Hodnocení vlastností povrchové vrstvy

7.4.2

Hodnocení vlastností povrchové vrstvy

Doc. Ing. Leoš Bumbálek

Povrchová vrstva je vrstva materiálu omezená geometrickým povrchem součásti, a to část materiálu od geometrického povrchu dovnitř materiálu, až po vlastnosti materiálu před technologickou operací.

Schéma změn v povrchové vrstvě, které nastávají při průchodu nástroje:

Při hodnocení vlivů technologických procesů na vlastnosti povrchové vrstvy obrobku je nutné vycházet z intenzity a druhů energií využívaných při přeměně polotovaru na hotovou součást. Účinky těchto vlivů jsou schematicky vyjádřeny na obrázku.

Účinek technologických metod na vlastnosti povrchové vrstvy:

Povrchový film, který je vytvořen na geometrickém povrchu součásti, tvoří vrstvu adsorbovaných částic plynu, kapaliny, nebo tuhých částic z nečistot okolí nebo částic nástrojových materiálů. Tato oblast obsahuje vrstvu kysličníků a jiných sloučenin. Celková tloušťka této oblasti je velmi malá, ale sehrává významnou úlohu při funkci součásti, např. v procesu tření.

Základní část povrchové vrstvy tvoří plasticky deformovaná oblast materiálu, která vznikla v důsledku působení sil z technologického procesu. Tloušťka této vrstvy se mění v závislosti na metodě a podmínkách dokončování povrchu.

Povrchová vrstva po obrábění oceli 12 050.1:

Povrchová vrstva po obrábění oceli 12 050.6:

Kromě plastické deformace vyvolané mechanickými silami může rozložení teplotního pole ovlivnit také mikrostrukturu.

Vlivem působení tepla vyvolaného během technologického procesu se mohou objevit různé transformace struktury povrchové vrstvy, jako je zakalení a popuštění, fázové přeměny apod.

Mikrovýbrus bílé povrchové vrstvy zakalené oceli 14 109 po hrubém broušení (zvětšení 200x):

Mikrovýbrus povrchové vrstvy zakalené a broušené oceli 12 050 (zvětšení 250x):

Fyzikální vlastnosti povrchové vrstvy podmiňuje:

• mikrostruktura, její rozložení a rozsah,

• plastická deformace doprovázená změnou tvrdosti a pevnosti (deformační zpevnění, (místa měření tvrdosti jsou na obrázku),

• zbytková napětí a jejich rozložení směrem do hloubky materiálu.

Výsledky měření mikrotvrdosti povrchové vrstvy oceli 12 050.6:

Místa měření tvrdosti:

Zpevnění povrchové vrstvy je výsledkem plastické deformace a je tím výraznější, čím tvárnější je opracovaný materiál. Zpevněná oblast má vyšší mez kluzu a také mez pevnosti v tahu.

Z faktorů, které…