1. Přehled zpracování odlitků z nerezové oceli
Odlitky z nerezové oceli jsou široce používány ve strojírenství, stavebnictví, automobilovém a potravinářském zařízení díky jejich odolnosti proti korozi a pevnosti. Po odlití však díly jen zřídka splňují požadavky na konečné rozměry a povrch přímo. K dosažení požadované přesnosti, výkonu a estetiky se proto používá několik metod zpracování. Tyto operace po odlévání zahrnují obrábění, tepelné zpracování, leštění, tryskání a povrchovou úpravu. Pochopení těchto metod umožňuje inženýrům a výrobcům vybrat pro jejich aplikace nákladově nejefektivnější a technicky nejvhodnější procesy.
2. Procesy obrábění dílů z nerezové oceli
Obrábění je jednou z nejběžnějších operací po odlévání. Zahrnuje odstranění přebytečného materiálu pro dosažení těsných tolerancí a přesných geometrií. Vysoká tvrdost a houževnatost nerezové oceli činí její obrábění ve srovnání s uhlíkovou ocelí náročnější a vyžaduje optimalizované nástroje a řezné parametry.
2.1 Soustružení a frézování
- Soustružení: Ideální pro válcové díly, jako jsou hřídele, kroužky a závitové součásti. Pro odolnost proti opotřebení jsou preferovány vysokorychlostní tvrdokovové nástroje nebo povlakované břitové destičky.
- Frézování: Používá se pro ploché nebo složité povrchy. Moderní CNC frézování umožňuje víceosé přesné řezání a hladké povrchové úpravy s minimálními stopami po nástroji.
2.2 Vrtání, závitování a vyvrtávání
- Vrtání a závitování slouží k vytvoření závitových otvorů pro montážní účely. Nerezové oceli vyžadují pomalé rychlosti posuvu, adekvátní chladicí kapalinu a ostré nástroje, aby se zabránilo mechanickému zpevnění.
- Vrtací operace opravují rozměrovou přesnost v litých otvorech a zajišťují těsnou toleranci v mechanickém uložení.
2.3 Broušení a přesné dokončování
Broušení se provádí, když jsou vyžadovány extrémně těsné tolerance nebo zrcadlové povrchové úpravy, jako jsou ventilová sedla, oběžná kola čerpadel nebo lékařské komponenty. Proces odstraňuje jemné množství materiálu a koriguje drobné deformace z předchozích obráběcích kroků.
3. Metody tepelného zpracování
Tepelné zpracování se používá k úpravě mechanických a mikrostrukturálních vlastností odlitků z nerezové oceli. Přestože jsou nerezové oceli přirozeně odolné vůči korozi, tepelné zpracování může zlepšit tvrdost, tažnost a rozložení vnitřního napětí, zejména po odlévání a obrábění.
3.1 Ošetření roztokem
Tento proces zahrnuje zahřátí odlitků na vysokou teplotu (typicky 1000–1100 °C) a jejich rychlé kalení. Rozpouští karbidové sraženiny a obnovuje distribuci chrómu, zlepšuje odolnost proti korozi a houževnatost. Austenitické nerezové oceli jako 304 a 316 běžně procházejí touto úpravou.
3.2 Stárnutí a zmírnění stresu
- Stárnutí zpevňuje precipitačně kalené nerezové oceli (např. 17-4 PH) vytvářením jemných intermetalických sloučenin.
- Uvolnění pnutí při 300–400 °C pomáhá snižovat vnitřní pnutí z odlévání nebo obrábění, čímž se minimalizuje deformace během provozu.
4. Techniky povrchové úpravy
Povrchová úprava zlepšuje vzhled, čistotu a odolnost proti korozi odlitků z nerezové oceli. V závislosti na použití se volí různé povrchové úpravy – průmyslové, dekorativní nebo hygienické. Povrchová úprava také hraje zásadní roli při přípravě dílů pro povlakování nebo svařování.
4.1 Leštění
Leštění odstraňuje nerovnosti povrchu, oxidové okuje a stopy po nástrojích. Mechanické leštění používá brusné kotouče, pásy nebo pasty k výrobě saténových, pololesklých nebo zrcadlových povrchů. U potravinářských a lékařských komponent minimalizují povrchy s vysokým leskem kontaminaci a zjednodušují čištění.
4.2 Tryskání a pískování
Tryskání promítá ocelové nebo keramické médium na povrch, aby se vyčistila a homogenizovala textura. Pískování je podobné, ale používá jemnější média pro hladší povrchy. Tyto metody jsou zvláště užitečné před lakováním, nátěrem nebo kontrolou, protože odhalují jakékoli vady odlitku, jako jsou póry nebo praskliny.
4.3 Pasivace a moření
- Moření používá kyselé roztoky (typicky směs kyseliny dusičné a fluorovodíkové) k odstranění oxidových usazenin a obnovení čistého kovového povrchu.
- Pasivace pak vytváří tenký film oxidu chrómu, který zvyšuje odolnost proti korozi bez ovlivnění vzhledu nebo rozměrů.
5. Procesy svařování a montáže
Mnoho odlitků z nerezové oceli vyžaduje spojení nebo montáž s jinými součástmi. Správné svařovací techniky udržují odolnost proti korozi a mechanickou integritu a zároveň minimalizují vady tepelně ovlivněných zón.
5.1 Běžné metody svařování
| Metoda svařování | Charakteristika | Aplikace |
| TIG (GTAW) | Vysoká přesnost, čisté svary, nízký rozstřik | Tenkostěnné a přesné díly |
| MIG (GMAW) | Rychlejší nanášení, střední přesnost | Obecné sestavy a tlusté profily |
| Odporové svařování | Žádné plnivo, rychlé, lokalizované teplo | Drobné součástky a sériová výroba |
6. Inspekce a kontrola kvality
Po zpracování musí být odlitky z nerezové oceli zkontrolovány, zda splňují rozměrové, povrchové a mechanické požadavky. Nedestruktivní testování (NDT) se často používá k ověření vnitřní integrity a odhalení skrytých vad způsobených odléváním nebo obráběním.
6.1 Běžné metody kontroly
- Kontrola rozměrů pomocí souřadnicových měřicích strojů (CMM) nebo posuvných měřítek pro ověření přesnosti.
- Vizuální a povrchové kontroly ke zjištění prasklin, pórovitosti nebo nekonzistentnosti povrchové úpravy.
- Ultrazvukové, radiografické nebo penetrační testy pro detekci podpovrchových vad.
7. Závěr: Výběr správné kombinace zpracování
Výkon a vzhled odlitků z nerezové oceli do značné míry závisí na metodách následného zpracování. Obrábění zajišťuje rozměrovou přesnost, tepelné zpracování zpevňuje materiál a konečná úprava zvyšuje trvanlivost a odolnost proti korozi. Výběr správné kombinace těchto metod – na základě typu slitiny, požadavků na aplikaci a cílových nákladů – zajišťuje dlouhotrvající vysoce kvalitní lité komponenty vhodné pro náročná průmyslová prostředí.
