56
obrábění l tváření l svařování
OBRÁBĚNÍ EXOTICKÝCH
MATERIÁLŮ
Které kovy nazýváme exotické, proč jsou tak vzácné
a jakým způsobem jsou obrobitelné? Abychom tomuto
tématu a otázkám správně porozuměli, začněme celkovou
definicí těchto pojmů.
1
Nejrozšířenější materiály v oblasti obrábění kovů jsou slitiny na bázi železa, jako je
ocel, korozivzdorná ocel a litina. Další
skupinou běžně používaných materiálů
jsou slitiny na bázi neželezných kovů, jako
jsou slitiny hliníku, mosazi a bronzu.
Avšak kromě výše zmíněných materiálů
existují i tzv. exotické druhy, které byly vyvinuty pro specifické požadavky. Exotické
materiály jsou většinou určeny pro danou
konkrétní aplikaci, a proto jsou poměrně
vzácné, běžně se nepoužívají a jejich výroba je zpravidla nákladnější.
Přesně dohodnutá definice exotického
materiálu neexistuje. Mnoho odborníků
označuje jako exotické materiály kovy jako je beryllium, zirkonium atd. a jejich slitiny, případně keramiku, kompozity a super
slitiny. Důvodem, proč se kovoobráběcí
průmysl intenzivně zabývá těmito typy materiálů, je jejich problematické obrábění.
Super slitiny, nebo přesněji řečeno vysokoteplotní super slitiny (HTSA), jsou schopné odolávat vysokému mechanickému
T+T T e c h n i k a a t r h 1 1 / 2 0 2 0
zatížení v kombinaci s vysokými teplotami. Ve velké míře se používají v plynových turbínách a v různých ventilech
a petrochemických zařízeních. „Exotičnost”
super slitin je dána jejich metalurgickou
strukturou, která zaručuje velkou odolnost proti roztavení, čímž zajišťuje vysokou pevnost při vysokých teplotách. Na
základě převládajícího prvku lze vysokoteplotní super slitiny (HTSA) rozdělit do tří
skupin: na bázi niklu (Ni), kobaltu (Co) nebo železa (Fe). Vysoký obsah legur v chemickém složení HTSA, zejména v případě
slitiny na bázi niklu a kobaltu, vede ke
špatné obrobitelnosti.
Kompozity jsou materiály s vrstvenou
strukturou. Ve srovnání s tradičním materiálem, jako je např. ocel nebo hliník, mají obrobky z kompozitních materiálů většinou téměř finální tvar a nevyžadují
výrazné úběry materiálu. Jednotlivé vrstvy kompozitních materiálů mají odlišné
mechanické vlastnosti a jejich kombinace
vytváří heterogenní strukturu, která činí
obrábění těchto dílců velmi problematickým. U obrábění kompozitních materiálů
nastává problém s obrobeným materiálem, tj. třískami. Hlavním rozdílem od obrábění kovů je, že při procesu nevznikají
plynulé třísky (břit nevytváří třísku střihem), ale dochází k odlamování materiálu břitem ve formě prachu a jemných
2