kuličkování neboli shot peening

Kuličkování – shot peening

Kuličkování (shot peening) slouží k zpevňování povrchu namáhaných součástí. Příkladem mohou být ozubená kola, svorníky, hřídele a jejich uložení, pružiny atd. Shot peening se provádí tryskáním ocelovými kuličkami. Dojde ke zpevnění a zhutnění povrchové vrstvy a vytvoření mikropovrchu vhodného pro snazší rozprostření olejového filmu. Kuličkování zvyšuje povrchovou tvrdost, snižuje nebezpečí korozního praskání a výrazně zvyšuje únavovou životnost namáhaných dílů. Je sice možné ho provádět i v ručních kabinách, pokud je to z tvarových důvodů nutné, ale pro opakovatelné výsledky a kvalitu je vhodné použít automat. Konstrukce závisí do značné míry na velikosti a tvaru dílů. Dále je uveden přiklad zařízení pro zpevňování ozubených kol a hřídelí. Pro zpevňování dlouhých hřídelí je možné použít tryskač obdobný zařízení pro čištění plastikářských šneků.

Tryskací materiály

Výběr správného tryskacího prostředku je důležitou součástí celkového technologického postupu. Záleží na tom, zda se jedná o operaci před další povrchovou úpravou jako je lakování, metalizace nebo galvanické pokovení, konečnou estetickou úpravu, nebo o čištění dílů bez narušení struktury povrchu.

Tryskací prostředky rozdělujeme podle různých hledisek na kovové/nekovové, ostrohranné/sférické, invazivní/neinvazivní. Každý z materiálů má svoji oblast použití. Dodávají se v různých zrnitostech. Pro konečný efekt je pak důležitá volba vhodného prostředku, jeho velikosti i nastavení parametrů zařízení, jako například vzdálenosti trysky, pracovního tlaku apod.

Přehled nejběžnějších materiálů

Ocelová drť

Jeden z nejběžnějších materiálů v zařízeních s uzavřeným oběhem – tryskací kabiny, tryskací komory. Zvláště výhodná je u zařízení tlakových. Používá se pro tryskání (pískování) železných materiálů, pro odstranění okují a rzi. Dále se často využívá před aplikací dalších povrchových úprav jako jsou práškové lakování, nátěry a galvanické povlaky. Vykazuje vysokou účinnost při výborných ekonomických ukazatelích.

Sekaný drát

Někdy se používá místo drtě sekaný drát. Drť však mívá vyšší účinnost.

Sekaný drát je dostupný i z neželezných materiálů mosazi, zinku nebo nerez oceli.

Ocelové kuličky

Pro stejný účel jako ocelová drť se používají v mechanických tryskačích vybavených metacími koly.

V pneumatických zařízeních se používají pro Shot peening – zpevňování mechanicky namáhaných dílů. Při něm dojde k zhutnění povrchové vrstvy dílu a tím k zvýšení jeho životnosti. Příkladem mohou být ozubená kola, osy, uložení apod.

Korund (syntetický)

Používá se pro ostrohranné tryskání u dílů z barevných kovů, u kterých nesmí dojít ke kontaminaci povrchu železem. Je tedy vhodný pro nerez, hliník, mosaz a pozink. Výhodou je jeho velký čistící účinek, protože se při tryskání štěpí a vytváří stále ostré hrany. Výhodou je to, že je dodáván v řadě zrnitostí a zvláště ve spojení s injektorovým systémem tryskání umožňuje perfektní regulaci výsledného povrchu. Lze tak například tryskat i velmi slabé plechy. Používá se pro předúpravu před dalšími procesy nebo jako první stupeň pro saténování (balotinování)

Dodává se ve více variantách – bílý, hnědý.

Granát

Platí pro něj v podstatě totéž jako v případě korundu. Jedná se však o přírodní těžený produkt na rozdíl od syntetického korundu. Proto je dostupný v menším množství zrnitostí. Cena je obvykle mírně nižší než v případě korundu.

Balotina

Skleněné kuličky. Používají se převážně pro tzv. balotinování (saténování) barevných kovů. Buď jako konečná úprava (převážně u nerezu) nebo jako předúprava pro eloxování hliníku nebo některé galvanické procesy. Povrch získá elegantní saténový lesk, v němž navíc nejsou tolik patrná případná poškození.

Nejúčinnější je použití v tzv. dvojstupňovém procesu. Nejprve je v prvním stupni povrch očištěn, sjednocen a zmatován tryskáním ostrohranným minerálním abrazivem, (korundem/granátem) a následně je částečně lesk vrácen zpět v druhém stupni tryskáním balotinou. Balotina se dodává v řadě zrnitostí. Kombinací velikosti materiálu 1. a 2. stupně a použitého tlaku jde do určité míry řídit finální vzhled výrobku.

Více informací a fotogalerie aplikací na www.balotinovani.com

Keramické kuličky

Podobné použití jako balotina. Díky větší tvrdosti mají vyšší životnost a jsou vhodné i pro zpracování velmi tvrdých nerez ocelí. Dodávají se v řadě granulací.

Mleté skořápky

Rozemleté skořápky vlašských ořechů. Používají se pro odstranění nečistot (karbonu) nebo povlaků u dílů, u kterých nesmí dojít k jakémukoli poškození nebo zdrsnění povrchu. Dodává se v různých zrnitostech.

Plastový granulát

Synteticky vyráběný prostředek. Použití obdobné jako u mletých skořápek. Dodává se v různých tvrdostech a granulaci.

Sklářský písek

Historicky nejstarší tryskací prostředek. Dodnes je vžitý starší název pro tryskání – pískování, i když v dnešní době se až na výjimky písek neužívá. Oblíbený byl hlavně při volném tryskání z důvodu nízké ceny a vysoké účinnosti. Jeho použití se nedoporučuje a v mnoha zemích (včetně ČR) je jeho nasazení zakázáno. Kvůli vysokému obsahu volných křemičitanů je totiž jako jediné abrazivum schopen způsobovat nemoc z povolání (silikozu). To nehrozí u žádného jiného tryskacího materiálu

Vysokopecní struska

Používá se dnes jako náhrada sklářského písku při volném tryskání.

Pro speciální účely se pak používají i další materiály jako nerezové kuličky, hliníkový a zinkový sekaný drát, mosazná drť a pod.