ZPRACOVÁNÍ OTĚRUVZDORNÝCH PLECHŮ

Třískové obrábění
Plechy z otěruvzdorných ocelí jsou velmi tvrdé, vlivem chemického složení, tepelného zpracování a dosažené mikrostruktury. Vyjímku tvoří ocel Brinar 400 Cr, která svoji odolnost proti opotřebení získala tepelným zpracováním a cíleně uspořádanou vnitřní strukturou jemně rozptýlených karbidů. Poměrně vysoká tvrdost povrchu plechů ztěžuje obvyklé - jednoduché obrábění. Pro dosažení dobrých výsledků při opracování plechů by měly být dodrženy následující pokyny.

Doporučené řezné rychlosti

Obecně platné zásady:
vrtat s relativně vysokým počtem otáček a aktivním chlazením;
obrobek upnout pevně a co nejblíže vrtaného místa, zamezit vibracím;
jako podložku vrtání zvolit ocel.

Výběr vrtáku:
vrták s kuželovou stopkou, s dlouhou šroubovitou drážkou a s velkým vrcholovým  úhlem;
pro ocel Brinar 400Cr mohou být použity vrtáky z rychlořezné oceli HSS, vhodnější však jsou vrtáky z rychlořezné oceli HSSCO legované kobaltem; 
pro oceli Brinar 400 použít vrtáky z rychlořezné oceli HSSCO;
u oceli Brinar 500 doporučujeme předvrtání vrtákem z oceli HSSCO a finalizaci vrtákem z tvrdokovu. 

Parametry obrábění (směrné hodnoty)

Tváření za tepla
Zušlechtěné oceli Brinar 400 a Brinar 500 Cr jsou převážně určeny pro tváření za studena, ale i tváření za tepla je možné. Vlivem ohřátí obrobku před vlastním tvářením dojde ke změně vnitřní struktury oceli, a proto je nezbytné nové tepelné zpracování - zušlechtění, aby se dosáhlo původních vlastností materiálu.


Bezproblémové tváření za tepla je možné u plechů z oceli Brinar 400 Cr. Z této oceli je možno vyrobit i tvarově náročné díly, přičemž výchozí tvrdost materiálu může být upravena žíháním na měkko. Původních vlastností oceli, to je především vysoké odolnosti proti abrazi,  lze dosáhnout zahřátím na teplotu okolo 900 st. C s následným přirozeným ochlazováním na vzduchu.
 

Doporučené teploty pro tváření za tepla

Tváření za studena
Vysoký stupeň čistoty ocelí včetně úzkého vymezení rozsahu legujících prvků, jakož i nízká úroveň vnitřního pnutí je předpokladem pro dobré výsledky při tváření za studena.

Ohýbání za studena a ohraňování jsou klasickými příklady tváření za studena pro plechy z otěruvzdorných ocelí. Při tomto druhu tváření za studena musí být brán zřetel na skutečnost, že s rostoucí tvrdostí klesá plasticita oceli a může tak někdy docházet ke vzniku mělkých trhlin na povrchu.

Při tváření otěruvzdorných ocelí je též nutno zohlednit vysokou hodnotu meze kluzu a tomu odpovídající míru tvářecí síly. Dále pak je nutno počítat při ohraňování s vyšším stupněm odpružení ramen, než je obvyklé u nelegovaných konstrukčních ocelí. Pro druhy ocelí Brinar 400 a Brinar 400 Cr může být míra odpružení okolo 8 - 14%, pro ocel Brinar 500 Cr okolo 12 - 19%.

Doporučené poloměry pro ohýbání

Při tváření za studena by mělo obecně platit: 
povrch nástrojů musí být bez vrypů, otřepů a rýh;
okuje z nástrojů pravidelně odstraňovat; 
vyhnout se ohýbání zakalených hran a hran zpevněných stříháním;
obrobek by měl mít pokojovou teplotu; 
matrice musí být mazány;
volit technologii postupného ohýbání ve více krocích.

Doporučené poloměry u "V" zápustek

Termické řezání
Plechy z otěruvzdorných ocelí se dají zpracovávat pomocí všech termických metod řezání. Vedle klasického řezání autogenem získává stále více na významu, především ve spodním rozsahu tlouštěk, řezání laserem nebo plazmou.

Při termickém řezání je nutno zohlednit skutečnost, že přiváděné množstvím tepla může změnit vnitřní strukturu oceli. Pro většinu použití toto typické chování materiálu nehraje zásadní roli.

Je však nutno vzít v úvahu pokles tvrdosti v okolí řezaných hran, obzvláště při řezání nejtenších tlouštěk plechů autogenem, jakož i při této technologii výroby děrovaných nebo sítových plechů, či při řezání úzkých pruhů.

Typický průběh tvrdosti u oceli Brinar u různých metod termického řezání

Jako preventivní opatření se doporučuje volba postupných řezných kroků, pálení pod vodou, řezání laserem nebo plazmou. Výhodné je v tomto směru použití oceli Brinar 400 Cr, která svým chemickým složením a především obsahem karbidů, jako nosičů odolnosti proti opotřebení, významně nereaguje na tepelné změny v okolí řezu.

Vedle vlastností povrchu hrají důležitou roli pro vytvoření čisté řezné hrany i volba řezné metody a nastavení správných řezných parametrů.

Nejlepších výsledků je možno dosáhnout na otryskaném povrchu plechů s následným nástřikem ochranného primeru. Při řezání plamenem musí být použit jako plyn acetylén.

Podmínky řezání plamenem v závislosti na tloušťce plechu

Řezání s předehřevem
Rychlé ochlazení řezné hrany při řezání autogenem může vést, od určitých tlouštěk plechu a v závislosti na chemickém složení oceli, k tvorbě trhlin.

Vzniku zmíněných trhlin může být účinně zabráněno, pokud bude oblast řezu v šířce 80 až 100 mm předehřáta.

Předehřevem se zároveň dosáhne snížení nárůstu tvrdosti pálených hran a tím i zlepšení podmínek pro následné tváření a obrábění.

Při poklesu okolní teploty pod 5 stupňů C musí být řezaný plech předehřán minimálně na pokojovou teplotu.

Doporučené teploty předehřevu při řezání autogenem

Svařování
Otěruvzdorné oceli Brinar 400 a Brinar 400 Cr s příznivou hodnotou uhlíkového ekvivalentu, jsou svařitelné všemi nejčastěji použivanými metodami - ručně i automatem.

U nejmenších tlouštěk plechů se vedle konvenčních metod obzvláště doporučuje svařování laserovým paprskem, a to z důvodu relativně vysoké rychlosti svařování a malé tepelně ovlivněné oblasti místa sváru.

Při svařování musí být zvláště zohledněn fakt, že otěruvzdorné oceli jsou náchylné k prasklinám vzniklým za studena. Tyto praskliny vznikají při svařování tehdy, když vlivem rychlého ochlazení nemůže vodík uniknout z oblasti svaru a vlivem nárůstu objemu molekulárního vodíku dochází k porušení vnitřní struktury svarového spoje.

Vedle obsahu vodíku v přídavném svařovacím materiálu, úrovně vnitřního pnutí a tepelného režimu je pro zamezení vzniku prasklin důležité též chemické složení základního materiálu. 

Prasklinám vzniklým za studena může být účinně zabráněno, když budou respektována následující pravidla. Je nutno provádět předehřev v závislosti na geometrii svaru, tloušťce materiálu a druhu oceli. Svarové spáry musí být čisté a suché. Pokud možno používat měkké, nelegované svařovací elektrody. Volit přídavné svařovací materiály s nízkým obsahem vodíku. Vhodným technologickým postupem svařování zamezit vysoké úrovni vnitřního pnutí.
 

Předehřev při svařování
Předehřev příznivě ovlivňuje pozvolné ochlazování svarového spoje a na přijatelnou úroveň snižuje hodnotu vnitřního pnutí. Předehřev umožní i lepší únik vodíku ze svarového spoje. 
Při poklesu okolní teploty pod 5 stupňů C platí již dříve zmíněná zásada, že obrobek musí být předehřán minimálně na pokojovou teplotu.

Doporučené teploty předehřevu pro obloukové svařovánm

Podmínky svařování
Je třeba mít na zřeteli, že vysoké rychlosti ochlazování, v důsledku malého přívodu tepla při svařování, mohou vést k vysokým tvrdostem v oblasti tepelně ovlivněné zóny a tím i k reálnému nebezpečí vzniku trhlin za studena.
Naopak při nastavení příliš nízkých rychlostí ochlazování, prostřednictvím zvýšeného přívodu tepla, se jednak rozšíří tepelně ovlivněná zóna v okolí svaru a v takto ovlivněné zóně se zhorší původní houževnatost a otěruvzdornost materiálu.
Změny tvrdosti v okolí místa svaru znázorňuje graf.

Dále je třeba dbát na to, aby odtavování kovu z elektrody bylo vedeno příčně ke svarovému spoji. 
Při svařování oceli Brinar 400 Cr nedochází v tepelně ovlivněné zóně k významné změně původních vlastností materiálu.

Čas t 8/5 musí být v rozmezí 8 - 15 s. Teplota mezivrstvy musí ležet v ideálním případě  na rozmezí 150 - 175 st. C a neměla by překročit 250 st. C. Hodnota "přívodu tepla" musí být pod 2,5 kJ/mm.

Doporučený maximální přívod tepla při svařování - tupý svár

Volba přídavných svařovacích materiálů
Svařovací metoda	Označení svařovacího materiálu
El. obl. - ruční	pro svary namáhané otěrem
	basické obalené elektrody
	FOX EV 50, FOX EV 85	E 7018-1, E 11018-G	Böhler
	OK 48.00, OK 48.30, OK 55.00	E 7018	ESAB
	jako podkladová vrstva podloženého svaru a výplňová vrstva
	FOX DUR 350, FOX EV 85	E 11018-G	Böhler
	OK 83.50, OK 84.58		ESAB
	jako krycí vrstva
	pro svary nezatížené otěrem
	jako podkladová, výplňová a krycí vrstva
	FOX EV 50, FOX A7 CN	E 7018-1, E 307-15	Böhler
	OK 48.00, OK 48.30, OK 55.00	E 7018	ESAB
UP	bez namáhání na otěr
	Flux 10.71/Autrod 12.20, Flux 10.62/Autrod 12.22	F7A4-EM12, F6A4-EM12	ESAB
	jako podkladová, výplňová a krycí vrstva
	s namáháním na otěr
	OK Flux 10.71/Tubrodur 15.52		ESAB
	jako krycí vrstva
MAG*	s namáháním na otěr
	jako podkladová vrstva podloženého svaru a výplňová vrstva
	EMK6-D, EMK8-D,          X 70-IG,	ER70S-R, ER110S-G,	Böhler
	OK Autrod 12.51 (12.64), OK Tubrod 14.12 (15.05, 15.06)	ER70S-6, E71T-G, E71T-5	ESAB
	jako krycí vrstva
	DUR 350-IG, X 70-IGER	ER110S-G	Böhler
	OK Tubrod 15.50, OK Autrod 13.91		ESAB
	pro svary nezatížené otěrem
	jako podkladová, výplňová a krycí vrstva
	EMK6-D, A7 CN-IG	ER70S-R, ER307	Böhler
	OK Autrod 12.51, (12.64), OK Tubrod 14.12 (15.05, 15.06)	ER70S-6, E71T-G,  E71T-5	ESAB

Při volbě přídavného svařovacího materiálu je nutno zohlednit, zda povrch svarového spoje bude namáhán abrazí.

V takovém případě se doporučuje podkladová a výplňová vrstva svaru ze zásaditých elektrod s cílem získat dobrou houževnatost svarového spoje a předejit tím tvorbě trhlin. Finální krycí vrstvu pak provést ze speciálních elektrod odolných abrazi.