E-SHOP-BG.eu

Какво е това криогенно закаляване на стоманата?

Криогенно закаляване е метод, който се използва от много години в производството на различни стоманени инструменти в най-различни отрасли. Това е още една модерна технология, която може да подобри различни инструменти и да удължи живота им възможно най-дълго. Ще се интересуваме особено от ножове и сечивата, както и от това защо всъщност се използва този метод и какъв е последващият ефект върху крайния продукт.

Определение за криогенно закаляване

Думата „криогенен“ произлиза от гръцкия език и е производна на думата „крио“, която означава студ. Така че тази дума вече подсказва много и сега ще разгледаме нискотемпературните технологии, които имат голям потенциал да подобрят функциите на често използваните от нас инструменти. Криогенното закаляване на стоманата е процес, при който се използват много ниски температури, далеч под точката на замръзване на водата. Веднага след закаляването закалената стомана се охлажда при много ниски температури. При криогенно закаляване най-често се използва течен азот, който позволява температурата на детайла да се понижи до -196°C.

Криогенната обработка на метални материали носи много ползи, които подобряват крайните свойства на продуктите, обработени по този метод. След този процес те стават още по-твърди и имат още по-дълъг експлоатационен живот. Как е възможно това? Чрез използването на криогенния процес на дълбоко охлаждане веднага след закаляването на материала (най-често стомана) се променя атомната структура на материала, без да се нарушава или уврежда тази структура по какъвто и да е начин. Целта на охлаждането е да се отстрани остатъчният аустентит в закалената стомана и последващото му превръщане в мартензит. В резултат на това обработеният по този начин материал придобива много по-добри свойства, отколкото без използването на тази технология. По този начин се обработват ножове, режещи инструменти, матрици и други.

Как се извършва криогенно закаляване

Охлаждането на детайлите се извършва в специални камери. Това са инсталации например с размери 600x900x600. Работна температура се регулира от  -160°С до 200°С. Температурен градиент макс. 5°C в минута.

Тези инсталации се наричат криогенни фризери. Те позволява дълбоко замразяване на материала до температура -160°C. Инсталациите са оборудвано с модерен модул за регистриране на данни, който позволява последователно наблюдение на процеса през цялото време, като се използва система от термодвойки, които следят както температурата на средата за замразяване (азот) в камерата, така и температурата директно в обработвания материал. Тези апарати се използват основно за криогенно закаляване.

Криогенният агрегат позволява задаване на различни параметри за постигане на желаната структура. Тези параметри са скоростта на обработка (температурен градиент, скорост на охлаждане) и времето за престой при зададената температура. С помощта на тези три променливи може да се постигне доста широк диапазон от получени структури и свойства на материалите.

Какво променя криогенното замразяване в структурата на метала

Чрез дълбоко замразяване на обработените материали може да се постигне завършване на трансформацията на аустенита, започнала по време на охлаждането на материала. По време на процеса на криогенно закаляване настъпват и промени в размерите, което е първата причина за извършената обработка.Документиран е фактът, че след конвенционалната обработка (закаляване и отвръщане) настъпват последващи промени в размерите. Тези свойства се използват при обработката на матрици, предназначени за формоване на прецизни изделия, като например каросерии на автомобили и др. Стабилността на размерите на формите може да осигури съвместимост с пресовото оборудване дори след много години.

Замразяването на стоманените материали, произведени за гореща работа, е доказано от дългогодишния опит на водещите световни ковачници.  Замразяването води до значително нарушаване на дендритната структура, което води до изключване на различни видове карбид (първичен, вторичен) по време на последващото закаляване. Тези карбидни части са важни за свойства като устойчивост на износване и производителност на инструмента. Пример за матрица, при която се наблюдава износване, което може да бъде намалено или забавено чрез тази обработка дори с няколко цикъла по време на коване. Металографията на структурата на обработените стомани може да идентифицира голям брой от желаните карбидни утайки, които са целевата структурна характеристика.