banner

Curtiss-Wright Polish

INFORMACJE OGÓLNE

Metal Improvement Company (MIC) jest przedsiębiorstwem w pełni subsydiowanym przez Curtiss-Wright Corporation i od 1945 roku specjalizuje się w dostarczaniu usług w dziedzinie kulowania na rzecz przemysłu. MIC jest wiodącą firmą w technologii kulowania, a dzięki ciągłemu wprowadzaniu nowych metod procesu technologicznego i unowocześnianiu wyposażenia, powodujemy znaczne zwiększenie zakresu zastosowania technologii kulowania. Obecnie, coraz nowsze gałęzie przemysłu stosują kulowanie w celu zapobiegania przedwczesnemu zniszczeniu lub dla osiągnięcia najlepszej jakości produkowanych wyrobów. Poszukiwanie nowych dziedzin zastosowania procesu kulowania, uprzednio nie brane pod uwagę, doprowadziło do rozwoju kulowania laserowego (patrz spis treści). Stawiamy na stały rozwój poprzez zrozumienie mechanizmów i celów procesu oraz stałą gotowość do dzielenia się naszymi osiągnięciami z partnerami na całym świecie.

Obecnie firma MIC znalazła uznanie w przemyśle lotniczym, samochodowym, chemicznym, wydobywczym, budowy okrętów, maszyn rolniczych i aparatury medycznej. Wiele spośród naszych zakładów otrzymało certyfikaty FAA, CAA oraz ISO 9002.

Firma MIC ma ponad 30 zakładów w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Francji, Niemczech, Belgii i Szwecji. Jesteśmy przygotowani do wykonywania usług w dziedzinie kulowania na rzecz naszych klientów w tych właśnie zakładach lub u klienta na całym świecie. Jesteśmy także przygotowani na dostosowanie naszego procesu do specyficznych potrzeb każdego klienta (na całym świecie) i na tym właśnie polega szczególna siła firmy MIC.

Firma MIC znalazła swoje miejsce w dziedzinie obróbki cieplnej w 1979 r. i obecnie obsługuje liczne zakłady działające w tej branży w Stanach Zjednoczonych.

Ponadto MIC produkuje uszczelnienia typu labiryntowego w swoim oddziale w Bloomfield, Connecticut. Te precyzyjne układy są używane w hermetycznie uszczelnionych kompresorach zamrażarek oraz w kompresorach samochodowych.

Technologia Kulowania

Kulowanie jest procesem obróbki na zimno, podczas którego polish-1powierzchnia elementu jest bombardowana malymi okraglymi czastkami materialu zwanego srutem. Kazda drobina srutu, uderzajac w material, dziala jak mikroskopijne uderzenie mlotkiem powodujac na powierzchni malenkie wgniecenie lub wglebienie. Aby moglo powstac wglebienie, powierzchnia materialu musi ulec odksztalceniu (rozciagnieciu). Pod powierzchnia material próbuje powrócic do pierwotnego ksztaltu przeto wytwarza pod wglebieniem pólkule obrobionego na zimno materialu z wysokimi naprezeniami sciskajacymi.

MIC ma przyjemnosc dzielic sie bogactwem swego doswiadczenia i wiedzy w dziedzinie kulowania poprzez swoja strone w sieci tak, aby inzynierowie i metalurdzy mogli dowiedziec sie o korzysciach wynikajacych z zastosowania technologii kulowania. Specjalisci MIC moga niesc pomoc w rozwiazywaniu wielu problemów technicznych, na które kulowanie ma zasadniczy wplyw. MIC posiada najnowsze wyposazenie umozliwiajace kulowanie czesci o róznych ksztaltach, rozmiarach i wykonanych z róznych materialów w scisle okreslonych i kontrolowanych warunkach.

polish-diagrampolish-diagram2

Wiekszosc uszkodzen wywolanych zmeczeniem lub korozja zaczyna sie na powierzchni danej czesci. Zostalo stwierdzone, ze pekniecia nie powstaja i nie postepuja w glab materialu w strefie, w której wystepuja naprezenia sciskajace. Poniewaz zachodzace na siebie wglebienia (odksztalcenia plastyczne), powstale w wyniku kulowania, tworza jednolita warstwe z naprezeniami sciskajacymi na powierzchni metalu, proces kulowania w znaczacy sposób podwyzsza trwalosc obrabianych czesci. ciskajace naprezenia wlasne sa korzystne dla podniesienia wytrzymalosci zmeczeniowej, odpornosci na korozje zmeczeniowa, pekanie w wyniku korozji naprezeniowej, korozje wodorowa, korozje cierna (fretting), zatarcie i erozje powodowana kawitacja. Maksymalne naprezenia wlasne sciskajace wytworzone wskutek kulowania osiagaja maksymalna wartosc tuz pod powierzchnia czesci. Wartosci naprezen wlasnych sciskajacych sa przynajmniej tak duze jak polowa umownej granicy plastycznosci kulowanego materialu.

Kulowanie jest takze stosowane do ksztaltowania aerodynamicznych krzywizn metalowych powierzchni skrzydel w zaawansowanym projektowaniu w przemysle lotniczym. Inne zastosowania to utwardzenie powierzchni poprzez obróbke na zimno w celu polepszenia charakterystyki zuzycia, zamykanie porowatosci, wzrost odpornosci na korozje miedzykrystaliczna, prostowanie znieksztalconych czesci, poprawianie tekstury powierzchni, sprawdzanie przyczepnosci pokryc.

Jesli chcialbys otrzymac dodatkowe informacje o MIC i wykonywanych przez nas uslugach – kliknij tu.

ZMECZENIE METALU

Przedstawiony poniżej wykres porównuje wytrzymałość zmęczeniową z maksymalną wytrzymałością na rozciąganie dla próbek gładkich i z karbem. Optymalne właściwości zmęczeniowe obrobionych części stalowych niekulowanych są uzyskiwane przy twardości 30 HRC (700MPa). Przy wyższych poziomach wytrzymałości/twardości materiały tracą wytrzymałość zmęczeniową z powodu wyższej wrażliwości na karb i kruchość. Po wytworzeniu w procesie kulowania ściskających naprężeń własnych wytrzymałość zmęczeniowa wzrasta proporcjonalnie do wzrastającej wytrzymałości/twardości. Np. przy twardości 52HRC (1240MPa ) wytrzymałość zmęczeniowa kulowanej próbki wynosi 988MPa (144 ksi), to znaczy wzrasta ponad dwukrotnie w stosunku do wytrzymałości próbki gładkiej, niekulowanej.

polish1
Porównanie granicy wytrzymalosci kulowanych i niekulowanych próbek gladkich i z karbem w funkcji maksymalnej wytrzymalosci stali na rozciaganie.

Proces produkcji – wpływ na wytrzymałość

 

Faktem jest, iż procesy produkcyjne mają zasadniczy wpływ na właściwości zmęczeniowe wytwarzanych części.

Wpływy te mogą być szkodliwe albo korzystne jak to obrazuje poniższy wykres:

Wpływy szkodliwe

Wpływy korzystne

Hartowanie

Nawęglanie

Szlifowanie

Honowanie (gladzenie)

Skrawanie

Polerowanie

Pokrywanie

Nagniatanie

Spawanie

Walcowanie

EDM (obróbka elektroiskrowa) i ECM (obróbka elektrochemiczna)

Kulowanie

 

Wpływy szkodliwe takie jak szlifowanie, skrawanie, spawanie, powodują, że na powierzchni materiału powstają naprężenia własne rozciągające, co stanowi źródło pęknięć zmęczeniowych. Hartowanie, pokrywanie i EDM mogą wytworzyć powierzchnie bardzo kruche. Obróbka ECM może uszkadzać albo osłabiać powierzchnie granic ziaren.

Procesy wymienione po stronie korzystnych podwyższają wytrzymałość zmęczeniową metali poprzez wartość wytworzonych ściskających naprężeń własnych. Kulowanie jest najskuteczniejszą obróbką ponieważ wprowadza największe ściskające naprężenie własne w największej ilości materiałów i przy różnych kształtach obrabianych części.

Wykres prezentowany poniżej przedstawia krzywe w funkcji „s/n” (naprężenie w funkcji ilości cykli w stosunku do zniszczenia) dla różnego typu szlifowania. Krzywa odniesienia reprezentuje próbki delikatnie szlifowane o wytrzymałości 60 000 psi. Linia poniżej obrazuje zwykłe, fabryczne szlifowanie, w którym występują większe szybkości skrawania i usuwana jest grubsza warstwa materiału. W takim przypadku na powierzchni powstają naprężenia własne rozciągające o znacznej wartości, które mogą stanowić źródło pęknięć zmęczeniowych. Jak widać, wytrzymałość spada do 45 000 psi. Ostatnia krzywa przedstawia wytrzymałość próbek szlifowanych fabrycznie i kulowanych. Jak widać, wytrzymałość tych próbek znacznie wzrasta ponad krzywą odniesienia (próbek szlifowanych delikatnie) i przekracza wartość 80 000 psi. Naprężenia ściskające wytworzone przez kulowanie pokonują naprężenia rozciągające wywołane szlifowaniem.

polish2

Korzyści te można rozpatrywać w kilku aspektach. Po pierwsze, kulowanie pozwala podnieść poziom naprężeń zewnętrznych przy tym samym poziomie wytrzymałości. Po drugie, kulowanie przedłuża żywotność każdej części przy przyjętym poziomie naprężeń zewnętrznych. Po trzecie, kulowanie pozwala na poszerzenie zakresu operacji produkcyjnych przez wprowadzenie pożądanych naprężeń ściskających.

Kliknij na wykres w celu uzyskania powiekszenia.

Kulowanie podwyższa wytrzymałość zmęczeniową szlifowanych elementów.
Jeśli chcesz uzyskać informacje o firmie MIC i wykonywanych przez nas usługach – kliknij tutaj.

PEKANIE W WYNIKU KOROZJI NAPREZENIOWEJ (SCC)

polish-stressPekanie w wyniku korozji naprezeniowej (SCC) jest procesem postepujacym w metalu, spowodowanym jednoczesna interakcja czynnika korodujacego i dlugotrwalego naprezenia rozciagajacego. Uszkodzenia strukturalne wynikajace z SCC sa czesto nagle i nieprzewidywalne, moga nastapic po zaledwie kilku godzinach dzialania niekorzystnych warunków jak i po miesiacach a nawet latach prawidlowego dzialania. Spotkac sie z nim mozna nawet wówczas gdy nie wystepuje inne oczywiste znamiona korozji. Zasadniczo wszystkie rodzaje stopów sa podatne na SCC jesli sa poddane dzialaniu czynnika korozyjnego w specyficznym srodowisku korozyjnym.

Naprezenia rozciagajace potrzebne do wywolania SCC sa „statyczne”; moga one miec charakter naprezen wlasnych lub zewnetrznych (patrz wykaz ponizej). Postepujace pekanie w wyniku „cyklicznych” obciazen w srodowisku korozyjnym jest okreslane jako „zmeczenie korozyjne”. Granica pomiedzy pekaniem w wyniku korozji naprezeniowej (SCC), a zmeczeniem korozyjnym jest czasem niewyrazna. Jednakze, (poniewaz warunki srodowiskowe, które je wywoluja, nie sa takie same) te dwa rodzaje uszkodzen sa traktowane jako oddzielne i odrebne mechanizmy pekania metalu. Naprezenia wlasne sciskajace, takie jak wywolywane w zewnetrznej warstwie struktury w procesie kontrolowanego kulowania, moga byc wykorzystane do zapobiezenia lub opóznienia obu tych zjawisk.

WEWNETRZNE I ZEWNETRZNE ZRODLA NAPREZEN WYWOLUJACYCH SCC

  • spawanie
  • scinanie, wykrawanie (perforowanie), ciecie
  • zginanie, obciskanie, nitowanie
  • obrobka skrawaniem (tokarka, frez, wiertlo)
  • obrobka cieplna
  • EDM (obrobka elektroiskrowa), ciecie laserem/drutem
  • szlifowanie
  • odpuszczanie
  • wyzarzanie wahadlowe
  • rozszerzalnosc cieplna
  • drganie
  • ruch obrotowy
  • przesiewanie
  • cisnienie
  • obciazenie statyczne

Pierwszorzedne znaczenie ma fakt, ze wytworzenie, w wyniku kulowania, sciskajacych naprezen wlasnych w powierzchniowej warstwie metalu moze byc skutecznym srodkiem przeciw SCC, niezaleznie od czynnika dominujacego, materialu czy osrodka korozyjnego. Jest to zobrazowane „trójkatem SCC”. Jesli którykolwiek z boków tego trójkata zostanie naruszony np. znikna powierzchniowe naprezenia rozciagajace, zjawisko SCC nie wystapi.

Korozja miedzykrystaliczna

Fotografia ponizej przedstawia powiekszenie mikroskopowe kulowanych i niekulowanych powierzchni probek ze stali nierdzewnej typ 304 (uwrazliwianej w 1200o F w ciagu 1h i sprawdzanej na wystapienie korozji miedzykrystalicznej w NH3-HF); kulowane kulkami ceramicznymi.

Zgodnie z Polska Norma PN-ISO 3651-1 i PN-ISO 3651-2 zwiekszenie wrazliwosci stali uzyskuje sie zwykle przetrzymujac probke przez 30 min w temperaturze 700 10°C w srodowisku kwasu azotowego lub w roztworze kwasu siarkowego/siarczanu miedziowego.

W Atomics International stwierdzono, ze mozna zapobiec wystapieniu korozji miedzykrystalicznej w austenitycznej stali nierdzewnej stosujac kulowanie przed poddaniem dzialaniu temperatury uwrazliwiajacej. W tym celu powierzchnia musi byc poddana obrobce na zimno – kulowaniu – w celu rozerwania ziaren powierzchni i granic ziaren. Poddane temperaturze uwrazliwiajacej wegliki beda raczej wytracac sie na wiekszosci miejsc krystalizacji (np. plaszczyznach uskokow, dyslokacjach) powstalych wsrod ziaren, a nie wzdluz ciaglych granic ziaren, co sprzyjaloby atakowi korozji miedzykrystalicznej w osrodku korozyjnym.

MIC opublikowala sprawozdanie techniczne zawierajace opis zastosowania technologii kulowania. Mozna je otrzymac na zamowienie.

Prosimy o skontaktowanie sie z nami w celu uzyskania bardziej szczegolowych informacji.

granular

News

May 19, 2016

Advanced Engineering 2016, Birmingham >>

Curtiss-Wright Surface Technologies will be exhibiting at Advanced Engineering at the NEC in Birmingham on 2nd & 3rd November. Interested in speaking to us about

Read the full article…

Read More