Ako vyhodnotiť kvalitu tepelného spracovania vrtáka

1. Tvrdosť podľa Rockwella (HRC) – Konzistentnosť je dôležitejšia ako len jednorazové meranie

Skúšanie tvrdosti podľa Rockwella C je najpriamejší a najrozšírenejší spôsob overenia výsledkov tepelného spracovania – takmer každý výrobca vrtákov a nezávislý inšpektor má túto možnosť. Samotné meranie však veľa nehovorí. Dôležité je, či tvrdosť zostáva v konzistentnom, primeranom rozsahu naprieč viacerými kusmi z tej istej šarže.

Pri špirálových vrtákoch HSS je základnou logikou to, že rezná hrana je kalená kvôli odolnosti proti opotrebovaniu, zatiaľ čo stopka je ponechaná relatívne menej tvrdá, aby mohla absorbovať nárazy bez toho, aby sa stala krehkou. Samotný gradient tvrdosti je zmysluplným znakom toho, že tepelné spracovanie bolo vykonané správne – je to tiež overovacia metóda, ktorá stojí za problémom „prekalenie spôsobuje krehké porušenie“, ktorým sme sa zaoberali v predchádzajúcom článku. Bežne uvádzané referenčné rozsahy v odvetví pre reznú hranu kvalitných špirálových vrtákov HSS sú okolo 63 – 66 HRC, hoci presná hodnota sa líši v závislosti od priemeru a triedy (M2, M35 atď.).

Na čo sa opýtať dodávateľa:protokol o skúške tvrdosti, ktorý identifikuje miesto skúšky (konkrétne reznú hranu) a nie jedno neoznačené číslo.

2. Dávkový odber vzoriek – nielen referenčná vzorka

Jeden vrták, ktorý prejde testom tvrdosti, neznamená, že celá dávka je konzistentná. Rovnomernosť teploty vo vnútri pece, hustota vsádzky a ďalšie procesné premenné môžu spôsobiť odchýlky v rámci jednej dávky. Spoľahlivejšou kontrolou je náhodne vybrať niekoľko kusov z tej istej dávky na testovanie, než testovať iba vzorku, ktorú dodávateľ špeciálne vyhradil. To je dôležité najmä pri cezhraničnom získavaní zdrojov, kde kupujúci zvyčajne dostávajú iba obmedzený počet vzoriek – a prejdená vzorka nezaručuje, že zvyšok dávky sa jej zhoduje.

3. Vizuálna kontrola – priamy signál pre brúsenie a spálenie

Ak nie sú parametre brúsenia dobre kontrolované, proces môže lokálne popúšťať alebo opätovne kaliť povrch vrtáka, čo sa zvyčajne prejaví ako viditeľné zafarbenie – modrastý alebo tmavý odtieň, ktorý nezodpovedá okolitému povrchu. Preto je vizuálna kontrola nevyhnutná po brúsení a pred balením: v tomto bode je možné priamo zachytiť akékoľvek nezvyčajné zafarbenie alebo povrchovú chybu, namiesto toho, aby sa objavila neskôr, keď zákazník začne nástroj používať.

Pokročilejšie metódy kontroly – ako je magnetická časťová kontrola na praskliny spôsobené kalením, testovanie leptaním Nital alebo testovanie vírivými prúdmi na spálenie po brúsení – sú druhy kontrol, ktoré priemysel posiela do externého laboratória, keď existuje podozrenie na problém s dávkou. Sú to potvrdzovacie nástroje na riešenie problémov, nie niečo, čo sa rutinne aplikuje na každú dávku. O týchto metódach sa oplatí vedieť pri hodnotení nového dodávateľa alebo vyšetrovaní problému s dávkou, a nie niečo, čo sa očakáva ako štandardný krok pri každej objednávke.

4. Riadenie procesov – nielen výsledok

Skutočná záruka kvality tepelného spracovania pochádza z kontroly procesu, nie z dodatočného triedenia dobrých kusov. Po kalení si HSS zachováva značné množstvo netransformovaného austenitu, ktorý naďalej ovplyvňuje stabilitu a húževnatosť ocele, ak sa neošetrí. To zvyčajne vyžaduje dva až tri cykly popúšťania: každý cyklus premieňa viac zvyšného austenitu na martenzit a zmierňuje krehkosť, ktorá by inak viedla k praskaniu. Údaje z priemyslu tiež ukazujú, že jeden cyklus popúšťania môže stále zanechať približne 10 % zvyšného austenitu a na zníženie tohto podielu pod 5 % sú zvyčajne potrebné aspoň dva cykly popúšťania.

Inými slovami: koľko cyklov popúšťania bolo použitých, je legitímna a užitočná otázka. Vrták, ktorý bol popúšťaný iba raz, môže vykazovať prijateľné číslo tvrdosti a stále mu chýba štrukturálna stabilita – to je jedna zo základných príčin poruchy „tvrdosť vyzerá dobre, ale stále je krehká“, o ktorej sme hovorili v predchádzajúcom článku.