29/04/2021

Na czym polega wzmacnianie metali?

By grawertop

Wzmacnianie metali stosuje się w celu uzyskania lepszych parametrów wytrzymałościowych – zwiększenia elastyczności, udarności, czyli odporności na pękanie przy obciążeniach dynamicznych czy ochrony przed korozją. Wzmacnianie polepsza twardość metalu, jego plastyczność oraz wytrzymałość na rozciąganie, co zwiększa zakres jego zastosowań.

Metody wzmacniania metalu

Wzmacnianie metali można uzyskać na wiele sposobów. Jednym z nich jest mechaniczne oddziaływanie za pomocą zgniatania, które polega na zagęstnieniu struktury materiału. Inną metodą jest tworzenie  stopów.  Dodanie  określonych  pierwiastków  do  podstawowego składu chemicznego sprawia, że materiał  wykazuje  lepsze  cechy,  np.  zwiększoną plastyczność czy właściwości antykorozyjne.  Kolejnym  sposobem  na  wzmocnienie  metalu jest pokrycie go powłoką galwaniczną, która zwiększa odporność na korozję, dzięki cienkiej warstwie miedzi, cynku czy niklu. Z kolei aluminium anoduje się, wytwarzając na jego powierzchni tlenek, co podnosi jego odporność nie tylko na korozję, ale też na działanie mrozu czy promieni słonecznych i to  bez  zmiany  wagi  metalu.  Więcej  na  temat wzmacniania metali i nie tylko w odsyłaczu do oficjalnej strony poświęconej temu tematowi: https://www.cwst.pl/aktualnosci/umacnanie-metali.html

Technologia kulowania – na czym polega?

Jednym z mechanicznych sposobów na wzmocnienie metalu w procesie obróbki na zimno jest technologia kulowania, czyli bombardowanie powierzchni metalu niewielkimi, kulistymi cząstkami metalu, zwanymi śrutem. Każda drobina śrutu poruszająca się z dużą prędkością, uderzając w powierzchnię metalu tworzy mikroskopijne wgłębienie (kalotkę). Powierzchnia ulega więc odkształceniu poprzez rozciągnięcie jej pierwszej warstwy, a konsekwencji niższe warstwy wewnątrz metalu, próbują przywrócić pierwotny kształt powierzchni, ulegając jednocześnie kompresji. Pod wgłębieniami powstaje obszar metalu formowanego na zimno ze znacznym naprężeniem własnym ściskającym. Śrutowanie generuje wiele tysięcy kalotek na danej powierzchni a nachodzące na siebie wgniecenia otaczają dany element metalowy poddany kulowaniu w warstwę naprężeń ściskających. W ten sposób proces kulowania znacząco podnosi trwałość metalu.

Kulowanie – co to takiego i dlaczego jest skuteczne?

Od dawna wiadomo, że większość uszkodzeń wywołanych korozją lub zmęczeniem materiału rozpoczyna się na powierzchni metalu. Okazuje się, że pęknięcia nie powstają, a powstałe nie postępują w głąb materiału w obszarze, w którym występują naprężenia ściskające. Dlatego metal poddany kulowaniu odznacza się wyższą wytrzymałością zmęczeniową, niż ten sam metal nie przechodzący procesu śrutowania. Jest również bardziej odporny na korozję zmęczeniową, cierną i wodorową, pękanie w wyniku korozji naprężeniowej oraz zatarcie i erozję spowodowaną kawitacją.