SLITINY MED-ZINEK PRO POUŽITÍ V INSTALACÍCH PRO PITNOU VODU COPPER-ZINC ALLOYS FOR USE IN DRINKING-WATER INSTALLATIONS



Podobné dokumenty
TVÁŘENÉ KŘEMÍKOVÉ MOSAZI - MOŽNÁ NÁHRADA OLOVNATÝCH OBROBITELNÝCH MOSAZÍ

VLASTNOSTI EKOLOGICKÝCH NÍZKOOLOVNATÝCH MOSAZÍ URČENÝCH PRO OBRÁBĚNÍ

MOŽNOSTI ZVÝŠENÍ OBROBITELNOSTI BEZOLOVNATÝCH MOSAZÍ POSSIBILITIES TO INCREASE OF MACHINABILITY OF LEAD- FREE BRASSES

Bezolovnatá obrobitelná α+β mosaz pro zápustkové kování

ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI NOVÉ BEZOLOVNATÉ SLITINY TYPU AlMgSiSnBi URCENÉ PRO OBRÁBENÍ

VLASTNOSTI OBROBITELNÝCH SLITIN HLINÍKU BEZ OLOVA NA BÁZI AL-MG-SI-SN-BI PROPERTIES OF MACHINABLE LEAD-FREE ALUMINIUM ALLOYS AL-MG-SI-SN-BI

STUDY OF PROPERTIES OF MODEL LEAD-FREE COPPER ALLOYS, INTENDED FOR CUTTING

Bezolovnatá alternativa mosazí pro vodovodní instalace

ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI OBROBITELNÝCH HLINÍKOVÝCH SLITIN AA 2007 A AA2015 FATIGUE PROPERTIES OF MACHINABLE ALUMINIUM ALLOYS AA2007 AND AA2015

HODNOCENÍ ÚNAVOVÝCH VLASTNOSTÍ HLINÍKOVÝCH SLITIN AA 6082, AA 6262 A AA6023

Nové obrobitelné slitiny mědi bez olova určené pro tváření. Jiří Faltus a), Jaroslav Balík b)

, Hradec nad Moravicí ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI AL SLITIN AA 2017, AA 2007 A AA2015

VLASTNOSTI OBROBITELNÝCH SLITIN HLINÍKU ZA ZVÝŠENÝCH TEPLOT PROPERTIES OF FREE MACHINING ALUMINIUM ALLOYS AT ELEVATED TEMPERATURES

METALOGRAFIE II. Oceli a litiny

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

VLIV OBSAHU NIKLU NA VLASTNOSTI LKG PO FERITIZAČNÍM ŽÍHÁNÍ EFFECT OF THE CONTENT OF NICKEL ON DI PROPERTIES AFTER FERRITIZATION ANNEALING

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

Strukturní charakteristiky hořčíkové slitiny AZ91. Structure of Magnesium Alloy AZ91.

VÝVOJ V AUTOMATOVÝCH OCELÍCH, ZVYŠOVÁNÍ OBROBITELNOSTI BISMUTEM ; OLOVEM V TŽ, A.S.

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ, MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA PERSPEKTIVNÍCH LITÝCH NIKLOVÝCH SUPERSLITIN

VÝVOJ TECHNOLOGIE PRESNÉHO LITÍ LOPATEK PLYNOVÝCH TURBÍN DEVELOPMENT OF PRECISE CASTING TECHNOLOGY FOR GAS TURBINE BLADES

ASTM A694 F60 - TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A MECHANICKÉ VLASTNOSTI ASTM A694 F60 HEAT TREATMENT AND MECHANICAL PROPERTIES

Studium vlastností modelových slitin hliníku na bázi Al-Cu-Mg bez olova určených pro obrábění

Číselné označování hliníku a jeho slitin dle ČSN EN 573 1:2005 ( )

IMPROVED PROPERTIES DIE CASTING APPLICATIONS

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA MECHANICKÉ VLASTNOSTI A VYSOKOTEPLOTNÍ STABILITU NIKLOVÉ SLITINY IN 792 5A

Trvanlivost,obrobitelnost,opotřebení břitu

a UJP PRAHA a.s., Nad Kamínkou 1345, Praha Zbraslav, b PBS Velká Bíteš a.s. Vlkovská 279, Velká Bíteš,

VYSOKOTEPLOTNÍ CREEPOVÉ VLASTNOSTI SLITINY Fe31Al3Cr S PŘÍSADOU Zr. HIGH TEMPERATURE CREEP PROPERTIES Fe31Al3Cr ALLOY WITH Zr ADITIVE

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

VLASTNOSTI OCELI CSN (DIN C 45) S VELMI JEMNOU MIKROSTRUKTUROU PROPERTIES OF THE C45 DIN GRADE STEEL (CSN 12050) WITH VERY FINE MICROSTRUCTURE

42 28XX nízko středně legované oceli na odlitky odlévané jiným způsobem než do pískových forem 42 29XX vysoko legované oceli na odlitky

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Fe Fe 3 C. Metastabilní soustava

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

Zvyšování kvality výuky technických oborů

ZKOUŠENÍ KOROZNÍ ODOLNOSTI PLAZMOVĚ NANÁŠENÝCH NITRIDICKÝCH VRSTEV NA OCELÍCH CORROSION RESISTANCE TESTING OF PLASMA NITRIDATION LAYERS ON STEELS

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

NĚKTERÉ ZKUŠENOSTI S MODIFIKACÍ SLITIN Mg. SOME OF OUR EXPERIENCE OF MODIFYING THE Mg ALLOYS. Luděk Ptáček, Ladislav Zemčík

VŠB Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical engineering, 17. Listopadu 15, Ostrava Poruba, Czech Republic

Oceli k zušlechťování Část 2: Technické a dodací podmínky pro nelegované oceli

STRUKTURA A VLASTNOSTI LISOVANÝCH TYČÍ ZE SLITINY CuAl10Ni5Fe4 STRUCTURE AND PROPERTIES OF PRESSED RODS FROM CuAl10Ni5Fe4 ALLOY

TEORIE TVÁŘENÍ. Lisování

Požadavky na nástroj při stříhání. Charakteristika. Použití STRUKTURA CHIPPER / VIKING

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

VÝVOJ NOVÝCH NÁSTROJOVÝCH OCELÍ PRO KOVACÍ ZÁPUSTKY

místa, kde lze očekávat minimální vlastnosti, které potom rozhodují o užitných vlastnostech výrobku. Sledování nehomogenity a anizotropie mechanických

TM Tools s.r.o. Destičky na obrábění hliníku -AL -ALX. Nová generace soustružení. Zvláštnosti. Nr. 226/2011-CZ-TM

VLIV OBSAHU HLINÍKU NA VLASTNOSTI HOŘČÍKOVÝCH SLITIN PŘI ODLÉVÁNÍ DO BENTONITOVÝCH A FURANOVÝCH FOREM

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

Vlastnosti. Charakteristika. Použití FYZIKÁLNÍ HODNOTY VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ MECHANICKÉ VLASTNOSTI HOTVAR

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

Díly forem. Vložky forem Jádra Vtokové dílce Trysky Vyhazovače (nitridované) tlakové písty, tlakové komory (normálně nitridované) V 0,4

TÜV NORD Czech, s.r.o. Laboratoře a zkušebny Brno Olomoucká 7/9, Brno

Materiálové laboratoře Chomutov s.r.o. Zkušební laboratoř MTL Luční 4624, Chomutov

Druhy ocelí, legující prvky

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

ELECTROCHEMICAL HYDRIDING OF MAGNESIUM-BASED ALLOYS

P. Verner, V. Chrást

Hodnocení korozí odolnosti systémů tenká vrstva substrát v prostředí kompresorů

VYSOCEPEVNÉ HLINÍKOVÉ SLITINY SE ZLEPŠENÝMI SLÉVÁRENSKÝMI VLASTNOSTMI

Zvyšování kvality výuky technických oborů

INFLUENCE OF TEMPERING ON THE PROPERTIES OF CAST C-Mn STEEL AFTER NORMALIZING AND AFTER INTERCRITICAL ANNEALING. Josef Bárta, Jiří Pluháček

Vliv tepelně-mechanického zpracování na mechanické vlastnosti nové obrobitelné slitiny Al.CuSnBi

Vlastnosti W 1,3. Modul pružnosti Součinitel tepelné roztažnosti C od 20 C. Tepelná vodivost W/m. C Měrné teplo J/kg C

MATURITNÍ TÉMATA (OKRUHY) STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE. TECHNICKÝ SOFTWARE (Strojírenství)

Práce a síla při řezání

REGIONÁLNÍ TECHNOLOGICKÝ INSTITUT. Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní

Použití. Části formy V 0,9. Části nástroje. Matrice Podpěrné nástroje, držáky matric, pouzdra, lisovací podložky,

Katalog barevných kovů

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

STUDIUM SKLOKERAMICKÝCH POVLAKŮ V BIOLOGICKÉM PROSTŘEDÍ

NEHOMOGENITA A ANIZOTROPIE ÚNAVOVÝCH VLASTNOSTÍ VÝLISKŮ ZE SLITINY HLINÍKU AA6082

Rozdělení ocelí podle použití. Konstrukční, nástrojové

Konstrukční, nástrojové

Opakovací MATURITNÍ OTÁZKY Z PŘEDMĚTU TECHNOLOGIE ŠKOLNÍ ROK OBOR STROJNICTVÍ, ZAMĚŘENÍ PPK ZKRÁCENÉ POMATURITNÍ STUDIUM 1.

Transfer inovácií 20/

OBSERVATION OF KINETICS OF STRUCTURAL CHANGES DURING LONG-TERM ANNEALING OF TRANSITIONAL WELDS ON P91 STEEL

Technická část Technical section

Charakteristika. Vlastnosti. Použití NÁSTROJE NA TLAKOVÉ LITÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ NÁSTROJE PRO TVÁŘENÍ ZA TEPLA VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ

SLITINA AlMg3 LEGOVANÁ Sc A Zr PŘIPRAVENÁ PRÁŠKOVOU METALURGIÍ. AlMg3 ALLOY WITH Sc AND Zr ADDITIONS PREPARED BY POWDER METALLURGY METHOD

Novinky ve zkušebnách Výzkumného centra

VLASTNOSTI TEPELNĚ ZPRACOVANÝCH SOUČÁSTÍ Z BERYLIOVÉHO BRONZU. Kříž Antonín 1) Schmiederová Iva 2) Kraus Václav 2)

STT4 Příprava k maturitní zkoušce z předmětu STT. Tematické okruhy pro ústní maturity STT

Použití. Charakteristika FORMY PRO TLAKOVÉ LITÍ A PŘÍSLUŠENSTVÍ NÁSTROJE NA PROTLAČOVÁNÍ VYŠŠÍ ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ QRO 90 SUPREME

Charakteristika. Použití TVÁŘECÍ NÁSTROJE STŘÍHÁNÍ RIGOR

Analýza technologie lisování šroubů z nové feriticko martenzitické oceli

ŽÍHÁNÍ. Tepelné zpracování kovových materiálů

a) VÚK Panenské Břežany s.r.o., Panenské Břežany 50, Odolena Voda , ČR b) ČVUT FJFI, Katedra materiálů, Trojanova 13, Praha 2, , ČR

DRUHY A UTVÁŘENÍ TŘÍSEK

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí Část 2: Technické dodací podmínky pro nelegované konstrukční oceli

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

Návrh řešení a eliminace deformací u tlakově litých rámů bezpečnostních interkomů ze slitiny zinku

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

REFERENČNÍ MATERIÁLY

VYUŽITÍ DYNAMICKÝCH MODELŮ OCELÍ V SIMULAČNÍM SOFTWARE PRO TVÁŘENÍ

Transkript:

SLITINY MED-ZINEK PRO POUŽITÍ V INSTALACÍCH PRO PITNOU VODU COPPER-ZINC ALLOYS FOR USE IN DRINKING-WATER INSTALLATIONS Jirí Faltus a Jan Mádl b Václav Koutný b Peter Sláma a a VÚK Panenské Brežany, s.r.o., 250 70 Odolena Voda, CR, e-mail jiri.faltus@volny.cz a CVUT, Fakulta strojní, Ústav strojírenské technologie, Technická 4, 166 07 Praha 6, e-mail madl@kfsid.cvut.cz Abstrakt The present legislation has radically reduced the content of toxic lead in Cu alloys (brasses and bronzes) coming in a direct contact with the water. The lead content is limited to max. 1 wt. %. This one of the solution to this problem is the replacement of the lead by low-melting, non-toxic Bi in combination with remaining alloying elements. The bismuth??? brasses type CuZn40Bi1,5(P) show similar properties and machinability as leadcontaining standardised machinable brasses CuZn40Pb2 a CuZn39Pb3. But in coppers and? brasses (Zn < 33 %), bismuth causes a significant reduction of plastic properties resulting in the devaluation of these materials. For these reasons a possible introduction of machinable???? brasses with the bismuth content (CuZn40Bi1,5(P)) into the metallurgic practice will require strict precaution to prevent the bismuth penetration into the coppers and? brasses for example from the scrap. Present paper deals with the possibility to increase machinability of lead-free brasses by the alloying of other non-toxic element Si. Increase of the machinability was not at such a level as free-cutting brasses CuZn40Pb2 or CuZn39Pb3, but their suitability for machining is sufficient for free-cutting these materials on automatic machines, without significant interventions into the technology of cutting. 1 ÚVOD V soucasnosti je legování dostatecného množství olova do obrobitelných mosazí obrábených na automatech nezbytné. Mezi zavedenými komercními mosazemi neexistuje slitina, která by se svou obrobitelností vyrovnala mosazím CuZn40Pb2 a CuZn39Pb3. Z duvodu silné toxicity se úroven povoleného obsahu olova vpitné vode snižuje. Napríklad ve Spojených státech byl povolený obsah olova v pitné vode snížen na úroven 15? g/l. Podle nové smernice Evropského spolecenství 98/83/EC o kvalite vody pro lidskou spotrebu z ríjna 1998 bude dovolený obsah olova v pitné vode omezen v horizontu 15 let na hodnotu 10? g/l, s okamžitým snížením na povolenou hodnotu???? g/l [1]. Z této smernice ES vychází Vyhláška Ministerstva zdravotnictví (MZ) c.376 z 9. 9. 2000, která stanovuje požadavky na pitnou vodu [2]. Vyhláška omezuje obsah olova v pitné vode na stejné hodnoty jako výše zmínená smernice ES. Vyhláška MZ c. 37/2001 z 8. ledna 2001 o hygienických požadavcích na výrobky pricházející do prímého styku s vodou již zohlednuje zprísnené požadavky na obsah olova ve vode [3]. V paragrafu 9 této vyhlášky je v medích a slitinách medi (mosazích a bronzech), pricházejících do prímého styku s vodou, omezen obsah olova do max. 1 %. Navíc, splnení tohoto požadavku nezbavuje povinnosti výrobce predložit své výrobky na výluhové testy. Dle provádecího zákona c. 258/2000 bylo nutné dát všechny výrobky pricházející do styku s vodou do souladu s temito hygienickými požadavky dle Vyhlášky c. 37 do 1. cervence 2002. Je zrejmé, že nejcasteji používané obrobitelné olovnaté mosazi 1

CuZn40Pb2 a CuZn39Pb3 požadavkum Vyhlášky c. 37 nevyhovují, nebot jejich obsah olova presahuje predepsanou úroven 1 hm. % a výrobky zhotovené z techto obrobitelných mosazí nesplnují výluhové testy na olovo. Predcházející práce potvrdily, že olovo lze nahradit bismutem, prípadne bismutem v kombinaci s fosforem [4-7]. Bismutové mosazi CuZn40Bi1,5(P) vykazují podobné vlastnosti a obrobitelnost jako komercní obrobitelné mosazi CuZn40Pb2 a CuZn39Pb3. V medích a? mosazích (Zn <33 %) bismut ale zpusobuje znacné snížení plastických vlastností a tím znehodnocení techto materiálu. Z tohoto duvodu si vyžádá prípadné zavedení nových CuZn40Bi1,5(P) do metalurgické praxe prísná opatrení k zabránení proniknutí Bi do Cu a? mosazí (napríklad z odpadu). Cílem prácí bylo overit možnost zvýšení obrobitelnosti tvárených mosazí legováním kremíku. Tento prvek pri vhodném složení tvorí ve strukture odlitku z mosazí krehké fáze, které usnadnují tvorbu trísky, zlepšují její delení a tak usnadnují jejich trískovou obrobitelnost [8,9]. Lze tudíž predpokládat, že k dosažení potrebné úrovne obrobitelnosti nutné pro obrábení na obrábecích automatech, bude i u tvárených Si mosazí postacovat podstatne nižší obsah olova ci bismutu než u bežných binárních??? mosazí. 2. EXPERIMENTÁLNÍ MATERIÁL A METODIKA MERENÍ 2.1 Materiály V poloprovozních podmínkách byly do grafitových kruhových forem pripraveny odlitky z experimentálních slitin typu CuZn28Si2, CuZn28Si2(Pb), CuZn33Si2 a CuZn33Si2(Pb), pricemž se vycházelo z cistých surovin. Odlitky byly oznaceny S1, S3, T1, SP1, S3P a TP1. Chemické složení uvedených taveb je v tab. 1. Tab. 1 Chemické složení [hm. %] Table 1 Chemical composition [wt. %] Slitina Oznacení Zbyt.Zn Cu Si Pb Sn Alloy Marking Bal. Zn CuZn28Si2 S 1 69,99 2,04 < 0,0007 < 0,003 27,97 CuZn28Si2Pb0,5 SP1 69,91 2,03 0,44 < 0,003 27,62 CuZn33Si2 T1 64,95 2,08 < 0,0007 < 0,003 32,97 CuZn33Si2Pb0,5 TP1 64,99 2,04 0,42 < 0,003 32,55 CuZn28Si2 S3 69,40 1,81 <0,003 <0,005 28,79 CuZn28Si2Pb0,5 SP3 69,48 1,80 0,48 <0,005 28,26 Odlitky se dále zpracovávaly bud prímo zápustkovým kováním na výkovky nebo se odlitky nejprve prutlacne lisovaly za tepla na tyce, jejichž prírezy se potom zápustkove kovaly na výkovky. Odlitky, výlisky a výkovky kremíkových mosazí spolu s referencními olovnatými a bismutovými mosazemi byly podrobeny komplexnímu rozboru strukturních a mechanických vlastností, korozní odolnosti a obrobitelnosti. 2.2 Mikrostrukturní analýza Metalografický rozbor tycí ze zkoušených slitin ve stavech T9 a T8 byl proveden jak a) metodou svetelné mikroskopie (SM) za použití mikroskopu NIKON EPIPHOT 200 s 3 2

cipovou barevnou kamerou HITACHI pro obrazovou analýzu se softwarem LUCIA od firmy Laboratory Imaging, tak b) metodou rádkovací elektronové mikroskopie (REM) pomocí mikroskopu DSM 940 s vlnovým spektrometrem MICROSPEC WDX-3PC. Pomocí REM se provádelo merení rozložení slitinových prvku, sloužící k identifikaci fází. 2.3 Mechanické vlastnosti Mechanické vlastnosti se zjištovaly na zkušebním stroji INSTRON 5500R1185 (100 kn). Bylo použito kruhových zkušebních teles prumeru 8 mm odebraných ze stredových oblastí odlitku a vylisovaných tycí, pricemž podélná osa zkušebních teles byla rovnobežná se smerem lití ci lisování. 2.4 Zkoušky kujnosti a lisovatelnosti za tepla Zkoušky kujnosti zápustkovým kováním za tepla probehly ve spolupráci s firmou Kovárna Kupka-Jindra na výrobních zarízeních této firmy. Jako modelový výkovek pro studium kujnosti byl vybrán plášt vodomeru (obr. 1). Kujnost kremíkových a referencních olovnatých mosazí se hodnotila ze dvou hledisek: a) z hlediska kvality povrchu výkovku, jeho celistvost, povrchové a hranové vady apod. b) z hlediska rozmeru výkovku a tlouštky výronku. Cím menší jsou rozmery výkovku ve smeru pohybu zápustky (L F ) a cím menší je tlouštka výronku, tím snáze materiál pri kování vyplnuje zápustku a je tedy lépe kujný (obr. 2). Obr. 1 Výkovek vodomeru pro studium kujnosti Fig. 1 Forging of a water meter for forgeability studies Obr. 2 Schéma zápustkového kování s vyznacením rozmeru L B a L F, které byly použity pro hodnocení kujnosti Fig. 2 Schematic illustration of the die forging with dimensions for forgeability rating Zkoušky lisovatelnosti prutlacným lisováním za tepla probehly ve spolupráci s firmou Kovohute Celákovice, a.s. na provozním lisu 30MN. Pro zkoušky byly použity odlitky ze slitin CuZn28Si2 (S3) a CuZn28Si2Pb0,5 (SP2). Cepy o prumeru 184 mm se prutlacne lisovaly na košili na tyce o prumeru 50 mm. Kvalita povrchu tycí se posuzovala vizuálne. 2.5 Korozní odolnost U výkovku z kremíkových mosazí a referencních olovnatých a bismutových mosazí byla provedena zkouška odolnosti mosazi vystavené pusobení sladké nebo slané vody proti odzinkování dle ISO 6509. Podstata zkoušky spocívala v tom, že se vzorky pri teplote 75 C exponovaly po dobu 24 h v roztoku chloridu mednatého a poté se vyhodnocovaly metalograficky. 3

2.6 Zkoušky obrobitelnosti Laboratorní zkoušky obrobitelnosti probehly ve spolupráci scvut v Praze, fakultou strojní. Byly provedeny na odlitcích, výliscích z kremíkových mosazí CuZn28Si2, CuZn28Si2Pb0,5, CuZn33Si2 a CuZn33Si2Pb a z referencní olovnaté mosazi CuZn40Pb2 ruznými metodami. Byla hodnocena: technologická a mikrogeometrická obrobitelnost spojená s mechanizmem vzniku a utvárení trísky a drsnosti obrobeného povrchu, dále tzv. dynamická obrobitelnost odvozená z merení rezných sil a kroutících momentu a kinetická obrobitelnost, která vycházela z hodnocení opotrebení britu nástroje. 3. VÝSLEDKY A JEJICH DISKUSE 3.1 Mikrostruktura odlitku Struktury odlitku z kremíkových mosazí S (CuZn28Si2) je tvorena dendrity a litými zrny fází??mezi nimiž je eutektoid fází????? (Cu 5 Si). Fáze? (Cu 5 Si) je tvrdá fáze, která zajištuje zpravila dobrou obrobitelnost odlitku z kremíkových mosazí s velmi dobrou lámavostí (delitelností) trísky (obr. 3). Ve strukture slitin SP (CuZn28Si2Pb0,5) a TP (CuZn33Si2Pb0,5) jsou navíc ve strukture prítomny drobné dispersní fáze olova (obr. 4). Ve strukture odlitku ze litiny T a TP (CuZn33Si2 a CuZn33Si2Pb0,5) vedle fází? a eutektoidu fází??????byla prítomna fáze?. Jak bylo zjišteno z merení mechanických vlastností, tato fáze zvyšuje tvrdost a pevnost slitin T a TP za soucasného snížení plastických vlastností za normálních teplot oproti kremíkovým mosazím bez této fáze S a SP (tab. 3). Fáze? Eutektoid??????? Cástice Pb foto467-6 Obr. 3 Mikrostruktura odlitku ze slitiny CuZn28Si2Pb0,5 (SP3) Fig. 3 Microstructure of a casting alloy CuZn28Si2Pb0,5 (SP3) foto467-1 Obr. 4 Rozložení cástic Pb v odlitku ze slitiny CuZn28Si2Pb0,5 (SP3) Fig. 4 Distribution of Pb particles in a casting alloy CuZn28Si2Pb0,5 (SP3) 3.2 Teplota tvárení a kujnost a lisovatelnost Teplota kování. Podmínkou dobré tvaritelnosti za tepla mosazí je tvárení v oblasti fáze?. Za úcelem stanovení vhodné teploty kování a lisování kremíkových mosazí, byla sérií laboratorních pokusu tepelného zpracování urcena minimální teplota oblasti fáze??. Výsledky ukázaly, že pri teplote 780 C je ve strukture obou zkoušených kremíkových mosazí prevaha 4

fáze???obr. 5). Tato teplota byla vzata za výchozí teplotu pri zkouškách zápustkového kování a prutlacného lisování. Fáze???????????Transformovaná fáze??z??? Fáze???????????Transformovaná fáze??z??? a) b) Obr. 5 Mikrostruktury kremíkových mosazí po rychlém ochlazení do vody z teploty 780 C: a) CuZn28Si2 (S1) b) CuZn33Si2 (T1) Fig. 5 Microstructures of silicon brasses cooled rapidly from temperature 780 C: a) CuZn28Si2 (S1) b) CuZn33Si2 (T1) Kujnost za tepla hodnocenou z jakosti povrchu a rozmeru výkovku plášte vodomeru a rozmeru výronku pri jeho kování z kremíkových a Pb mosazí uvádí tab. 2. Tab. 2 Hodnocení kujnosti slitin Table 2 Forgeability rating of alloys Slitina Alloy Oznacení Marking Rozmery výkovku Dimensions of forgings Hodnocení Rating CuZn33Si2 T 128,18 1 CuZn33Si2Pb0,5 TP 128,31 2 CuZn28Si2Pb0,5 SP 128,56 3 CuZn28Si2 S 128,79 4 CuZn36Pb3 E31 128,92 5 CuZn38Pb0,7 E01 129,12 6 CuZn39Pb1 E11 129,17 7 Výsledky zkoušek ukázaly, že kremíkové mosazi lze tváret za tepla zápustkovým kováním podobne jako olovnaté??? mosazi, pricemž optimální teplota kování je 780 C. Pri kování za optimálních podmínek je kujnost zkoušených kremíkových mosazí lepší než bežných olovnatých mosazí. Na rozdíl od Pb mosazí nemají sklon k praskání pri prehrátí ani sklon k zapraskání výronku. Lepší kujnost za tepla slitin CuZn33Si2(Pb0,5) (T a TP) oproti slitinám CuZn28Si2(Pb0,5) (S a SP) je zpusobena vyšším podílem fáze b ve strukture slitin v oblasti teplot tvárení (obr. 5). Lisovatelnost prutlacným lisováním za tepla Výsledky zkoušek ukázaly že zkoušené kremíkové mosazi lze prutlacne lisovat za tepla steplotou ohrevu 780 C s velmi dobrou jakostí povrchu. 5

3.3 Strukturní vlastnosti výkovku a výlisku Struktura výkovku a výlisku z kremíkových mosazí je složena z rekrystalizovaných zrn fáze? a eutektoidních oblastí fází?????. Oproti odlitkum je množství kremíkové fáze? (Cu 5 Si) ve výliscích a výkovcích omezen (obr. 6 a 7).??????????????????????????????????????Cu 5 Si?????Cu 5 Si? Obr. 6 Mikrostruktura odlitku ze slitiny CuZn28Si2 (S3) s velkými oblastmi eutektoidu??? Fig. 6 Microstructure of a cast CuZn28Si2 alloy (S3) with large areas of a eutectoid structure?????? 3.4 Mechanické vlastnosti Obr. 7 Rekrystalizovaná struktura lisované tyce ze slitiny (CuZn28Si2 (S3) s malými oblastmi??? Fig. 7 Recrystallization structure of a extruded rod CuZn28Si2(S3) alloy with small areas of a eutectoid structure?????? Mechanické vlastnosti odlitku a výlisku z kremíkových mosazí a referencní olovnaté mosazi jsou v tab. 3. Tab.3 Mechanické vlastnosti odlitku a výlisku z Si mosazí a referencních mosazí CuZn40Pb2 Table 3 Mechanical properties of castings and extrusions Si brasses and CuZn40Pb2 Slitina Stav Rp0,2 Rm A5 Alloy Temper [MPa] [MPa] [%] HB CuZn28Si2 (S1) odlitek casting 151 339 14 146 CuZn28Si2Pb0,5 (SP1) odlitek casting 149 337 14 144 CuZn28Si2 (S1) po žíhání 780 C x 102 271 13 83 CuZn28Si2Pb0,5 (SP1) 0,5 h pomalé ochlaz 99 292 17 86 CuZn33Si2 (T1) odlitek casting 342 508 4,5 212 CuZn33Si2Pb0,5(TP1) odlitek casting 314 529 6 209 CuZn40Pb2 (M) odlitek casting 94 361 39 79 CuZn28Si2 (S3L) výlisek extrusion 149 382 18 119 CuZn28Si2Pb0,5 (SP3L) výlisek extrusion 157 418 27 117 CuZn40Pb2 výlisek extrusion 148 406 42 93 Meze Rp0,2 a tvrdost HB odlitku a výlisku z experimentálních kremíkových mosazí jsou ve srovnání s referencní olovnatou mosazí CuZn40Pb2 podstatne vetší, zejména u kremíkové mosazi CuZn33Si2 s vyšším obsahem Zn. Z hlediska obrobitelnosti je jedna z nejduležitejších vlastností tvrdost materiálu. Cím tvrdší je materiál, tím vetší odpor klade reznému nástroji pri trískovém obrábení. Tím se zvyšují trecí síly mezi nástrojem a odcházející trískou i celkové síly na rezný nástroj. Výsledkem je rapidní snížení životnosti nástroje. Vzhledem k tomu, že kremíková mosaz 6

s vyšším obsahem zinku T a TP (CuZn33Si2 a CuZn33Pb0,5) vykazovala znacne vysokou tvrdost (cca trojnásobne vetší než u olovnaté mosazi), byl tento typ slitiny z dalšího experimentu vyrazen. Experiment se dále soustredil na kremíkovou mosaz s nižším obsahem Zn oznacovanou S a SP (CuZn28Si2 a CuZn28Si2Pb0,5), která vykazovala podstatne nižší tvrdost. Navíc se tvrdost této slitiny dá podstatne snížit žíháním pri 780 C x 15 min. s pomalým ochlazením na normální teplotu (tab.3). 3.5 Korozní odolnost U výkovku z kremíkových mosazí a referencních olovnatých mosazí byla provedena zkouška odolnosti mosazi proti odzinkování dle ISO 6509. Výsledky jsou v tab. 7. Obr. 8 Odzinkovaná vrstva výkovku z kremíkové mosazi CuZn28Si2 (S1) Fig. 8 Dezincification layer of a forging CuZn28Si2 (S1) alloy Tab. 4 Hloubka odzinkování u výkovku z Si mosazí a Pb mosazí Table 4 Depth of dezincification of forgings Si brasses and Pb brasses Slitina Alloy Oznacení Marking Hloubka odzinkování Depth of dezincification [mm] Min. Max. CuZn28Si2 S1 0,21 0,22 CuZn28Si2Pb0,5 SP1 0,11 0,13 CuZn33Si2 T1 0,12 0,25 CuZn40Pb2 Ms 1,19 1,2 CuZn36Pb2As *) As 0 0,35 *) Cu 61,9 %, Pb 2,08 %, As 0,11 %, Sn 0,03 %, zbytek Zn Výsledky ukázaly, že výkovky z kremíkových mosazí vykazovaly výrazne lepší odolnost proti odzinkování než výlisky z olovnaté mosazi CuZn40Pb2 (Ms). V odolnosti proti odzinkování predcily i olovnatou mosaz s prísadou arzénu CuZn36Pb2As, oznacenou As, známou svou vysokou odolností proti odzinkování. 3.6 Obrobitelnost Obrobitelnost odlitku Odlitky ze slitin CuZn28Si2 (S) a CuZn28Si2Pb0,5 (SP) mely pri ortogonálním soustružení trísku ve forme samostatných stocených elementu. Charakter trísky se nezmenil po žíhání odlitku režimem 780 C x 15 min. a pomalém ochlazování v peci, provedeném pro snížení tvrdosti (obr. 9). Naproti tomu odlitky ze slitin CuZn33Si2 (T) a CuZn33SiPb0,5 (TP) vykazovaly pri soustružení trísku nestácivou a nedelenou, v prípade TP obloukovou, cástecne delenou. Žíhání na vysoké teplote 780 o C x 15 min. s pomalým ochlazováním, provedeném pro snížení tvrdosti, charakter trísky v zásade nezmenilo. Tríska zustala nadále spojitá, stuhová a velmi málo stácivá. 7

CuZn28Si2 (S1) - odlitek pr. 70 mm CuZn33Si2 (T1) - odlitek pr. 70 mm a) b) Obr. 9 Utvárení trísky pri soustružení odlitku : a) CuZn28Si2 (S1) b) CuZn33Si2 (T1) Fig. 9 Chip formation in turning castings: a) CuZn28Si2 (S1) b) CuZn33Si2 (T1) Obrobitelnost výlisku U jednotlivých slitin se charakter utvárení trísky pri obrábení lisovaných tycí liší od utvárení trísky u odlitku. Zatímco charakter trísky pri soustružení odlitku ze slitin CuZn28Si2 (S1) a CuZn28Si2Pb0,5 (SP1) byl približne stejný, u výlisku se podstatne lišil. Výlisky z CuZn28Si2 (S3L) vykazovaly trísky ve tvaru delších šroubovic, výlisky ze slitiny CuZn28Si2Pb0,5 (SP3L) vykazovaly delenou trísku (obr. 10). Na rozdíl od odlitku se u výlisku výrazne projevil príznivý vliv malého množství Pb na charakter utvárení trísky. CuZn28Si2 (S3L) - výlisek pr. 50 mm CuZn28Si2Pb0,5(SP3L) - výlisek pr. 50 mm a) b) Obr. 10 Utvárení trísky pri soustružení tycí prutlacne lisovaných za tepla : a) CuZn28Si2 (S3L) b) CuZn28Si2Pb0,5(SP3L) Fig. 10 Chip formation in turning hot extruded rods: a) CuZn28Si2 (S3L) b) CuZn28Si2Pb0,5 (SP3L) Charakter trísky u obou slitin se v zásade nezmenil po jejich vyžíhání pri vysoké teplote a pomalém ochlazování, provedeném pro snížení tvrdosti. Horší charakter utvárení a zejména delení trísky u tvárených výrobku z kremíkových mosazí oproti odlitkum souvisí s množstvím a charakterem rozložení krehké kremíkové fáze?? (Cu 5 Si), která zajištuje stácivost a lámavost trísky pri obrábení. V tvárené strukture 8

kremíkových mosazí je výskyt techto fází nižší s méne príznivým rozložením oproti strukture odlitku (obr. 6 a 7). Zvýšení lámavosti trísky u tvárených kremíkových mosazí lze dosáhnout pridáním malého množství Pb do 0,5 hm. %. Charakter trískly lisované tyce ze slitiny CuZn28Si2Pb0,5 je blízký charakteru trísky obrobitelné mosazi CuZn40Pb2. 4. SOUHRN a) Kremíkové mosazi s obsahem Si kolem 2 hm. % a obsahem Pb do 0,5 hm. % lze prutlacne lisovat na tyce a profily a zápustkove kovat na výkovky složitých tvaru. Pri kování za optimálních podmínek je kujnost zkoušených kremíkových mosazí lepší než bežných olovnatých mosazí. Na rozdíl od Pb mosazí nemají sklon k praskání pri prehrátí. b) Výkovky z kremíkových mosazí mají výrazne lepší odolnost proti odzinkování než výkovky z olovnaté mosazi CuZn40Pb2. V odolnosti proti tomuto druhu koroze jsou srovnatelné s olovnatou arsenovou mosazí CuZn36Pb2As, používanou pro speciální prostredí vyžadující zvýšenou odolnost proti odzinkování. c) U odlitku z kremíkových mosazí lze pri vhodném chemickém složení dosáhnout takového charakteru trísky, že se blíží charakteru trísky olovnaté mosazi CuZn40Pb2. d) U tvárených kremíkových mosazí lze pridáním malého množství Pb do 0,5 hm. % dosáhnout charakteru trísky blížící se trísce vznikající pri obrábení automatových olovnatých mosazí CuZn39Pb3 a CuZn40Pb2. e) Kremíkové mosazi predstavují možnou bezolovnatou alternativu k olovnatým automatovým mosazím jako CuZn40Pb2 - CW617N a CuZn39Pb3 - CW614N a dalším, jejichž použití se bude z ekologických duvodu postupne omezovat zejména v instalacích pro pitnou vodu. Podekování: Práce vznikla za financní podpory Grantové agentury Ceské republiky, která poskytla prostredky na tyto práce v rámci grantu 106/04/0122. Autori touto cestou dekují za pomoc. Experimentální materiál byl pripraven na výrobních zarízeních firem VÚK Kovohute, s.r.o., Kovohute Celákovice, a.s. a Kovárna Ing. M. Kupka J. Jindra. Za spolupráci autori dekují vedení techto firem a všem pracovníkum, kterí se na experimentech podíleli. LITERATURA [1] COUNCIL DIRECTIVE 98/83/EC on the quality of water intended for human cosumption [2] VYHLÁŠKA MZ c. 376/2000 z 9. 9. 2000, kterou se stanoví požadavky na pitnou vodu a rozsah a cetnost její kontroly, SZ c. 376/2000, Cástka 103, s. 4879 [3] VYHLÁŠKA MZ c. 37/2001 z 8. 1. 2001 o hygien. požadavcích na výrobky pricházející do prímého styku s vodou a na úpravu vody, SZ c. 37/2001, Cástka 13, s. 645 [4] FALTUS, J - BALÍK, J.: in Proc. of 9. Inter. Metallurg. Symposium METAL2000, ed. Prnka T., Tanger, Ostrava 2000, ISNB 80-85988-35-6, paper 603 [5] FALTUS, J. - BALÍK, J. - SLÁMA, P. - MÁDL, J. - KOUTNÝ, V.: in Proc. of 10. Inter. Metallurg. Symposium, Metal 2001, ed. Prnka, Tanger, Ostrava 2001, ISNB 80-85988-35-6, paper 116 [6] FALTUS, J. - MÁDL, J. - KOUTNÝ, V. - RÁZEK, V. - BENDÍKOVÁ, E.: Stroj. technol., 4, V, 2000, s. 5 [7] FALTUS, J. - MÁDL, J. - KOUTNÝ, V. - BALÍK, J.: PRUMYSLOVÉ SPEKTRUM, 1-2, 2001, s. 30 [8] DRESHER, W. H. - PETERS, D. T.: Metall, 46, 11, 1992, s. 1142 [9] DRESHER, W. H. - PETERS, D. T.: Metall, 47, 1, 1993, s. 26 9