Bulk Analysis of High-Speed and Cold-Working Tool Steel

Význam tématu

Analýza chemického složení nástrojových ocelí je klíčová pro zajištění požadovaných mechanických vlastností, odolnosti proti opotřebení i vysokým teplotám. Přesná kontrola obsahu legovacích prvků zvyšuje kvalitu nástrojů a optimalizuje výrobní náklady.

Cíle a přehled studie

Cílem application note je ukázat schopnosti spektrometru GDS900 pro rychlou a spolehlivou kvantifikaci Fe, C, Cr, V, W, Mo a dalších prvků v různých skupinách nástrojových ocelí (skupiny M, T, H, D, A). Studie demonstruje kalibrace, dobu analýzy a přesnost měření.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda založená na glow discharge atomic emission spectrometry využívá sputterování vzorku v plazmatu, které minimalizuje vliv předchozí metalurgické historie materiálu. Povrchy vzorků se upravují pomocí 120-grit disků z oxidů zirkonia. Kalibrace je tvořena CRM a RM standardy, drift korigují homogenní SUS standardy. Pro rychlou rutinní kontrolu se využívá režim tří po sobách následujících analýz bez přemísťování vzorku, s celkovou dobou 70–90 s.

Použitá instrumentace

• GDS900 atomic emission spectrometer, LECO
• Belt Grinder LECO BG pro přípravu povrchů
• Polisher LECO PX pro dokončovací úpravu povrchů

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky prvků Cr, Mo, V a W zahrnují nízké i vysoké koncentrace odpovídající všem skupinám nástrojových ocelí.
• Testy na gradech A-11, D-2, M-2, T-1 a M-1 prokázaly vysokou přesnost s relativní odchylkou RSD pod 1 % pro většinu prvků.
• Spektra obsahují převážně neutrální atomové přechody, což snižuje počet intervencí na minimum.
• Opakovatelnost výsledků a rychlost analýzy podporují rutinní výrobní i QA/QC kontrolu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá verifikace chemického složení mezi výrobními kroky.
• Snížení výrobních nákladů díky přesnému dávkování drahých legovacích prvků.
• Zvýšení spolehlivosti nástrojů díky včasné detekci odchylek od specifikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry zahrnují automatizaci přípravy vzorků, rozšíření rozsahu měřených prvků a propojení spektrometrů s výrobními informačními systémy. Implementace pokročilých algoritmů pro zpracování dat může dále zvýšit rychlost a robustnost analýzy.

Závěr

LECO GDS900 je vysoce výkonný nástroj pro rutinní analýzu nástrojových ocelí, který kombinuje rychlost, přesnost a jednoduchou obsluhu. Metoda podporuje kontrolu kvality ve výrobním prostředí a pomáhá optimalizovat náklady na legování.

Reference

• LECO Corporation; Application Note Bulk Analysis of High-Speed and Cold-Working Tool Steel, Form No. 203-821-596, 2019.