Prof. ing. M. I. Černovol, DrSc.

Zmrazování na kryogenní teploty (pod - 150 oC) může mít za následek zvětšení objemu, tedy i rozměrů, součásti. To je vysvětlováno zejména tím, že při kryogenních teplotách dojde k rozpadu zbytkového austenitu. Nově vzniklé strukturní složky mají jiný typ krystalové mřížky a větší objem než původní austenit. Dosahované změny rozměrů závisí na více faktorech, především na množství zbytkového austenitu, teplotě a době zmrazování. Proto jsou změny (zvětšení) rozměrů relativně malé a prakticky využitelné v příznivých případech např. pro renovaci některých pevných nástrojů (vrtáky, výhrubníky, výstružníky, protahováky), pro renovaci kalibrů, měrek a velmi přesných součástí [3]. Technologický postup může být tento:

Experimenty, provedené na různých pístních čepech spalovacích motorů neznámého složení a struktury materiálu, přinesly výsledky uvedené v tabulce 1.

Mírné zvětšení rozměrů při současném zušlechtění povrchu může být dosaženo chemicko-tepelným zpracováním, například difuzním chromováním nebo titanováním [4]. To je vysvětlováno tak, že současně s difuzí prvků do součásti probíhá vstřícná difuze uhlíku z podpovrchových vrstev k povrchu. V důsledku toho se v povrchové vrstvě tvoří karbidy difundujících prvků a proto dochází ke zvětšování rozměru (o 30 - 80 m m, v závislosti na druhu oceli a difundujícího prvku).

Tabulka 1 Výsledky měření trvalé změny průměru pístních čepů po zmrazení

Opotřebená vložka se vloží do matrice, obr. 1, a pomocí induktoru se vysokofrekvenčně ohřeje. V důsledku zamezení volné dilatace v materiálu vzrůstá napětí, které vyvolá plastickou deformaci v radiálním směru, která se zvyšuje se zvyšováním teploty. Při ochlazování vložky pomocí sprchy se rozměry vložky zmenšují jak v osovém, tak v radiálním směru. Zmenšení vnitřního průměru závisí na tlouštce stěny, tepelné roztažnosti materiálu, teplotě, rychlosti ohřevu i na dalších faktorech. Při experimentech byla dosažena změna vnitřního průměru o 0,75 - 0,8 mm. S přídavkem na opracování velikosti 0,2 - 0,3 mm to umožňuje renovovat většinu opotřebených vložek na původní rozměr. Jako vedlejší pozitivní efekt se projevuje částečné zpevnění materiálu, doprovázené mírným vzrůstem tvrdosti (2-3 %). Odolnost proti opotřebení zůstává nezměněna.

Pro zvětšení průměru pístních čepů byl opotřebený pístní čep vysokofrekvenčně ohříván na teplotu 780 - 840 oC a potom byla v přípravku přivedena do jeho vývrtu studená voda. Změny tuhosti a pnutí v teplejších a chladnějších vrstvách materiálu vyvolaly zvětšení vnějšího průměru čepu; při experimentech bylo dosahováno hodnot zvětšení průměru o 0,1 - 0,3 mm. Změna tvaru čepu není rovnoměrná, ale čepy získávají tvar hyperboloidu. Tuto závadu omezilo chlazení sprchovým způsobem. V závislosti na materiálu pístních čepů, tlouštce jejich stěny a tlouštce cementované vrstvy lze popsaný způsob renovace použít opakovaně.

Summary

At production of parts are commonly used methods which in the defined condition can caused changes of geometric shapes and dimensions of parts. It can be utilize in renovation parts where already low detrition means non-permissible changes its properties. In the paper are described eventualities of renovation and listed some results its experimental verification, too. Technological procedures is so far necessary to prove by experiment because all of described principles have no quantitative dependencies which could enable those application for a certainty build up.

Literatura

technická fakulta

Doc. ing. Josef Pošta, CSc.

Kamýcká 129

165 21 Praha 6 - Suchdol