TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

TECHNOLOGIE I
(slévání a svařování)
Přednáška č. 1: Úvod - Charakteristika slévárenství (hutní, výroba
tvarových součástí), význam slévárenství v rámci netřískových
technologií. Slévárenská výroba a její členění. Přesnost, kvalita a
ekonomičnost výroby. Perspektivy slévárenství.
Autoři přednášky: prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc.
Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D.
Pracoviště: TUL – FS, Katedra strojírenské technologie

Obsah přednášek z předmětu
Technologie I
Přednáška 1 - Charakteristika slévárenství (hutní, výroba tvarových součástí), význam
slévárenství v rámci netřískových technologií. Slévárenská výroba a její členění.
Přesnost, kvalita a ekonomičnost výroby. Perspektivy slévárenství.
Přednáška 2 - Konstrukční řešení a technologičnost konstrukce odlitků; pravidla
Podmíněná slévárenskou technologií a materiálem, pravidla pro konstrukci stěn odlitků,
pravidla podmiňující ekonomickou výrobu odlitků.
Přednáška 3 - Slévárenské slitiny pro výrobu odlitků, vlastnosti slévárenských slitin,
faktory ovlivňující slévárenské vlastnosti, rovnovážné diagramy.
Přednáška 4 - Tavení slévárenských slitin, příprava tekutého kovu (grafitických liti, slitin
hliníku, zinku, hořčíku, mědi).
Přednáška 5 - Druhy forem a jejich charakteristika. Výroba pískových forem, model
modelová deska. Formovací (ostřivo, pojivo, přísady, popř. voda). Pojiva I, II., III.
generace. Pojiva II. Generace chemické procesy pojení (Croning, HB, CB, CO2, SO2,
sádra, keramika atd.).
TE I
Přednáška č. 01

Obsah přednášek z předmětu
Technologie I
Přednáška 6 - Výroba jader, účel, charakteristika, materiál (Croning, HB, WB, CB, sádra,
atd). Vlastnosti jader. Výroba forem skládáním nepravých jader ve formovacím rámu.
Přednáška 7 - Trvalé formy, materiál trvalých forem, jejich použití. Plnění trvalých forem
Přednáška 8 - Definice procesu svařování. Základní pojmy, názvosloví svarového spoje.
Rozdělení metod svařování. Svařitelnost kovů a slitin. Pojem definice svařitelnosti. Vliv
vneseného tepla. Metalurgie svařovacího procesu. Svařitelnost ocelí, neželezných kovů a
jejich slitin.
Přednáška 9 - Svařování plamenem Základní technické parametry, rozsah použití,
pracovní technika svařování slitiny železa a vybraných neželezných kovů a slitin.
Přednáška 10 - Svařování elektrickým obloukem. Elektrický oblouk jako zdroj
koncentrovaného tepla, charakteristika oblouku, přenos kovu do svarové lázně.
Ruční svařování obalenými elektrodami, volba parametrů, obalené elektrody a jejich
vlastnosti. Automatické svařování pod tavidlem, technologie, přídavné materiály, volba
parametrů.
TE I
Přednáška č. 01
Přednáška 11 - Svařování el. obloukem v ochranných atmosférách (MAG, MIG, WIG).

Obsah přednášek z předmětu
Technologie I
Přednáška č. 12:. Speciální způsoby tavného svařování (svařování plazmatem, laserem
elektronové aj.). Tlakové svařování, tlakové odporové svařování. Renovace a
navařování. Základy používaných technologií, účel,
Přednáška 13 - Pájení, druhy, tavidla, technologie procesu. Tepelné dělení materiálu.
Řezání kyslíkem, plazmou, laserem, svazkem urychlených elektronů.
Přednáška 14 - Koroze, podstata a druhy koroze, korozní odolnost kovových
materiálů. Přehled způsobů ochrany proti korozi. Kovové ochranné povlaky – technologie
nanášení (ponor do taveniny, žárové stříkání, galvanické pokovování). Nekovové
ochranné povlaky.

Technická univerzita
v Liberci
Technická univerzita
v Liberci
byla založena
v roce 1953
TE I
Přednáška č. 01

Technologie I
Vyučuje Katedra strojírenské technologie, bud. E II. patro;
• pro studium jsou napsána skripta: Technologie I
(Nová – Nováková – Bradáč);
Cvičení zabezpečují:
Ing. Iva Nováková, Ph.D.
Ing. Jiří Machuta, Ph.D.
Ing. Ondřej Řidký
TE I
Přednáška č. 01

Vývoj slévárenství
TE I
Přednáška č. 01

• v 6. století n.l. je známá výroba zvonů
• ve 12. a 13. století se zhotovovaly
• svícny a dělové koulev
) Obrázky jsou z přednášky prof. Rusína Brno, 2009
TE I
Přednáška č. 01

Historie slévárenství v zahraničí
• historických nálezů je celá řada
• např. na území Indie byly nalezeny odlitky odpovídající
době 3000 let př. n.l., které byly zhotoveny metodou na
vytavitelný model
•
) Obrázky jsou z přednášky prof. Rusína , Brno 2009
TE I
Přednáška č. 01

Historie slévárenství v zahraničí
Slévárna v době 18.dynastie, Egypt
Engels,G.:5000 Jahre Giessen von Metallen,
Duesseldorf 1994
Slévárna 17/18. století dle Technického lexikonu Diderota
Engels,G.:5000 Jahre Giessen von Metallen, Duesseldorf
1994

Slévárenství
krásné a důležité odvětví průmyslu
(jedno z nejstarších výrobních řemesel)
6000 až 4 000. let
před n.l.
1910 – Slévárna a kotlárna Přerov
1911 – R.L. Hudlický, slévárna železa Rokycany
1932 - Komárovské železárny, výroba litinových
pístních kroužků
1935 – Slévárna v koncernu Baťa na výrobu
obráběcích strojů
1938 – Slévárna Josefa Beneše, Průhonice u Prahy
18. stol. 20. a 21. století
Litinový most přes řeku
Severn, Anglie z roku 1779
TE I
Přednáška č. 01

Slévárenství je jedna z netřískových
technologií, výrobní odvětví, kdy se
zhotovují výrobky - odlitky - litím
roztaveného kovu, resp. slitiny kovů do
dutiny slévárenské formy.
• po vyplnění slévárenské formy taveninou
a jejím ztuhnutím vzniká odlitek.
TE I
Přednáška č. 01

Princip výroby odlitků je na základě dvou
poznání:
• tavenina (kapalina) – má objem
• tavenina nemá stabilní tvar – zaujímá tvar podle
nádoby
Ve slévárenství se tato nádoba nazývá
slévárenská forma, která má dutinu.
• tavenina odlitá do dutiny formy, vyplní dutinu –
tím získá tvar;
• tavenina v dutině formy předává teplo stěně
formy – tím tavenina tuhne a vzniká odlitek.
TE I
Přednáška č. 01

Rozlišujeme 2 druhy slévárenství
1. Slévárenství hutní – výroba hutních
odlitků – tzv. ingotů;
Odlévá se do kovové formy – tzv. kokily
2. Výroba tvarových součástí (výroba
odlitků)
TE I
Přednáška č. 01

Kokila pro hutní slévárenství
Hutní forma = kokila je kovová forma s
jednoduchou dutinou, odlitek = ingot
a) – ingot uklidněné oceli
b) – ingot neuklidněné oceli
TE I
Přednáška č. 01

Hutní ingot se dále zpracovává
TE I
Přednáška č. 01
• z ocelárny odchází horké ingoty v kokilách do
stripovací haly, kde jsou kokily stahovány z ingotů
speciálními jeřáby.
• oddělují se hlavy ingotů (zde se soustřeďují nečistoty a
staženina – lunkr)
• ingoty se pak dopravují do haly hlubinných pecí a
předehřívají se na teploty 1200°C.
• ingoty se za tepla válcují se na několik průvalů.
K válcování se používají válcovací tratě, jejichž
součástí jsou válcovací stolice.
• zde ingot prochází mezi rotujícími válci čímž dochází
k jeho tvarování. Válcování se zpracovává 85 až 90 %
vyráběné oceli. Podle typu stolice získáváme tvářené
profily (vývalky) různých profilů.

Válcování polotovarů
TE I
Přednáška č. 01

Ukázky ingotů a válcování ingotů
TE I
Přednáška č. 01

Ukázka válcovaných polotovarů
Válcované polotovary mohou být na bázi:
slitin železa – oceli třídy ČSN tř. 10 - tř.19 (mimo tř.18 – slinuté
karbidy);
slitin hliníku – EN AW 1000 – EN AW 8000
TE I
Přednáška č. 01

Ukázka hutních polotovarů
Hutní polotovary jsou
nejčastěji ocelové, v postatě
jsou vyráběny dle tříd ocelí.
TE I
Přednáška č. 01

2. Odlévání tvarových součástí
(výroba tvarových součástí)
• bloky spalovacího motoru
• písty motorů
• vložky motorů
• víka skříní a převodovek
• tělesa převodovek
• lité disky kol automobilů, atd.

Ukázky typů lití tvarových součásti
Gravitační lití
Lití pod tlakem
Odstředivé lití
TE I
Přednáška č. 01

Slitiny železa
Materiály pro výrobu odlitků
- litiny: LLG, LKG, LČG
- oceli na odlitky
Slitiny neželezných kovů:
- slitiny hliníku
- slitiny hořčíku
- slitiny zinku
- slitiny mědi
- slitiny titanu, dalších kovů.
TE I
Přednáška č. 01

Ukázky tvarových odlitků
TE I
Přednáška č. 01
Obrázky hliníkových odlitků, vpravo jsou převzaty z
podkladů firmy D Plus D Metal, group a.s,

Odlitky z litin
TE I
Přednáška č. 01

• nízká hmotnost
Odlitky z hliníku vyráběné
tlakovým a gravitačním litím
• dobrá slévatelnost
TE I
Přednáška č. 01

Odléváním se také vyrábí
• mlýnky na maso, mák, atd.,
tj. předměty spotřebního průmyslu
• zvony
• prstýnky a šperky, atd.,
tj. umělecké lití předmětů
Odlitky jsou nejčastěji tvarově složité výrobky
TE I
Přednáška č. 01

Rozdělení slévárenské výroby
TE I
Přednáška č. 01

Metoda odlévání
Dosahovaná tolerance při
rozměrech odlitku
30 až 50 mm
Metoda vytavitelným modelem +, - 0,03 až +, - 0,1 mm
Lití pod tlakem +, - 0,05 až +, - 0,2 mm
Lití do sádrových, skořepinových
forem a forem lisovaných
vysokými tlaky
+, - 0,1 až +, - 0,3 mm
Lití do kovových forem +, - 0,1 až +, - 0,3 mm
Lití do forem CT, forem
z samotvrdnoucích směsí
+, - 0,1 až +, - 0,4 mm
Lití do pískových forem +, - 1,0 až +, - 2,0 mm
TE I
Přednáška č. 01

TE I
Přednáška č. 01

TE I
Přednáška č. 01

Základní typy slévárenských forem
Netrvalé - pískové – jsou na jedno použití vyrábí se formováním
(model, modelová deska), nebo se vyrobí nepravá jádra a ty se
skládají do formovacího rámu;
Polotrvalé - keramické – vyrábí se obléváním modelu v rámu
speciální keramickou hmotou (metoda SHAW), slouží cca na 20 –
30 použití;
Trvalé – kovové – jsou určeny pro velké série, jsou z oceli 19552,
(popř. litina), vyrábí se kovo obráběním.
- gravitační lití;
- vysokotlaké lití
- nízkotlaké lití
pro všechny tyto formy musí být stroje.
TE I
Přednáška č. 01

Pískové formy
Slévárenská forma je výrobní prostředek v podstatě „nádoba“
vyrobená ze žáruvzdorného materiálu (písek, keramika, sádra,
cement, kov) má uvnitř dutinu, která je
větší o tzv. míru lineárního smrštění.
Tvar dutiny je negativem budoucího odlitku.
TE I
Přednáška č. 01

TE I
Přednáška č. 01
Náležitosti pro výrobu pískových forem

Pískové formovací směsi
- jsou sypké materiály, které se sypou do slévárenského
rámu a pomocí nich se vyrábí stěna formy (resp. forma).
Lokality nalezišť slévárenských písků
TE I
Přednáška č. 01

Složení formovacích směsí
1. Ostřivo – nosná část formovací směsi
TE I
Přednáška č. 01
(92 %) jsou to zrníčka o velikosti cca 0,3 mm;
- je žáruvzdorné (odolává vysokým teplotám)

Složení formovací (jádrové) směsi
2. Pojivo – látka, která slouží ke spojování zrnek
ostřiva
- jíly (kašovité hmoty) – složí k výrobě forem;
- vodní sklo – slouží k výrobě forem;
- sacharidy
- pryskyřice – slouží především k výrobě jader
TE I
Přednáška č. 01

Složení formovací (jádrové)
směsi
3. Přísady – jsou látky, které zlepšují vlastnosti
forem a jader;
4. Voda se přidává do směsí, kde je pojivem
jíl, voda dává těmto směsím schopnost pro
formování (suchý písek – bábovička se
nepovede)
- přidává se cca 4 % vody.
TE I
Přednáška č. 01

Převzato z propagačních materiálů firmy
Spektro CZ, únor 2013
Převzato z propagačních materiálů Nástrojárna Jičín
Seco Group, a.s. únor, 2013
Převzato z propagačních materiálů firmy CZ,
a.s., únor 2013
TE I
Přednáška č. 01

Literatura:
Charakteristika slévárenství
[1] NOVÁ, I.: Technologie I. [Skripta], FS-TU v Liberci 2006.
TE I
Přednáška č. 01
[2] MICHNA, Š., NOVÁ, I.: Technologie zpracování kovových materiálů.
1. vyd. Adin Prešov, 2008.
[3] VETIŠKA, A.: Teoretické základy slévárenské technologie. 1. vyd.
Praha 1974.