Toplo valjanje bešavnih prstenova podrazumeva primenu toplotne i mehaničke energije na čelične gredice ili ingote, menjajući oblik materijala dok je u čvrstom stanju, plastičnom deformacijom.
Toplim valjanjem bešavnih prstenova dobija se proizvod koji je čvršći od ekvivaletnog odlivka. Kako se čelik oblikuje tokom procesa kovanja i valjanja, njegova unutrašnja struktura zrna se deformiše, prateći oblik otkovka. Kao rezultat, idealna struktura se rasprostire kontinuelno kroz ceo otkovak, dajući mu poboljšane mehaničke karakteristike.
Toplo valjanje bešavnih prstenova daje veću konzistenciju i kvalitet čelika.
POREĐENJE IZMEĐU TOPLOG VALJANJA BEŠAVNIH PRSTENOVA i LIVENJA
Čvrstoća. Livenjem se ne može postići čvrstoća komada kao kod toplog valjanja. Ovaj postupak premašuje livenje u svim aspektima dobijenih mehaničkih osobina – vrhunska čvrstoća je zajamčena kod svakog dela.
Minimiziranje nedostataka. Toplo valjanje bešavnih prstenova proizvodi tok zrna orijentisan u smerovima koji obezbeđuju maksimalnu čvrstoću. Dendritičke strukture, segregacije legura i slične nesavršenosti se gube tokom procesa.
Suprotno tome, odlivci nemaju takav tok zrna niti njihovu usmerenost, a sam proces ne može sprečiti formiranje određenih metalurških defekata.
Pouzdanost. Proces toplog valjanja bešavnih prsenova poboljšava strukturu zrna i obezbeđuje visoku čvrstoću, žilavost i otpornost. Stoga, valjani proizvodi su pouzdaniji.
Sa druge strane, livački defekti pojavljuju se u različitim oblicima kao što su pozornost, segregacija, i ostali defekti koji će biti objašenjeni u nastavku.
Bolja reakcija na termičku obradu. Toplo valjani bešavni prstenovi reaguju predvidljivo na termičku obradu i nude bolju postojanost dimenzija.
Sa druge strane, odlivci zahtevaju strogu kontrolu procesa grejanja i hlađenja, zbog mogućnosti pojavljivanja segregacije legura. To dovodi do neujednačenog reagovanja na termičku obradu i uzrokuje deformacije gotovih delova.
Fleksibilna, isplativa i proizvodnja na zahtev. Proces toplog valjanja bešavnih prstenova je fleksibilan i omogućava proizvodnju pozicija različitih dimenzija i težina, bez potrebe za modelima i alatima, što znači ekonomičnu proizvodnju i kraća vremena isporuke.
Tehnologija se tokom poslednjih godina razvila do tačke gde se delovi koji su se proizvodili livenjem, mogu proizvesti toplim valjanjem.
Suptorno tome, livenje delova tako vrhunskih karakteristika, zahteva skupe materijale, procese kontrole i duža vremene isporuke. Livenje takođe onemogućava revizije u dizajnu, jer je potrebna izmena modela/kalupa, što dovodi do dodatnih troškova i produžavanja vremena izrade.
ZAŠTO TOPLO VALJANI BEŠAVNI PRSTENOVI?
Prednosti procesa toplog valjanja bešavnih prstenova uključuju:
- Ujednačenost u sastavu, strukturi, metalurškoj rekristalizaciji, kao rezultat termičkog ciklusa i procesa deformacije.
- Poboljšane mehaničke osobine (tvrdoća, udarna žilavost itd), posebno u poređenju sa odlivcima.
- Otkovci su čvršći od odlivaka.
- Minimiziranje poroznosti, skupljanja i šupljina.
- Mogućnost korišćenja jeftinijih legura, kako bi se dobile iste ili bolje mehaničke osobine. Kao rezultat toga, delovi se mogu redizajnirati i postati lakši. Na primer, kod zupčanika, visina zuba i modul se mogu smanjiti, što pogoduje konačnoj ceni proizvoda.
- Potpuna fleksibilnost koja omogućuje višestruke revizije i redizajn u poslednjem trenutku.
- Fina struktura zrna omogućava veću otpornost na habanje, bez dodatnih legirajućih elemenata.
- Duži radni vek komponenti bez zamora materijala.
Kada je ipak bolje koristiti odlivke?
Prednosti livenja su:
- Složeni geometrijski oblici nisu problematični.
- Nema ograničenja kod težine.
- Isplativije kada se radi o velikim serijama i pozicijama male i srednje veličine, kod kojih nema visokih zahteva za mehaničkim osobinama.