VAKUUMSKO KALJENJE IN POPUŠČANJE
Kaljenje in popuščanje jekel se izvaja za zagotovitev mehanskih lastnosti, primernimi za njihovo predvideno nadaljno uporabo. Jekla se segrejejo na ustrezno temperaturo avstenizacije, zadržujejo na tej temperaturi, nato se prisilno hladijo v različnih medijih. Sledi popuščanje s katerim dosežemo končne mehanske lastnosti in razbremenitev napetosti v jeklu. Dejanski pogoji parametrov procesa so odvisni od sestave jekla, velikosti obdelovanca in zahtevanih končnih lastnosti, ki jih poda naročnik. Obdelovance se grobo mehansko obdela v mehkem stanju pred kaljenjem in popuščanjem s katerim zagotovimo končne mehanskih lastnosti materiala.

RAZTOPNO ŽARJENJE
Raztopno žarjenje je pogost postopek toplotne obdelave za številne različne družine kovin. Nerjaveča jekla, aluminijeve zlitine, super zlitine na osnovi niklja, titanove zlitine in nekatere zlitine na osnovi bakra lahko zahtevajo proces raztopnega žarjenja.

Namen raztopnega žarjenja je raztopiti morebitne percipitate v materialu in material pretvoriti v enofazno strukturo. Na koncu postopka raztopnega žarjenja se material prisilno ohladi na sobno temperaturo, da se prepreči nastanek tvorbe percipitatov med ohlajevanjem v območju nižnjih temperatur. Enofazni žarjeni material bo po obdelavi v mehkem stanju.

Postopek raztopnega žarjenja je potrebno narediti pred staranjem oz. precipitacijskim utrjevanjem. Sestava, velikost in število percipitatov, ki nastanejo med staranjem, bodo določili trdoto, trdnost in mehanske lastnosti končnega izdelka po staranju.

PERCIPITACIJSKO UTRJEVANJE
Proces staranja, ki se imenuje tudi precipitacijsko utjevanje, se uporablja za povečanje natezne trdnosti materialov in zlitin na bazi magnezija, titana, niklja in nekaterih nerjavnih jekel. Staranje ustvarja spremembe fizikalnih in mehanskih lastnosti z ustvarjanjem drobnih precipitatov, ki ovirajo tvorbo dislokacij ali okvare v kristalni rešetki. Ker so dislokacije pogosto prevladujoči vzrok plastičnosti oz gnetljivosti, zato s tem postopkom utrdimo material.

Lastnosti precipitacijskega utrjevanja

Povišanje natezne trdnosti in trdote materiala
Izboljša odpornost proti obrabi
Zmanjša duktilnost / žilavost
Postopek omogoča enostavno obdelavo v mehkem stanju pred
staranjem
Ne povzroča dimenzijskih distorzij dela ali komponente
Zlitino je potrebno raztopno žariti pred staranjem Aplikacije
Za kovinske dele in komponente, ki zahtevajo večjo mejo tečenja
Al, titan in nerjaveči deli ali komponente
Deli letala
Turbinske lopatice

ŽARJENJE ZA ODPRAVO NAPETOSTI
Mehanske obdelave kot so npr. upogibanje, varjenje, brušenje, valjanje, kaljenje, štancanje in drugi postopki lahko v strukturo zlitine vnesejo nove napetosti. Razbremenitev stresa je postopek toplotne obdelave, namenjen razbremenitvi zaostalih notranjih napetosti v materialu, ki jih je povzročil ta postopek. Ker te napetosti povzročajo spremembe v strukturi materiala, lahko v prihodnosti povzročajo izzive pri delu s to komponento. Postopek žarjenja za odpravo notranjih napetosti je potrebno določiti glede na tip materiala.

ŽARJENJE ELEKTROMAGNETNIH KOVIH
Pri rekristalizacijskem žarjenju elektromagnetnih kovin nastaja izrazita usmeritev oz. tekstura, ki nam omogoča obliko histerezne zanke z natančno določeno vrednostjo indukcije in koercitivnosti. Tovrstno obdelavo mehkomagnetnega železa, mehkomagnetne kovine in zlitin se uporablja za aplikacije kot so močnostni transformatorji in prenosniki, različne kovine za releje, magnetna stikala in specialne zlitine na bazi Ni in Fe kot so npr. mumetall, vacoperrm, permenorm, vacofer in vacoflux. Čas trajanja žarjenja je od 2 do 6h na določeni temperaturi s kontroliranim hlajenjem.

PODHLAJEVANJE
Po ciklih toplotne obdelave se lahko apliciramo podhlajevanje [cryogenic treatment/deep freezing] in tako povečamo trdoto in odpornost proti obrabi. Postopek podhlajevanje se običajno opravi takoj po kaljenju in pred postopkom popuščanja.

Največja učinkovitost trasformacije zaostalega avtenita v martenzit je dosežena pri visokolegiranih in visokoogljičnih jeklih.

KALJENJE IN POPUŠČANJE
Kaljenje in popuščanje jekel se izvaja za zagotovitev mehanskih lastnosti, primernimi za njihovo predvideno nadaljno uporabo. Jekla se segrejejo na ustrezno temperaturo avstenizacije, zadržujejo na tej temperaturi, nato se prisilno hladijo v različnih medijih. Sledi popuščanje s katerim dosežemo končne mehanske lastnosti in razbremenitev napetosti v jeklu. Dejanski
pogoji parametrov procesa so odvisni od sestave jekla, velikosti obdelovanca in zahtevanih končnih lastnosti, ki jih poda naročnik. Obdelovance se grobo mehansko obdela v mehkem stanju pred kaljenjem in popuščanjem s katerim zagotovimo končne mehanskih lastnosti materiala.

metaling-storitve-toplotna-obdelava-v-vakumu-metaling__raztopno-zarjenje

CEMENTACIJA
Cementacija je proces površinskega utrjevanja materiala, pri katerem se obdelovanec z nizko vsebnostjo ogljika segreje v atmosferi, bogati z ogljikom. Proces segrevanja v okolju z visoko vsebnostjo ogljika omogoča difuzijo ogljikovih atomov neposredno v površino obdelovanca,
ki ga je potrebno kaliti. Količina in zahtevana globina ogljika, ki tekom procesa difuzira v površino obdelovanca, je odvisna od ogljikovega potenciala atmosfere, temperature in časa izpostavljenosti. Višje temperature, daljši čas cikla in višji potenciali ogljika bodo povečali
količino difuzije ogljika v površino in globino obdelovnaca.

Proces kaljenja površine in jedra obdelovanca nastopi, ko se material prisilno ohladi v olju. Po kaljenju sledi popuščanje do zahtevane trote kupca. Popuščanje dramatično izboljša duktilnost in žilavost z manjšo izgubo trdote in trdnosti.

Lastnosti cementacije

Poveča površinsko trdoto
Izboljša odpornost proti obrabi in odpornost proti utrujanju materiala
Jedro materiala, ki se tekom procesa zakali, je žilavo in duktilno
Najbolj primerna so nizko ogljična jekla z vsebnostjo ogljika med 0,05% in 0,30% C
Površina delov mora biti čista, brez rje in vodnega kamna
Aplikacije

Deli, ki zahtevajo večjo odpornost proti obrabi in odpornost proti utrujanju
Deli iz jekel z nizko vsebnostjo ogljika

KARBONITRACIJA
Karbonitriranje je proces površinskega utrjevanja materiala. Globina utrjenega sloja je manjša od procesa cementacije, modificiran pa je tudi plin, ki ga dodajamo v atmosfero. Dodajanje amoniaka tekom procesa v atmosfero, omogoči atomom dušika difuzijo v površino obdelovaca. V procesu karbonitriranja istočasno difundira ogljik in dušik na površino obdelovanca. Karbonitriranje se običajno izvaja pri nižjih temperaturah s krajšimi časi cikla, kar ima za posledico plitvejše globine kot so pri procesu cementacije. Globine difuzije procesa karbonitracije se običajno gibljejo 0,1 mm do 0,4mm. Dodatek dušika v atmosfero z ogljikovim potencialom posledično poveča trdoto površine . To omogoča, da se površina navadnim ogljikovim in nižje legiranim jeklom utrdi s popolno transformacijo v martenzit.

Lastnosti karbonitracije

Poveča površinsko trdoto
Izboljša odpornost proti obrabi in odpornost proti utrujanju
Jedro materiala, ki se utrjuje, je trdno in žilavo
Globine se običajno giblejo od 0,1 mm do 0,4 mm, odvisno od uporabe in namena
Običajno najbolje deluje z navadnimi ogljikovimi in nizkolegiranimi jekli, ki imajo nizko vsebnost ogljika od 0,05% do 0,30% C
Aplikacije

Deli, ki zahtevajo povečano površinsko odpornost in odpornost proti utrujanju
Deli iz jekel z nizko vsebnostjo ogljika in nizko trdoto.

PLAZMA NITRIRANJE
Plazemsko nitriranje oz. ionsko nitriranje je termokemični proces s katerim povečamo trdoto površine, obrabno odpornost in odpornost jekla proti utrujanju. Nitiriranje v plazmi višje legiranega jekla, daje visoko površinsko trdoto, kar spodbuja visoko odpornost proti obrabi in izboljša drsne lastnosti površine. Utrujanje jekla se poveča predvsem z razvojem površinskih tlačnih napetosti.

Možnost tvorjenja difuzijske plasti brez spojinske plasti se pogosto uporablja pri plazemskem nitriranju pred aplikacijami prevlek PVD ali CVD ali pa na orodjih za tlačno litje, kjer je prisotno toplotno utrujanje materiala. Pri nitriranju v plazmi lahko zelo natančno kontroliramo difuzijsko in spojinsko plasto, saj je delež posameznih faz plasti odvisen od sestave plinske mešanice v fazi nitriranja.

Aplikacije
Tipične aplikacije vključujejo zobnike, ročične gredi, odmične gredi, dele ventilov, orodja za tlačno litje, orodja za kovanje, orodja za hladno oblikovanje, orodja za oblikovanje kalupov, dolge gredi, osi, dele motorja.

NITROCEMENTIRANJE
S procesom nitrocementiranja povečujemo površinsko trdoto, izboljšjuemo odpornost proti obrabi. Ker postopek poteka pri temperaturah pod 590 °C omogoča malo ali nič dimenzijskih distorzij po procesu in ne spremenjeno stanje poboljšane strukture jedra.

Tanko plast na površini nitriranega dela imenujemo spojinska ali bela plast. Sestavljena je iz intermetalnih spojin dušika in železo-nitrirda ε in nitrida γ` in se lahko giblje v debelini od 0,005 mm do 0,025 mm, odvisno od izbranih parametrov cikla in osnovnega materiala, trdote od 600 do 800 HV05, odvisno od materiala ki ga obdelujemo.

Višje legirana jekla z nitrirdotvornimi elementi to so Cr, Mo, Ti, V in Al, bodo dosegala višje trdote nitrirane površine kot navadna ogljikova in nizkolegirana jekla.

Aplikacije

• Ročične gredi
• Odmične gredi
• Ležajno ohišje
• Kolesna vretena
• Osi

POSTOKSIDACIJA
Postoksidacija je kombinacija plazma nitrocementiranja in oksidacije. Ta proces nam omogoča dobro korozijsko zaščito skupaj z dobrimi trenjskimi in drsnimi lastnostmi orodij in komponent. Kombinirana obdelava predstavlja okolju prijazno alternativo običajnim postopkom protikorozijske zaščite.

metaling-spajkanje-v-vakuumu-metaling__prikazna-slika

PLAZMA NITRIRANJE NERJAVEČIH JEKEL
Plazma je zelo učinkovita pri odstranjevanju pasivne plasti kromovega oksida, ki se naravno tvori na površini nerjavečega jekla je ključen izbor procesa pri katerem jeklo ne izgubi nerjaveče lastnosti, saj preprečuje nastanek CrN in CrC. Postopek, s katerim utrjujemo površino je mogoče izvesti s cementiranjem ali nitriranjem ekspandiranega austenita S-faze ali C-faze.

Površina jekla se bo nasičila samo z dušikom ali ogljikom in bo tvorila ekspandirano avstenitno plast, ki ima večjo odpornost proti koroziji, debeline od 2-45 mikrometrov z izjemno visoko trdoto (več kot 1000 Vickers). Odporno na kavitacijo in erozijo, pa tudi na tribološke ali jedke interakcije. Primerno za energetsko industrijo in navtiko, saj je površinska obdelava izjemno koristna, ker pomaga pri preprečevanju korozije.

SPAJKANJE V VAKUUMU

VISOKOTEMPERATURNO SPAJKANJE
Postopki visokotemperaturnega spajkanja imajo mnoge prednosti pred ostalimi postopki spajkanja, saj se zmanjšajo problemi, ki nastanejo kot posledica lokalnega segrevanja. Deli se v celoti segrejejo, zato ne težijo k izkrivljanju.

Segrevanje v visokem vakuumu prepreči reakcijo površine kovine z oksidi in nitridi, ki preprečujejo dobro spajkanje.

Vakuumsko spajkanje je primerno tudi za spajkanje ognjevzdržnih in reaktivnih kovin, saj tudi najmanjše količine atmosferskih plinov povzročajo krhkost zlitine.

Pred spajkanjem se komponente očistijo, dodajni material se nanese na površine, ki se spajajo, in nato postavi v peč.

Z našo ekipo lahko skupaj pregledate zahteve izdelka, ki vam bo s svojim znanjem in izkušnjami pomagala premagat ta izziv.

Za najbolj optimalne rezultate spajkanja je potrebno določiti oz pregledati:

• Geomerijo osnovne kovine upoštevajoč ravnost, hrapavost in simetrijo
• Površino spajkanega dela upoštevajoč vrednosti hrapavosti, sledi linij brušenja
• Čiščenje delov pred nanosom dodajnega materiala
• Dodajni material
• Izbira optimalnega ciklusa spajanja, čas-temperatura

Prednosti

• Povečana trdnost spajkanega spoja
• Povečana omočljivost in tečenje dodajnega materiala
• Stroškovno učinkovit postopek saj imamo možnost sočasne toplotneobdelave
• Svetle površine, kar prihrani drago čiščenje po spajkanju
• Ponovljiv in prilagodljiv postopek

Uporaba in materiali:

• Letalska, avtomobilska industrija in energetika
• Medicinske, znanstvene in splošne inženirske komponente
• Elektronske komponente
• Spajkanje karbidne trdnine na komponente
• Trdo spajkanje omogoča fleksibilnost spajanja širokega spektra kovin, kot so zlitine na osnovi niklja, nerjaveča jekla, ogljikova in legirana jekla. Spajajo se lahko tudi neželezne zlitine na osnovi Cu in Ti.

METALOGRAFSKI IN MERILNI LABORATORIJ

Pri zagotavljanju kakovosti opravljenih storitev toplotnih in termokemičnih obdelav v vakuumu, je nujna kontrola toplotne obdelave in kakovosti vhodnega materiala.

S postavitvijo metalografskega laboratorija lahko v Metalingu opravimo zahtevne metalografske preizskave in analizo materiala na enem mestu, kar našim strankam zagotavlja takojšnjo povratno informacijo o kakovosti opravljene toplotne obdelave in ustreznosti materiala.