Kovy a slitiny kovů, Kovářské techniky výroby
10.a)Kovy a slitiny kovů
b)Kovářské techniky výroby
a)Kovy a slitiny kovů
b)Základní způsoby tvarování železa
Základním způsobem tvarování kujného železa je kování.Údery kladiva, nebo bucharu dostává materiál potřebný tvar a kovat lze jen tvárné kovy a slitiny a zpravidla jen za tepla.Rozeznáváme volné kování,při kterém dáváme výrobku tvar údery kladiva,a kování v zápustkách,kdy se tvaru dosahuje vtlačováním materiálu do kovové formy,tzv. zápustky.Podle způsobu práce je kování ruční nebo strojní.Drobné výrobky zpracovává kovář sám na kovadlině,na materiál větších rozměrů používá buchar.
V uměleckém kovářství a zámečnictví se největší část práce provádí ručním kováním.
Ohřívání
Kovářský materiál se ohřívá ve výhni,opatřené elektrickým ventilátorem,který vhání do výhně potřebné množství vzduchu.Výheň se vytápí kovářským uhlím nebo drobným koksem.Nejvýhodnější teplota pro kování je 800-900 C.Pevnost oceli při této teplotě klesá až dvacetkrát a ocel je velmi tvárná.Kovat při menších teplotách není výhodné.
Prodlužování
Jestliže kovář pracuje sám,prodlužuje materiál většinou na hraně kovadliny.(obr. a).Má-li pomocníka,přidržuje materiál na dráze kovadliny a druhou rukou nasazuje prodlužovací kladivo (obr. b).Po prodloužení se materiál urovná na potřebný tvar, a chceme-li mít plochu zcela rovnou ,použijeme na ohlazení sedlík.(obr. c)
Ohýbání
Ohýbání materiálu jsou dva druhy:ohýbání ostré a ohýbání dokulata.Ostré ohýbání se dělá na ostré hraně kovadliny postupným přitloukáním kladiva z boku a shora,až dostaneme potřebný ohyb.
Ohyby dokulata se provádějí na kulatém rohu kovadliny.Velikost ohybu je určena vzdáleností materiálu od špice kovadliny.
Zakulacování
Čtyřhranný nebo i plochý materiál je třeba na jednom konci zakulatit.Čtyřhranný materiál se položí hranou na dráhu kovadliny a údery kladiva se čtyřhran přetváří na osmi hran.Údery musí být stejnoměrné,aby se materiál nedeformoval.Teprve až se vykove téměř pravidelný osmihran,můžeme rychlejším pootáčením dotvářet kulatinu.Pro konečný tvar použijeme zápustkovou babku zápustkové kladivo.
Přesekávání
V kovářství se materiál většinou neřeže, ale usekává.Tento způsob je jednoduchý a řídí se tloušťkou materiálu.Tenký materiál usekneme přímo na utínce,kterou vložíme do otvoru kovadliny(obr. 250).Jde-li o materiál tlustý(asi od 10mm),použijeme k tomuto účelu ještě sekáč.Materiál položíme na utínku, z druhé strany nasadíme sekáč a pomocník mocnými údery přitloukacího kladiva usekne potřebnou část.
Osazování
Tento termín v kovářství používáme pro úkon,kterým na konci výkovku osadíme (tzn.kováním vytvoříme) jiný tvar,třeba i proti původnímu výkovku menší,jako je například čep apod.Základní osazování se provádí na ostré hraně kovadliny.Materiál se položí napříč dráze kovadliny.Přes hranu se nechá přečnívá materiál,který se má osadit.Údery kladiva na druhou stranu se provede osazení.Při oboustranném osazení se postupuje podobně, akorát kovář nasadí zároveň s hranou kovadliny osazovací kladivo, a pomocník údery přitloukacího kladiva na osazovací kladivo provede vlastní osazení.Osazování též můžeme provádět v zápustkách.
Probíjení
Pro nýtování,provlékání apod.. musí být ve zpracovaném materiálu předem provedeny různé otvory.Matriál nasadíme v potřebném místě na průbojníkovou babku, v místě, kde má být díra,zasadíme probíjecí kladivo a pomocník přitloukacím kladivem poráží otvor.Je-li materiál z poloviny probit, vyjmeme probíjecí kladivo,materiál otočíme ,díru vyrovnáme a dokončíme prorážení.Potřebný tvar díry dokončíme pro tuto práci vyrobeným trnem.
Pěchování
V některých případech se kove z tenčího materiálu výrobek, který má být na konci nebo v jiném místě tlustší nebo má mít na konci kouli apod.Zde je nutné tzv. pěchování.Je-li materiál kratší,nahřeje se část potřebná k pěchování a materiál se pěchuje mocnými údery kladiva.Má-li být pěchovaná část širší,ale délka pěchované části kratší,postaví se materiál studeným koncem na kovadlinu a kladivem se tluče přímo na žhaví materiál.Má-li však být délka pěchování delší,postaví se opačně a tluče se na studený konec.
Štěpení
Byla a je jedna z nejpoužívanějších technik v um. kovářství.Podle potřeby zvolíme tloušťku materiálu a předem si přibližně určíme tvar a délku štěpení.Potom materiál ohřejeme a začneme vyznačené místo sekáčem odsekávat z jedné strany (obr. 267) Rozštěpený materiál se odehne od sebe tak, aby se mohla každá část kovat samostatně..(obr 268).Vytvarujeme podle návrhu potřebné tvary. (obr.269,270) U čtyřhranných materiálů materiál jakoby ukrajujeme.(obr 271-3)
Provlékání
U mříží a bran je známkou dobré konstrukce vzájemné provlékání tyčí.Tyč se musí v místě kde má být průvlek, nejprve trochu napěchovat, a poté z obou stran proseknout.(sekáč obr.251).Prosekává se vždy jen za tepla.Tímto proseknutím vznikne dlouhý úzký řez,který se pak protáhne trnem potřebného rozměru.Prosekávají se mater. kulatého průřezu (renesance) tak i čtvercového.
Tepání
Tepání je v podstatě jiný způsob zpracování kovů než kování.Tepáním se tvaruji rovné předměty,zpravidla plech,do nejrůznějších tvarů.(figury,emblémy,rostlinné motivy …) U jednoduchých tvarů se tepe přímo a tvaruje se podle oka.U složitých emblémů a figur je třeba plastického modelu,podle něhož se neustále kontroluje vytepaný tvar.Kontrola je shodná s kameníky.Vlastní tepání se dělá buď za tepla nebo za studena.(do 2mm)
SPOJOVÁNÍ KOVÁŘSKÉHO MATERIÁLU
Nýtování
V um. kovářství se mat. nejčastěji spojuje nýtováním.Kovář si nýty zhotovuje sám podle potřeby.Zpravidla se používají čtyřhranné nýty osazené na jednom konci.Otvory pro nýty se nevrtají,ale za tepla probíjejí.Při nýtování se nýt prostrčí oběma otvory spojovaného mat. a za tepla se nýt roztluče na neosazeném konci do potřebné podoby.
Objímky a spony
Jsou jedním z nejstarších způsobů spojování dvou mat.Rozlišujeme dva způsoby,obr.281.Spony navlékáme za tepla,aby sevření bylo co nejpevnější.Při chladnutí se přirozeným stahování spony ještě více sevřou.
Sváření v ohni
Této způsob spojování se dnes téměř nepoužívá.Používá se při některých restaurátorských pracích.Při sváření se mat. připraví podle obr.238 nebo 239. Poté se ve výhni nahřejí na vysokou teplotu při niž začne kov tzv.téct.Rychle vyjmeme mat. z výhně a mocnými údery kladiva provedeme vlastní spojení
Zkrucování - torzírování
Je stáčení čtyřhranných tyčí do spirály.Zkrucování čtyřhranných tyčí probíhá zpravidla za studena do tloušťky asi 20mm.Větší rozměry se musí stejnoměrně nahřívat.Kovář si vyznačí, místo kde má být tyč skroucena, a spodní rysku upevní do svěráku.Potom vezme vratidlo a upevní ho v místě druhé rysky.Vratidlem se točí tak dlouho, až se vytvoří potřebný závit.
Voluty a spirály
Voluta je nejpoužívanější ozdobný prvek v um. kovářství.Mají svůj základ v iónském slohu.Kovář voluty přímo kove (obr.264) a záleží na jeho zručnosti,aby dal volutě správný spirálovitý tvar.Voluty se dělají podle návrhu jednostranné,dvoustranné,proti sobě stočené i z jednoho prutu se rozvíjející.(obr.265,266)
Šišky
Dělají se buď spirálovitě stočené z jednoho drátu (obr.258,259), nebo vícestranné, složené ze tří až šesti drátů.(obr.260) První druh se používá jako ukončující prvek různý výběžků u mříží,kdežto druhý jako ozdoba uvnitř mřížových tyčí nebo jako držadla.U šišek z čtyřhranných materiálů se mat. podélně rozsekne dle potřeby ze čtyř nebo dvou stran.Vytvaruje se a stočí podle obr.261,262.
Výroba kovů
Kovy se vyrábí hutnickými pochody ze surovin, které se těží hornictvím. Surovinou jsou většinou rudy, což jsou kysličníky, kyslíkové sloučeniny (uhličitany a křemičitany) a sirníky. Výjimkou jsou kovy, které se nacházejí ryzí, což jsou Cu a drahé kovy.
Vytěžené rudy se upravují tak, že se většina hlušiny (neobsahuje kov nebo jen velice málo) odděluje od rudy, která má vysoký obsah příslušného kovu. Za tím účelem se ruda drtí a různými způsoby třídí, při čemž procentuelně stoupá obsah kovu v rudě.
Další fází výroby je hutnický proces, při němž v pecích vznikají:
a) roztavený kov (někdy kov v plynné formě - Hg, Zn);
b) struska, ve kterou se mění zbytek hlušiny z rudy;
c) plyny, které jsou většinou bohaté na hořlavý CO, a proto se mohou použít jako palivo. Z pecí, v nichž se praží sirníky, odcházejí plyny, z nichž se vyrábí H2SO4.
Výroba surového železa
Surové železo se vyrábí z hornin zvané rudy, které se dobývají v zemi podobným způsobem jako např. uhlí. Ruda obsahuje nejrůznější nečistoty, které ztěžují zpracování rudy. Podle obsahu Fe se rudy nazývají magnetovec (až 70 % Fe), krevel (až 60 % Fe), hnědel (až 55 % Fe) a ocelek (siderit) (až 40 % Fe).
Ruda se drtí, třídí a pak případně praží, čímž se mění i chemicky na vhodnější sloučeniny. Železné rudy jsou sloučeniny předevšém Fe s O. Odejme-li se tento O, zbyde Fe. To se provádí za vysoké teploty odkysličováním (redukcí) pomocí C, CO, Al, Si, Ca ve vysoké peci. Vznikající Fe se slučuje s C a dalšími různými doprovodnými prvky a z vysoké pece vytéká jako tzv. surové železo.
Vysoká pec
Fe je v rudě vázáno chemicky. Proto se také musí chemicky od O odpoutat. To se děje za vysoké teploty za přítomnosti C, který chemicky reaguje s O na CO. Tento proces se nazývá redukce. Prakticky to probíhá tak, že ohřátý vzduch se stýká se žhavým koksem. Vznikající CO odnímá za této teploty rudě O a mění se v CO2. Zbývá houbovité Fe, které klesá dolů a přijímá z CO a koksu C. Fe se v největším žáru taví a tekuté stéká do nejspodnější části vysoké pece (nístěje).
Surové Fe se vyrábí za vysokého žáru ve vysoké peci. Do vysoké pece se střídavě sype železná ruda, koks (palivo) a přísady (tavidla). Z nejnižšího místa vysoké pece vytéká surové železo, což je slitina obsahující kromě Fe mnoho dalších prvků.
Zapálením se vysoká pec uvede do provozu a nevyhasíná několik let, dokud se neprovede její generální oprava
Výroba oceli
Ocel se vyrábí zkujňováním surového železa. Zkujňování je hutnický proces, při němž se ze surového Fe spalováním za vysokých teplot odstraňují nečistoty a C. Ke zkujňování se používá bílé surové Fe. Zkujňování lze provádět několika postupy: (podle historického vývoje)
4. V martinské (siemens-martinské) peci se nad taveninou topí ohřátým plynem. Teplota, která přitom vzniká, je dostatečně vysoká, aby i ocel o nízkém obsahu C byla tekutá. Tato ocel se nazývá plávková.
V martinkých pecích je možno zpracovávat kusové ocelové odpady.
Elektroocel
Elektroocel je ocel přetavená v elektrické peci, která konstrukčně je podobná peci martinské. Nejčastěji se používá elektrické pece obloukové, kdy žár vzniká elektrickým obloukem mezi lázní a uhlíkovými elektrodami.
Výroba litin
Litiny se vyrábějí v kuplovnách nebo elektrických pecích. Účelem je úprava chemického složení, především obsahu C a odstranění škodlivých přísad ze surovin, z kterých se litina vyrábí.
Kuplovna
Kuplovna je válcovitá šachtová pec, v níž se vyrábějí běžné litiny. Podobá se vysoké peci, je však vysoká jen asi 6 m.Do kuplovny se vhání na 200 až 650 0C předehřátý vzduch (horkovětrné kuplovny), k čemuž se využívá odpadní teplo spalných plynů z kuplovny.
Kuplovna se zaváží střídavě palivem, kovovou vsázkou a tavidly.
Palivem je koks, který tvoří 10 až 15 % kovové vsázky
Kovovou vsázku tvoří zhruba z poloviny housky surového železa, z poloviny odpad ze slévárny (zmetky, nálitky, vtoky) a šrot.
Tavidla se používají ke zlepšení tekutosti strusky.
Po určité době, při níž se v nístěji nahromadí litina v dostatečném množství, se provádí odpich. Litina vytéká do pánve nebo do předpecí, kde se shromažďuje a případně přihřívá.
Hlavní výhodou kuploven je jednoduchost a nízké náklady na tavení. Nevýhodou je znečišťování ovzduší.
Elektrické pece
Kuplovny pro kvalitnější litinu s vyššími pevnostními vlastnostmi nejsou nejvhodnějšími 0tavícími agregáty z důvodu nemožnosti většího odsíření a propalu legujících prvků. K těmto účelům se používají elektrické pece, které pracují jako pece indukční nebo obloukové.
V elektrických pecích se litina vyrábí
a) synteticky, kdy vsázku tvoří ocelový odpad a nauhličující přísady (dřevěné uhlí, slévárenský koks, drcené grafitové elektrody)
b) přetavováním surových želez a litinového odpadu, bez nauhličovacího procesu
Ocele na odlitky
Odlitky z ocelí se vyrábějí tehdy, jsou-li za provozu mimořádně mechanicky namáhány a to jak za normálních, zvýšených nebo snížených teplot. Ocelové odlitky se vyznačují i vysokou odolností proti korozi (legované), proti rázům a mají zaručenou svařitelnost.
PŘIDEJTE SVŮJ REFERÁT
Tisknout -
Poslat(@) -
Stáhnout -
Uložit->Moje referáty -
Přidat referát