Pomocí práškové metalurgie se vyrábí slitiny z kovů, které jsou v tekutém stavu vzájemně nerozpustné a proto netvoří slitiny nebo slitiny z vysoce tavitelných kovů (např. wolframu). 1 Postup výroby slinutých materiálů výroba prášků lisování pórovitého výlisku slinování v peci 1.1 Výroba kovových prášků - mechanicky drcením a mletím čistých kovů v mlýnech - rozprašováním vytékajícího proudu kovu - kondenzací par kovů, např. Zn - elektrolýzou - rozkladem sloučenin kovů Obr. 1 Kovový prášek rhodium, výlisek válec, přetavený kov - koule 1.2 Lisování pórovitého výlisku Kovový prášek se na lisu slisuje velkým tlakem na požadovaný tvar, tím vznikne pórovitý výlisek s nízkou pevností. Výrobek se po slinutí vlivem zmenšení pórů poněkud smrští, proto musí být výlisek větší o přídavek na smrštění. 1
1.3 Slinování Výlisek se ohřeje na slinovací teplotu, která leží pod bodem tání jednotlivých složek. Při slinování ( = spékání) se nataví hranice zrn jednotlivých kovů směsi a zrna se spečou. Spékáním se výlisek zpevní. Aby se zabránilo oxidaci, používá se v peci ochranná atmosféra popř. se slinování provádí ve vakuu. Obr. 2 Struktura slinutého materiálu demo výrobek firmy Planesse 2 Značení slinutých materiálů Slinuté materiály patří do třídy 18, značení podle ČSN je stejné jako u ocelí, tj. pětimístným číslem a doplňkovou číslicí. Jednotlivá čísla určují blíže materiál prášků, doplňková číslice udává zrnitost prášku. Příklad: 18 501- obsahuje WC 74%, TiC 20%, Co 4%. 3 Nejdůležitější slinuté materiály Slinuté karbidy Skládají se z tvrdých kovových karbidů (karbid wolframu WC), karbid titanu (TiC), karbid tantalu (TaC). Jako pojivo slouží nízkotavitelný kobalt Co. Slinuté karbidy mají vysokou tvrdost při nízkých i vysokých teplotách až 1000 o C, odolnost proti opotřebení, malou roztažnost. Slinuté karbidy se používají na výrobu břitových destiček nástrojů pro třískové obrábění i tváření. Podle ISO rozlišujeme slinuté karbidy typu: P pro obrábění materiálů dávajících při obrábění dlouhou třísku (např. P20, P40, P50) M pro obrábění materiálů s dlouhou i krátkou třískou a slinuté (např. M10, M20, M30) K pro obrábění materiálů s krátkou třískou (např.k01, K10, K40) Pozn. Čím vyšší je číslo v označení, tím nižší je doporučená řezná rychlost a vyšší doporučený posuv. 2
Povlakové slinuté karbidy Slinuté karbidy tvoří houževnaté jádro nástrojů a jsou opatřeny tenkou vrstvou karbidu titanu TiC, nitridu titanu TiN, karbonitridu titanu TiNC popř. oxidu hlinitého Al 2 O 3. Tyto destičky mají vysokou odolnost proti opotřebení. Keramické materiály Slinováním oxidu hlinitého Al 2 O 3 s příměsí karbidu titanu TiC vznikají keramické materiály, které jsou velmi tvrdé, odolné proti opotřebení a korozi. Jsou ovšem křehké a citlivé na ohýbání. Používají se pro břitové destičky pro obrábění litiny popř. zušlechtěné oceli. Polykrystalický diamant Vyrábí se ze syntetického diamantu, který se nanese na slinutý karbid a zalisuje. Pomocí laseru se vrstva zarovná. Tyto destičky jsou velmi kvalitní. Syntetický diamant se vyrábí z grafitu ohřevem na teploty nad 1400 o C při vysokém tlaku. Kubický nitrid boru Řezná destička se skládá z 50 90% BN nitridu boru a z keramického materiálu. Má tvrdost blízkou diamantu, používá se pro obrábění velmi tvrdých ocelových materiálů. Obr. 3 Výrobky práškové metalurgie Další slinuté materiály Tyto materiály se používají na výrobu tvarových součástí vysokých pevností, na kluzná ložiska, na pístové kroužky apod. Patří sem např.: - slinutá ocel - slinutá ocel obsahující Cu a Ni, - slinutá ocel obsahující Cu a CuZn - slinutá měď s cínem CuSn - obsahuje grafit, je samomazný 3
Obr. 4 Kluzné ložisko ze slinutého karbidu křemíku 4 Úkoly 1. Kdy používáme práškovou metalurgii? 2. Jakým způsobem vyrábíme prášky pro účely slinování? 3. Popište princip slinování. 4. Uveďte druhy slinutých materiálů. 5. Jakým způsobem fungují samomazná ložiska ze slinutého materiálu? 5 Použité materiály (1.) FRISCHHERZ, Adolf, Technologie zpracování kovů 1, nakladatelství Wahlberg, Praha 1993, 1. vyd., kap. 2 Technické materiály, ISBN 3-7002-0740-9 (2.) BOTHE, Otakar, Strojírenská technologie I., SNTL, Praha 1989, 5. vyd., kap. 3 Kovové technické materiály, typové číslo L13-C1-II-96/26119, 4-217-8 (3.) HLUCHÝ, Miroslav a kol., Strojírenská technologie, SNTL, Praha 1969, 2. vyd., kap. 1 Výroba technických materiálů, typové číslo L 13-C2-III-84/22266-VII, 04-201-69 Obrázky: [1] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-05-20]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:rhodium_powder_pressed_melted.jpg [2] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-05-20]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:gesintertes-rad.jpg [3] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-05-20]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:peces_sinteritzaci%c3%b3.jpg 4
[4] Commons.wikimedia.org [online]. [cit. 2012-05-20]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/file:cmcgleitlager.jpg 5