Materiály

Rozdělení kovů

Železné kovy – surové železo, ocel, litina

Neželezné kovy – těžké kovy ( měď, zinek, olovo, nikl, cín, chrom, wolfram ),

lehké kovy (slitiny hliníku,  hořčík, titan )

 

Surové železo – získává se tavením železných rud. Jeho obsah uhlíku je vyšší než 2%. Je výchozí surovinou pro výrobu oceli a litiny. Asi 90% surového železa se dále zpracovává na ocel. Vyrábí se ve vysokých pecích,

 

Ocel – obsah uhlíku je nižší než 2,14%. Nejčastěji používaný železný kov. Vyrábí se v ocelárnách. Kromě běžných ocelí se používají také oceli speciální, které mají specifické vlastnosti.

 

Litina – jedná se o cel na odlitky. Obsah uhlíku se pohybuje okolo 3%. Používá se pro výrobu odlitků ve slévárnách. Mezi její charakteristické vlastnosti patří křehkost, tvrdost a špatná svařitelnost.

 

Měď – ohebná tvárná a měkká. Je drahá. Pokrytí střech. Dobrý vodič tepla i elektrického proudu.

 

Hliník – na vzduchu stálý, lehký, zdravotně nezávadný, dobře vede teplo i elektrický proud.

 

Olovo – těžké, měkké, tvárné. Odolává i kyselinám. Škodí však zdraví.

 

Cín – lehce tavitelný , zdravotně nezávadný.

 

 

 

Šetření kovů a výroba kovů

Šetření kovů

Staré použité kovy se dají znovu roztavit. Jejich přidáním k taveným rudám získáme opět kvalitní materiál. Stále větší spotřeba oceli i ostatních kovů nás nutí k tomu, abychom staré kovy sbírali.

Výroba kovů

Vše začíná těžbou. Je nutné vytěžit železnou rudu a dopravit ji do železáren. Železná ruda ale není jedinou surovinou pro výrobu. Je nutné použít  i koks a další přísady ( např. vápenec ). Surové železo se vyrábí ve vysoké peci.

Vysoká pec bývá asi 30 m vysoká, zaváží se shora. Její provoz je nepřetržitý. Zavážku tvoří železná ruda, koks a další přísady. Surové železo se v určitých intervalech vypouští z nístěje odpichem. V pánvích se dopraví do oceláren, nebo se odlévá do plochých kusů ( housek ). K výrobě 1 tuny surového železa je třeba 1,9 tun železné rudy, 1 tunu koksu a 0,5 t vápence. Současně se surovým železem vznikne 0,5 tun strusky, která se používá k výrobě cementu.

 

Ocel se vyrábí v ocelárnách ze surového železa, které se přetavuje v ocelářských pecích s ocelářským odpadem a různými přísadami. Tento proces se nazývá zkujňování. Při něm se z roztavené kovové vsazky odstraňují škodlivé prvky a přidávají se příměsi tak, aby vznikla ocel potřebného chemického složení. Ocel se v ocelárnách odlévá do speciálních forem zvaných kokily, v nichž ztuhne na ingoty určené k dalšímu zpracování ve válcovnách. Tvářením za tepla se z ingotů válcují různé polotovary o různých profilech. V ocelárnách se vyrábí různé druhy ocelí. Mezi nejznámější patří oceli konstrukcí a nástrojové. Další rozdělení může být podle přídavných prvků ( legur ) na legované a nelegované. Podle obsahu uhlíku se oceli rozdělují na ušlechtilé a obvyklých jakostí. Podle norem jsou oceli rozděleny do tříd 10 -19.

 

Litina se vyrábí ve slévárnách ze surového železa, které se přetavuje ve slévárenských pecích s litinovým a ocelovým odpadem ( šrot ). Odlévá se nejčastěji do pískových nebo kovových forem. Tak lze získat i velmi složité odlitky. Proti oceli má výhodu, že lehce obrobitelná a odolává korozi.

 

Vlastnosti kovů a jejich slitin

Vlastnosti dělíme na :

·         Mechanické

·         Fyzikální

·         Chemické

·         Technologické

 

Mechanické vlastnosti – pevnost, tvrdost a pružnost.

Fyzikální vlastnosti – vodivost elektrického proudu tepla, působení magnetu, barva a lesk.

Chemické vlastnosti – chování kovů ve vlhkém prostředí, působení kyselin a plynů.

Technologické vlastnosti – chová materiálu při zpracování na výrobek ( svařování, kování, obrábění ).

 

Pevnost – odpor materiálu při porušení soudržnosti. Provádí se pomocí několika zkoušek ( tah, tlak, krut, ohyb a ráz ). Každá zkouška se provádí tak dlouho, až dojde k porušení soudržnosti materiálu. Sílá potřebná k porušení soudržnosti materiálu určuje mez pevnosti v tahu, tlaku, krutu , ohybu a nárazu. Tyto zkoušky s provádějí na zvláštních zařízeních s přesným měřením.

 

Tvrdost – odpor materiálu proti vnikání cizích těles. Provádí se pomocí několika zkoušek. Jde např. o zkoušku odrazovou nebo vtlačovací.

 

Vlastnosti jednotlivých kovů

Ocel konstrukční – dobře obrobitelná a svařitelná, měkká a tvárná.

Ocel nástrojová – velmi pevná, tvrdá, ale křehká.

Litina – dobře obrobitelná, tvrdá, ale křehká a špatně svařitelná. Lom je stříbřitý.

Měď – má červenohnědou barvu. Je ohebná, tvárná, měkká a houževnatá. Je drahá. Vede dobře elektrický proud a teplo. Nepodléhá korozi. Používá se jako střešní krytina a v elektrotechnice.

Hliník – má stříbřitou barvu. Je lehký, zdravotně nezávadný, dobře tvárný. Velmi dobře vede teplo i elektrický proud. Velmi dobře odolává korozi. Používá se k výrobě odlitků a válcovaných materiálů v automobilovém a leteckém průmyslu.

Olovo – má šedou barvu. Je těžké, měkké, málo pevné a snadno tavitelné. Odolává i kyselinám. Škodí však zdraví. Používá se jako materiál na ochranu před rentgenovým zářením.

Cín – má bílou barvu. Je lehce tavitelný, tvárný, měkký a zdravotně nezávadný. Používá se při pájení a k pocínování plechů ( konzervy).

Zinek – má bílou barvu. Je snadno tavitelný a odolný proti korozi. Používá se jako zinkový plech a při výrobě suchých článků elektrické baterie.

 

Vlastnosti jednotlivých slitin kovů

Bronz – slitina mědi a cínu. Používá se k výrobě kluzných částí strojů.

Mosaz – slitina mědi a zinku. Snadno se obrábí a nerezaví. Používá se k výrobě vodoinstalačních armatur.

Dural – slitina hliníku as mědí a hořčíkem. Je lehký, pevný a tvrdý. Používá se v leteckém a automobilovém průmyslu.

 

Zjišťování některých vlastností kovů

Jde o praktické zjišťování vlastností kovů. Doporučuji provést následující zkoušky :

Mechanické - pevnost ( řezání, vrtání ),  tvrdost ( údery kladivem, odrazovou zkoušku pomocí kuličky ).

Fyzikální - vodivosti elektrického proudu, působení magnetu, barva a lesk.

Chemické – chování kovů ve vlkem prostředí.

Technologické – lom materiálu ( po řezání ) a tříska při opracování.

 

Měření

Měřením zjišťujeme rozměry součásti , jako je například délka , výška , šířka , tloušťka , průměr. Slouží také k tomu , aby se podle výkresu mohl zhotovit výrobek.

K měření používáme – ocelové měřítka , svinovací metry , posuvná měřítka , digitální posuvná měřítka , úhelníky , úhloměry.

Posuvné měřítko – měří s přesností : 0,1 mm ( 10 dílky na 1 mm )

                                                       0,05 mm ( 20 dílků na 1 mm )

·         skládá se z :  lišty s milimetrovou stupnicí , ramene s noniovou stupnicí , hloubkoměru

 

Měření posuvným měřítkem

Práce s kovy vyžaduje daleko přesnější přesnost práce než práce se dřevem. Při zpracování dřeva se spokojíme s přesností na jeden milimetr. U kovů pracujeme většinou s přesností na desetiny, setiny a tisíciny milimetru. Proto k měření kovů používáme přesnější měřidla něž pro práci se dřevem. Jedná se o posuvné měřítko a mikrometr.

Posuvné měřítko – je univerzální měřidlo, s kterým můžeme s přesností 0,1 mm nebo 0,05 mm. Používáme ho k měření vnějších i vnitřních rozměrů.

Skládá se z několika částí :

·         pevná lišta s milimetrovou stupnicí

·         posuvná lišta s noniovou stupnicí

·         hloubkoměr

Noniová stupnice nám umožňuje měřit rozměry na desetiny nebo setiny milimetru.

Stupnice desetinného nonia je 9 mm a je rozdělena 10 stejných dílků. Jeden dílek tedy měří 0,9 mm. Rozdíl mezi vzdáleností dílků u milimetrové a noniové stupnice je 0,1 mm. Má-li posuvné měřidlo ramena stisknuta k sobě, kryje se nultý dílek měřidla s nultým dílkem nonia a desátý dílek měřidla s devátým dílkem nonia. Žádné jiné dílky se nekryjí. Jestliže se nulté dílky nekryjí, tak měříme rozměry. Kryje-li se nultý dílek nonia s nějakým dílek měřidla, tak odečítáme hodnotu na měřidle v celých milimetrech. Nekryje-li se nultý dílek nonia s žádným dílkem měřidla, Sledujeme, kryje-li nějaký dílek nonia s dílkem měřidla. Poté odečítáme hodnotu v desetinách milimetrů.

Stupnice setinného nonia je rozdělena na 20 dílků. Jeden dílek noniové stupnice má hodnotu 0,05 mm. Měření je stejné jako u předešlého typu.

 

 

Úhelník – slouží k měření pravých úhlů

 

Úhloměr – slouží k měření úhlů

 

Orýsování

K orýsování používáme – tužku , rýsovací jehlu , důlčík , kladívko , kružidlo.

 

Tužka – pouze na fólie a měkké plechy.

Rýsovací jehla – nahrazuje při orýsovaní na kov tužku.

 

Důlčík a kladívko – slouží k vyražení důlků pro vyznačení středů děr například pro vrtání.

 

Kružidlo – slouží k orýsování kružnic.

 

Pro orýsování předmětu s nepravidelnými tvary je výhodné zhotovit šablonu.

 

Upínání

Upínáním se snažíme znehybnit ( upnout ) obráběné dřevo , aby  byla zaručena větší bezpečnost při práci.

 

Pro upínání používáme – truhlářské ztužidlo

          –  hoblici ( pracovní stůl )

  –  svěrák

 

Základní pokyny pro upínání :

·         matriál upínejte tak , aby byl co nejlépe přístupný

·         místo upnutí volte co nejblíže k místu obrábění

·         upnutí materiálu provádějte tak , aby nedošlo k poškození pracovní ploch nebo nástroje

·         měkký materiál chraňte před otlačením ochrannými vložkami

 

Práce s plechem

Plech je tenká deska, vyrobená z tlustých desek kovů válcováním. Dodává se v tabulích nebo pásech o požadované tloušťce, délce a normalizované šířce. Podle norem dělíme plechy podle kvality ( musí mít předepsané technologické vlastnosti ), tloušťky ( na celé desce stejná ) a podle rozměrů.

Ocelový plech se na povrchu většinou různě upravuje ( zinkování, ochrana před korozí apod. ). Také se opatřuje ochrannými nátěry a nástřiky dokonce i vrstvou plastické hmoty. Plechy z jiných kovů se většinou ponechávají v původním stavu. Plechy, které budeme zpracovávat mají většinou ostré hrany! Z tohoto důvodu je nebezpečné na hrany sahat. Ručním zpracováním se také plechy značně zahřívají. Na uříznutou nebo ulomenou část nesahejte bezprostředně po oddělení, abyste si nespálili prsty.

 

Nástroje pro práci s plechem

·         Dřevěná nebo pryžová palička a kladivo na vyrovnávání plechu

·         Kovadlinka nebo ocelová deska s rovnou plochou na vyrovnávání plechu

·         Svěrák na upínání opracovaného plechu nebo tvarování plechu v čelistech

·         Nůžky na plech na stříhání plechu

·         Pilníky se středním a jemným sekem na opracování hran plechu

·         Brusné plátno na povrchovou úpravu drátu před zahájením nebo před dokončením prácí s plechem

 

Rovnání, měření a orýsování

Rovnání

Plechy nebývají vždy zcela rovné tak, aby se na nich dalo pohodlně měřit a orýsovat. Proto je nutné je nejdříve vyrovnat. Vyrovnání se provádí vyklepáváním.

Měkké plechy do tloušťky 0,4mm vyrovnáváme paličkou na rovné položce. Paličku přitom držíme u konce násady a údery vedeme koncem zápěstí. Velmi tenké plechy vyhlazujeme pomocí dřevěného špalíku, který musí být o málo širší, než vyrovnávaný plech, a musí mít hladkou, rovnou plochu. Také deska, na které vyrovnání provádíme musí byt hladká a rovná. Plechy větší tloušťky než 0,4,mm se rovnají kladivy. Pro vyrovnání plechů je nutné mít určité zkušenosti, abyste odhadli, kolik materiál snese a kam je třeba vést údery.

        

 

Měření a orýsování

Plech, který dostaneme do ruky, neni většinou po dělení materiálu rovný. Musíme se tedy jednu hranu upravit pomocí pilníku tak, abychom od ní mohli provádět měření a orýsování. Většinou použijeme nejdelší hranu. Přesnost opracování hrany několikrát kontrolujeme v průběhu práce přiložením pravítka úhelníku.

K měření se používá ocelové měřítko, úhelník, rýsovací jehla, kružidlo, úhloměr, důlčík a kladivo. Důlčík a kladivo používáme pro označení středou budoucích otvorů. Také jim můžeme označit průsečíky důležitých čar, které by se mohli při práci setřít. Postup práce s důlčíkem je vcelku jednoduchý. Drží se v levé ruce mezi palcem, ukazováčkem a středním prstem jako tužka. Prsteník se o důlčík opírá. Důlčík vedeme nejdříve šikmo do středu os. Jakmile se špička důlčíku dotýká středu, postavíme ho kolmo a přiklepneme kladivem. Nepokoušejte se do důlčíku udeřit několika za sebou! Tento postup je špatný.

 Při orýsování plechu používáme rýsovací jehlu. Pouze u velmi tenkých plechů ( fólie o tloušťce 0,05mm až 0,3mm ), u kterých by hrozilo poškození povrchu jehlou, použijeme tužku.

 

Stříhání a ohýbání plechu

Stříhání

Plechy stříháme nůžkami na plech. Stříhání je beztřískové oddělování materiálu. Jde o způsob, který je rychlejší než sekání nebo řezání. Máme tři druhy nůžek na plech : ruční, pákové a strojní.

Nůžky dole uzavřené bez vnitřní zarážky se ve školách nesmí používat!

Ruční nůžky se používají na stříhání plechu tloušťky maximálně 1,5mm. Mají čelisti rovné. U nůžek vystřihovacích, které se používají na střihání oblých částí, jsou čelisti doleva nebo doprava prohnuté.

K ulehčení stříhání se nůžky nesmí upevňovat do svěráku za jedno držadlo!

 

Pákové nůžky stříhají plechy do tloušťky 3 mm. Mají buď oblé ostří délky maximálně 500 mm, nebo jsou uzpůsobeny tak, aby postupně rozstřihávali tabuli plechu.

Strojní nůžky se používají v průmyslu.

U ručních nůžek jsou oba nože otočně uloženy na spojovacím šroubu. Stisknutím držadel nůžek kloužou po sobě oba klínové břity nožů. Aby klouzání bylo dokonalé, jsou nože proti sobě prohnuty, a tak vzniká přepětí asi 0,1 - - 0,2 mm. Plech se tím postupně odstřihuje. Před stíháním je nutné dobře a přesně orýsovat. Po odstřižení musí být ryska stále vidět. Poté plech pomocí pilníku zarovnáme na potřebnou délku. Doporučujeme stříhat přesně, poněvadž plech se špatně piluje.

Při stříhání ručními nůžkami se řídíme následujícími pokyny :

·         stříhaný plech se musí držet kolmo k čelistem nůžek

·         ostří nůžek vedeme přesně podle rysky

·         rukojeti nůžek držíme na konci, abychom stříhali účelně a co s nejmenší námahou

·         před střiháním musíme zvolit správnou velikost nůžek

·         při stříhání delších plechů nesvíráme nůžky nikdy nadoraz ( nedostřihujeme )

·         nůžky zbytečně nerozevíráme

·         nůžky totiž začnou stříhat až při určitém úhlu sevření ( asi jedna třetina délky čelistí )

·         stříhaný plech posouváme po krátkých střizích ve směru stříhání

·         oblé a kruhové tvary vystřihujeme vystřihovacími nůžkami ve směru chodu ručiček, bychom stále viděli rysku

Při stříhání plechu dejte pozor na prsty ruky, kterou držíte materiál, ale i na prsty ruky, kterou svíráte rukojeti nůžek. Hrany odstřihnutého plechu jsou ostré a mají otřepy. Upravte je ihned pilníkem!

 

Ohýbání

Také plechy se můžou podle potřeby ohýbat ručně. Jedná se o ohýbání přes hranu ocelové desky nebo ve svěráku. Na čelisti svěráku je nutné dát ochranné vložky, abychom povrch plechu nepoškodili.

Ohýbaný plech nesmí bát širší, než je délka rovnací hrany ocelové desky, délka čelistí svěráku nebo délka vložky, ve kterých je plech upnutý!

Místo ohybu se předem zřetelně označíme. Musí být při upnutí vždy těsně nad hranou čelistí nebo vložky. Při ohýbání plechu přes hranu ocelové desky, ho přidržujeme těsně jinou deskou nad označenou ryskou.

Plechy do tloušťky 1mm ohněme nejdříve rukou a ohyb dokončíme paličkou. Údery paličky vedeme vždy co nejblíže místu ohybu. Na plechy o tloušťce větší než je  1mm klepeme mírně tak, aby se hrana lehce vyznačila. Poté překontrolujeme správnost upnutí. Upravíme šířku i směr ohybu. Dále pomocí paličky dokončíme ohyb. Paličku přitom stále nakláníme, aby na ohýbaný plech přiléhala celou ploškou. U ostrohranných ohnutí je nutné věnovat pozornost poloměru ohybu.

Čím neplech tlustší as méně tažný, tím musí být poloměr ohybu větší!

Při oblých ohybech musíme používat podložky s oblými hranami.

 

Řezání , sekání

Sekání – můžeme ubrat určitou vrstvu materiálu, rozdělit materiál nebo odstranit nerovnosti.Ostří sekáče vniká do materiálu působím úderů kladiva na plosku hlavy sekáče. Sekáč přikládáme k materiálu pod úhlem 30° až 40°. Záleží na třísce, kterou chceme odebrat. Sekání řadíme ke hrubým způsobům opracování.

Je nutné nechat přídavek na další opracování.

Sekáč je nástroj s břitem. Břit ke tvořen dvojstranným klínem, který je zakalen. Sekáče se liší tvarem břitů. Nejčastěji se používá sekáč plochý. U tlustých plechů je nutné si nejdříve vyvrtat v blízkosti seku díry tak, aby mezi nimi byly malé mezery. Poté použijeme sekáče k přeseknutí těchto mezer ( žebra ).

 

Základní pokyny pro sekání :

·         materiál menší tloušťky přesekáváme ve svěráku , tlustší na měkké podložce

·         materiál nedosekáváme až do konce v jednom směru , aby nedošlo k vytržení

·         nikdy nesekáme směrem k tělu

·         oči si chráníme brýlemi

 

Řezání – oddělujeme materiál odebíráním třísek. Nástrojem pro řezání kovů je pilka na kov. Pilový list pro řezání kovů je ocelový pásek s jednostranným nebo oboustranným ozubením vyrobený z kvalitní oceli. Zuby mají tvar trojúhelníku. Mohou být širší než je ocelový pásek nebo jsou střídavě vyhnuty do stran. Při řezání vzniká drážka širší než je pilový list, takže se pilový list v drážce nezadírá. Pilový list vkládáme do drážky špičkami zubů dopředu ( ve směru řezu ). Pilový list upínáme do rámu tak, že leží v jeho rovině. Pokud je výška řezu větší než výška rámu, můžeme upnou pilový list kolmo k rovině rámu.

Velmi důležitý je postoj při řezání. Stojíme bokem ke svěráku. Levé koleno je pokrčené a zachycuje váhu těla a vytváří tak oporu těla při pohybu vpřed. Pravá noha je asi 50-60 cm vzadu za levou vytváří tak oporu těla při pohybu vpřed. Při práci jsou obě chodidla nehybná, mění se pouze poloha a sklon těla. Rychlost správného řezání je asi 30-60 dvojzdvihů za minutu. Pokud je možné, snažíme se materiál řezat v co největší ploše.

 

Základní pokyny pro řezání :

·         před řezání si označíme místo řezu

·         materiál upneme pevně do svěráku tak , aby místo řezu bylo co nejblíže čelistem svěráku

·         nejdříve si materiál neřízneme

·         řežeme pod úhlem asi 5° až 10°

·         dodržujeme správné držení pilky a postoj při řezání

·         řežeme plynulým pravidelným rytmem

·         využíváme celou délku pilového listu

·         řežeme pouze v jednom směru a to od těla mění-li se průřez materiálu

·         neřežeme pouze jedním řezem