Šedá litina - broušení - nitridace - technologický postup?

[Géčko]

Ahoj,

prosím zkušené o radu. Ideálně brusiči, kteří mají zkušenost s litinou a jejím chováním.

Chystám se zadat na opravu litinových "desek" (viz.foto) - jedná se o části motoru, oválné vyleštěné plochy jsou kluzné, místně vydřené. Desky jsou staré 50 let, pravděpodobně šedá litina, nitridována, rozměr tl.40/50/60 x cca 330x330 (úhlopříčka 450 mm). Dvě desky (40/60) mají kluznou plochu z jedné strany (protější se nemusí brousit), jedna deska (50) má kluznou plochu z obou stran. Je na nich opotřebení v rozsahu hloubky 0,06 až 0,12 mm. Postup opravy si představuji následovně:
- brousit na plocho ideálně na otočném stole (osa - středový otvor), nechat poslední 0,01-0,02 na později
- odležet 2-4 týdny nebo nechat žíhat na snížení pnutí?
- přeměřit a případně brousit na cílovou rovinnost / rovnoběžnost 0,01 mm
- nitridace v plazmě s omezením povrchové krystalické vrstvy (teploty přes 500°C)
- lapování buďto ručně deska proti desce nebo strojně, pokud bude dostupné

Zajímá mě především jaké byste odhadli riziko kroucení takovýchto odlitků po broušení a tepelném zpracování? Zařadit žíhání do procesu? Nějaké postřehy na co dát pozor?

Předem děkuju za radu. G.

[jergus.balaz]

To je wankel, že?

Je to rebrovane, na hotovo obrusit, zostane tam aj nitridacna vrstva.

[Géčko]

Jerguš díky, doufal jsem, že zareaguješ právě ty nebo někdo další aktivní ve tvém vlákně "Čo dnes dali brúsky". Během hledání informací jsem dnes narazil na zmíněné vlákno a moje zvědavost mi nedovolila ho opustit, přečetl jsem celé.. děláš krásnou práci a velkou službu ostatním, že to sdílíš.

Ano, je to wankel. Nitridace byla údajně tehdy nastavena do hloubky okolo 0,1 mm, ale skutečnost nevím. Možná bude cesta změřit mikrotvrdost někde na okraji po brusu. Co jsem četl tak by schopnost difuze s časem(nitridace) a hloubkou klesá a s tím tvrdost vrstvy.
Nejvíce opotřebované místo je jen pár desítek mm dlouhé, většina plochy je vůči nožovému pravítku nádherná. Bohužel musí celá vrstva pryč.

Nitridaci chci pro jistotu udělat, protože je to z hlediska životnosti kritický díl. Vidím to na zadání opět nitridovat do hl. 0,1 mm, jde hlavně o ten tvrdý povrch, odolný proti zadírání..

Myslíš, že má význam připlácet za plazmovou nitridaci nebo vzít levnější vakuum a nechat přebrousit krystalickou vrstvu? Bojím se, aby povrch pak neměl vyšší drsnost a že bude více práce s lapováním. Co by jsi doporučil?

[Sancho Panza]

To je wankel, že?

Je to rebrovane, na hotovo obrusit, zostane tam aj nitridacna vrstva.

S vysokou pravděpodobností nezůstane . A pokud zůstane, tak bude tak tenká (už měkká) že to po tom přebroušení bude mít mizernou životnost - lišty brzo projdou skrz ten zbytek (spíš to torzo) té vrstvy. Rozumný přístup (spíš normální) by byl to nejdřív nechat píchnout a změřit NHD (na těch 50%) aby se zjistilo, jak je ta vrstva ve skutečnosti silná jak je to originál udělaný a pak se teprve podle toho rozhodnout. Ale podle mě - pokud je to vyběhlý 0.12, tak když to přebrousíš o (třeba) 0.14 tak už seš jasně pod desetinovou vrstvou s jejím typickým průběhem.
A to "lapovat tvrdou desku proti tvrdý desce" (nitridovanou proti nitridovaný) - to mi nějak uniká, jak to jde udělat.
Prostě buď se to musí udělat pořádně - přebrousit, nanitridovat, možná znova přebrousit (netuším a ani nechci tušit o kolik se to picne) a udělat texturu (je to válec motoru - akorát rovný) a nebo rovnou vyhodit (prodat nepříteli a modlit se).
Jinak to nebude mít životnost, škoda práce.
Samozřejmě je možný, že tam je nanitridovaná (nějakou neobvyklou) technologií silná vrstva - ale je to vysoce nepravděpodobné (kvůli chování takové vrstvy) a hlavně kvůli tomu co by to stálo a mělo za "přínos" (teda spíš sabotáž - jak ekonomickou, tak funkční).
Jo a ještě jedna zcela nedůležitá zpráva - při nitridaci ta vrstva nepatrně roste (prostě dílec nabývá - sice nepatrně, ale nabývá), takže pokud na dílci jsou přesné díry tak po nitridaci se obvykle musí opravit (rozměr) a nebo se ty díry musí udělat na dílci tak aby akorát vyšly - což opravdu není jednoduché.
Kdyby to bylo moje, tak bych to nechal udělat někoho, kdo s tím má opakované zkušenosti (jsou na něj bezpečné reference, že to doopravdy umí)

[jergus.balaz]

Koľko je tvrdosť tej nitridacnej vrstvy?

Za mňa sú tam dva problémy.
Brúsiť sa to bude zle. Musí sa to keramikou, pretože pri použití cbn pri prebruseni na mäkkú vrstvu bude trpieť cbn.
Za druhé, tá renitridacia sa nemusí podariť. Sú typy oceli, kde renitridacia nefunguje. Liatina neviem ako na tom je, chcelo by to zistiť.

Keby bolo na mne, tak tie diely kúpim nové.

[Géčko]

Děkuju za reakce, z obou příspěvků cítím tu náročnost opravy a to je přesně to, proč jsem přišel. Postupně odpovím a časem doplním další info:

- nové již k sehnání nejsou (kdyby bylo co koupit, koupil bych celý nový motor:) )
- staré jsou většina v US/AUS a stav od pohledu obvykle velice podobný těmto. U svých mám jistotu dobré rovinnosti a historicky významné plus - originální číslo motoru.
- udělat to pořádně je můj cíl:) takže ano, chci brousit i nitridovat - souhlasím s tím, že tvrdost bude s hloubkou rapidně klesat, mám i dobový graf měření tvrdosti v řezu, kde v 0,1 už se blíží tvrdosti základního materiálu. Odpovídá to i zkušenosti ostatních stavitelů ve světě. Pohledy na věc se někdy rozcházejí. Jsou i příznivci "nesahat" a jezdit nebo brousit a vynechat nitridaci, ale postupně jsem našel více zdrojů, které toto vyvracejí.
- dát to někomu zkušenému v těchto motorech v CZ zatím nevidím jako spolehlivé řešení, protože jsem nenašel. Našel jsem jednoho člověka, který dělá aktuálně wankely, ale zatím nejsem přesvědčen o dostatečné technologické kompetenci - tím, ale nevyvracím, že ji nemá a rozhodně ho nechci nijak poškodit (je to jen můj pohled na věc a moje praktické zkušenosti jsou určitě menší..) - odkaz https://www.facebook.com/share/v/1bbpHHWTCx/ na broušení, je toto za Vás OK metoda? Proč nevidím magnetickou upínací desku? Není lepší obvodové broušení kvůli nižšímu vnesenému teplu? Dříve nenitridovali, teď už dle jiných foto ano.
- aktuální tvrdost, ani hloubka není změřena.
- nechat to změřit před broušením, po a rozhodnout postup nejspíš nastane po dohodě s technologem nitridace (zatím sbírám moudra, ať mám představu, co mě čeká)
- povrchová oxidační vrstva sice narůstá, ale zatím se kloním k nitridaci v plazmě, kde je možné tuto vrstvu omezit složením plynů a navíc lícované otvory i maskovat (což bych rád a není jich moc). Tvoří se převážně difúzní vrstva, což bude mít vliv i na zachování drsnosti povrchu (oxidační vrstva je někdy jak šmirgl, z toho, co vidívám v práci)
- renitridace je něco, kde zatím nemám představu, co se děje s povrchem, který už je nitridovaný. Představuju si, že bude docházet k velmi omezené difuzi do hlubších vrstev a na povrchu už nebude "z čeho" vytvářet nové sloučeniny, ale třeba se pletu. Opět proberu s technologem nitridace.
- díky za postřeh ohledně použití brusiva - píšu si do poznámek
- lapování desek proti sobě - o tomto někteří píšou za použití lapovací pasty, viděl jsem i přípravek na stojanovou vrtačku, která prostě excentricky otáčí jednou deskou položenou na druhé https://youtu.be/LQukEp2e8XI?t=189
- textura / honování - dává to logicky smysl, ale zatím jsem se nesetkal, že by se zde dělala (na obvodových plochách ano, tam je kombinace porézního chromu s křížovými kanálky a výrobce toto postupně ladil v jednotlivých generacích..).

Budu ještě zpovídat zahraniční fóra, ale otázka je, co kdo za informace bude ochotný sdílet. Přeci jen se tím někteří živý..

[Sancho Panza]

Děkuju za reakce, z obou příspěvků cítím tu náročnost opravy a to je přesně to, proč jsem přišel. Postupně odpovím a časem doplním další info:

- nové již k sehnání nejsou (kdyby bylo co koupit, koupil bych celý nový motor:) )
- staré jsou většina v US/AUS a stav od pohledu obvykle velice podobný těmto. U svých mám jistotu dobré rovinnosti a historicky významné plus - originální číslo motoru.
- udělat to pořádně je můj cíl:) takže ano, chci brousit i nitridovat - souhlasím s tím, že tvrdost bude s hloubkou rapidně klesat, mám i dobový graf měření tvrdosti v řezu, kde v 0,1 už se blíží tvrdosti základního materiálu. Odpovídá to i zkušenosti ostatních stavitelů ve světě. Pohledy na věc se někdy rozcházejí. Jsou i příznivci "nesahat" a jezdit nebo brousit a vynechat nitridaci, ale postupně jsem našel více zdrojů, které toto vyvracejí.
- dát to někomu zkušenému v těchto motorech v CZ zatím nevidím jako spolehlivé řešení, protože jsem nenašel. Našel jsem jednoho člověka, který dělá aktuálně wankely, ale zatím nejsem přesvědčen o dostatečné technologické kompetenci - tím, ale nevyvracím, že ji nemá a rozhodně ho nechci nijak poškodit (je to jen můj pohled na věc a moje praktické zkušenosti jsou určitě menší..) - odkaz https://www.facebook.com/share/v/1bbpHHWTCx/ na broušení, je toto za Vás OK metoda? Proč nevidím magnetickou upínací desku? Není lepší obvodové broušení kvůli nižšímu vnesenému teplu? Dříve nenitridovali, teď už dle jiných foto ano.
- aktuální tvrdost, ani hloubka není změřena.
- nechat to změřit před broušením, po a rozhodnout postup nejspíš nastane po dohodě s technologem nitridace (zatím sbírám moudra, ať mám představu, co mě čeká)
- povrchová oxidační vrstva sice narůstá, ale zatím se kloním k nitridaci v plazmě, kde je možné tuto vrstvu omezit složením plynů a navíc lícované otvory i maskovat (což bych rád a není jich moc). Tvoří se převážně difúzní vrstva, což bude mít vliv i na zachování drsnosti povrchu (oxidační vrstva je někdy jak šmirgl, z toho, co vidívám v práci)
- renitridace je něco, kde zatím nemám představu, co se děje s povrchem, který už je nitridovaný. Představuju si, že bude docházet k velmi omezené difuzi do hlubších vrstev a na povrchu už nebude "z čeho" vytvářet nové sloučeniny, ale třeba se pletu. Opět proberu s technologem nitridace.
- díky za postřeh ohledně použití brusiva - píšu si do poznámek
- lapování desek proti sobě - o tomto někteří píšou za použití lapovací pasty, viděl jsem i přípravek na stojanovou vrtačku, která prostě excentricky otáčí jednou deskou položenou na druhé https://youtu.be/LQukEp2e8XI?t=189
- textura / honování - dává to logicky smysl, ale zatím jsem se nesetkal, že by se zde dělala (na obvodových plochách ano, tam je kombinace porézního chromu s křížovými kanálky a výrobce toto postupně ladil v jednotlivých generacích..).

Budu ještě zpovídat zahraniční fóra, ale otázka je, co kdo za informace bude ochotný sdílet. Přeci jen se tím někteří živý..

No, pokud se jedná o jakýkoli "lepší" dílec, kde nitridace není jen kvůli opotřebení, tak ta bílá vrstva prostě musí pryč - má špatné vlastnosti (všechny) a je navíc křehká. O tom, že její povrch je špatný ("chlupatý") ani nemá smysl mluvit.
K tomu videu se jen velmi těžko dá cokoli poznamenat - snad jen to, že já na něm nevidím brusku (viz co to má za stůl a další) a vidím, že tam má hrnec (malý - zřejmě kvůli tomu, na čem to "brousí" ) - proto to taky řádkuje. Pokud ten hrnec nemá na čele rozsegmentovaný (odlehčený na segmenty), tak to bude brousit jako jakýkoli hrnec - tj v celé ploše - tj. censored. Jak , nejspíš napíše jerguš.
Co se týče textury (udělat jí tam) tak buď by se musela udělat i ručně (dia nebo CBN lištou v ruce, a půjde to blbě) a nebo snáze (možná) při tom odlapování té bílé vrstvy - odlapuje se to hrubě (aby šlicy odpovídaly mazacím stopám, co by tam měly být) a pak se to vezme tak "akorát" málo na další jemné desce, aby se srovnaly ty ostré vrcholy z předchozí hrubé lapovací desky. Tím vznikne správná funkční drsnost, tu a tam přerušovaná mazacíma drážkama - jako po dvouoperačním honování Nepříjemné samozřejmě na tom je to, že se to musí trefit (zrnitost obou past ) a že se to těžko kontroluje - co tam přesně vzniklo. Tím, že to ale je rovná vnější plocha, tak to jde celkem jednoduše a rychle zkouknout Schmaltzem - u něj je krásně vidět jak ta textura v řezu vypadá - takže se to dá jednoduše porovnat - teda pokud je k dispozici nový (originál) dílec s originál texturou. Mělo by to jít i změřit pořádným profilometrem - ale ten bude stát raketu a obvykle se to musí "někam" odnést, což je opruz. Samozřejmě, tohle reprezentuje mít dvě naostřený desky (hrubou a jemnou) a další opruz je, aby se ty desky křížově nezkontaminovaly tím druhým brusivem - musí se dílec mezi nima pečlivě umejt a dodržovat elementární čistotu - zejména ruce - ale to je u jakýhokoli lapování vlastně normální a nutný.
Rozhodně bych ale doporučoval si to zkusit na nějakém špalíku mimo dílec - protože to není úplně triviální - se to prostě musí odladit aby tam ta textura byla jaká má být.
S tou renitridací - to bohužel je pravda - tam kde jsem kdysi dělal, byly vždy tendence nitridovaný pouzdra při GO opravovat (odhonovat na Sunnenu co nejmíň, ale aby to mělo geometrií a bylo to "jako" čistý) - ovšem pak to bylo po další nitridaci obvykle různě flekatý (vrstva se různě nechytla, prostě bylo to na xxxxx, co kus to unikát), takže se pak řeklo, že takhle to fakt nejde - prostě se opravovat bude jen to, kde se dá to udělat tak, že to jde přebrousit (odhonovat) o tolik - tak, aby byla celá předchozí vrstva bezpečně pryč.

[Milan199]

Asi bych si v první řadě nechal udělat rozbor materiálu a to v místě "propálené" nitridace i na těch zbytcích kde vydržela. Pak bych se pokusil sehnat stejný materiál a na něm bych si postupy zkoušel. Možná se dá sehnat i podobně zrasovaný díl, který už není do čeho dát a ty elementární pokusy udělat na něm.

[Géčko]

Sancho potvrdil jsi můj v zásadě laický odhad o zmíněném broušení na videu. Na druhou stranu, nutno podotknout, že s tím nějaký motor určitě jede (snad dlouho vydrží).

To, co mi doporučuješ už je za hranicí mých znalostí a budu se vzdělávat

Uvidím, co zjistím od komunity lidí kolem oprav a staveb těchto motorů. Zatím mi přijde, že je běžná praxe "jen" broušení, nitrid a lapování. Na odkaze níže je třeba pěkně vidět povrch nového dílce (novější generace) a jediné, čeho si všímám je odlišná textura okolo středu - tam se dotýkají olejová těsnění (hliníkové prstence s nabroušenými "břity"), která oddělují mazání hřídele/ložisek od spalovacích komor.

https://www.ebay.com/itm/176268209035

Pokusy na nějakém další kuse by byly skvělé, třeba se něco objeví.

Děkuju za podnětné připomínky.

[jergus.balaz]

Najväčší problém ľudí v motošporte a servise áut je ten, že 99,99% z nich nie sú strojari, a už vôbec nie strojársky technológovia. Preto nevedia navrhnúť opravy / úpravy správne.
To je presný prípad aj "brusica" z FB videa. On vybral úplne najnevhodnejší spôsob brúsenia / bastlenia danej plochy. Žiadny horší sa už naozaj vybrať nedá.
Ak to chceš nabrusit správne, potrebuješ karuselovu magnetku s horizontalnym uložením kotúča. Jedine ona vytvorí správny smer opracovania.
Čo sa týka toho akože X vybrusu, je to tam potrebné? Čím je ten rotor zo strán mazany?

Ja by som to nahrubo vybrusil na bruske, dal to nanitridovat a na záver lizol na tej karuselke. Keď to urobí človek čo to vie, dosiahne tam bez problémov drsnosť v smere opracovania Ra 0.05 (priečna drsnosť asi dôležitá nebude).

Ohľadom renitridacie, v bývalej robote sme robili opravy kovacich zapustiek. A niektoré po renitridacii mali životnosť pôvodnej zapustky nenitridovanej. Domnievam sa (dodnes mi na to nik kompetentný nevedel odpovedať) že nitridacia vyťahuje prvky z jadra materiálu do vrchnej vrstvy. Tým klesá ich hmotnostny pomer, a po ich odstránení nitridacnej vrstvy tam už nie sú.

[Sancho Panza]

Sancho potvrdil jsi můj v zásadě laický odhad o zmíněném broušení na videu. Na druhou stranu, nutno podotknout, že s tím nějaký motor určitě jede (snad dlouho vydrží).

To, co mi doporučuješ už je za hranicí mých znalostí a budu se vzdělávat

Uvidím, co zjistím od komunity lidí kolem oprav a staveb těchto motorů. Zatím mi přijde, že je běžná praxe "jen" broušení, nitrid a lapování. Na odkaze níže je třeba pěkně vidět povrch nového dílce (novější generace) a jediné, čeho si všímám je odlišná textura okolo středu - tam se dotýkají olejová těsnění (hliníkové prstence s nabroušenými "břity"), která oddělují mazání hřídele/ložisek od spalovacích komor.

https://www.ebay.com/itm/176268209035

Pokusy na nějakém další kuse by byly skvělé, třeba se něco objeví.

Děkuju za podnětné připomínky.

Na tom odkazu toho moc vidět není - na to je ta fotka příliš mizerná. Jediný věci, co bych řekl, že jsou celkem jasný, jsou ty že na první pohled to rozhodně nevypadá na povrch po brusce a taky ne po běžným lapování nanitridované litiny.
Což je celkem logické a očekávatelné - prostě je to motor a je celkem jedno, jestli je stěna válce rovná a nebo ne - furt po ní běhají kroužky (teda obvykle - u většího motoru) a furt je to místo, co je mazaný blbě - proto je extra citlivý na jakýkoli amaterský (nešťastný) zásah.

[Sancho Panza]

Ak to chceš nabrusit správne, potrebuješ karuselovu magnetku s horizontalnym uložením kotúča. Jedine ona vytvorí správny smer opracovania.
Čo sa týka toho akože X vybrusu, je to tam potrebné? Čím je ten rotor zo strán mazany?
Ja by som to nahrubo vybrusil na bruske, dal to nanitridovat a na záver lizol na tej karuselke. Keď to urobí človek čo to vie, dosiahne tam bez problémov drsnosť v smere opracovania Ra 0.05 (priečna drsnosť asi dôležitá nebude).

No, mazaný to je blbě - stejně jako v jakýmkoli motoru - a tady je to ještě o to horší, že ty boční lišty mají složitější trajektorií pohybu a jsou dělený (lišta-rohový "špunt"-lišta-rohový "špunt"....) a ještě jsou v boční ploše kanály (jakmile je kanál, tak jakýkoli kroužek (lišta) při přeběhu přes něj kmitá - s všema problémama, co tyhle přeběhy reprezentují. Mazaný to bývá pomocným vstřikem oleje.
Prostě je to další stěna "válce", co po ní běhá "kroužek" - akorát je to ještě daleko problematičtější (z hlediska pohybu a mazání) než u klasického motoru.
Takže to opět musí (mělo by) mít vhodnou texturu - a je úplně jedno jestli to je kluzný vřeteno brusky, vložka motoru, lože soustruhu, ploché šoupátko dvoutaktu a nebo válec hydrauliky či cokoli kluzného a mazaného. Po brusce (to se ví odjakživa) je textura ta nejhorší možná - povrch je příliš hladký (takže nedrží olej - nejsou tam ty mazací "drážky"), ale ve skutečnosti obsahuje samé ostré vrcholy (to mezi jednotlivými úběry třísek jednotlivými brusnými zrny), takže počáteční skutečná statická kontaktní plocha je vlastně nešťastná síť ostrých bodů (břitů - podle délky řezu, což zase zavisí na zvolené technologií broušení).
Proto se taky ty válce honují - abys vytvořil správnou texturu, co drží a rozvádí olej, ale je dostatečně únosná hned od začátku a ještě je tak akorát, aby se to mohlo dobře a rychle zaběhnout.
Mj. proto se taky i zaškrabává - abys tam udělal (teda kromě geometrie) tu správnou texturu.
Jestli bude nějaký zásadní rozdíl když to budeš brousit na karuselu a nebo jinak (rovně, vratně) - to si nejsem jistý - protože jednak ty lišty stejně běhají po patvaru (viz trajektorie těch lišt) - takže to vždy bude někde blbě a jinde líp - a co se týče lokální textury, tak u klasické magnetky a karuselu s obvodem to je furt stejný - je stejná dráha dotyku - akorát to běhá dokola a ne vratně.