(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2015/36 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. B24C 11/00 ( ) B22F 1/00 ( ) B22F 9/08 ( ) B24C 1/10 ( ) C21D 7/06 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Sposób wytwarzania materiału strzelniczego do kulowania (30) Pierwszeństwo: JP (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/36 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2015/12 (73) Uprawniony z patentu: Sintokogio, Ltd., Nagoya, JP (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 MASAHIKO MITSUBAYASHI, Toyota, JP TAKAAKI KANAZAWA, Toyota, JP MASAYUKI ISHIKAWA, Kitanagoya, JP (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Paweł Rozbicki INTERPAT BIURO OCHRONY WŁASNOŚCI INTELEKTUALNEJ ul. A.E. Odyńca Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 EP B1 Nasz znak: EP/201/15 Opis [0001] Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania materiałów strzelniczych do kulowania. [Tło wynalazku] [0002] Formalnie wiadomo, że obróbka kulowaniem do poprawiania wytrzymałości zmęczeniowej części, np. przekładni, wału i innych części pojazdu, przekazuje ściskające naprężenie szczątkowe na powierzchnie części przez wyrzucanie twardych cząstek. [0003] W ostatnich latach potrzeba lekkiego pojazdu spowodowała zapotrzebowanie na zmniejszenie rozmiaru jego części tak, że stało się konieczne dalsze poprawienie wytrzymałości zmęczeniowej. Dlatego też dziedzina obróbki kulowaniem dała motywację do znalezienia techniki wytwarzania materiałów do wyrzucania, mających większą twardość. [0004] Dodatkowo, dziedzina obróbki kulowaniem uzasadnia technikę regulowania i zarządzania twardością materiałów do wyrzucania, aby stabilniej zapewniać jakość materiałów do wyrzucania. [0005] Chociaż są dostępne i stosowane jako materiały do wyrzucania np. ceramika, szkło metaliczne i metal kompozytowy WC, mające dużą twardość, koszty tych materiałów są niepraktycznie wysokie. [0006] Ponadto, przy hartowaniu i odpuszczaniu, które są podawane jako jedyne przykłady technik poprawy twardości materiału stalowego, którego koszt jest stosunkowo niższy, istnieje limit wartości, do której materiał twardnieje, a więc trudno jest utwardzić ten materiał. [0007] Formalnie, aby rozwiązać powyższy problem, znany jest sposób wytwarzania śrutów metalowych, jak ujawniono w literaturze patentowej 1. Sposób obejmuje etapy wyrzucania i uderzania śrutami mającymi twardość, która jest taka sama lub większa niż metalowe śruty do wytwarzania, do uderzania w powierzchnię śrutów metalowych, powodując miejscowe podniesienie wysokiej temperatury przy warstwie powierzchniowej śrutów metalowych, do temperatury

3 2 EP B1 wyższej niż wcześniej określona temperatura i szybkie schłodzenie śrutów metalowych w celu poprawy wytrzymałości zmęczeniowej. [0008] Tym sposobem ujawnionym w literaturze patentowej 1 można poprawić twardość powierzchni śrutów metalowych. Ponadto, podczas powtarzania etapu wyrzucania śrutów w śruty metalowe, temperatura śrutów metalowych jest zwiększona ponad wcześniej określoną temperaturę, skutkując tym samym hartowaniem. Skutkuje to także efektem odpuszczania śrutów metalowych, gdy temperatura zostaje zmniejszona poniżej wcześniej określonej temperatury. Dlatego też można też poprawić twardość śrutów metalowych. [0009] Jednakże, powtarzanie etapu uderzania śrutami o śruty metalowe często wiąże się z poprawieniem twardości śrutów metalowych. Dlatego też, jako że twardość wszystkich śrutów metalowych nie jest wystarczająco kontrolowana, istnieje taka wada, że powyższy sposób jest niewłaściwy dla stabilnej kontroli masowo produkowanych śrutów metalowych. Ponadto, trudno jest osiągnąć wystarczająco wysoką twardość za pomocą tanich materiałów, gdy stosuje się np. sposób ujawniony w literaturze patentowej 1. [LITERATURA PATENTOWA 1] Japońska Publikacja Patentowa Laid-Open Nr Tokkaihei 8[1996]-3633 [0010] Dokument EP ujawnia na stronie 3, wiersze 8 do 12, twardnienie żelaznego materiału śrutów poprzez hartowanie i odpuszczanie. Ten sam dokument, jako alternatywę, ujawnia na stronie 3, wiersze 1 do 7, umacnianie odkształceniowe materiału śrutów poprzez uderzanie utwardzalnym śrutem o powierzchnię. [UJAWNIENIE WYNALAZKU] [PROBLEM, KTÓRY WYNALAZEK MA ROZWIĄZAĆ] [0011] Jednym celem wynalazku jest zapewnienie sposobu wytwarzania materiałów do wyrzucania do kulowania, aby osiągnąć wystarczająco dużą twardość przy niższym koszcie materiałów. [ŚRODEK ROZWIĄZUJĄCY PROBLEM] [0012] Sposób według zastrzeżenia 1 to sposób wytwarzania materiałów do wyrzucania do kulowania, przy czym sposób zawiera następujące etapy:

4 3 EP B1 hartowanie materiałów do wyrzucania poprzez gwałtowne ich chłodzenie; odpuszczanie materiałów do wyrzucania we wcześniej określonej temperaturze odpuszczania; umacnianie odkształceniowe materiałów do wyrzucania poprzez przykładanie do nich naprężenia; gdzie stal stosuje się jako surowiec do materiałów do wyrzucania. [0013] Korzystnie, według zastrzeżenia 2, wcześniej określona temperatura odpuszczania jest ustawiana w zakresie od 130 C lub więcej do 230 C lub mniej. [0014] Korzystnie, według zastrzeżenia 3, wcześniej określona temperatura odpuszczania jest ustawiana w zakresie 160 C lub więcej do 230 C lub mniej. [ZALETY WYNALAZKU] [0015] Za pomocą wynalazku można osiągnąć wystarczająco dużą twardość, podczas gdy obniżone zostają koszty materiałów. [0016] Powyższe i inne właściwości i zalety zostaną dodatkowo wyjaśnione za pomocą poniższego szczegółowego wyjaśnienia. Nawiązuje ono do dołączonych rysunków. [KRÓTKI OPIS FIGUR] [0017] [Fig. 1] Fig. 1 przedstawia użycie materiałów do wyrzucania do kulowania według wynalazku. [Fig. 2] Fig. 2 to diagram sekwencji działań sposobu wytwarzania materiałów do wyrzucania do kulowania według wynalazku. [Fig. 3] Fig. 3 to rysunek schematyczny procesu hartowania według wynalazku. [Fig. 4] Fig. 4 to rysunek schematyczny procesu odpuszczania według wynalazku. [Fig. 5] Fig. 5 to rysunek schematyczny procesu umacniania odkształceniowego według wynalazku. [Fig. 6] Fig. 6 przedstawia stosunki między temperaturami odpuszczania, twardością po procesie odpuszczania i twardością po procesie umacniania

5 4 EP B1 odkształceniowego, gdy temperatury odpuszczania są zmieniane w procesie odpuszczania. [Fig. 7] Fig. 7 przedstawia wartości resztkowych naprężeń ściskających, które są przykładane do elementów obrabianych przeznaczonych do kulowania, gdy procesy kulowania są przeprowadzane za pomocą materiałów do wyrzucania, które są wytwarzane za pomocą procesu wytwarzania materiałów do wyrzucania do kulowania według wynalazku. Fig. 7 przedstawia także wzorcowe materiały do wyrzucania dla porównania. [NAJLEPSZY TRYB PRZEPROWADZANIA WYNALAZKU] [0018] Poniżej zostanie objaśniony w nawiązaniu do Fig. 1 jeden przykład wykonania materiałów do wyrzucania do procesu kulowania (dalej zwanych materiałami do wyrzucania ). [0019] Materiały 1 do wyrzucania to cząstki śrutu ze stali, mające określony rozmiar cząstki. Materiały 1 do wyrzucania są wyrzucane za pomocą urządzenia do kulowania 2 do komponentu docelowego 3 tak, że materiały 1 do wyrzucania zderzają się z komponentem docelowym 3, aby przyłożyć resztkowe naprężenie ściskające do powierzchni komponentu docelowego 3, aby poprawić wytrzymałość zmęczeniową. [0020] Urządzenie 2 do kulowania jest skonfigurowane do wyrzucania materiałów 1 do wyrzucania za pomocą, na przykład, siły odśrodkowej wywołanej za pomocą sprężonego powietrza lub łopat obrotowych. Urządzenie 2 do kulowania wyrzuca materiały 1 do wyrzucania z określoną prędkością do komponentu docelowego 3, usytuowanego w miejscu o określonej odległości od urządzenia 2 do kulowania. [0021] Komponent docelowy 3 to element do kulowania za pomocą materiałów 1 do wyrzucania. Materiały 1 do wyrzucania są wyrzucane w komponent docelowy 3 i z nim się zderzają za pomocą urządzenia 2 do kulowania tak, że do jego powierzchni przykładane jest resztkowe naprężenie ściskające. Komponent docelowy 3 zawiera, ale nie jest do tego ograniczony, na przykład komponent pojazdu, taki jak przekładnia lub wał. [0022] Teraz zostanie objaśniony w nawiązaniu do Fig. 2-5 proces S10 do wytwarzania materiałów 1 do wyrzucania.

6 5 EP B1 [0023] Jak pokazano na Fig. 2, proces S10 do wytwarzania materiałów do wyrzucania obejmuje proces hartowania S20, proces odpuszczania S30 i proces umacniania odkształceniowego S40. [0024] Jak pokazano na Fig. 3, proces hartowania S20 to proces obróbki termicznej stosujący rozpylanie wody, w którym materiały stalowe jako surowce stanowiące materiały do wyrzucania są spryskiwane wodą w fazie stopionej (czyli fazie stopionego metalu), aby uzyskać hartowanie cząstek granulowanych, gdzie każda ma określoną średnicę. [0025] W procesie hartowania S20, jako materiały do granulowania stosuje się materiał stalowy mający właściwość hartowania. Ta stal jest spryskiwana wodą w fazie stopionej, tj. stopiona stal mająca strukturę austenitu tak, że stopiona stal może zostać zahartowana ( hartowanie ) i stać się strukturą martenzytu. Materiał stalowy stanowiący materiały 1 do wyrzucania tworzy się jako cząstki granulowane 4, przy czym każda ma określoną średnicę cząstki przez cały proces hartowania S20. Ich twardość jest wzmacniana poprzez hartowanie. Ponadto, obniżana jest wytrzymałość cząstek granulowanych 4. [0026] Proces hartowania S20 nie jest ograniczony do procesu z rozpylaniem wody, ale może zamiast tego być procesem uzyskiwania hartowanych cząstek granulowanych za pomocą materiału ze stopionego metalu, takim jak rozpylanie gazowe i rozpylanie tarczowe lub proces hartowania, który przeprowadza się za pomocą gwałtownego hartowania. [0027] Jak pokazano na Fig. 4, proces hartowania S30 jest obróbką termiczną, w której cząstki granulowane 4 utworzone poprzez proces hartowania S20 ogrzewa się w piecu grzewczym 5 przez określony okres, a następnie powoli schładza. [0028] W procesie odpuszczania S30, zahartowane cząstki granulowane 4 są odpuszczane poprzez ogrzanie ich w piecu grzewczym 5, którym można sterować w celu uzyskania stałej określonej temperatury w piecu (od 130 lub więcej do 230 C lub mniej, korzystniej od 160 C lub więcej do 230 C lub mniej), i przez określony okres. [0029] Takie odpuszczanie stosujące stosunkowo niską temperaturę powoduje stan, w którym resztkowa struktura austenitu ( austenit resztkowy ), która podczas

7 6 EP B1 procesu hartowania wciąż pozostaje bez przemiany martenzytycznej, nadal się utrzymuje po odpuszczaniu. Ponadto, proces odpuszczania S30 wzmacnia wytrzymałość materiałów granulowanych 4, która została obniżona przez proces hartowania S20. [0030] Proces odpuszczania S30 nie ogranicza się do procesu ogrzewania cząstek granulowanych w piecu grzewczym 5, ale może zamiast tego być procesem, w którym odpuszczanie przeprowadza się w określonej temperaturze. W świetle osiągania wystarczającej wytrzymałości cząstek granulowanych 4, a więc materiałów 1 do wyrzucania, aby zapewnić ich wystarczającą trwałość zmęczeniową, pożądane jest, aby odpuszczanie zostało przeprowadzone w temperaturze, która jest taka sama lub wyższa niż temperatura (130 C) do uzyskania wystarczającego efektu z odpuszczania. [0031] Jak pokazano na Fig. 5, proces umacniania odkształceniowego S40 to obróbka modyfikująca, w której cząstki granulowane 4, które są odpuszczane poprzez proces odpuszczania S30, są wielokrotnie wyrzucane do materiału docelowego 7 za pomocą urządzenia do kulowania 6, aby zwiększyć twardość cząstek granulowanych 4. [0032] W procesie umacniania odkształceniowego S40, cząstki granulowane 4, które zostały odpuszczone, są wyrzucane do materiału docelowego 7. Ma on twardość, która jest taka sama lub wyższa niż twardość cząstek granulowanych 4, przy użyciu urządzenia do kulowania 6 w określonych warunkach wyrzucania, takich jak określona prędkość i określona odległość tak, że cząstki granulowane 4 uderzają w materiał docelowy 7, w celu utwardzającej obróbki powierzchni każdej cząstki granulowanej 4. [0033] W tym procesie modyfikuje się resztkowy austenit w obrębie każdej cząstki granulowanej 4 i powoduje, że tworzy on formację martenzytu tak, że twardość każdej cząstki granulowanej 4 można dodatkowo wzmocnić. Powtarzając wyrzucanie cząstek granulowanych 4 określoną liczbę razy (lub przez określony okres), można uzyskać cząstki granulowane 4, które zostały wystarczająco zmodyfikowane, a więc utwardzone. [0034] Warunki wyrzucania, takie jak określona prędkość i określona odległość w procesie umacniania odkształceniowego S40 można odpowiednio zmieniać w

8 7 EP B1 oparciu o takie dane, jak rozmiar cząstki i masa każdej cząstki granulowanej 4. [0035] Proces umacniania odkształceniowego S40 nie jest ograniczany do procesu wywierania sił uderzeniowych na cząstki granulowane 4 poprzez wyrzucanie ich, aby uderzały w materiał docelowy 7 za pomocą urządzenia do kulowania, ale może zamiast tego być procesem, w którym cząstki granulowane 4 mają odkształcenia plastyczne i twardnieją poprzez przyłożenie do nich określonego naprężenia. [0036] Cząstki granulowane 4, które podlegają procesowi hartowania S20, procesowi odpuszczania S30 i procesowi umacniania odkształceniowego S40, w tej kolejności, jak opisano powyżej, stosowane są jako materiały 1 do wyrzucania, aby były wyrzucane do komponentów docelowych 3 i uderzały o nie przy zastosowaniu urządzenia do kulowania 2 w procesie kulowania. [0037] Jak opisano powyżej, proces S10 do wytwarzania materiałów do wyrzucania, wykorzystuje materiały stalowe mające właściwości hartujące jako surowce. Proces hartowania S20 tworzy cząstki granulowane 4, które zostały zahartowane poprzez rozpylenie wody. Proces odpuszczania S30 następnie wyżarza cząstki granulowane 4 poprzez ogrzanie ich w piecu grzewczym 5 w określonej temperaturze i przez określony okres. Proces umacniania odkształceniowego S40 następnie wyrzuca cząstki granulowane 4 i uderza w materiał docelowy 7 za pomocą urządzenia 6 do kulowania tak, że cząstki granulowane 4 są modyfikowane i utwardzane poprzez przyłożenie do nich naprężenia, aby wywołać obróbkę plastyczną. W rezultacie można osiągnąć wystarczająco dużą twardość materiałów 1 do wyrzucania, podczas gdy ich koszty zostają obniżone. [0038] Ponadto, poprzez wykorzystanie materiałów 1 do wyrzucania, które zostały wystarczająco zmodyfikowane i utwardzone podczas procesu umacniania odkształceniowego S40 za pomocą procesu kulowania, można przeprowadzić zmiany w twardości materiałów 1 do wyrzucania podczas procesu kulowania ze stabilnymi właściwościami. [0039] Poniżej zostaną objaśnione w nawiązaniu do Fig. 6 przemiany w twardości materiałów granulowanych 4, gdy zmieniana jest temperatura odpuszczania w procesie odpuszczania S30. Na Fig. 6 oś poprzeczna wskazuje temperaturę

9 8 EP B1 odpuszczania ( C), a oś wzdłużna wskazuje twardość (Hv). [0040] Fig. 6 przedstawia stosunki między temperaturami odpuszczania T, twardością H1 cząstek granulowanych 4 po procesie odpuszczania i twardością H2 cząstek granulowanych 4 po procesie umacniania odkształceniowego, gdy zmieniane są temperatury odpuszczania w procesie odpuszczania S30. W szczególności, Fig. 6 przedstawia wyniki twardości H1 po procesie odpuszczania i twardości H2 po procesie umacniania odkształceniowego, zmierzonych za pomocą odpowiedniego sprzętu pomiarowego dla próbek B1 do B5. [0041] Te próbki B1 do B5 zostały poddane procesowi odpuszczania w różnych temperaturach dla odpuszczania, a następnie zostały poddane procesowi umacniania odkształceniowego, podobnemu do procesu umacniania odkształceniowego S40. [0042] Poniżej podsumowano obróbki sekwencyjne, które zastosowano na próbkach B1 do B5. [0043] Proces odpuszczania zastosowano na wszystkich próbkach B1 do B5. [0044] Są wykonane ze stali i granulowane poprzez rozpylanie wody tak, że każda cząstka granulowana ma średnią średnicę granulki 70 μm. [0045] Próbki B1 do B5 są poddawane procesowi odpuszczania w różnych temperaturach dla każdej próbki (B1: 150 C, B2: 180 C, B3: 230 C, B4: 250 C i B5: 290 C). [0046] Wszystkie próbki B1 do B5 są odpowiednio poddawane procesowi umacniania odkształceniowego za pomocą urządzenia do kulowania typu ciśnieniowego. Warunki wyrzucania są następujące: 0,12 MPa dla ciśnienia powietrza, 1,3m 3 /min. dla tempa przepływu, 2,2 kg/min. dla ciężaru materiałów do wyrzucania, hartowanie SK3 dla materiału celu i 15 mm dla odległości wyrzucania. [0047] Jak pokazano na Fig. 6, twardość wszystkich próbek B1 do B5 można poprawić poprzez proces umacniania odkształceniowego po procesie odpuszczania. Jest tak, ponieważ próbki B1 do B5 powodują odkształcenia plastyczne poprzez przyłożenie do nich naprężeń w celu ich utwardzenia w tym procesie. Austenit resztkowy w obrębie próbek B1 do B5 podczas procesu odpuszczania jest modyfikowany i pobudzany do formowania formacji martenzytu w procesie umacniania odkształceniowego.

10 9 EP B1 [0048] Jak pokazano na Fig. 6, w przypadku próbek B4 i B5, są one odpuszczane w umownym zakresie temperatur odpuszczania (od 250 C lub więcej do 290 C lub mniej), twardość H1 po procesie odpuszczania jest rzędu Hv 650 do Hv 700, a twardość H2 po procesie umacniania odkształceniowego jest rzędu Hv 700 do Hv 800. Dla porównania, w przypadku próbek B1, B2 i B3, są one odpuszczane w zakresie temperatur odpuszczania (od 130 C lub więcej do 230 C lub mniej) niniejszego wynalazku, twardość H1 po procesie odpuszczania jest rzędu Hv 650 do Hv 800, a twardość H2 po procesie umacniania odkształceniowego wynosi Hv 850 lub więcej tak, że osiąga się dużą twardość. Te wyniki są oparte na dużych lub małych ilościach resztkowego austenitu w obrębie próbek. [0049] Mianowicie, wyniki te są oparte na wysokich lub niskich temperaturach (lub dużych lub małych stopniach) stosowanych do odpuszczania w procesie odpuszczania. [0050] Jak opisano powyżej, w przypadku próbek B1, B2 i B3, można osiągnąć twardość Hv 850, która jest istotnie dużą twardością dla materiałów do wyrzucania wykonanych ze stali. W szczególności można osiągnąć Hv 950 dla próbek B1 i B2. Jest tak, ponieważ poprzez podniesienie twardości przez proces umacniania odkształceniowego oraz poprzez podniesienie twardości przez odpuszczanie w stosunkowo niskiej temperaturze tak, że duża ilość struktury austenitu nadal pozostaje po procesie odpuszczania, ten austenit resztkowy jest modyfikowany i powoduje przemianę martenzytyczną w procesie umacniania odkształceniowego. [0051] Jak widać na Fig. 6, twardość po procesie umacniania odkształceniowego ma tendencję do wzrostu, jeśli temperatura jest tak niska, jak temperatura odpuszczania T. Jednak, aby osiągnąć podstawową zaletę, która poprawia wytrzymałość, konieczne jest przeprowadzenie procesu odpuszczania w 130 C lub więcej. Dodatkowo, w świetle zapewnienia wielokrotnego użycia jako materiałów 1 do wyrzucania, pożądane jest, aby odpuszczanie było przeprowadzane w temperaturze 160 C lub więcej. [0052] W tym celu wynalazek wykorzystuje korzystny zakres temperatury odpuszczania 230 C lub mniej, aby zapewnić osiągnięcie Hv 850 lub więcej (tj. dużej twardości w tym opisie), jako twardości H2 po procesie umacniania odkształceniowego, w procesie odpuszczania S30.

11 10 EP B1 [0053] Dodatkowo, temperaturę odpuszczania w procesie odpuszczania S30 można wybrać w oparciu o pożądaną twardość materiałów 1 do wyrzucania, wytworzonych przez proces wytwarzania S10 do wytwarzania materiałów do wyrzucania. (Przykładowo, jeśli ktoś chce uzyskać pożądaną twardość Hv 950 lub więcej, temperatura odpuszczania wynosi 130 C do 180 C). Innymi słowy, twardość materiałów 1 do wyrzucania można dostosować poprzez sterowanie temperaturą odpuszczania w procesie odpuszczania S30. [0054] Poniżej zostanie objaśniona w nawiązaniu do Fig. 7 zaleta, którą się uzyskuje poprzez wyrzucenie materiałów 1 do wyrzucania, wytwarzanych przez proces wytwarzania S10 wynalazku do komponentu docelowego 3 za pomocą urządzenia 2 do kulowania. Na Fig. 7 oś poprzeczna wskazuje głębokość (μm) od powierzchni komponentu docelowego 3, a oś wzdłużna wskazuje resztkowe naprężenie ściskające (MPa). [0055] Fig. 7 przedstawia zmierzone wyniki resztkowego naprężenia ściskającego, które jest przykładane do komponentu docelowego 3, wyniki są mierzone w warunkach pokazanych w Tabeli 3, gdy materiały do wyrzucania E1 do E4, które pokazano w Tabeli 1, są wyrzucane do komponentu docelowego 3 za pomocą urządzenia 2 do kulowania, w warunkach wyrzucania pokazanych w Tabeli 2. [Tabela 1] Materiały Średnia średnica granulek (μm) Twardość materiałów do wyrzucania E1: Stal (odpuszczanie 70 Hv 950 w 180 C) E2: Stal (odpuszczanie 70 Hv 850 w 230 C) E3: Ceramika (Cyrkon) 70 Hv 1000 E4: Stal (niepoddawana procesowi umacniania odkształceniowego) 70 Hv 650 [0056] Jak pokazano w Tabeli 1, materiały E1 do wyrzucania wytwarza się w procesie wytwarzania S10 do wytwarzania materiałów do wyrzucania według wynalazku. Temperatura odpuszczania w procesie odpuszczania S30 wynosi 180 C. Materiały E2 do wyrzucania wytwarza się w procesie wytwarzania S10

12 11 EP B1 stosowanym w wynalazku przy temperaturze odpuszczania w procesie odpuszczania S30 wynoszącej 230 C. Materiały E2 do wyrzucania są zrobione z ceramiki, która ma dużą twardość. Materiały E4 do wyrzucania są zrobione ze stali. Zostały poddane tylko hartowaniu i odpuszczaniu, ale nie procesowi umacniania odkształceniowego. [Tabela 2] Stosowany sprzęt Ciśnienie powietrza Stosunek mieszania 2 Materiał celu Odległość wyrzucania Urządzenie maszynowe do kulowania typu ciśnieniowego 0,2 MPa SCM420 Materiał nawęglany, hartowany i odpuszczany 150 mm [Tabela 3] Sprzęt do pomiaru resztkowego naprężenia ściskającego: Rentgenowski analizator do pomiaru naprężeń PSPC (licznik proporcjonalny wykrywający położenie) (wyprodukowany przez Rigaku Corporation) Promienie X Napięcie lampy Prąd lampy Metoda pomiarowa Płaszczyzna dyfrakcji Cr-Kα 40kV 20 ma Równoległa i skośna (0, 15, 30 i 45 ) AFe(211) Kąt dyfrakcji 156,4 Stała naprężenia Zmierzone pole Zmierzona głębokość -318 MPa/stopień Pole 2 ø Regulacja poprzez obróbkę elektrolityczną [0057] Jak pokazano na Fig. 7, jeden przypadek, w którym stosuje się materiały do wyrzucania E1, wskazuje wartość resztkowego naprężenia ściskającego, które równa się naprężeniu z przypadku, w którym stosuje się materiały do wyrzucania E3. Mianowicie będzie zrozumiałe, że gdy stosuje się stal mającą stosunkowo

13 12 EP B1 niski koszt, może to poprawić wytrzymałość zmęczeniową, aby równała się wytrzymałości ceramicznych materiałów do wyrzucania, które mają stosunkowo wysoki koszt, około dwa razy większy niż koszt stalowych materiałów do wyrzucania. [0058] Jest tak, ponieważ może zostawać duża ilość resztkowego austenitu na skutek odpuszczania materiałów do wyrzucania przy zakresie stosunkowo niskich temperatur w procesie odpuszczania S30. Mianowicie, ponieważ austenit resztkowy jest modyfikowany, aby utworzył formację martenzytu podczas procesu umacniania odkształceniowego S40, utwardzenie jest powodowane przemianą struktury metalowej, a także powodowane plastycznymi odkształceniami przez przykładanie naprężeń do materiałów do wyrzucania. [0059] Ponadto, inny przypadek, w którym stosuje się materiały do wyrzucania E2 (patrz Fig. 6), których twardość jest niższa niż twardość rzędu Hv 950 materiałów do wyrzucania E1, ale nadal mają dużą twardość rzędu Hv 850. Porównanie z materiałami do wyrzucania E1 wskazuje, że przyłożona wartość resztkowego naprężenia ściskającego jest nieco mniejsza niż materiałów do wyrzucania E1. Materiały do wyrzucania E2 nie osiągają zatem wartości umacniania odkształceniowego, która równa się wartości materiałów do wyrzucania E1 i E3. Jednakże, w porównaniu z materiałami do wyrzucania E4, do materiałów do wyrzucania E2 można przykładać wystarczająco dużą wartość resztkowego naprężenia ściskającego, około 1,5 raza wartości materiałów do wyrzucania E4. Wyraźnie materiały do wyrzucania E2 zapewniają zaletę, która jest zasadniczo taka sama, jak zaleta materiałów do wyrzucania E1. [0060] W świetle zapewniania jakości komponentu docelowego 3, należy znać wyrzucane ilości materiałów do wyrzucania w oparciu o np. liczbę cząstek śrutu. Jeśli ustawi się określoną wyrzuconą ilość materiałów do wyrzucania, aby osiągnąć pożądaną wytrzymałość zmęczeniową, i jeśli nadal nie osiągnięto wyrzuconej ilości materiałów do wyrzucenia w procesie kulowania, określa się, że nie uzyskano pożądanej wytrzymałości zmęczeniowej. [0061] W tym celu liczbę cząstek śrutu stalowych materiałów do wyrzucania E1, E2 i E4 można bez trudu policzyć za pomocą np. odpowiedniego magnetometru, aby zmierzyć magnetyzm namagnetyzowanych cząstek śrutu. Dla porównania, w

14 13 EP B1 przypadku ceramicznych materiałów do wyrzucania, takich jak E3, trudno jest policzyć liczbę cząstek śrutu, a więc konieczny jest wyspecjalizowany sprzęt pomiarowy pozwalający na takie obliczenie. [0062] Dlatego też, chociaż materiały do wyrzucania E1 składają się ze stali, która jest stosunkowo tanim materiałem, mogą one osiągnąć wzmocnioną wytrzymałość zmęczeniową, która jest zasadniczo taka sama, jak wytrzymałość ceramicznych materiałów do wyrzucania E3 i mogą też korzystnie i bez trudu kontrolować jakość w procesie kulowania. [0063] Chociaż objaśniono konkretne prz ykłady wykonania wynalazku, zakres wynalazku określono za pomocą dołączonych zastrzeżeń. Zastrzeżenia 1. Sposób wytwarzania materiałów do wyrzucania do kulowania, sposób zawierający etapy: hartowania materiałów do wyrzucania poprzez gwałtowne ich schładzanie; odpuszczania materiałów do wyrzucania w określonej temperaturze dla odpuszczania; umacniania odkształceniowego materiałów do wyrzucania poprzez przykładanie do nich naprężenia; w którym stal jest stosowana jako surowce dla materiałów do wyrzucania. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, w którym określona temperatura odpuszczania ma być ustawiona w zakresie od 130 C lub więcej do 230 C lub mniej. 3. Sposób według zastrzeżenia 1, w którym określona temperatura odpuszczania ma być ustawiona w zakresie od 160 C lub więcej do 230 C lub mniej. Uprawniony: SINTOKOGIO LTD. Pełnomocnik: Paweł Rozbicki

15 14 EP B1

16 15 EP B1

17 16 EP B1

18 17 EP B1

19 18 EP B1

20 19 EP B1

21 20 EP B1