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
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
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.

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.

Nové technologie osvětlení vozidel

Získat zkušenosti s novými zdroji světla bylo cílem jednoletého projektu Ideag, do něhož se na konci roku 2017 pustila mladoboleslavská společnost EDAG Engineering CZ. Výsledný prototyp zadní lampy navržené pro model Škoda Superb ukazuje možnosti využití tří moderních technologií: elektroluminiscenční fólie, OLED panelu a COB LED destiček.

Související články
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
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Obrábění těžkoobrobitelných materiálů

Stále rostoucí požadavky výrobců proudových motorů vyžadují kontinuální vývoj žárupevných materiálů. Klasické metody obrábění jsou zde na hranici svých možností, efektivní alternativou je elektroerozivní řezání drátovou elektrodou.

Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Průmyslové využití nejvýkonnějších laserů

Již několik desetiletí jsme svědky postupného nabývání významu a upevňování pozice laserů nejen v průmyslových provozech, ale i ve zdravotnictví, metrologii a mnoha dalších oblastech. Na stránkách tohoto vydání je uvedeno hned několik možností jejich využití, všechny jsou však velmi vzdálené možnostem laserů vyvíjených v centru HiLASE. V Dolních Břežanech u Prahy totiž vyvíjejí „superlasery“.

Budoucnost nástrojových materiálů bez kritických kovů

V současné době jsou nejrozšířenějšími nástrojovými materiály slinuté karbidy a nástrojové oceli. Slinuté karbidy, tedy cermety tvořené vysokým podílem karbidů, převážně karbidu wolframu, a dále TiC, TaC a NbC, a kobaltem jako pojivem jsou využívány především pro výrobu výměnných břitových destiček pro strojní obrábění, případně vrtáků do zdiva a betonu. Díky výborné otěruvzdornosti a velmi dobré lomové houževnatosti jsou v poslední době tyto materiály využívány pro různé aplikace, jako je obrábění ocelí, litin i neželezných kovů.

Sputtering v oblasti moderního PVD povlakování

V současné době jsou vysoce výkonné povlaky vyráběny celou škálou metod. Proces magnetronového naprašování (sputtering) umožňuje kombinovat různé povlakovací materiály a přitom poskytuje optimální pružnost a tvrdost povlaku. Ukázal se tak velmi efektivním pro mnoho aplikací.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Kompozitní materiály z přírodních zdrojů

Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.

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