W celu uzyskania komponentów metalowych o określonych kształtach, strukturze i zwiększonej wytrzymałości, konieczna jest specjalna obróbka. Jedną z metod stosowanych w tym celu jest kulowanie metalu. Na czym dokładnie polega ten proces i jakie korzyści uzyskuje się w wyniku kulowania metalu?
Definicja i cel obróbki
Kulowanie to obróbka na zimno. Proces ten polega na bombardowaniu metalu drobnymi, kulistymi cząsteczkami (śrutem). Skutkuje to wytworzeniem na powierzchni materiału poddawanego kulowaniu mikroskopijnych wgnieceń i wgłębień. Powierzchnia metalu ulega w związku z tym odkształceniu. Jednocześnie metal próbuje powrócić do pierwotnego kształtu, wytwarzając pod powierzchnią wgnieceń półkule charakteryzujące się wysokimi naprężeniami ściskającymi.
Kulowanie metalu przeprowadza się w celu zwiększenia jego wytrzymałości i trwałości. Wszelkiego rodzaju uszkodzenia wywołane zmęczeniem materiału czy też korozją rozpoczynają się w warstwie powierzchniowej. Okazało się jednocześnie, że wysokie naprężenia ściskające zapobiegają dalszemu postępowaniu zniszczeń. Kulowanie ma więc na celu wytworzenie jednolitej warstwy, w której występują tego typu naprężenia. Jest to możliwe, ponieważ cząstki powodujące wgniecenia są tak małe, że nachodzą na siebie. Dzięki temu występująca tuż pod nimi strefa wysokich naprężeń ściskających jest praktycznie jednolita i doskonale zabezpiecza materiał przed postępowaniem zniszczeń w jego głębsze struktury. Wartość naprężeń ściskających tuż pod powierzchnią warstwy wgłębień jest co najmniej tak duża, jak połowa granicy plastyczności materiału poddawanego obróbce.
Rodzaj śrutu, a więc średnicę kulek oraz to, z jakiego materiału są one wykonane, dobiera się w zależności od grubości metalu i jego kształtu. Należy uwzględnić także strefy krytyczne (m.in. promienie przejść) i chropowatość elementu. W zależności od tych parametrów dobierana jest także intensywność kulowania.
Korzyści
Metal poddany procesowi kulowania jest dużo bardziej wytrzymały. W znacznym stopniu podnosi to jego odporność na różnego rodzaju korozje: zmęczeniową, naprężeniową prowadzącą do pękania, wodorową, cierną (fretting), międzykrystaliczną oraz na zatarcia i erozje będące wynikiem kawitacji. Zdecydowanie zwiększa się również wytrzymałość na zmęczenie oraz zużycie w wyniku tarcia.
Zastosowanie
Kulowanie metalu stosuje się w przypadku bardzo wielu części urządzeń używanych w różnych gałęziach przemysłu. W szczególności są to elementy maszyn produkcyjnych, które pracują w sposób ciągły, wskutek czego są najbardziej narażone na zużycie w wyniku korozji.
Kulowanie metalu za pomocą profesjonalnego sprzętu przeprowadzane jest przez firmę https://www.cwst.pl/kulowanie-kontrolowane.html Zajmują się tym osoby o odpowiednich kwalifikacjach, z dużym doświadczeniem w pracy z obróbką metali.
