Témata
Reklama

Jediná slévárna hořčíkových slitin v ČR

V posledních dvaceti letech zaznamenaly hořčíkové slitiny ve světě značný rozmach. V České republice je bohužel situace odlišná a využití hořčíkových slitin upadá. Tento trend je způsoben zejména malým povědomím konstrukčních a výrobních firem o výhodných vlastnostech těchto slitin a o existenci slévárny hořčíkových slitin v ČR.

Hořčíkové slitiny jsou perspektivními slitinami zejména díky své nízké měrné hmotnosti (1,76 až 1,9 g.cm-3) a poměrně vysoké měrné pevnosti v porovnání s podobnými charakteristikami slitin hliníku či oceli. Mají dobrou schopnost tlumit vibrace a pohlcovat nárazy, vysokou tepelnou vodivost a jsou snadno recyklovatelné. Jsou dobře slévatelné a obrobitelné. Díky těmto vlastnostem je možné je využít v mnoha různých aplikacích, např. u automobilových, počítačových a letadlových součástí, v mobilních telefonech, na sportovních potřebách, na ručním nářadí nebo ve vybavení domácností.

Reklama
Reklama
Mg odlitek pro letecký průmysl
Mg odlitek pro testovací zařízení (94 kg)

Vlastnosti hořčíkových slitin

Hlavními nedostatky těchto slitin je jejich sklon k intenzivní elektrokorozi při kontaktu s většinou kovů a slitin, nízká pevnost za zvýšených teplot a špatná odolnost proti opotřebení. Těmto záporným vlastnostem však lze předejít vhodně zvolenou slitinou či povrchovou úpravou.

Mg odlitky s hmotností kolem 500 g

Povrchové ochrany se provádějí nejčastěji chromátováním, ale i dalšími postupy, např. elektrolytickým pokovováním, plazmovými nástřiky či organickými nátěry.

Slévárenské slitiny

Základem slévárenských Mg slitin jsou binární slitiny rozšířené o další legury za účelem zlepšení technologických vlastností, mechanických vlastností nebo zvýšení odolnosti proti korozi. Takovými základními systémy jsou Mg-Al, Mg-Zn, Mg-Mn, popř. Mg-Li. Komerčně nejrozšířenějšími hořčíkovými slitinami pro slévárenské účely jsou slitiny typu Mg-Al, kde nejpoužívanější slitina je AZ91. Tyto slitiny mají dobrou odolnost proti korozi (varianta E) a je možné je použít pro odlití tenkostěnných, tvarově velmi komplikovaných odlitků. Přísady zirkonia či kovů vzácných zemin v základní slitině Mg-Zn ovlivňují mechanické vlastnosti a zvětšují oblast použití těchto slitin za vyšších teplot (min. do teplot 300 °C). Slitiny s manganem jsou lépe svařitelné a mají vyšší odolnost proti korozi, ale na úkor zhoršení slévárenských vlastností (nižší zabíhavost, vyšší smrštivost). Nejlehčí hořčíkové slitiny jsou v kombinaci s lithiem (1,33 až 1,35 g.cm-3), ale tyto slitiny nejsou zatím příliš komerčně využívány díky vysoké ceně a technologické náročnosti výroby.

Technologická náročnost

Výroba samostatného hořčíku je poměrně technologicky náročná, ale v dnešní době dobře zvládnutelná. Více problematické je odlévání slitin, zejména díky vysoké afinitě hořčíku ke kyslíku, kdy je nutné při lití použit ochrannou atmosféru. V dnešní době hořčíkové slitiny odlévá jediná slévárna v České republice. Tato slévárna se nachází v bývalém areálu ČKD v Hradci Králové a je od roku 2008 součástí společnosti Explat.

Opracování skříně dieselového leteckého motoru z Mg slitiny
Forma na polyesterový výlisek

Ve slévárně se kromě hořčíkových slitin odlévají také hliníkové slitiny. Používá se zde technologie gravitačního lití do pískových a kovových forem. Pískové formy jsou formovány ručně, strojně nebo vstřelovány technologií Cold Box. Formuje se do bentonitových směsí na syrovo a do furanových a CB směsí. Díky těmto technologiím je ve slévárně možné vyrobit velmi tvarově složité odlitky od 0,05 kg do 150 kg, jako jsou například odlitky bloku motoru či skříně pohonu. V současné době se zavádí lití hořčíkových slitin do skořepinových forem (přesné lití) a využití technologie Rapid Prototyping pro urychlení a zlevnění prototypových odlitků.


Pro zvětšení klikněte na tabulku

Snadná opracovatelnost

Hořčíkové slitiny jsou sice snadno obrobitelné, ale díky jejich nízké zápalné teplotě se musí dbát při opracování určitých pravidel. Např. při použití olejovodných emulzí pro obrábění za mokra je třeba brát v úvahu možnost vývoje plynového vodíku, který je v koncentracích 4 až 74 % vznětlivý. Strojírenská výroba firmy Explat má letité zkušenosti s opracováním hořčíkových slitin, protože tyto slitiny obrábí již od roku 1995. Opracovává zejména bloky leteckých motorů, díly do leteckých pístových motorů, náhradní díly do starých historických aut, součástky do optických, laboratorních a zkušebních přístrojů či kola do automobilového závodního průmyslu.

Ing. Eliška Kašparová
Explat
kasparova@explat.cz
www.explat.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 140140
Datum: 12. 02. 2014
Rubrika: Trendy / Slévárenství
Autor:
Firmy
Související články
Výroba modelových zařízení a forem

Výroba modelových zařízení a kovových forem patří neoddělitelně ke slévárenství. Modelárny vyrábí velmi složité tvary nejrůznějšími technologiemi. K tradičním postupům patří třískové obrábění, stále častěji s využitím elektronicky řízených obráběcích center dále CNC).

Proteinové pojivo - alternativa při výrobě odlitků

Článek popisuje princip použití proteinových pojiv ve slévárenské výrobě, jejich technologické, ekologické a ekonomické výhody. Ukazuje také výsledky provozních zkoušek těchto pojiv provedených v několika slévárnách při výrobě odlitků ze slitin hliníku a šedé litiny.

Virtuální testování aneb není čas na hrdinství

Pokud tlačí zákazník a trh do komplikovanějších, složitějších a rizikovějších projektů a pokud je zvažováno, zda vůbec daný projekt přijmout? Jestli je možné ještě snížit náklady při zachování kvality výrobků? Numerická simulace technologických procesů sama řešení nevymyslí, avšak stává se významným pomocníkem při hledání odpovědí.

Související články
Náhrada drahých legur v metalurgii slitin neželezných kovů

Přesto, že tradiční a ověřené slévárenské procesy v posledních desetiletích nezaznamenaly významné změny, nedá se totéž říci o procesech metalurgických. Mimo jiné je kladen stále větší důraz na chemické složení slévárenských slitin a to jak z hlediska jejich čistoty, resp. obsahu nežádoucích či doprovodných prvků, tak z hlediska přídavků prvků zlepšujících jejich vlastnosti.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Tradice a perspektivy slévárenství

Slévárenství je jedním z nejstarších výrobních oborů, odlitky velmi úspěšně nahrazují součásti, vyráběné svařováním nebo obráběním z hutních polotovarů. Slévárenství umožňuje vyrobit velmi složité dílce pro nejrůznější odvětví průmyslu. Odlitky jsou využívány také v lékařství (kloubní náhrady, dentální odlitky a podobně), slévárenské postupy jsou využívány ve šperkařství a dalších výtvarných oborech (drobné plastiky, prsteny, náramky, brože, reliéfy, sochy a podobně).

Rheocasting otevírá nové možnosti tlakově litých odlitků

Požadavky automobilového průmyslu, jako úspora hmotnosti, zvyšování užitných vlastností a snižování nákladů vytvářejí na všechny výrobní technologie, tlakové lití nevyjímaje, tlak na zvýšení hodnot mechanických vlastností, eliminaci vnitřních vad a stabilitu procesu. Požadavkům na vyšší pevnost a tažnost jde tlakové lití vstříc především zaváděním nových sofistikovaných slitin. Tyto slitiny jsou ovšem výrazně dražší a navíc kladou vysoké požadavky jak na proces tavení, tak na vlastní proces lití, který se tak dostává na samotnou hranici stability v sériové výrobě.

Nejmodernější slévárna litin v Evropě

V příspěvku jsou stručně popsány segmenty výroby tekutého kovu a bentonitových forem pro odlitky ve slévárně Kasi postavené na zelené louce v letech 2010 a 2011 v Novém Bydžově - Zábědově.

Vysoce přesné odlitky pro energetiku

V dnešní době je kladen důraz na dodávky přesných odlitků vyráběných metodou vytavitelného modelu, u kterých nebude nutné provádět již další operace obrábění. Za posledních pět až sedm let se požadavky na relativní přesnost odlitků zvedly několikanásobně.

Odsávání a filtrace ve slévárnách tlakového lití

Na problematice odsávání a filtrace vzduchu ve slévárnách tlakového lití si již vylámal zuby nejeden dodavatel filtrační techniky - jedná se totiž o velmi náročné provozy s komplikovanou strukturou odsávané vzdušniny, které obsahuje jak suchý kouř, tak i částice přilnavého oleje a mnoho dalších nečistot.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Již druhý hybridní stroj WeldPrint

Kovosvit MAS ve spolupráci s ČVUT vyvinul již druhý tzv. hybridní stroj pod obchodním názvem WeldPrint. Jde o technologii 3D tisku z kovu plně vyvinutou v České republice patřící do kategorie Hybrid Manufacturing (HM). Umožňuje vytvářet kovové dílce navařováním pomocí elektrického oblouku a jejich obrábění v jednom pracovním prostoru s výrazně menšími náklady než u jiných technologií 3D tisku z kovu. Nový stroj bude díky nižší pořizovací ceně dostupnější než jeho předchůdce.

Hybridní obráběcí stroje

Hybridní obráběcí stroje představují snahu o sdružení několika různých technologií do jednoho obráběcího stroje a tím zkrácení nevýrobních časů a tedy i zkrácení výrobního cyklu na minimum. V širším obecném pohledu můžeme říci, že každé současné obráběcí centrum je hybridní stroj, ve kterém jsou sdruženy různé technologie třískového obrábění, např. frézování a vrtání. Většinou však je pod pojmem hybridní stroj myšlen stroj sdružující technologie založené na rozdílných principech.

Výhody laserem kalených povrchů

Laserové kalení již není zdaleka výsadou pouze při zušlechtění forem. Díky dostupnosti a klesajícím cenám laserů (pořizovacím i provozním) je tato technologie stále častěji uplatňována také v tradičním strojírenství pro vhodné konstrukční materiály a strojní díly.

Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit