Окалина на жаропрочных сплавах
Жаропрочные сплавы на никелевой основе — инконель, ХН77ТЮР и им подобные — создавали для работы при высоких температурах, и от окисления их защищает плотная оксидная плёнка. Эта же стойкость мешает при очистке. Во время ковки, прокатки, выдавливания и термообработки на поверхности образуется окалина из оксидов никеля, хрома и других легирующих: она плотная, химически стойкая и держится на металле прочнее, чем окалина на обычной стали.
Окалина и неравномерная окисная плёнка мешают волочению и калибровке, быстро изнашивают инструмент при мехобработке, портят сварные швы и прячут дефекты поверхности от контроля. Для жаропрочных сплавов, из которых делают ответственные изделия, дефекты поверхности особенно нежелательны. Загрязнение в целом разобрано на страницах удаление окалины и удаление окисной плёнки.
Травление жаропрочных сплавов и его слабые места
Из-за прочной окалины жаропрочные сплавы травят в несколько приёмов: сначала окалину разрыхляют в щелочных расплавах или растворах, затем травят в кислотных смесях, чаще всего с азотной и плавиковой кислотами. Способ рабочий, но у него есть цена:
- кислотное хозяйство: ванны, вентиляция, защита персонала, нейтрализация растворов;
- стоки с никелем и хромом нужно очищать;
- кислота растворяет не только окалину, но и сам металл — при передержке потери дорогого сплава растут.
В гидроабразивной очистке кислот нет, поэтому нет травильного участка и кислотных стоков. Сравнение способов — на странице вместо травления.
Почему для дорогих сплавов важен щадящий режим
Жаропрочный пруток стоит значительно дороже обычной стали, и ошибки режима обходятся дорого. Кроме цены есть и техническая причина: у деталей из жаропрочных сплавов риски, вмятины и надрывы на поверхности служат концентраторами напряжений, а такие сплавы ещё и склонны к упрочнению поверхности при силовом воздействии. Поэтому режим очистки для них нельзя брать «как для стали».
На установке КС/УГОП оператор задаёт на сенсорной панели скорость перемещения (5–25 м/мин), частоту вентилятора и включает нужное число из 16 струйных аппаратов. Для никелевых и жаропрочных сплавов — как и для любых цветных, редких и дорогих материалов — режим подбирается индивидуально. Задача — снять окалину, не повреждая металл и не вызывая коробления.
Какого результата достигнет очистка на вашем сплаве, до испытаний мы не обещаем: цифры шероховатости и влияние на поверхностный слой оцениваем по образцам. Если для вашего изделия нужен контроль слоя под окалиной — шлиф, микротвёрдость, — его проводят на очищенных образцах.
Пруток и проволока: размеры
Пруток принимается пачками: Ø 4–60 мм, длина 1000–6000 мм, прямолинейность не более 10 мм на метр. Проволока Ø 1–17 мм идёт из бухт наружным диаметром 500–1000 мм через разматыватель и наматыватель. Подходит прокат после горячей деформации, отожжённый и неотожжённый, с мехобработкой и без неё, с окисной плёнкой на поверхности. Подробнее о размерах — на страницах очистка прутка и очистка проволоки.
Для ориентира — примеры сплавов, из которых делают пруток и проволоку: никель НП2, ХН77ТЮР, Inconel 625, Inconel 718. Это примеры, а не перечень проверенных марок.
Перед какими операциями очищают
Очищенная поверхность активирована и обезжирена. Её подают на следующие операции:
- волочение, прокатку и калибровку — чистая поверхность не царапает инструмент;
- мехобработку, сварку и лазерную резку — без окалины ровнее шов и меньше износ резца;
- нанесение покрытий, азотирование, штамповку;
- контроль качества: на чистом прутке видны дефекты поверхности.
Если очищенную поверхность нужно сохранить до следующей операции, её можно законсервировать бесцветным пассиватором — состав и срок защиты для вашего сплава уточняем отдельно.
Пробная очистка образцов из жаропрочных сплавов
- Образцы и задачаВы присылаете образцы прутка или проволоки и пишете марку сплава, состояние поверхности и следующую операцию.
- Подбор режимаПодбираем скорость прохода и набор струйных аппаратов, очищаем образцы.
- Оценка результатаПодтверждаем качество по результатам опытной обработки. Влияние на поверхностный слой при необходимости проверяют на шлифе.
Как передать образцы — на странице пробная очистка.
Вопросы об очистке жаропрочных сплавов
Как удалить окалину с жаропрочного сплава без травления?
Пропустить пруток или проволоку через установку КС/УГОП: окалину и окисную плёнку снимает суспензия воды и абразива, кислот в процессе нет. Режим для сплава подбираем по образцу.
Подходит ли установка для инконеля?
Никелевые и жаропрочные сплавы входят в список материалов установки. Для конкретной марки режим подбирается индивидуально и подтверждается на пробной очистке ваших образцов.
Повреждается ли дорогой металл при очистке?
Задача режима — снять окалину без повреждения металла и без коробления. Для дорогих материалов этот режим подбирают заранее, а результат проверяют на образцах.
Какие размеры прутка и проволоки подходят?
Пруток диаметром 4–60 мм и длиной 1000–6000 мм, проволока диаметром 1–17 мм в бухтах наружным диаметром 500–1000 мм.