Bulk Analysis of Tool Steels High Speed (T & M), Hot and Cold Work (H & D)

Význam tématu

Analýza chemického složení kalených ocelí je klíčová pro zajištění požadovaných mechanických vlastností nástrojů, jako je odolnost vůči opotřebení, vysokým teplotám a rázům. Spolehlivá a rychlá metoda chemické kontroly pomáhá optimalizovat náklady na legující prvky a předcházet předčasným selháním nástrojů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem publikace je demonstrovat schopnosti atomové emisní spektrometrie s glow discharge (GDS) na přístroji LECO GDS500A pro analýzu skupin M (Mo), T (W), H (teplá práce) a D (studená práce) ocelí. Studie ukazuje přesnost, reprodukovatelnost a provozní rychlost metody na standardních materiálech IARM a Brammer.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla využita emisní spektrometrie s glow discharge zdrojem, kde je materiál způsobem sputteringu rovnoměrně odebírán z povrchu a excitován do emitujících atomárních čar. Základní prvky metodiky:

• Přístroj: LECO GDS500A
• Příprava vzorku: broušení 120 zrnitým zirkoniovým páskem nebo mokrý kotouč
• Doplňkové příslušenství: pásová bruska LECO BG, leštička LECO VP
• Kalibrace: lineární křivky pro široký rozsah koncentrací, standardy CRM a RM od Brammer, ARMI, BAS
• Driftová korekce: homogenizační standardy (SUS), případně RM a CRM
• Časy analýzy: 70 s pro jeden burn, 90 s pro tři analýzy na jedné pozici

Hlavní výsledky a diskuse

Na čtyřech standardních tool steel materiálech (T-1, M-1, H-13, D-2) dosáhla metoda:

• Relativní chyby většiny prvků pod 2 %
• RSD typicky pod 1 %
• Lineární kalibrace molybdenu a wolframu pro vysoké i nízké koncentrace
• Minimalizace vlivu metalurgické historie díky analýze mimo povrch vzorku

Výsledky potvrzují vysokou přesnost a opakovatelnost GDS500A pro složitější vysoce legované oceli.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a bezkontaktní analýzu s minimální přípravou vzorku
• Úsporu nákladů na drahé legující prvky díky přesné kontrole kompozice
• Vysokou propustnost laboratorních a výrobních procesů
• Možnost integrování do QA/QC protokolů výrobců nástrojových ocelí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané rozšíření a zdokonalení metody:

• Automatizované on-line monitorování výrobních linek
• Rozšíření aplikace na tenké povlaky a vícivrstvé materiály
• Integrace chemometrických modelů pro lepší rozlišení stopových prvků
• Využití v pokročilých průmyslových 4.0 systémech

Závěr

LECO GDS500A prokázal schopnost poskytovat rychlou, přesnou a reprodukovatelnou chemickou analýzu nástrojových ocelí. Metoda přispívá k efektivnější výrobě nástrojů s garantovanými vlastnostmi a výrazně snižuje riziko selhání.

Reference

• LECO Corporation, Form No. 209-076-032, 6/07
• Kalibrační materiály CRM a RM od výrobců Brammer, ARMI, BAS