Kalenie, nazývané aj kalenie, je proces ohrevu a následného ochladzovania ocele (alebo inej zliatiny) vysokou rýchlosťou, pri ktorom dochádza k výraznému zvýšeniu tvrdosti, či už na povrchu alebo v celej ploche. V prípade vákuového kalenia sa tento proces vykonáva vo vákuových peciach, v ktorých je možné dosiahnuť teploty až do 1 300 °C. Metódy kalenia sa líšia v závislosti od spracovávaného materiálu, ale najbežnejšie je kalenie plynom pomocou dusíka.
Kalenie vákuovým plynom:
Počas kalenia vo vákuovom plyne sa materiál ohrieva v neprítomnosti kyslíka konvekciou v prostredí inertného plynu (N₂) a/alebo tepelným žiarením v podtlaku. Oceľ sa kalí prúdom dusíka, pričom rýchlosť ochladzovania je možné určiť výberom pretlaku. V závislosti od tvaru obrobku je možné zvoliť aj smer a čas vháňania dusíka. Optimalizácia času a regulácia teploty ocele sa vykonávajú počas procesu pomocou pilotných termočlánkov, ktoré je možné umiestniť na obrobok v ohrievacej komore. Oceľ tepelne spracovaná vo vákuovej peci získava špecifikované vlastnosti pevnosti a tvrdosti v celom priereze bez povrchového oduhličenia. Austenitické zrno je jemné a spĺňa medzinárodné normy.
Týmto spôsobom je možné kaliť prakticky všetky technicky zaujímavé oceľové zliatiny, ako sú pružinové ocele, ocele tvárnené za studena, kalené a popúšťané ocele, ocele pre valivé ložiská, ocele tvárnené za tepla a nástrojové ocele, ako aj veľké množstvo vysoko legovaných nehrdzavejúcich ocelí a zliatin liatiny.
Vákuové kalenie olejom
Kalenie vo vákuovom oleji je ochladzovanie zahriatych materiálov pomocou vákuového oleja. Keďže prenos vsádzky prebieha vo vákuu alebo ochrane inertného plynu po vákuovom prepláchnutí pece, povrch dielu je vždy chránený, kým nie je úplne ponorený do oleja. Ochrana povrchu je veľmi podobná, či už ide o kalenie v oleji alebo plyne.
Hlavnou výhodou v porovnaní s konvenčnými riešeniami kalenia v oleji za atmosféry je presná kontrola parametrov chladenia. Pri vákuovej peci je možné upravovať štandardné parametre kalenia – teplotu a miešanie – a tiež upravovať tlak nad kaliacou nádržou.
Zmena tlaku nad nádržou vyvolá rozdiel tlaku vo vnútri olejového kúpeľa, čo zmení krivku účinnosti chladenia oleja definovanú pri atmosférickom tlaku. Zóna varu je v skutočnosti fáza, počas ktorej je rýchlosť chladenia najvyššia. Zmena tlaku oleja zmení jeho odparovanie v dôsledku tepla záťaže.
Zníženie tlaku aktivuje jav odparovania, ktorý iniciuje fázu varu. Tým sa zvýši účinnosť chladenia kaliacej kvapaliny a zlepší sa kaliteľnosť v porovnaní s atmosférickými podmienkami. Masívne generovanie pary však môže spôsobiť jav plášťa a potenciálne deformáciu.
Zvýšenie tlaku v oleji bráni tvorbe pary a spomaľuje odparovanie. Plášť priľne k dielu a ochladzuje sa rovnomernejšie, ale menej drasticky. Kalenie oleja vo vákuu je preto rovnomernejšie a spôsobuje menšiu deformáciu.
Vákuové kalenie vodou
Proces podobný kaleniu vo vákuovom oleji. Je to ideálne riešenie na kalenie hliníka, titánu alebo iných materiálov, ktoré je potrebné dostatočne rýchlo ochladiť.
Čas uverejnenia: 7. mája 2022