Kalení čepelí mečů pro HEMA s využitím kalicího lisu

Abstract

Martenzitická transformácia pri kalení oceli je nevyhnutne spojená so vznikom vnútorného napätia, čo vo väčšine prípadov vedie k plastickej deformácii kalenej súčasti. Existuje viacero spôsobov, ako znížiť rozsah deformácií pri kalení. Jeden z najviac efektívnych je aplikácia kaliaceho lisu. Konštrukcia kaliaceho lisu bez otvoreného prúdu kvapalného kaliaceho média pre kalenie tenkých, plochých súčastí je relatívne jednoduchá, v praxi je však technológia využívaná vzácne. Hlavným obmedzením metódy je okrem vysokej investičnej ceny náročnosť predpovedania odvodu tepla z kalenej súčasti kvôli komplexnosti stanovenia tepelnej vodivosti v kontakte medzi kalenou súčasťou a kaliacim lisom. Príkladom súčasti, ktorej výroba je značne predražovaná vplyvom kalením indukovaných deformácií, sú čepele športových mečov. Experimentálna časť tejto diplomovej práce testuje kalenie vzoriek z oceli používanej na výrobu čepelí mečov, 42CrMo4, s využitím dvoch odlišných konštrukcií kaliacich čeľustí. Analýza kalených vzoriek dokazuje, že kalenie kaliacim lisom dosahuje výsledkov podobných až lepších ako kalenie konvenčnými kaliacimi médiami. Navrhovaný spôsob kalenia výrazne obmedzuje deformácie vznikajúce pri kalení a má minimálne prevádzkové náklady spojené s používaním tekutých kaliacich médií a preto sa ukazuje byť vhodným pre kalenie čepelí športových mečov.Martensitic transformation during quenching is inherently related to creation of residual stresses within the quenched part, which lead to quenching-induced distortion. There are multible approaches to reducing quenching-induced distortion. Among the more effective is utilising cold die quenching. Construction of a cold die quench press for quenching thin, flat parts is relatively simple, but scarcely used due to high investment costs and the difficulty of determining thermal contact conductance between quench press dies and quenched part. An example of a part whose manufacture is complicated because of quenching-induced distortion is a sword blade. The experimental part of this thesis examines quenching samples of a steel used for making sword blades, 42CrMo4, using two different quench press die constructions. Analysis of said samples shows that proposed quenching method is comparable or superior to quenching via conventional quenchants. Proposed quenching method lowers quenching-induced distortion and has minimal recurring costs connected to using liquid quenchants and the method is therefore viable for quenching sword blades.