ale aj pre frézovanie väčšiny uhlíkových ocelí a liatin. Pre prerušovaný a ťažký rez je predpokladom T fazetka na reznej hrane. Naproti tomu ostrá rezná hrana je potrebná pre obrábanie nerezových ocelí, alebo vysokoteplotných zliatin a húževnatých materiálov. Podobnú geometriu a leštením upravenú reznú hranu je potrebné použiť pri efektívnom obrábaní hliníka. Praktické aplikácie Firma ISCAR nedávno predstavila svoju 3P SUMO TEC unikátnu úpravu povrchových vrstiev povlakov, ktorá zlepšuje ich pevnosť, frikčné vlastnosti a odolnosť voči vylupovaniu PVD a CVD povlakov. SUMO TEC technológia tak znižuje trenie a tým aj potrebu energie pre oddelenie triesky a zároveň zvyšuje odolnosť voči tvorbe nárastku. Unikátny proces popovlakovania znižuje počet mikrotrhlín na povrchu povlaku VRD pri chladnutí v procese povlakovania spôsobom CVD (obr.1). Podobne úprava povrchovej vrstvy odstraňuje nežiadúce kvapôčky na povrchu povlaku, ktoré sú tak typické pri procese PVD povlakovania. V dôsledku tejto úpravy povrchu má povlak hladší povrch, čo má za následok lepší sklz odchádzajúcej triesky z miesta rezu, jej kontinuálny a neprerušo- vaný pohyb. Obr. 3 Frikčné vlastnosti povlaku v mieste rezu v procese obrábania Záver Z uvedeného a tiež z obr. 4 vyplýva, že inovatívny prístup firmy ISCAR v oblasti povlakov tvrdo- kovových nástrojov priniesol zlepšenie životnosti vo všeobecnosti (pre rôzne spôsoby obrábania a rôznych druhov obrábaných materiálov), od cca 25 do 75 %. Aby toto zlepšenie životnosti malo u koncového užívateľa aj náležitý ekonomický efekt, je žiadúce zvýšenú životnosť nástroja transformovať do vyšších technologických parametrov napr. vyš- šej reznej rýchlosti, alebo vyššieho posuvu. Autor: Ing. Peter Ťapaj, Csc. Vľavo (schematicky zobrazený) problematický, trením brzdený a prerušovaný odchod triesky na neupravenom tvrdom povlaku. Vpravo nový SUMO TEC povlak s hladkou plochou a plynulým odchodom triesky. Ďalšou novinkou je DO-TEC, technológia úpravy povrchovej vrstvy povlaku, ktorá zahŕňa TiAlN PVD vrstvy na hornej vrstve MTCVD Al2O 3 MTCVD. Táto kombinácia ponúka užívateľovi niekoľko výhod, ako je použitie stredných až vysokých rezných rýchlostí pre rôzne druhy šedej liatiny pre vysoké Obr. 4. Porovnanie životnosti štandardného a SUMO TEC povlaku

10 4/2012 TriboTechnika Tvrdé chrómovanie z produkce firmy BOMEX Firma Bomex nabízí nanášení různých druhů povrchových vrstev v rozmanitých variantách na několik základních materiálů. V následujícím seriálu si postupne představíme přehled nabízených technologií a možností povrchových úprav vzhledem k použitému základnímu materiálu. Tvrdé chromování je elektrochemický proces, používán k nanesení vrstvy chromu na základní materi- ál. Tvrdé neboli průmyslové chro- mování se používá na částech kde je potřeba především vysoké tvrdosti a otěruvzdornosti. Díky svým vynikajícím vlastnostem se tvrdé chromování používá v mnoha různých aplikacích. Jednou z výhod tvr- dého chromování je možnost nanášet silné vrstvy, a proto se často používá na renovaci opotřebených částí. Tvrdé chromování není vhodné jako náhrada dekoračního chromování. Vlastnosti povrchu Vysoká tvrdost: HV (66-70 HRC) Vysoká otěruvzdornost Dobrá korozní odolnost Nízký součinitel tření: tvrdý chrom s ocelí, statický 0.19 Vrstvy 5 µm 1 mm Rozměry dílů Délka až 2.7 m Maximální hmotnost 550 kg Základní materiály Ocel Litina Některé druhy nerezových ocelí Mosaz Měď Použití Díky svým vlastnostem se tvrdé chromování používá ve velkém množství aplikací. Používá se na nových i opotřebovaných dílech především pro svou tvrdost a otěruvzdornost. Následující jsou příklady jeho použití: Strojírenský průmysl: tyče a trubky hydraulických válců, motorové hřídele, razidla, spinadla, ložiska železničních kol, držáky, atd. Automobilový průmysl: díly do motorů a hnacích ústrojí jako jsou pístní kroužky a ventily, tlumiče, vzduchové podpěry, atd. Díly pro letecký, textilní, a papírenský průmysl, formy pro gumárenský a plastikářský průmysl, a mnoho dalších aplikací. -red- 1

11 DOKONALÁ KVALITA POVRCHOVÝCH ÚPRAV CHEMICKÉ NIKLOVÁNÍ TVRDÉ CHROMOVÁNÍ ELOXOVÁNÍ CÍNOVÁNÍ ZINKOVÁNÍ BOMEX - CZ s.r.o. Jasenice Vsetín Tel.: Fax: info@bomex.cz

12 4/2012 TriboTechnika Filtrujte účinně, jednoduše a levněji unikátním systémem filtrace olejů Olej bude čistší, sušší a prostý všech typů nečistot, a to vše obtokovou filtrací s certifikovanými celulózovými filtračními vložkami. Hlavním důvodem špičkové kvality filtrace jsou CJC vysokoúčinné filtrační vložky s trojí funkcí. Pro bližší porozumnění konceptu filtrů a jejich trojité účinnosti bude nutné přiblížit si funkční rozdíl mezi plnoprůtočnými a obtokovými filtry. Plnoprůtočné (IN-LINE) filtry Základní velikosti filtru 27/27 ( ø 27cm, výška 27 cm) Jsou obvykle konstruovány jako lze v CJC OFF-LINE filtračních jednotkách dle potřevysoce kompaktní filtry, které musí by modulárně sestavovat s ohledem na množství současně splňovat podmínky na vysoký průtok oleje, kterého se dosahuje použitím filtračního materiálu značné porezity. Tyto filtry jsou současně neustále provozně přetěžovány. Z tohoto důvodu u nich dochází k únavě filtračního materiálu, který je poškozován s tím, že se zvětšuje jeho poréznost. Stále větší částice nečistot kontaminátu pak procházejí okruhem strojním zařízením a jeho množství se kumuluje a narůstá. V praxi to znamená, že těmito filtry zřídka může být dosažena optimální čistota oleje, kterou strojní zařízení vyžadují díky velice nízkým Filtrační vložky CJC řady B a BLA velikosti 15/25 a 27/27 pro OFF-LINE obtokovou filtracilubrikačních, hydraulických, turbínových, převodových, honovacích a válcovacích olejů tolerancím na hydraulických komponentech. oleje, které má být filtrováno. Vlastní konstrukce fil- trů a technologické využití filtračního materiálu pak Obtokové (OFF-LINE) filtry zaručuje maximální, vysoce jemnou, hloubkovou fil- Jsou jedinou alternativou, jak pri traci a to znamená, že: zapojení k zásobníku oleje lze zabránit nedokonalé filtraci a společně s filtrem zajistit vysokou čistotu oleje trvale. OFF-LINE filtry lze Veškeré částice větší než 0,8 um (mikron) jsou CJC OFF-LINE filtry zadrženy použít pouze v režimu obtokového okruhu, který umožňuje Pro informaci dále uvádíme: filtr velikosti 27/27 při dokonalý průtok oleje filtračním filtraci trvale zadrží: materiálem filtru s vysokou husto- - cca 4 litre mechanických nečistot vetších než 0,8 tou porézity. V zásade tento prin- um (mikronů) cip obtokové filtrace znamená, že - cca 2 litre volné vody absorbcí/pohlcením olej může proudit filtrem tak pomacelulozovými vlákny lu, aby i nejmenší částice kontaminátu byly zachyceny filtračním - úsady a měkké kaly adsorbcí/vázáním materiálem. polarními místy celulozových vláken 12

13 Trojí funkce CJC filtrů druhů bělených a nebělených celulóz obohace- Je založena na relativně co nejpomalejším prochápak tvořeny základní segmenty, které se skládají ných o linters. Termicky řízeným procesem jsou zení oleje filtračním materiálem a současně i na maximálním kontaktu s materiálem. Proces je nejtelnosti. Základní modul 27/27 má v průměru povr- tak, aby tvořily labyrinty s maximální plochou jímaúčinejší filtraci. Při kontinuální - nepřerušované fil- 2 traci (opak cyklické) olej prochází filtrem 6 až 20- chovou plochu 2,7 m směsi celulózy a váhu 4,5 kg. krát za 24 hodinu a bude dosahovat 97,9 % abso- Jeden gram celulózy odpovídá plochou vláken 2 lutní čistotní hodnoty. cc a 500 m. V případě CJC filtru 27/27 o váze 4,5 kg bude plocha vláken celulózy jako 2 jímatelného média cca 2 miliony m. Obdobné principy jsou využity i pro jiný druh filtračních CJC filtrů, které naopak zadržují olej z vody. Tyto filtry jsou úspěšně používány v případě tzv. průmyslových odpadních vod.i Hodnoty jednoznačně prokázaly, že organická vlákna celulóza, jako materiál používaný při výrobě CJC filtrů mají po promyšleném zpracování nezpochybnitelné přednosti nejen Při takové čistote oleje prakticky nedochází k poš- ve srovnání s klasickými papírovými filtry, ale překozování hydraulických komponentů strojního devším s jinými filtračními materiály a filtračními zařízení. Při odstavení OFF-LINE filtračních zařízení systémy. v pokračujícím provozu strojních zařízení se čisto- Bernard S. Skalický M. A. CEO, ta oleje okamžitě význačně snižuje a obnovuje se SKALDA, spol. s r. o. urychlené opotřebovávání a poškozování hydraupro Českou republiku a Slovensko Výhradní distributor C.C.JENSEN AS Denmark lických komponentů. Filtrační materiál CJC filtrů nemá při filtraci žádný nepříznivý vliv na chemické přísady aditiva, která se v oleji nachází. Surovina používaná k výrobě CJC filtrů K výrobě všech filtrů se používá mixáž různých TriboTechnika 4/2012 CJC filtry jsou nejúčinnější olejové filtry na světě, které vám poskytnou rychlou návratnost díky delší životnosti strojních součástí a oleje. CJC off-line (obtokové) filtry a filtrační separátory CJC filtrační vložky pro všechny druhy olejových medií a kapalin SKALDA spol. s r. o. regionální zastoupení a distribuce Off-line filtrace CJC (C. C. JENSEN Dánsko) pro ČR a SR tel.: , skalda.filtration@ .cz, 13

14 4/2012 TriboTechnika Trendy vo vývoji protikoróznej ochrany dutín karosérií automobilov Nechránené kovové povrchy strácajú pôsobením korózie kvalitu získanú často so značným vynaložením práce. S tým je spojené nielen zhoršenie vzhľadu, ale často i narušenie bezchybného funkčného stavu. Antikorózne prostriedky slúžia na V zásade je možné rozlišovať medzi trvalou teda perto, aby chránili kovové povrchy manentnou a dočasnou alebo prechodnou antipred vplyvom atmosféry v najšir- koróznou ochranou. Trvalú antikoróznu ochranu šom zmysle a tým zabránili preme- poskytuje napr. lakovanie, galvanické povlaky ne kovu na zlúčeniny, hlavne na oxi- a smaltovanie. dy. Náklady spojené s použitím Druhou skupinou sú dočasné antikorózne proúčinného prostriedku na ochranu striedky. Pomocou rozpúšťadiel alebo vhodných povrchu tvoria všeobecne iba zlo- priemyslových čistiacich prostriedkov sa dajú po mok nákladov v porovnaní so ško- použití pomerne jednoducho odstrániť z plôch, dami spôsobenými koróziou. ktoré chránia. K dispozícii sú v širokom sortimente podľa rozmanitých požiadaviek praxe. Rozsah korózie závisí v podstate na: Pri dočasnej protikoróznej ochrane existuje v súčas- - zložení a predchádzajúcom spra- nosti veľké množstvo spoľahlivých prostriedkov pre covaní materiálov. ochranu obrobkov po ich finálnom opracovaní. - kvalite povrchu materiálu (pri Nevýhodou je, že táto ochrana je často obmedzená drsných povrchoch je napad- len na krátku dobu. V závislosti od vlastností nutie koróziou rýchlejšie ako pri povrchu a prípadných zvyškov technologických hladkých povrchoch). látok na tomto povrchu, ako aj od požadovanej - klimatických vplyvoch doby ochrany je možné si vybrať spomedzi olejo- - ďalších vplyvoch, ako sú napr. vých alebo vodoumiešateľných výrobkov alebo agresívne plynné splodiny, pôso- výrobkov s obsahom rozpúšťadiel. Doba ochrany benie pár kyselín z kúpeľov, kon- pri použití týchto výrobkov málokedy však prekrataktné pôsobenie vzájomne sa čuje dobu 3 roky. Osobitné postavenie pri protikoróznej ochrane zaujímajú protikorózne produkty s tixotrópnymi vlastnosťami. So svojimi dispergovanými voskovými časticami vytvárajú nenewtonovský film brániaci odtekaniu, ktorý už vďaka svojej stabilite na chránenom povrchu ponúka výrazne lepšiu protikoróznu ochranu v porovnaní s obvykle používanými olejmi. Táto technológia bola zavedená prvýkrát v polovici 80. rokov v oceliarskom a v automobilovom priemysle. Odvtedy sú u výrobcov ocele takéto výrobky na báze tejto technológie štandardnými prípravkami pre protikoróznu ochranu a zabezpečujú ochranu pri preprave do celého sveta. V automobilovom priemysle (napr. BMW, Porsche, VW) za účelom ochrany proti korózii sú používané výrobky, ktoré v dutinách karosérií zanechávajú dotýkajúcich materiálov, zvyšky hrubý voskový film tak, aby boli karosérie spobrúsnych materiálov, prach, pot ľahlivo chránené pred negatívnymi účinkami z rúk a podobne. korózie aj pri extrémnom zaťažení soľou ako aj 14

15 TriboTechnika 4/2012 pištoľami. Tento vosk sa za tepla ľahko rozteká a začne nadobúdať podobu gélu. Po vychladnutí je tekutosť vo voskovom filme znížená na takú úro- pri premenlivých klimatických podmienkach. Doteraz používané systémy protikoróznej ochrany sa rozdeľujú, zo všeobecného hľadiska, do troch hlavných skupín: Skupina 1: Výrobky obsahujúce rozpúšťadlá Tieto výrobky sa konvenčne nasadzujú ako takzvané High Solids a podiel rozpúšťadiel v nich kolíše medzi 10 a 30 %. V dôsledku odparenia rozpúšťadla schnú takéto systémy relatívne dobre, a pri aplikácii môžu byť použité aj pre bežné postrekovacie zariadenia. Požiadavky ochrany životného prostredia však neustále rastú, čo robí použitie týchto výrobkov v nezmenenej forme problematické. Skupina 2: Výrobky na báze vody Tieto výrobky sa ponúkajú ako tzv. Lowtech výrobky s obsahom vody do 70 % alebo ako Hightech výrobky so zníženým obsahom vody do 45 %. Tieto výrobky môžu byť taktiež ľahko aplikované a doba schnutia je takisto krátka. Avšak rovnako ako systém, ktorý obsahuje rozpúšťadlá, má aj sys- tém na báze vody veľkú nevýhodu, a to, že voda ako rozpúšťadlo sa musí po aplikácii kompletne odpariť. V opačnom prípade môže dôjsť k naruše- niu ochranného filmu alebo sa v dutinách karosérií vytvorí nežiadúca mikroklíma, ktorá výrazne urýchli vznik korózie. Okrem toho sa môžu pri vysychaní filmu vytvárať trhliny, ak sa voda neodparí úplne dostatočne. Skupina 3: Výrobky kategórie Full-Solid Z týchto dôvodov sa už pred viacerými rokmi popredný výrobca automobilov úspešne pre- orientoval pri protikoróznej ochrane dutín karosérií na zaplavovanie dutín voskom. Táto skupina výrobkov kategórie Full-Solid obsahuje skoro 100 % filmotvorných látok. Touto cestou je možné kompenzovať vyššie uvedené nevýhody. Aplikácia takýchto tekutých voskov je skutočne nákladná, pretože výrobky musia byť zohriate na teplotu C a konštrukčné diely, na kto- rých sa ochrana aplikuje, musia byť predohriate na teplotu cca 80 C. Proces je riadený za pomoci najmodernejších automatizačných technológií, je však nákladný a odporúča sa len pri použití v špecializovaných výrobných prevádzkach. Nie všetky miesta karosérie automobilu však môžu byť zaplavované. V takom prípade musia byť príslušné mies- ta pred predhriatím karosérie ošetrené voskom, ktorý sa vstrekuje špeciálnymi nástrekovými veň, že je možné zabrániť dlhšiemu odkvapkaniu (takzvaný "Drop Stop efekt". Problematické je pri tom, že čas potrebný na nadobudnutie podoby gélu obmedzuje dobu taktu vo výrobnom procese a potrebná doba na zníženie tekutosti nemusí byť v každej výrobnej prevádzke k dispozícii. Tieto nevýhody boli podnetom na vyvinutie novej generácie konzervovania dutín karosérií. Cieľom bolo vytvoriť systém, ktorý zabezpečí pri zvýšenej teplote, ako aj pri normálnej okolitej tep- lote kontrolované spomalenie tečenia - a síce tak, aby spomalenie tečenia neovplyvnilo penetráciu vosku do medzier a dutín. Okrem toho ďalším z určujúcich faktorov vo vývoji bola snaha o čo najjednoduchšie použitie v rôznych variantoch aplikácie: aplikácia s jednoduchými rozprašovací- mi dýzami, striekacími pištoľami a napájaním stlačeným vzduchom (aké je možné nájsť v opravárenských dielňach), zariadenia na strieka- nie bez vzduchu (Airless) alebo Hightech Air-Mix systémy. Popri tom bola najdôležitejším hľadis- kom dlhodobá protikorózna ochrana v trvaní desať rokov a viac, ako aj možnosť odstránenia vosku bez veľkých nákladov. Technológia CPSTM ako inovatívne riešenie Technológia CPSTM vyvinutá firmou FUCHS predstavuje nový míľnik v konzervovaní voskom. Výrobok na jej báze sa vyznačuje viskozitou, ktorá je zvládnuteľná bežne dostupnými technológiami nanášania vstrekovaním. Štandardné nastavenie 15

16 4/2012 TriboTechnika nízkej viskozity umožňuje vôľu v technológiách nanášania v každom smere. Výrobok spája efekt "Drop Stop", ktorý vykazuje okamžité gélovatenie pri dodatočne dodanom teple s tixotrópnymi vlastnosťami, ktoré umožňujú tvorbu stabilného ochranného filmu zabraňujúcemu tečeniu do hrúbky vrstvy 100 µm bez akékoľvek potreby predohrevu. Film schne reakciou s okolitým vzduchom. Vzhľadom na to, že sa v tomto prípade jedná o oxidačné schnutie, je doba schnutia vyššia ako pri čisto fyzikálne schnúcich systémoch. Čas potrebný na schnutie je približne päť dní, potom je už možné ochranný film zaťažiť. Výhodou je, že nie je potrebné skladovanie protikorózneho prípravku pod ochrannou atmosférou. Použité prísady zabraňujúce vzniku blany na povrchu prípravku zabezpečujú, že sa vstrekovacie dýzy neupchajú ani pri občasnom vynechaní čistenia. Chyby v aplikácii sa dajú okamžite napraviť, pretože ochranný film je možné odstrániť jednoduchým utretím. Po dlhšej dobe schnutia stačí na očistenie film krátko postriekať špeciálnym čistiacim prípravkom, ktorý bol vyvinutý spolu prípravkom na protikoróznu ochranu a následne handričkou utrieť. Ochranný protikorózny film vzniknutý po zaschnutí je aj pri hrúbke 60 µm svetlo béžový, môže však byť aj priehľadný alebo zafarbený podľa želania, prípadne môžu byť pridané látky uľahčujúce kontrolu UV svetlom. Ochranný film zostáva stabilný aj pri teplotách do 120 C. Zároveň je možné aj pri teplote -35 C chránený plech ohnúť o 180, bez vzniku trhlín alebo skrehnutia tohto filmu. Pri tejto flexibilite za extrémnych podmienok obstojí ochranný film aj v porovnaní z bežnými farebnými nátermi. Technológia CPSTM teda prináša jednoduché použitie prípravku, ktorý neobsahuje rozpúšťadlá alebo vodu a prakticky doživotnú protikoróznu ochranu aj pri extrémnych prevádzkových podmienkach. Text: Ing. Anna Kačmárová, Ing. Miroslav Kačmár english abstract Different systems for anticorrosive cavity protection used by car producers are described in article. Old technologies and new trends and are described. Protikorózna ochrana - K najdôležitejším funkciám vodouriediteľných chladiacich kvapalín patrí nesporne protikorózna ochrana obrobku, obrábacieho stroja a náradia. V prípade, že sa na povrchu obrobkov prejaví korózia, či už vo forme čiernych, alebo ryšavých škvŕn, znamená to v každom prípade dodatočné náklady na opravu obrobku, v horšom prípade jeho vyradenie vo forme zmätku. Protikorózna ochrana sa dá docieliť dvoma spôsobmi, a to : - Fyzikálne: napr. ochranným filmom (olej, farba a pod ) - Chemicky: pasiváciou povrchovej vrstvy obrobku Pri vodouriediteľných chladiacich kvapalinách sa musí neutralizovať vplyv vody. Pri nových vodouriediteľných chladiacich kvapalinách je to spravidla bez problémov. V týchto prípadoch je potrebné dodržať správnu (výrobcom predpísanú) koncentráciu produktu. V prípade starších vodouriediteľných chladiacich kvapalín môžu pripadať do úvahy viaceré negatívne vplyvy na vznik korózie: - koncentrácia produktu nie je v predpísanom rozmedzí 16

17 - výrazne poklesla hodnota ph kvapaliny, čo je vo väčšine prípadov spôsobené: preniknutím kyslých zložiek do chladiacej kvapaliny, napr. fosfátovanými dielcami, znížením obsahu primárnych amínov v chladiacej kvapaline silným bakteriologickým nakazením chladiacej kvapaliny - chloridmi, resp. inými soľami Kontrola protikoróznej ochrany vodouriediteľnej chladiacej kvapaliny sa prevádza podľa predpísaných noriem rôznymi metódami. Herbert test DIN 51360/1 Doska z liatiny (s definovaným zložením) sa podľa predpisu odmastí a vyleští. Na takto pripravenú plochu sa položia 2 g normovaných oceľových špon. Tie sú vzorkou kontrolovanej chladiacej kva- TriboTechnika 4/2012 dôležitý faktor pre obrobok, ale aj pre obrábací stroj Príklad korózneho testu podľa DIN /2 výsledok Note 4 Po 2 hodinách sa špony odstránia a na filtračnom papieri sa spočíta počet hrdzou spôsobených škvŕn. Stupnica je od 0 ( najlepšie) do 4 (najhoršie/- paliny. Doska so šponami sa umiestni v uzavretej komore z plexiskla a po 24 hodinách sa vyhodnotí korózia. Hodnotí sa: - Tvorba čiernych škvŕn ( S ) - Tvorba korózie ( R ) Stupnica je od 0 6, napr. 2 % R1 S2, resp. 3 % R0 S0 Test šponami DIN /2 Do Petriho misky sa vloží filtračný papier, naň sa rozložia 2 g normovaných špon zo šedej liatiny a zaleje sa 2 ml kontrolovanej emulzie. Petriho miska sa uzavrie druhou časťou a ponechá sa po dobu 2 hodín v kľude (podľa času sa často tento test označuje ako 2-hodinový test ). Pravidelná údržba chladiacej kvapaliny výrazne znižuje riziko vzniku korózie nevyhovujúce). Text: Ing. Radovan Roman 17

18 4/2012 TriboTechnika Oxalátování a tažení trub z korozivzdorných ocelí Oxalátování podobně jako fosfátování patří mezi konverzní povrchové úpravy, kdy na kovovém povrchu vzniká anorganický nekovový povlak součinností aktivních iontů v lázni i anodicky rozpuštěných z kovového podkladu. Přestože fosfátové povlaky svými vlastnostmi předčí ty oxalátové, našly své tradiční uplatnění při tažení trub, drátů i jiných profilů z korozivzdorných ocelí. Při oxalátování vznikají na povrchu manganatý. Podobně jako u tvorby fosfátových ocelí zeleno-hnědé až černé, po- povlaků lze rovněž tvorbu oxalátových povlaků rézní, častěji krystalové povlaky urychlit přídavkem nejčastěji oxidačních urychlohydrátů šťavelanů kovů, především vačů: chlorečnanů, dusitanů a dusičnanů. Nejlépe železa [Fe(CO 2) 2.2H2O], v případě se však osvědčily urychlovače poskytující v lázni ka- 3+ přítomnosti Mn v pracovní lázni tiony Fe, které slouží jako oxidační činidlo a po 2+ i manganu [Mn(CO ).2,5H O]. jejich zredukování mají tendenci zabudovávat se do povlaku. Rozšíření urychlovačů je v tomto procesu rozšířeno méně než u fosfátování. V lázních lze používat různé katalyzátory. Nejčastější jsou redukční thiosírany a sulfidy, které poskytují povlaky s obsahem síry a sulfidů v prvotní vrstvě na fázovém rozhraní. Lázně pracující bez urychlovačů musí pracovat při teplotách blízkých varu vody (88-95 C) a produkují hrubozrnné a silnovrstvé povlaky. Při užití urychlovačů lze pracovat i při teplotách okolo 55 C a navíc se tvoří jemné, tenčí povlaky. Obr. 1 Snímek z elektronového mikroskopu (SEM) povlaku zinečnatého oxalátu Přestože jsou povlaky železnatého a manganatého šťavelanu rovněž pórovité, nehodí se pro dobré na povrchu galvanicky zinkované oceli ukotvení nátěru. Důvodem je jejich nižší tepelná stabilita. Definované jsou však i povlaky na Rozklad oxalátových povlaků nastává již při zinku (viz obr. 1), ovšem s omezeoxid C. Produktem rozkladu jsou kovové oxidy, nou aplikací. Plošná hmotnost vydehydratace uhličitý, oxid uhelnatý a voda. Na rozdíl od loučených povlaků bývá rozmanitá všech fosfátových povlaků, vede žíhání 2 (2-20 g/m ) a závisí na druhu povlahmotnostním oxalátových povlaků za teplot nad 200 C k velkým kovaného kovu, pracovních podi úbytkům povlaku, ke ztrátě integrity mínkách, stavu povrchu a hlavně přilnavosti k podkladu. Oxalátové povlaky jsou rovmínkách, složení pracovní lázně. Lázeň musí něž méně odolné vůči alkáliím a kyselinám, jejich vždy obsahovat kyselinu šťavelorovnou působením jsou rychle rozpouštěny nebo dokonce vou, která způsobuje úvodní korozní rozkládány. napadení povrchu kovu spojené Výhodou oxalátování, oproti fosfátování, je menší s formováním povlaku (viz rovnice produkce kalu. V případě použití lázní užívajících reakce ). jako urychlovač železité soli je produkce kalu často zanedbatelná s ohledem na povlakovanou plochu. Fe + H2C2O 4 = FeC2O 4 + H 2 Významnou výhodou oxalátových povlaků, která Kromě kyseliny šťavelové může být má i technické využití, je jejich možnost vylučovat se v lázni přítomna kyselina fosforečpodkladům na korozivzdorných ocelích. Svou přilnavost k těmto ná a boritá, případně kovové soli významně předčí i jiné povlaky. Lázně těchto kyselin. V lázních je často určené k oxalátování korozivzdorných ocelí musejí přítomen dihydrogenfosforečnan nutně obsahovat látky narušující jejich ochrannou 18

19 TriboTechnika 4/2012 průvlaků, zmenšit riziko zadření, výrazně snížit zmetkovitost a zvýšit pevnost zhotovených profi- lů. Jako maziv je často užíváno stearanů, které reak- cí s povlakem tvoří kovová mýdla. Při použití kon- verzních povlaků před tažením bylo vždy dosaženo hladšího povrchu výrobků, než při užití starších galvanických povlaků na bázi cínu nebo olova. Při oxalátování před tažením bezešvých trubek z korozivzdorné oceli se docílilo podstatně větší redukce materiálu a vícenásobných tahů bez nutnosti mezižíhání. Ovšem užití oxalátování při tažení korozivzdorných ocelí se potýká i s technologickými problémy. Při užití mýdlových prášků s cílem usnadnění tažení tvorbou kovového mýdla nastá- vá problém s odstraněním konverzního povlaku, částečně tvořeného kovovým mýdlem. Po tažení se profil odmašťuje v alkalické odmašťovačce, která odstraní pouze volný mýdlový roztok. Dále je profil vložen do pece s inertní atmosférou o teplo- tě okolo 910 C. Tato teplota spolehlivě odstraňuje fosfátový konverzní povlak i povlak oxalátový. Při odstraňování oxalátového povlaku vznikají oxidy uhlíku, které u korozivzdorné oceli způsobí nauhličení povrchu a zvyšují riziko tvorby mezikrystalové koroze. V minulosti bylo především z těchto důvodů oxalátování nahrazeno vápněním a boraxováním. V současnosti se při tažení profilů z korozivzdorné oceli užívají pouze maziva (např. na bázi polychlorovaných parafínů) bez součinnosti s konverzním povlakem. V případě vícenásobných tahů, nebo při velkých redukcích rozměrů bývá oxalátování využíváno, ovšem neodstraňuje se vrstva kovového mýdla. Konverzní povlaky mohou posloužit při usnadnění tváření kovových materiálů prostřednictvím tažení, kde redukují ztráty a snižují finanční náročnost procesu. Fosfátová mezivrstva se užívá pro dobré ukotvení maziva před tažením nelegované oceli. Přestože oxalátové povlaky jsou nahrazeny při taže- ní drátů a trub kvalitními mazivy, lze je využít při náročnějších tvářecích procesech. Hlavně při něko- likanásobném tažení mnohonásobně redukující poloměr drátů a trub z korozivzdorných ocelí. Petr Pokorný, Petr Szelag oxidickou vrstvu. Těmito látkami bývají kyselina chlorovodíková, fluorovodíková a jejich soli. Ty se používají v předúpravě povrchu před vlastním oxalátováním. Nejčastěji se však používá bifluoridová sůl NaHF 2 (často ještě v kombinaci s fluoridem sodným) nasazená přímo v pracovní lázni v koncentra- cích jednotek gramů na litr. Oxalátové povlaky jsou svojí pórovitostí vhodné pro pojmutí a udržení maziv, proto se používají při tažení trub, drátů a ostatních profilů z korozivzdorných ocelí (viz obr. 2). Oxaláty zastupují povlaky fos- fátové užívané jako absorbéry maziv při tažení tru- bek z nelegovaných ocelí. Aby bylo dosaženo větších plošných hmotností oxalátových povlaků na korozivzdorných ocelích, byla snaha o optimalizaci procesu a navyšování plošné hmotnosti vy- loučeného povlaku užitím nových katalyzátorů procesu. S úspěchem byly otestovány sloučeniny na bázi cínu, především pak SnF 2, které podporují vylučování silnějších povlaků. Obr. 2 Konverzní povrchové úpravy jako fosfátování a oxalátování se používají přednostně při tažení trub a drátů Před vlastním tažením je nezbytné snížit vnitřní pnutí kovového profilu. To lze bezpečně realizovat pouze kvalitním mazáním povrchu před vlastním tvářecím procesem. Dobře kotvená vrstva maziva musí především snižovat součinitel tření, dále pak oddělovat polotovar a průvlak, odvádět vznikající teplo třením a zároveň zajišťovat hladký povrch. V případě využití oxalátové mezivrstvy s vhodným mazivem lze při tažení zvýšit životnost použitých english abstract Like phosphating is oxalating the method of surface treatment technology and belongs to the group of conversion coatings. Coatings are unlike phosphate impaired heat resistance, but can be ruled out on stainless steel. Oxalate formed on stainless steel can be used to anchor based lubricans of stearan soap and steel are easily dragging. Currently, this process is rarely used. 19

20 4/2012 TriboTechnika Modulární rychlovýměnný systém Benz Solidfix je modulární rychlovýměnný systém pro poháněné nástrojové držáky, úhlové hlavy a vícevřetenné vrtací hlavy, který pomocí různých adaptérů umožňuje použití běžně rozšířených upínacích systémů, jako jsou kleštiny, Weldon apod. Uživatel tak získává flexibilitu při nasazování nástrojů, protože již nemusí při výměně nástroje demontovat celý agregát ze stroje. Tím šetří systém Benz Solidfix až 90 % jinak nutných přípravných časů. S vysokým výkonem a přesností, s jednodušší obsluhou a vyšší bezpečností představuje Benz s tímto systémem tu nejlepší volbu. nejlepších vlastností jako jsou obvodové házení, pevnost v ohybu a opakovaná přesnost. Což zaruču- je současně i vysokou kvalitu ve výrobě. Vedle stále vyšších řezných rychlostí a požadavků na přesnost je snižování vedlejších časů hlavním tématem třískového obrábění. To, co je zde požadováno, jsou modulární nástrojové rozhraní. Firma Benz jako vedoucí představitel v oblasti výroby nástrojových systémů pro třískové obrábění se chopila této tématiky a se systémem BENZ Solidfix tak zaplnila mezeru na trhu. Nový modulární rychlovýměnný systém Solidfix spojuje výkon, přesnost, obsluhu a bezpečnost. Vedle technických vlastností rozhodují dnes také faktory jako je komfort obsluhy a v neposlední řadě i otázky bezpečnosti a uživatelské spokojenosti. Modulární rychlovýměnný systém Benz Solidfix je možné obsluhovat jednou rukou a to bez speciál- ních nástrojů. Díky jednoduchému otočení upínací- ho šroubu o 180 je adaptér nástroje, respektive nástroj zafixován. Nástroje tak mohou být vyměně- ny za méně než 15 sekund. Přitom bylo myšleno i na bezpečnost. Při uvolnění upnutí je nástroj i adaptér stále zajištěn bajonetovou pojistkou a může být vyj- mut z upínacího vřetene teprve až dalším otočením. Speciálně u vertikálně uspořádaných vřeten se tak zamezí nekontrolovatelnému vypadení nástroje při jeho výměně. Kromě toho neobsahuje systém žádné volné konstrukční díly a samojistící upínání navíc vylučuje i chyby obsluhy. Systém byl vytvořen pro všechny běžné nástrojové upínací systémy a nabízí tak obrovskou flexibilitu při volbě nástroje. S použitím rychlovýměnného sys- tému mohou být nástroje předem seřízeny a o to r ych le j i pak vyměněny, čím se případné prostoje redukují na minimum. Luděk Dvořák Trumfem pak je provozní výkonnost, která zde vyčnívá z řady. Kombinací kuželového centrování bez vůle s extrémně velkou opěrnou plochou a spojení s vysokou tažnou silou nabízí Benz Solidfix maximum stability a jistoty proti vyklonění, což naplňuje požadavky i pro obrábění frézováním. Mezi další přednosti patří vysoký přenos kroutícího momentu a nejvyšší možné otáčky, dosažitelné díky neutrálně vyvážené konstrukci. To vše podporuje speciální upínací mechanismus, který působí centrálně, bez příčných sil a společně s vysoce přesnými a kompaktními konstrukčními díly dosahuje těch 20

21 Opotrebenie nástroja v podmienkach prerušovaného rezu V podmienkach plynulého obrábania dochádza k postupnému opotrebeniu nástrojov na čelnej a chrbtovej ploche oterom o obrobok a triesku. Tento kontinuálny proces vyúsťuje do otupenia nástroja, keď nástroj stráca rezné schopnosti a musí sa vyradiť z procesu. Odlišný charakter má opotrebenie nástrojov v podmienkach prerušovaného rezu, teda pri ich intenzívnom tepelnom a mechanickom namáhaní. Vplyvom tepelnej únavy dochádza k predčasnému vyradzovaniu nástrojov v dôsledku vzniku teplotných trhlín na funkčných plochách a následného vyštrbovania reznej hrany. Ukazuje sa, že tento proces opotrebenia možno výrazne ovplyvniť zmenou teplotného režimu v kontakte nástroja a obrobku. Príklady prerušovaného obrábania K prerušovanému rezu dochádza často pri sústružení nerovných polovýrobkov, zubových spojok, drážkovaných hriadeľov, tvarových odliatkov a pod. Typickým prípadom prerušovaného obrábania je frézovanie, kde nástroj striedavo vchádza a vychádza zo záberu. Rezná sila sa pritom mení z nulovej na maximálnu hodnotu pri náraze nástroja na obrobok. Rovnako prudko sa mení teplota v kontakte čela nástroja a triesky. V zábere sa dosahujú teploty prevyšujúce 800 C. Pri nástrojoch zo spekaného karbidu dochádza k poklesu pevnosti. Mimo záberu je nástroj prudko ochladený prúdom vzduchu. Chladenie nástrojov je takto vylúčené, pretože zväčšuje teplotné rázy. Skúšky sústruženia v podmienkach prerušovaného rezu Podmienky prerušovaného rezu boli namodelované pri sústružení obrobkom podľa obr. 1 TriboTechnika 4/2012 Vonkajší tvar opotrebenia nástroja (údaje sú v desatinách mm). Tab. 1 trebenia na chrbte neodpovedala kritériu otupenia. Obr. 1 Modelový obrobok na skúšky prerušovaným rezom Na obrobku boli vykonané skúšky sústružením Na čele nástroja už v čase 32 min. boli pozoro- vané početné mikrotrhliny. Na obr. 2 je pohľad na -1 pri: ap = 3 mm, f = 0,3 mm, vc = 80 m.min, nástroj: nástroj po čase obrábania 37 min. P20 s geometriou: šírka fázky: 0,3 mm; pod uhlom: Ak predpokladáme, že poškodenie nástroja je f = - 15 ; s = - 12 ; r = 60 ; o = 8 ; r = 1 mm. dôsledkom tepelnej únavy materiálu, je potrebné Vonkajší tvar opotrebenia nástroja na čele a chrbmálna zmeniť teplotný režim. Meraním bola zistená maxite je v tab. 1. Šírka opotrebenej plôšky postupne teplota povrchu funkčnej časti nástroja pri narastá. Najväčšia je na hlavnom chrbte v mieste opustení záberu 800 C. Po ochladení pred prvým prechodu lineárnej reznej hrany k zaobleniu. Po dotykom z obrobkom poklesla na 150 C. Táto cyk- čase 37 min. došlo ku katastrofickému opotrebetlakových lická zmena teploty viedla ku striedavému vzniku niu vyštrbením reznej hrany. Pritom ešte šírka opo- a ťahových napätí v podpovrchovej 21

22 4/2012 TriboTechnika vrstve reznej časti nástroja, ktoré nutne viedli k tepelnej únave rezného materiálu. Je známe, že spekaný karbid má malú pevnosť v ťahu. Obr. 2 Vyštrbený nástroj po 37 min. obrábania Obr. 3 Schéma vonkajšieho ohrevu nástroja. 1 nástroj, 2 horák, 3 - termočlánok Vonkajší tvar opotrebenia nástroja (údaje sú v desatinách mm) Tab. 2 prevádzky. Vizuálne je na obr. 4 fotografia funkčnej časti nástroja v konečnej fáze opotrebenia. Na fotografii čela vidno, že rezná hrana je zachova- ná, iba je posunutá. Za ňou vznikol žliabok ako dôsledok trenia triesky o čelo nástroja. Ak zostrojíme diagram závislosti maximálneho opo- trebenia na chrbte na čase obrábania pre oba prí- V druhej fáze experimentov sa aplikoval vonkajší ohrev reznej časti nástroja plameňom podľa obr. 3. S použitím kontrolného termočlánku bola nastavená teplota plameňa 700 C. V tab. 2 je tvar opotrebenia nástroja na čele a chrbte počas obrábania vo vybraných časových intervaloch. pady, dostávame diagram na obr. 5. Ako vidno, došlo k výraznému predlženiu trvanlivosti nástroja. Plôška opotrebenia na chrbte kontinuálne narastá. Na reznej časti nástroja neboli pozorované žiadne trhlinky ani vo vysokom štádiu opotrebenia. V poslednej fáze došlo k poklesu reznej hrany, napriek tomu je nástroj schopný Obr. 4 Fotografia opotrebenia nástroja na čele a chrbte po 200 minútach práce nástroja Obr. 5 Experimentálna krivka závislosti opotrebenia na chrbte na čase obrábania pri obrábaní bez ohrevu a s ohrevom vonkajším zdrojom Ak berieme za trvanlivosť vyštrbeného nástroja 37 min, ohrevom sa dosiahlo zvýšenie trvanlivosti 5,3x. Priebeh opotrebenia nástroja je rovnomerný, 22