Wzmacnianie metali stosuje się w celu uzyskania lepszych parametrów wytrzymałościowych – zwiększenia elastyczności, udarności, czyli odporności na pękanie przy obciążeniach dynamicznych czy ochrony przed korozją. Wzmacnianie polepsza twardość metalu, jego plastyczność oraz wytrzymałość na rozciąganie, co zwiększa zakres jego zastosowań.
Metody wzmacniania metalu
Wzmacnianie metali można uzyskać na wiele sposobów. Jednym z nich jest mechaniczne oddziaływanie za pomocą zgniatania, które polega na zagęstnieniu struktury materiału. Inną metodą jest tworzenie stopów. Dodanie określonych pierwiastków do podstawowego składu chemicznego sprawia, że materiał wykazuje lepsze cechy, np. zwiększoną plastyczność czy właściwości antykorozyjne. Kolejnym sposobem na wzmocnienie metalu jest pokrycie go powłoką galwaniczną, która zwiększa odporność na korozję, dzięki cienkiej warstwie miedzi, cynku czy niklu. Z kolei aluminium anoduje się, wytwarzając na jego powierzchni tlenek, co podnosi jego odporność nie tylko na korozję, ale też na działanie mrozu czy promieni słonecznych i to bez zmiany wagi metalu.
Na czym polega technologia kulowania?
Jednym z mechanicznych sposobów na wzmocnienie metalu w procesie obróbki na zimno jest technologia kulowania, czyli bombardowanie powierzchni metalu niewielkimi, kulistymi cząstkami metalu, zwanymi śrutem. Każda drobina śrutu poruszająca się z dużą prędkością, uderzając w powierzchnię metalu tworzy mikroskopijne wgłębienie (kalotkę). Powierzchnia ulega więc odkształceniu poprzez rozciągnięcie jej pierwszej warstwy, a konsekwencji niższe warstwy wewnątrz metalu, próbują przywrócić pierwotny kształt powierzchni, ulegając jednocześnie kompresji. Pod wgłębieniami powstaje obszar metalu formowanego na zimno ze znacznym naprężeniem własnym ściskającym. Śrutowanie generuje wiele tysięcy kalotek na danej powierzchni a nachodzące na siebie wgniecenia otaczają dany element metalowy poddany kulowaniu w warstwę naprężeń ściskających. W ten sposób proces kulowania znacząco podnosi trwałość metalu.
Dlaczego kulowanie jest skuteczne?
Od dawna wiadomo, że większość uszkodzeń wywołanych korozją lub zmęczeniem materiału rozpoczyna się na powierzchni metalu. Okazuje się, że pęknięcia nie powstają, a powstałe nie postępują w głąb materiału w obszarze, w którym występują naprężenia ściskające. Dlatego metal poddany kulowaniu odznacza się wyższą wytrzymałością zmęczeniową, niż ten sam metal nie przechodzący procesu śrutowania. Jest również bardziej odporny na korozję zmęczeniową, cierną i wodorową, pękanie w wyniku korozji naprężeniowej oraz zatarcie i erozję spowodowaną kawitacją.
Sprawdź więcej: https://www.cwst.pl/kulowanie-kontrolowane.html