Free High Pressure Gas Quenching do swobodnego hartowania części

Dzięki dofinansowaniu z Funduszy Europejskich, SECO/WARWICK realizuje  innowacyjny projekt urządzenia Free High Pressure Gas Quenching (FHPGQ) przeznaczonego do swobodnego hartowania części stalowych w gazie pod wysokim ciśnieniem, umożliwiającego prowadzenie procesu z kontrolą i minimalizacją odkształceń hartowniczych.

Projekt ukierunkowany jest na stworzenie alternatywy dla tradycyjnych olejowych pras hartowniczych, charakteryzującej się korzystniejszymi parametrami eksploatacyjnymi i środowiskowymi.

W ramach projektu realizowane są prace badawczo‑rozwojowe obejmujące: opracowanie konstrukcji prototypu urządzenia do swobodnego hartowania części stalowych w gazie pod wysokim ciśnieniem, jego budowę oraz testowanie w warunkach zbliżonych do rzeczywistych, z wykorzystaniem części reprezentatywnych o uproszczonej geometrii, a także testy pilotażowe z użyciem wybranych części produkcyjnych. Działania te ukierunkowane są na eliminację kluczowych ograniczeń procesowych, eksploatacyjnych i środowiskowych charakterystycznych dla stosowanych obecnie rozwiązań olejowych.

Zakres projektu obejmuje projektowanie prototypu urządzenia z wykorzystaniem zaawansowanych symulacji numerycznych (CAE), w tym analiz przepływu gazu, wymiany ciepła oraz wytrzymałości konstrukcji. Na tej podstawie realizowana jest budowa prototypu urządzenia FHPGQ wraz z dedykowaną, prototypową linią badawczą, obejmującą niezbędne oprzyrządowanie technologiczne, w tym piec do podgrzewania wsadu przed procesem hartowania oraz robota transportującego, a także urządzenia pomiarowe, w szczególności kamery termowizyjne oraz skaner 3D do pomiaru odkształceń części.

Istotnym elementem projektu są badania i testy technologiczne prowadzone na częściach reprezentatywnych oraz produkcyjnych, których celem jest określenie wpływu parametrów procesu hartowania na poziom, rozkład i powtarzalność odkształceń części oraz potwierdzenie zakładanych parametrów eksploatacyjnych i środowiskowych urządzenia. Równolegle opracowywany i walidowany jest cyfrowy bliźniak urządzenia FHPGQ, umożliwiający predykcję odkształceń hartowniczych oraz wspomagający projektowanie i optymalizację procesów obróbki cieplnej.

Odbiorcami rozwiązania mają być podmioty realizujące procesy obróbki cieplnej części stalowych, w szczególności z branży lotniczej, motoryzacyjnej i maszynowej. Z rezultatów projektu skorzystają producenci komponentów, zarówno o orientacji poziomej, jak i pionowej, dla których istotne są ograniczenie oraz powtarzalność odkształceń hartowniczych, a także poprawa parametrów środowiskowych i eksploatacyjnych procesu w porównaniu do tradycyjnych olejowych pras hartowniczych. Pośrednimi odbiorcami rezultatów projektu będą również zespoły technologiczne i konstrukcyjne zajmujące się projektowaniem procesów obróbki cieplnej z wykorzystaniem narzędzi cyfrowych.