Ra en Rz
Oppervlaktegesteldheid wordt beschreven met parameters die uit een gemeten profiel worden berekend.
- Ra, de rekenkundig gemiddelde afwijking, middelt de absolute hoogte van het profiel ten opzichte van de middellijn. De waarde is robuust en wijdverbreid, maar ongevoelig voor afzonderlijke pieken en putjes.
- Rz, de maximale profielhoogte gemiddeld over de basislengten, reageert op afzonderlijke pieken en dalen en is vaak relevanter voor afdichting en deklagen.
Er bestaat geen vaste omrekening tussen Ra en Rz; de verhouding hangt af van het karakter van het oppervlak. Termen, parameters en tekeningaanduiding zijn vastgelegd in de reeks ISO 21920, die ISO 4287, ISO 4288 en ISO 1302 heeft vervangen. In Noord-Amerika wordt ruwheid gewoonlijk opgegeven als Ra in micro-inch; 1 µm komt overeen met 39,37 µin.
Wat het gietruwe oppervlak bepaalt
Het gegoten oppervlak is een afdruk van de eerste schaallaag, die op haar beurt de was weergeeft. Van invloed zijn de afwerking van de matrijs, de was en de spuitomstandigheden, de fijnheid en bevochtiging van de contactslurry, de indringing van het zand, reacties tussen metaal en schaal bij hoge temperatuur, en de legering zelf. Zwaardere secties, die langer heet blijven, zijn doorgaans ruwer dan dunne wanden. Later stralen verandert de textuur: het verwijdert oxidehuid en maakt het uiterlijk gelijkmatig, en kan de gemeten ruwheid afhankelijk van het medium verhogen of verlagen.
Typische oppervlaktetoestanden
| Oppervlaktetoestand | Ra (µm) | Ra (µin) | Opmerking |
|---|---|---|---|
| Precisiegietwerk, gietruw (staal, typisch) | 1.6 – 6.3 | 63 – 250 | Afhankelijk van legering, eerste laag, wasoppervlak en wanddikte |
| Gestraald | 3.2 – 12.5 | 125 – 500 | Gelijkmatig mat; waarde afhankelijk van het straalmiddel |
| Geslepen (aansnijdingszone) | 1.6 – 6.3 | 63 – 250 | Alleen plaatselijk; slijprichting wijkt af van het gietoppervlak |
| Gedraaid of gefreesd | 0.8 – 3.2 | 32 – 125 | Functionele, afdichtings- en lagervlakken |
| Fijngeslepen of gepolijst | 0.1 – 0.8 | 4 – 32 | Alleen waar functie of hygiëne dit vereist |
Typische indicatieve bereiken uit de algemene industriepraktijk, geen normwaarden en geen gegarandeerde fabricagespecificaties. Haalbare ruwheid wordt per onderdeel afgesproken, bij voorkeur met referentiemonsters.
Oppervlakte-eisen specificeren
- Vermeld de parameter, de grenswaarde en de zone waarop ze van toepassing is; één algemene ruwheidswaarde voor het hele gietstuk is zelden nodig en kan duur uitvallen.
- Onderscheid functionele vlakken (afdichting, lagering, stroming, hygiëne) van algemene vlakken.
- Bedenk dat tastermetingen op een giettextuur afhangen van meetplaats en meetrichting. Voor gietruwe oppervlakken is vergelijken met afgesproken referentiemonsters of ruwheidsvergelijkingsplaatjes gangbaar en vaak zinvoller.
- Leg de oppervlaktetoestand bij levering vast: gietruw, gestraald (met welk medium), gebeitst en gepassiveerd, gepolijst.
VDG P 690 bevat oppervlakteklassen specifiek voor precisiegietstukken, waarnaar op tekeningen kan worden verwezen in plaats van afzonderlijke ruwheidswaarden.
Oppervlakte-onvolkomenheden en visuele aanvaarding
Ruwheid beschrijft textuur, geen afzonderlijke onvolkomenheden. Putjes, metaaluitsteeksels, kleine insluitsels, aansnijdings- en deelnaadaftekeningen worden visueel beoordeeld aan de hand van een aanvaardingsnorm:
- ISO 19959:2020 specificeert aanvaardingscriteria voor het visuele onderzoek van precisiegietstukken van staal, nikkellegeringen en kobaltlegeringen.
- ASTM A997 is de overeenkomstige ASTM-praktijk voor precisiegietstukken.
- MSS SP-55 en ASTM A802 worden veel gebruikt voor afsluiters, pompen en stalen gietstukken in het algemeen.
Het aanvaardingsniveau en de vlakken waarop het van toepassing is, moeten vóór de productie worden afgesproken. Waar geen norm wordt genoemd, vervullen goedgekeurde grensmonsters dezelfde rol.
Het oppervlak verbeteren
Waar de functie een fijner oppervlak vraagt dan gietruw, zijn de opties trommelen, bandslijpen en polijsten, elektrolytisch polijsten van roestvast staal, of verspanen. Elk verandert de maten enigszins, waarmee bij het tolereren rekening moet worden gehouden; zie afwerkingsbewerkingen.