Obrábění exotických materiálů

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