Zlepšení odolnosti odlévaných výrobků proti opotřebení zahrnuje výběr vhodných materiálů, optimalizaci procesu odlévání a použití následné úpravy. Zde jsou klíčové způsoby, jak zvýšit odolnost proti opotřebení:
- Výběr materiálu
Vyberte slitiny s vlastnostmi odolnosti proti opotřebení:
- Litina (zejména bílá litina s vysokým obsahem chromu nebo niklová tvrdá litina) je odolná proti opotřebení.
- Manganová ocel pro nárazové opotřebení (Hadfield Steel, ~11-14% Mn).
- Nástrojové oceli s vysokou tvrdostí a odolností proti opotřebení (např. D2, A2).
- Slitina Stellite (Co-Cr-W-C) má extrémně vysokou odolnost proti opotřebení a korozi.
- Karbidové vyztužené kompozity (např. částice karbidu wolframu v lité matrici).
- Tepelné zpracování
- Kalení a temperování: Zvyšuje tvrdost při zachování houževnatosti (např. kalení a temperování ocelových odlitků).
- Izotermické kalení (pro tvárnou litinu): zlepšuje pevnost a odolnost proti opotřebení.
- Povrchové tvrzení (karburizace/nitridace): Vytváří tvrdou povrchovou vrstvu, zatímco jádro zůstává tužné.
- Povrchové úpravy a nátěry
- Povlak tepelným postřikem: aplikace WC-Co, CrC nebo keramického povlaku pomocí HVOF nebo plazmového postřiku.
- Tvrdé chromování: odolné proti korozi a opotřebení.
- Laserové pláštění: nanášení slitiny odolné proti opotřebení (např. Stellite) na kritických povrchech.
- Boronizace nebo nitridace: Vytvoří supertvrdou povrchovou vrstvu (Fe₂B nebo nitridová vrstva).
- Řízení mikrostruktury
- Zjemnění zrna: Menší zrna zlepšují houževnatost a odolnost proti opotřebení (řízeným chlazením nebo inokulátorem).
- Tvorba karbidů: Slitiny obsahující chrom, vanad nebo molybden tvoří tvrdé karbidy odolné proti opotřebení.
- Perlit vs. martenzit: Martenzitická struktura (ocel s vysokým obsahem uhlíku) má lepší odolnost proti opotřebení.
- Optimalizace návrhu
- Vyhněte se ostrým okrajům: hladké přechody snižují koncentraci napětí a opotřebení.
- Zesílení oblastí s vysokým opotřebením: Použijte silnější části nebo čepele v kritických oblastech.
- Mazání a údržba
- U pohyblivých částí (např. převodovky, pouzdra) zajistěte správné mazání, aby se minimalizovalo opotřebení způsobené třením.
- Zpracování po odlévání
- Přesné broušení/leštění snižuje drsnost povrchu a minimalizuje počáteční bod opotřebení.
Odolnost proti opotřebení závisí na složení materiálu, tepelném zpracování a povrchovém Při silném opotřebení je ideální litina s vysokým obsahem chromu nebo keramický povlak. Pro nárazové opotřebení nejlépe funguje manganová ocel.