Představení oddělení povrchového inženýrství - KMM
Materialistická poznání vedou k úspěchu Antonín Kříž
[email protected] Tel. 737 16 34 33 Podrobnější informace jsou na stránkách oddělení povrchového inženýrství www.opi.zcu.cz Informace k projektu „Integrita povrchu“ –
www.integrita.zcu.cz
Skladba katedry KMM Vedoucí KMM:
Prof. Ing. Václav Mentl, CSc.
Zástupce vedoucího: Doc.Ing. Petr Duchek, CSc. Tajemník:
Oddělení materiálu
Doc. Ing. Vladimír Bernášek, CSc.
Oddělení strojírenské metalurgie
Oddělení materiálové chemie
Oddělení povrchového inženýrství
Činnost katedry Výuka – stáže v podnicích, semestrální, bakalářské, diplomové práce Řešení projektů a grantů – zkušenost s MPO projekty, Inovace
Servisní činnost pro podniky – v roce 2012 vypracováno 36 expertíz www.opi.zcu.cz
2
W W W . O P I . Z C U . C Z
Analýza materiálu Statická zkouška tahem – analýzy mechanických vlastností
Neprovádíme jen analýzy mechanických vlastností, ale v získaných informacích hledáme souvislosti. Analýzy doplňujeme i o další poznatky z fraktografie, metalografie popř. jiných testů.
3
W W W . O P I . Z C U . C Z
Univerzální tahový stroj – Zwick-Roell Z005
- volitelná moţnost provedení ohybových zkoušek, tlakových, speciálních technologických zkoušek, kvazistatické únavy,...
W W W . O P I . Z C U . C Z
Metalografická analýza HODNOCENÍ VELIKOSTI ZRNA DIN EN ISO 643 ASTM E 112 ASTM 1382 DIN EN ISO 643
HODNOCENÍ PODÍLU NEKOVOVÝCH VMĚSTKŮ ASTM E45-05; metoda A and D DIN 50 602:1998; metoda K and M JIS G0555:2003; metoda A and B ISO 4569:1998; metoda A and B EN 10247:2007; metoda K, P and M
TOPOGRAFIE POVRCHU - např. tribologická zkouška „PIN-on-DISC“ → profil opotřebené stopy
DALŠÍ MOŢNOSTI - měření drsnosti - dokumentace tvarově složitých ploch
60
50
hloubka tribologické stopy [µm]
W W W . O P I . Z C U . C Z
Další využití metalografického mikroskopu
40
30
20
10
0 0
200
400
600
800
měřená vzdálenost [µm]
1000
1200
1400
W W W . O P I . Z C U . C Z
Metalografický mikroskop Carl Zeiss Z1M
- automatický posuvný stolek - měření ve 3 osách - 6 objektivů - maximální zvětšení – 1000 x - imerzní objektiv - software Axiovision
W W W . O P I . Z C U . C Z
Analýza materiálu Prvková analýza GDOES • Analýza chemického sloţení objemových materiálů (C,O,N,H) • Měření hloubkových koncentračních profilů • Pouţití při studiu rozhraní tenká vrstva-substrát
W W W . O P I . Z C U . C Z
Prvková analýza GDOES Hloubkový profil chemického sloţení
W W W . O P I . Z C U . C Z
Prvková analýza GDOES Co lze dále měřit
• Proměřování chemického profilu návaru • Oduhličení povrchu popř. jiné prvkové změny na povrchu • Měření větších hloubek – postupné odbrušovaní a vytváření koncentračních profilů do jakékoliv hloubky
W W W . O P I . Z C U . C Z
Prvková analýza GDOES Přístroj GDOES LECO SPD 750
Analýza materiálu – řádkovací elektronový mikroskop
W W W . O P I . Z C U . C Z
Řediny ve struktuře křemíkového bronzu – klapka klarinetu
EDX analýza dovoluje zjistit chemické složení ze vzorku, který je tenčí než lidský vlas.
Analýza materiálu – řádkovací elektronový mikroskop
W W W . O P I . Z C U . C Z
Fraktografie – analýza lomové plochy Analýza povrchu – korozní napadení
Analýza stavu břitu řezných nástrojů
W W W . O P I . Z C U . C Z
Řádkovací elektronový mikroskop Philips XL 30ESEM
W W W . O P I . Z C U . C Z
Další možnosti analýz
Zkoušky NDT – necertifikované podpůrné analýzy Kapilární zkoušky – metodou barevné indikace, metoda fluorescenční Magnetická polévací metoda – metodou barevného kontrastu, metoda fluorescenční Ruční magnet JWM 220
W W W . O P I . Z C U . C Z
Zkoušky NDT – necertifikované podpůrné analýzy Vířivoproudý defektoskop – NORTEC 500D - pro spolehlivou detekci povrchových a podpovrchových vad u všech elektricky vodivých materiálů
W W W . O P I . Z C U . C Z
Zkoušky NDT – necertifikované podpůrné analýzy - k dispozici sondy pro kontrolu integrity povrchů svarů, plechů, obecných povrchů, děr,...
- moţnost komparativního vyhodnocování správnosti provedení TZ, odhad historie TZ,...
Zkoušky NDT – necertifikované podpůrné analýzy
W W Ultrazvukový defektoskop OLYMPUS - EPOCH 1000i + kompletní sada sond W . O P I . Z - klasické zobrazení + PHASE ARRAY C U . C Z
W W W . O P I . Z C U . C Z
Technika Phase Array
Na rozdíl od klasické ultrazvukové zkoušky je moţné elektronicky řídit pohyb svazku, měnit velikost, úhel a ohnisko
Zkoušky NDT – necertifikované podpůrné analýzy
W W Ultrazvukový tloušťkoměr GE DM5E Series W . O P I . Z nedestruktivní zjišťování tlouštěk materiálu (i přes vrstvu), měření C -korozních úbytků, rozsah měření 1,0 – 300,0 mm U . C Z
Únavové zkoušky
W W Únavové stroje - únava střídavým plochým ohybem, krutem, a ohybu W za rotace . O P I . Z C Stroj pro měření únavy za U rotace Otáčky: 2800/min . Průměr zůţené součásti 6 mm regulace namáhání C Plynulá Simuluje zatíţení například vrtacího nástroje Z zatíţeného přídavným ohybovým namáháním apod.
Únavové zkoušky
W W Stroj pro měření únavy plochým ohybem a střídavým W krutem . Plynule regulovatelná frekvence kmitů aţ do 25 Hz Plynule nastavitelné zatíţení vzorků O Moţnost nastavit nerovnoměrný cyklus zatíţení P Dle ujednání lze pouţít i nestandardní vzorky Síla plochého vzorku aţ do 12 mm I . Z C U . C Z
W W W . O P I . Z C U . C Z
Další možnosti analýz Impact test Test simulující rázové kontaktní namáhání zejména nástrojů nebo vysoce namáhaných strojních součástí, jako jsou loţiska. Vzorek je vystaven vysoce koncentrovanému lokálnímu zatíţení, které je opakované konstantní energií a frekvencí. Při tomto testu vzniká v povrchu impact kráter, který simuluje výsledné poškození součásti.
W W W . O P I . Z C U . C Z
Impact tester – na světě je pouze 5 pracovišť Údery jsou vyvozeny elektromagnetem. Energie úderu je regulovatelná. Frekvence úderů běţně do 25 Hz Úder je vyhodnocován piezoelektrickým tenzometrem, který umoţňuje měření ve frekvenci aţ 15 kHz. Vyhodnocení probíhá v software LabView.
W W W . O P I . Z C U . C Z
Kalící pece – analýza a návrh tepelného zpracování Kalící pracoviště (olej voda, vzduch) Ţíhací a kalící pece (max. teplota 1300°C)
Pec pro nízkotavitelné kovy (max. teplota 600°C)
Špatně zakalená ocel 19830
W W W . O P I . Z C U . C Z
Chemicko-tepelné zpracování Linka cementace (max. teplota 950°C – v provozu od 8/2013) Nitridační pec (max. teplota 650°C) – v provozu od 8/2013
Popouštěcí pec (max. teplota 650°C) – v provozu od 8/2013
W W W . O P I . Z C U . C Z
Tribologické analýzy Sledování opotřebení – tribometr (max. zatíţení 50N, 1500 rpm)
W W W . O P I . Z C U . C Z
Další analýzy – korozní testy Cyklická korozní komora Q-FOG – CCT 600 Popis a rozměry • Cyklická korozní komora • Testy v solné mlze • Moţnost většiny cyklických testů pro automobilový průmysl Rozměry komory Objem včetně víka
640 l
Objem bez víka
511 l
Délka
109 cm
Šířka
66 cm
Výška bez víka
46 cm
Výška včetně víka 74 cm
Další analýzy – korozní testy
W W Moţnost cyklování mezi jednotlivými fázemi W Funkce Min. teplota Max. teplota . FOG – solná lab. teplota 60°C O mlha DRY OFF – lab. teplota 70°C P sušení I 100% humidity +5°C nad lab. 60°C – 100% teplotu . vlhkost – lab. teplota 60°C Z Dwell klidový stav s C temperací U . C Z
W W W . O P I . Z C U . C Z
Další analýzy – korozní testy Možnosti testování • Provádění programů aţ o 25 krocích • Doba trvání kroku od 1 min do 99min 59s • Záznam průběhu testu v PC
Korozní napadení pozinkovaného plechu
• Příklady moţných korozních testů – ASTM B117 – ASTM G85.A5 – Test CCT-I(CCT-A) – Test CCT-IV
W W W . O P I . Z C U . C Z
Deform (USA) – základní charakteristika Naše oddělení vyuţívá spolupráce s oddělením strojírenské metalurgie - KMM.
Numerické simulační procesy v oblasti tváření, tepelné zpracování, obrábění Výpočet metodou konečných prvků (MKK). Čím více prvků, tím větší přesnost, ale delší čas na výpočet a vznik obřích databází (20GB) Deform disponuje značně rozsáhlou databází kovových materiálů s popisem jejich chování při deformaci s ohledem na rychlost deformace a teplotu.
Děrování dutým trnem – ef. napětí
Děrování dutým trnem – teplota
Učebna s pracovními stanicemi
W W W . O P I . Z C U . C Z
Deform – simulační procesy technologických procesů
Prodlužování - překování na čtyřhran - teplota
Kalení pružiny – posuvy bodů
Ukázka protlačování
Kalení pružiny – martenzit
