3.2.1.2.1.1 HLINÍK A JEHO SLITINY

Výroba se skládá ze dvou částí:
Chemickou cestou se získá čistý oxid hlinitý Al2O3
Elektrolýzou se vyrobí elektrolytický hliník čistoty 99,3 - 99,8 % (nejčastěji 99,5 %)
Ještě čistší hliník se získává rafinací (z elektrolytického) na čistotu 99,99%
Pásmovou rafinací lze vyrobit hliník čistoty téměř 100 %
V ČR se nevyrábí

Vyrobený hliník se odlévá do tvaru:
Housek
Bloků
Ingotů (kruhový nebo čtvercový průřez)
Desky

Podle počtu tavení rozeznáváme čistý hliník

a) Prvního tavení
Vyroben hutnicky přímo ze surovin a odlit přímo do obchodně obvyklých tvarů (desky, čepy, čtvercové ingoty nebo housky) nebo z odpadu vznikajícího při zpracovávání polotovaru z čistého hliníku (např. ve válcovně)
Výroba v několika jakostech
Zpracování tvářením za tepla i za studena
ČSN rozeznává následující jakosti

Název	Značka	ČSN norma	Vlastnosti
Čistý hliník	Al 99,85	42 4002	Obsahuje nejméně 99,85 % hliníku Dodává se ve formě ve tvaru plechů, pásů a fólií válcovaných za studena Fólie jsou plechy nebo pásy výšky maximálně 0,1 mm
Elektrovodný hliník	E Al 99,5	42 4004	Použití pro holé vodiče vnitřních a venkovních rozvodných zařízení
Čistý hliník	Al 99,5	42 4005	Vhodný pro elektrotechnické účely Použití pro Chemický a potravinářský průmysl Výroba nýtů, nádobí, atd.
Rafinovaný hliník			Snadno se leští Po eloxování velmi dobré optické vlastnosti Stálý lesk

b) Druhého tavení
Přetavovaný
Získaný části nebo úplně z hliníkového odpadu
Určen:
- Chemický a potravinářský průmysl
- Výroba nádobí

Vlastnosti hliníku

Hustota: 2 700 kg.m-3
Smrštivost při přechodu z tekutého stavu do tuhého: 1,7 až 1,8 %

Elektrická vodivost:
- asi 60% čisté mědi
- 34 S

Pevnost v tahu měkkého čistého hliníku je 40 až 70 MPa při tažnosti 30 %
Tvrdost HB: 15 až 23
Teplota tavení: 660 °C
Tvářením za studena může hliník dosáhnout pevnosti více než 200 MPa při tažnosti 1 až 2 % a tvrdosti HB 35 až 40
Po ohřevu na teplotu 360 až 450 °C a při rychlém ochlazení dosáhne kov opět původní měkkosti

Odolnost proti povětrnostním vlivům: Dobrá (Na vzduchu vytváří hliník velmi odolnou, nevodivou, ochrannou vrstvičku oxidů, která chrání před další oxidací.)

Eloxování: Zvýšení odolnosti proti korozi, tím že se "zesílí" ochranná vrstvička oxidů umělou oxidací. (Možnost různých barev povrchů -> Použití: k výrobě ozdobných předmětů a bižutérie)

Nebezpečná je elektrolytická koroze (vzniká při styku dvou různých kovů v elektrolytu (např. vlhkostí vzduchu vznikne galvanický článek -> začne se rozpouštět kov méně elektrochemicky odolný (většinou to bývá hliník)

Poměrně dobře odolává:
- Mořské vodě
- Neutrálním nebo oxidačním roztokům soli
- Koncentrované kyselině dusičné

Málo odolný proti zásadám

Tváření hliníku
Za tepla 450 až 500 °C
Velmi dobře tvárný i za studena
Při intenzivním tváření hliník zpevní -> před dalším tvářením se musí vyžíhat (ohřát na 340 až 380 °C a 2 až 4 hodiny ochlazovat na vzduchu)

Svařitelnost hliníku
Dobrá -> snadno oxiduje
Nutno používat pro svařování speciálních tavidel nebo ochrannou atmosféru argonu

Pájení hliníku: Dobré

Lepení hliníku
Dobré
Pro Tenké hliníkové plechy a jejich slitiny
Pro lepení se používají uměle vytvrzovatelné pryskyřice, zejména epoxidovými

Slévatelnost
Není dobrá
Lije se hlavně pod tlakem nebo odstředivě

Obrobitelnost
Není dobrá
Maže se -> tvoří dlouhé a měkké třísky -> nehodí se k práci na automatech

Použití hliníku

Účel	Procentuální podíl
Slévárenské slitiny	47%
Polotovary	37%
Slitiny k tváření	15%
Nespecifikované účely	1%

Použití ve velkém množství oborů
Strojírenství, doprava, stavebnictví, chemii
- Méně namáhané konstrukce a spotřební předměty -> uplatní se "malá" hmotnost či odolnost vůči korozi

Potravinářství, farmakologie
- Hliníkové fólie
- Tepelná izolace -> odráží tepelné záření
- Používá se hliník čistoty nejméně 99%

Elektrotechnika:
- Vodiče všeho druhu
- Dnes se ve většině případů nahrazuje mědí

Slitiny hliníku

Pro konstrukce se používají častěji různé slitiny hliníku než v čisté podobě

Vlastnosti slitin:
Malá hustota
Dobré mechanické vlastnosti
Nemagnetické
"Relativně" dobře obrobitelné
Vyhovující odolnost proti korozi

Základní druhy slitin:
a) Tvářené
Dobře tvárné
Zhotovují se: Plechy, dráty, trubky, různé profily, tyče, výkovky
b) Slévárenské

Větší obsah příměsí
Nižší tvárnost

Vlastnosti se zlepšují vytvrzováním
Předmět se ohřeje na určitou teplotu (asi 500 °C) = rozpouštěcí žíhání
Předmět se rychle ochladí až na normální teplotu ponořením do vody
Předmět se nechá ležet několik dní na vzduchu při normální teplotě = přírodní stárnutí

nebo


Předmět se popustí
- Předmět se ohřeje na teplotu 150°C
- Teplota se udržuje několik hodin = umělé stárnutí
Rychlým ochlazením se získá měkká a houževnatá slitina
K vytvrzování jsou vhodné slitiny obsahující měď, křemík
Předpoklad vytvrzování: možnost nechat slitinu přechladit = rychlým ochlazením vytvořit přechlazený tuhý roztok - nerovnovážný stav
Vytvrzují se převážně tvářené slitiny

Tvářené slitiny

Dural

Nejrozšířenější, nejznámější, nejstarší hliníková slitina
Složení: Al Cu4 Mg
Číselné značení:ČSN 42 4201
Hustota: 2 800 kg/m3
Teplota tavení: 540 až 650 °C

Duralumin
Důležitý konstrukční materiál ke stavbě letadel, kolejových vozidel a automobilů
Pro velký obsah mědi má menší odolnost proti korozi než čistý hliník nebo slitiny bez mědi

Plátovaný dural
Číselné značení: ČSN 42 4251
Dobrá odolnost vůči korozi
Vyrábí se naválcováním čistého hliníku Al 99,5 nebo slitiny Al Mg Si na duralové plechy/pásy
Tloušťka plátované vrstvy je z každé strany cca 2,5 až 7,5 % základního materiálu

Superdural
Složení slitiny: Al Cu4 Mg1
Číselné označení: ČSN 42 42 03
Vyšší obsah hořčíku ->Vysoká pevnost

Z konstrukční slitin má největší pevnost má slitina Al Zn6 Mg Cu, číselné značení: ČSN 42 4222

Slitina Y
Vytvrzovaná slitina s přísadou niklu a dalších prvků
Použití: na výkovky a výlisky součástí namáhané za vyšších teplot (písty, hlavy válců spalovacích motorů)

Vytvrzovatelná automatová slitina
Složení:l Cu Mg Pb Bi
Přísada Pb + Bi zlepšuje obrobitelnost, ve slitině ji je 1 až 2,5 %
Použití: Pro součásti obráběné na automatech
Odolnost proti korozi mořskou vodou a slabě alkalickými roztoky

Nevytvrzovatelné slitiny s přísadou:
2 až 7 % Mg
0,03 až 1 % Mn
Použití:
Stavba lodí
Chemický a potravinářský průmysl

Ložiskové kovy
V dnešní době vytlačují kompozice
Používají se tenké ocelové pánve s naplátovanou tenkou vrstvou (výstelkou) z hliníkových slitin
Použití: Pro kluzná ložiska velmi namáhaných strojů (např. automobily)
Tyto ložiskové pánve se vyrábějí z bimetalických pásů a jako výstelky se používá slitina Al Sn20
Životnost ložisek je větší než s kompozicemi

Slévárenské slitiny

Lze odlít do:
- Písku
- Kokil i pod tlakem

Teplota roztaveného kovu: 700 až 750 °C
Nejčastěji legující prvek: Křemík (Si)

Silumin
Často používaný
Složení: Al Si13
Číselné značení: 42 4330
Teplota tavení: 577°C
Nutno očkovat těsně před litím (přidat maximálně 0,1 sodíku do roztaveného kovu) -> bez očkování by struktura slitiny byla hrubá a odlitek křehký
Hustota:2650 kg/m3
Slévatelnost:Výborná
Odolává různým korozním vlivům
Obrobitelnost:Špatná
Přísadou hořčíku se zlepší mechanické vlastnosti -> umožnění vytvrzování (číselné značení: 42 4331)
Vytvrzený silumin se používá na:
- Skříně leteckých a vznětových motorů
- Součásti automobilového a leteckého průmyslu
- Složité tenkostěnné odlitky

3.2.1.2.1.2 HOŘČÍK A JEHO SLITINY

U nás se nevyrábí, ale máme dostatek surovin (zejména magnezit a dolomit)
Výchozí surovina k výrobě je rovněž mořská voda (obsahuje asi 0,14 % Mg)

Vyrábí se:
Elektrolýzou při 700 až 750 °C a následuje rafinace
Silikotermickou redukcí vypáleného dolomitu křemíkem v podobě ferosilicia při 1 200 °C
- Mnohem čistší
- Nemusí se rafinovat
Dodávaný hořčík má čistotu 99 %

Vlastnosti

Hustota: 1 740 kg.m-3
Teplota tavení: 650 °C
Elektrická vodivost: 22,4 S

Pevnost:
- Litý: 100 MPa
- Tvářený: 200 MPa

Tvrdost HB: 40
Tvárnost za tepla: Dobrá
Tvárnost za studena: Obtížná
Slévatelnost: Omezená
Svařitelnost: Vyžaduje opatrnost
Pájitelnost: Nelze pájet
Odolnost proti korozi: Malá
Malá odolnost vůči mořské vodě
Velká afinita ke kyslíku - dobrý dezoxidovadlo

Použití
Ke konstrukčním účelům se čistý hořčík nehodí.

Slitiny hořčíku

Tvářené
Slévárenské
Hustota: 1 800 kg.m-3
Obsahuji i zinek a mangan (mangan se přidává do každé slitiny hořčíku pro zvýšení odolnosti proti korozi a menší vznítivost)

Velmi dobře obrobitelné
- Možno použít maximální řezné rychlosti
- Nutno dobře odvádět třísky a chladit stlačeným vzduchem -> nebezpečí požáru
- Hlavně je nebezpečný prach vznikající při broušení

Svařování: Obtížné než u hliníku
Pájení: Není možné

Odolnost proti korozi:
Lze zvětšit chromátováním - Moření dobře odmaštěných součástí v roztoku:
- 15 % dvojchromanu draselného/sodného
- 20 % koncentrované kyseliny dusičné
- 65 % vody
po dobu 15 až 40 sekund - vyloučí se na povrchu součásti žlutý sloučenina chromu, která chrání kov před povětrnostními vlivy a tvoří podklad pro nátěry

Elektron
Nejznámější
Nejčastěji s 3 až 10 % hliníku

3.2.1.2.2 TĚŽKÉ KOVY

3.2.1.2.1.3 TITAN A JEHO SLITINY

Zemská kůra obsahuje 0,7 % titanu;Vyrábí se: rozkladem chloridu titaničitého hořčíkem ve vakuu nebo v argonu při maximální teplotě 950 °C ; získá se pórovitý, houbovitý titan, který se přetavuje ve vakuu nebo v argonu

Vlastnosti

Hustota: 4 500 kg.m-3
Teplota tavení: 1 665 °C
Mechanické vlastnosti jsou podmíněny čistotou (zejména rozpuštěné plynny

Pevnost:
- Vyžíhaný: 460 až 770 MPa při tažnosti 15 až 25 %
- Dráty tažené za studena: 830 až 1340 MPa
- Ohřevem pevnost rychle klesá

Tvrdost HB: 120

Tvárnost za studena: Dobrá

Tvárnost za tepla: Velmi dobrá
- Děje se při teplotě 870 až 980 °C
- Doba ohřevu co možno nejkratší - při vyšších teplotách snadno přijímá plyny hlavně kyslík, - dusík, vodík - působí křehnutí
- Žíhá se při 650 až 700 °C po dobu 1h s ochlazováním vzduchu - pro odstranění zpevnění

Slévatelnost: Obtížná

Svařitelnost:
- Provádí se elektrickým obloukem v argonové atmosféře
- Jakost svarů

Obrobitelnost: Obtížná - kvůli malé tepelné vodivosti

Odolnost proti korozi: Velmi dobrá
- Povětrnostní vlivy: Velmi odolný
- Mořská voda: velmi odolný
- Koroze postupuje po celém povrchu rovnoměrně

Použití

Chemický a farmaceutický průmysl
Lopatky parních turbín
Letecký průmysl na stavbu letounů i motorů - pro dobré mechanické vlastnosti do teplot 500 °C

Slitiny titanu

Pevnostní vlastnosti se vyrovnají oceli, někdy i lépe
Větší hustota
Odolnost proti korozi je někdy lepší u u korozivzdorných ocelí
Slitiny mají vyšší pevnost při vyšší teplotách (oproti čistému titanu)

Slitiny "alfa"
Obsahují vždy hliník (až 8 %)
U většiny slitin bývají i další přísadové prvky (např. cín)
Dobře svařitelné, tavné svařování se provádí v argonu
Slitina Ti Al5 Sn 3 se používá na:
- Plechy
- Kování lopatek pro velké parní turbíny

Slitiny "beta"
Dobře tvárné za studena
Vytvrzovatelné
Obtížně svařitelné

Slitiny "alfa + beta"
Větší pevnost než slitiny "alfa" - lze ji zvýšit tepelným zpracováním - vytvrzováním (rychlým ochlazením a popouštěním
Nejvíc se používá slitina Ti Al6 V4

3.2.1.2.2.1 MĚĎ A JEJÍ SLITINY

Výroba redukcí rud, nejčastěji sulfidů sulfidů

Na dole se ruda drtí
Jemně mele
Upravuje částečným oddělením hlušiny na rudný koncentrát (má velké množství síry - praží se za přístupu vzduchu, část síry vyhoří a koncentrát se spéká)

Vypražený koncentrát se zpracuje v šachtových nebo plamenných pecích - získají se dvě taveniny:
a) Kamínek
Tavenina sulfidů
Zpracuje se oxidací v konvertorech na černou měď (obsahuje až 99 % mědi)
Černá měď je značně křehká a elektrolyticky nebo hutnicky se rafinuje

b) Struska - tavenina oxidů a hlušiny
Taveniny jsou "rozděleny" rozdílnou hustotou a nepatrnou vzájemnou rozpustností -> strusku lze snadno vyloučit z dalšího pochodu

Schéma výroby mědi z chalkopyritu

Ruda - 1 %Cu
Rudný koncentrát získaný úpravou rudy - 15 %Cu
Pražená ruda z pražicích - 20 %Cu
Kamínek vyrobený v šachtové nebo plamenné peci - 50 %Cu
Černá měď vyrobená v konvertoru - 99 %Cu
Rafinovaná měď elektrolytická - 99,95 %Cu

Zpracování:

Hlavně tvářením nad teplotou 650 °C
Méně často na odlitky
- V čisté mědi se při tavení hodně rozpouštějí plyny
- Při tuhnutí se plyny uvolňují - pórovitý odlitek
- Kov hustě teče - špatně vyplňuje formu

Vlastnosti mědi

Hustota: 8960 kg.m-3
Teplota tavení: 1083 °C
Elektrická vodivost: 58 S (6x větší než u oceli), (velmi ji snižují nečistoty, zejména fosfor)
Pevnost: 220 MPa při tažnosti 40 % Tvářením za studena jí lze zvýšit na 440 MPa
Tvrdost: 50 HB
Tvárnost za studena: Velmi dobrá
Tvárnost za tepla: Velmi dobrá
Slévatelnost: Obtížná
Svařitelnost: Dobrá
Pájitelnost: Velmi dobrá (na měkko i na tvrdo)

Odolnost proti korozi:
- Velmi dobrá
- Za delší dobu se pokryje červenou vrstvou oxidu měďného - chrání před další oxidací
- Někdy se vytvoří měděnka (zelená patina)
- Velmi odolná vůči mořské vodě
- Odolá slabším organickým kyselinám - dříve se používala v mlékařském, lihovarském a pivovarském průmyslem, dnes se nahrazují korozivzdornými ocelemi
. .

Obrobitelnost: Obtížná - Maže se

Použití mědi

Více než 50 % v elektrotechnickém průmyslu
- Vodiče (silové i sdělovací)
- Lana, dráty
- Vinutí

Výroba slitin mosazi a bronzu - použití v elektrotechnickém, chemickém a strojírenském průmyslu

Slitiny mědi

Mosaz

Slitina mědi se zinkem popř. ještě s dalšími kovy
Více než 55 % Cu - použití jako konstrukční materiál
Méně než 50 % Cu - použití na odlitky
60 % zinku je hustota: 8400 kg.m-3
Mosazi "bohaté" na měď mají hustotu do 8900 kg.m-3
Nemagnetická
Pevnost: Větší než u mědi
- Mosaz tvářená za tepla je pevnost kolem 400 MPa
- Mosaz se 63 % CU má pevnost 700 MPa
Odolnost proti chemickým, povětrnostním vlivům a mořské vody: Velmi dobrá (jen o něco málo menší než u mědi)

Tvářené mosazi

Automatová mosaz
Číselné označení: 42 3223
Obsahuje asi 2% Pb
Použití: Pro hromadnou výrobu na automatických soustruzích, kované části či lisované za tepla
- Šrouby
- Armatury

Mosaz Ms63 (elektrotechnická mosaz)
Číselné značené:42 3213
Velmi dobře tvárná za studena
Vysoký obsah zinku - z tvárných mosazí nejlevnější
Dodává se rovněž s příměsí do 1.9 % Pb - vhodná pro obrábění
Použití: V elektrotechnice
- Objímky žárovek
- Součásti spínačů, svítidel
- Instalační materiál
- Automobilové chladiče

Mosaz Ms68/Ms70
Pro hluboké tažení
Mosaz Ms68
Použití:Tažené a lisované části (pro elektrotechniku), pružiny
Mosaz Ms70
Použití:Součásti vyráběné tažením, např. na lopatky parních turbín

Tombaky
Mosaz obsahující 80 % Cu se nazývá tombak
Jsou to mosazi Ms80/Ms85/Ms90
Velmi dobře tvárné za studena
Použití:
- Součásti manometrů
- Armatury

Speciální mosazi
Obsahují přísadové prvky Mn, Al, Fe, Sn, Ni
Použití:
- Velmi namáhané strojní součásti
- Součásti velké pevnosti lisované za tepla
- Lopatky parních turbín pro nízkotlaké stupně
- Pístnice
- Vřetena ventilátorů

Mosaz Niklová Ms Ni14
Obsahuje:
- 65 % Cu
- 14 % Ni
- Zbytek (21 %) Zn
Jiné názvy:

- Nové stříbro

- pakfong

- Alpaka
Použití:
- Jemná mechanika
- Elektrotechnika
- Optika
- Pružící elektrovodné součásti ve vlhkém, tropickém, korozivním prostředí
- Osvětlovací tělesa

Slévárenské mosazi

Mají 55 až 80 Cu (někdy jen 45 až 50 % Cu)
Přísady dalších prvků např. 2 až 3 % Pb nebo Si, Al, Fe, Mn a zbytek je zinek

Mosaz80 Si3 Pb 3
Použití:
- Pro lití ložisek a pouzder

Mosaz Ms66 Al5 Fe3 Mn2
Použití:
- Matice opěrných šroubů
- Značně namáhané masívní šneky

Mosaz Ms 60
Se 2% Pb a 1 Sn se používá: na součásti:
- Čerpadel
- Elektrických přístrojů
- Elektrická vedení

Manganová mosaz Ms59 Mn1 Al1
Použití:
- Stahovací desky statorů
- Oběžná kola odstředivých čerpadel pro větší obvodové rychlosti

Mosaz Ms47
Mají přísadu Mn, Pb, Fe
Použití:
- Ložiskové pánve
- Armatury různého druhu
- Mechanické součásti konstrukcí
- Součásti čerpadel pracujících do teplot 250 °C

Bronz

Slitina mědi s cínem nebo hliníkem, manganem, niklem, beryliem, olovem - bronzy nazýváme cínové, hliníkové, niklové, beryliové, olověné

Cínové bronzy
Nejznámější
Nejvíce 20 % cínu, obsah CU +Sn má být minimálně 99 %
Slitiny s méně než 9 % cínu se dají zpracovávat tvářením - bronzy tvářené
Bronzy s vyšším obsahem cínu se zpracovávají litím. - bronzy slévárenské (lít se dají i bronzy obsahující třeba jen 1 % Sn)
Hustota tvářených bronzů: 8800 kg.m-3
Hustota litých bronzů: 8600 kg.m-3
Elektrická vodivost: Dobrá

Tvářené bronzi

Používají se nejčastěji bronzy s 6 % Sn
Lze je obrábět, pájet, svařovat
Mechanické vlastnosti měnitelné v "širokých mezích"
Například měkké dráty z fosforového bronzu Cu Sn6 má pevnost 300 až 500 MPa při tažnosti přes 50 %, u tvrdých drátů je pevnost 900 až 1 100 MPa, ale při nepatrné tažnosti, podobně je to i u plechů.
Největší měkkosti se dosáhne žíháním na teplotu 650 až 750 °C

Forma dodávky:
Plechy
Pásy, dráty - Výroba pružin - nepodléhají korozi
Tyče
Trubky

Použití:
Strojírenství - Ložisková pouzdra a značně namáhaná kluzná ložiska
Elektrotechnika - Výroba spínačů
Papírenský průmysl - Výroba sít
Optika
Hodinářství

Slévárenské bronzi

Dobrá smrštivost asi 1 %
Nejčastěji používané bronzy mají 12 % Cínu

Použití: Na součásti
Dobrou pevností
Velmi namáhané otěrem (věnce ozubených kol, šroubová kola, sedla ventilů čerpadel, oběžná a rozváděcí kola napáječek, vysokotlaká čerpadla, ložisková pouzdra/pánve)
10 % Sn - vhodný na odlitky namáhané otěrem při vysokých tlacích a menších rychlostech a zároveň odolné proti korozivním vlivům (např. oběžná kola odstředivých čerpadel na výrobu přístrojů a armatur

Hliníkové bronzy
Slitina mědi s nejčastěji 5 % hliníku - zvětšení pevnosti a tvrdosti
Ze všech slitin s mědí jsou nejvíce odolné proti korozi
Použití: Chemický a papírenský průmysl

Manganové a niklové bronzy
Použití: Měřící odpory

Beryliové bronzy
Obsahují 0,5 až 2,3 % berylia plus další přísady niklu, železa, kobaltu, chromu
Použití:
- Kde jsou velké požadavky na mechanické vlastnosti při velké elektrické vodivosti
- Jen ve vyjímečných případech - berylium je drahé i jeho zpracování
- Velmi namáhané elektrody bodových a švových svářeček
- Pružiny pracující korozivním prostředí
- Ventily čerpadel na louhy
- Kuličky korozivzdorných kuličkových ložisek
- Nástroje, které při nárazu nesmějí jiskřit (prostředí, kde je nebezpečí výbuchu)
Velká pevnost i za vyšších teplot
Značná odolnost proti korozi a opotřebení
Velká mez únavy i v korozivním prostředí
Nemagnetické

Olověné bronzy
Slitiny mědi s olovem (nejvýše 38 %) popř malou přísadu Fe, Ni, Ag a zbytek je měď
Velmi kvalitní ložiskové kovy
Olovo zmenšuje součinitel tření a nebezpeční zadření ložiska při nedostatku maziva - velké obvodové rychlosti (až 10 m.s-1), tlaky 10 až 40 MPa a namáhání rázy
Určeny jen na vylévané pánve
Použití: Pánve velmi namáhaných ložisek (automobily, letecké motory, turbokompresory)

Cínoolověné bronzy
Mají jen 5 až 10 % olova, 10 cínu a malou přísadu niklu (cca 1%)
Zpracování: Litím na celé ložiskové pánve nebo se jimi pánve vylévají
Použití: Stejné jako olověné bronzy

Červený bronz
Relativně levná slévárenská slitina mědi, cínu, zinku a často i olova
Pevnost: 150 až 250 MPa
Dobrá houževnatost i zpracovatelnost
Vhodný tam, kde se nehodí šedá litina pro malou vodivost, odolnost vůči korozi
Použití:
Armatury a součásti strojů vystavené otěru a odolávající korozi
Méně namáhané ložiskové pánve
Součásti čerpadel a odstředivek

3.2.1.2.2.2 CÍN

Získává se redukcí z cínových rud
Surový cín se rafinuje přetavováním
Dodaný cín má čistotu 98 až 99,9%

Existují dvě modifikace
Modifikace "alfa"

Šedý cín

Šedý nevzhledný prášek
Stálý pod teplotou 13 °C

Modifikace "beta"
Bílý cín
Většinou se vyskytuje pouze v této modifikace
Stálý nad teplotou 13 °C

Cínový mor - překrystalizace cínu
Při dlouhém přechlazení
Byl-li cín "beta" nakažen cínem "alfa"

Vlastnosti cínu

Hustota: 7300 kg.m-3
Teplota tavení: 232 °C
Elektrická vodivost: 8,7 S
Pevnost (litý): 30 MPa
Tvrdost HB: 5
Tvárnost za tepla: Dobrá
Tvárnost za studena: Dobrá až velmi dobrá
Válcuje se fólie - staniol
Válcují se svazky plechů ->od sebe jsou odděleny olejovou vrstvou
Slévatelnost: Velmi dobrá
Svařitelnost: nesvařuje se
Pájitelnost: Velmi dobrá
Odolnost proti korozi: Velmi dobrá
Na vzduchu velmi odolný

Použití cínu

Výroba pocínovaných (bílých) plechů
Dříve se cínovalo v lázni roztaveného cínu; dnes se používá pro tlustší povlaky
Plynulé galvanické cínování; pro ocelové pásy
- Nanáší se cínová vrstva o tloušťce 0,0004 až 0,0014 mm (odpovídá 3 až 12 g.m-2) na jednu stranu
- Vrstvy jsou vždy matné a pórovité - musí se natavovat - zlepší se:
Lesk
Světelná odrazivost
Přilnavost povlaku
Schopnost pájení plechu

Elektrolytické cínování
Cínová elektrotechnický součástí
Lze dosáhnout libovolných tlouštěk

Výroba slitin
Měkké pájky
Kompozice

3.2.1.2.2.3 NIKL A JEHO SLITINY

Vlastnosti

Hustota: 8 900 kg.m-3
Teplota tavení: 1 453 °C
Elektrická vodivost: 14,5 S

Pevnost:
- Litý: 300 až 340 MPa
- Válcovaný a žíhaný: 450 až 500 Mpa
- Tažením je možno pevnost zdvojnásobit

Tvrdost HB: 85
Tvárnost za tepla: Dobrá
Tvárnost za studena: Dobrá
Slévatelnost: Dobrá
Svařitelnost: Dobrá
Pájitelnost: Dobrá
Odolnost proti korozi: Velmi dobrá
Feromagnetický do teploty 356 °C
Velmi odolný za vyšší teploty -> Použití na vzduchu do teplot 800 °C bez významné oxidace
Při použití chromu žárovzdornost (schopnost odolávat oxidaci) stoupne až na teplotu 1 300 °C

Použití

Polovina výroby se spotřebuje do slitinových ocelí
Velké použití ve vakuové technice
V alkalických akumulátorech je kladná deska niklová a záporná železná

Další použití:
Chemický a potravinářský průmysl
Lékařské nástroje
Niklování

Slitiny niklu

Korozivzdorné
Obsahují přísady manganu a křemíku
Použití:
- Elektrotechnický průmysl - součásti sdělovací techniky
- Automobilový průmysl - elektrody do svíček spalovacích motorů

Žáropevné
Základní přísada je chrom, který zabezpečuje žáruvzdornost
Další přísady: Hliník, titan -> zaručují vytvrzování
Použití:
- Namáhané součásti spalovacích turbín (pracují až do teplot 1 100 °C)

3.2.1.2.2.4 OLOVO A JEHO SLITINY

Získává e ze sulfidových rud (např. Leštěnec olovnatý - galenit)
Pražením sulfidů se získají oxidy, které se redukují v šachtových pecí na surové olovo čistoty asi 92 %
Rafinací se získá rafinované olovo

Vlastnosti

Hustota: 11 340 kg.m-3
Teplota tavení: 327 °C
Elektrická vodivost: 4,75 S
Pevnost: 15 MPa
Tvrdost HB: 3
Tvárnost za tepla: Velmi dobrá
Tvárnost za studena: Velmi dobrá
Slévatelnost: Velmi dobrá
Svařitelnost: Velmi dobrá
Pájitelnost: Velmi dobrá

Odolnost proti korozi:Velmi dobrá
- Na vzduchu se rychle pokrývá šedou vrstvou oxidů, které chrání, před další oxidací

Ve styku s měkkou vodou a s vodou s větší obsahem CO2 se na povrchu vlivem kyslíku tvoří hydroxid olovnatý:
Jedovatý
Ve vodě rozpustný
-> Olověné vodní trubky se musí chránit:
- Vrstvou cínu 0,5 až 1 mm
- Síření vnitřního povrchu vrstvou sulfidy olovnatého

Špatně se piluje -> maže se

Druhy olova

Olovo s čistotou 99,99 až 99,95 %
Použití:Výroba tvrdého olova (s přísadou Sb) pro:
- Akumulátory
- Pláště kabelů
- Trubky a plechy pro kyselinovzdorné obložení v chemickém průmyslu

Méně čisté olova 99,9 %
Použití:
- Pájky
- Kompozice
- Kabelové pláště

Olovo s čistotou 99,5
Použití:
- Kalicí lázně
- Vodovodní těsnění
- Kompozice
- Výplně střel

Používá se i olovo o čistotě 98,5 %, které se získá přetavením starého materiálu

Další použití olova

Protizávaží -> vyvažování mechanismů (např. setrvačníky), (pro svou vysokou hustotu)
Výplně i malých děr pro vyvážení
Ochrana před rentgenovým i radioaktivním zářením (pro vysokou atomovou hmotnost)
Ze směsi práškového olova a plastu se lisují různé součásti, např. setrvačníky
Práškové olovo slouží jako plnidlo
Směs práškového olova a parafínu se používá jako ochrana před rentgenovým zářením

Slitiny olova

Liteřina
Olova + antimon (25 %)+ cín (2 až 20 %)
Použití: Lití písmen v tiskařství

Nízkotavitelné slitiny
Woodův kov
Složení:
- 25 % Olovo
- 12,5 % Cín
- 50 % Bismut
- 12,5 Kadmium
Taví se při 60 °C

Další slitiny
Kompozice
Měkké pájky

3.2.1.2.3 OSTATNÍ NEŽELEZNÉ KOVY

3.2.1.2.2.5 ZINEK

Nejčastěji se vyskytuje v sulfidech, oxidech a uhličitanech

Výroba
Zrudy se pražením získá oxid zinečnatý
Redukcí při teplotě 1 200 až 1 300 získá plynný zinek
Kondenzací se získá čistý zinek čistoty 97 - 98 %
Rafinací a několikanásobnou destilací se získá zinek čistoty až 99,9

Dnes se převážně vyrábí pomocí elektrolýzy -> tradiční výroba ustupuje
Provádí se v dřevěných vanách, chráněných olověnými plechy
Elektrolytem je vylouhovaný a vyčištěný zinkem bohatý roztok síranu zinečnatého
Anoda - Olověné desky
Katoda - Hliníkový plech
Elektrolytický zinek se usazuje na katodě
Během 12 - 24 hodin se se získají zinkové desky 2 - 4 mm
Desky se přetaví -> získá se zinek o čistotě 99,99 %

Vlastnosti

Hustota: 7 130 kg.m-3

Teplota tavení: 419 °C
- Normální teplota: Křehký
- Kovací teplota (i pro válcování a tažení): 100 až 150 °C
- Opět křehký je při teplotě 200 °C

Elektrická vodivost: 16,8 S

Pevnost:
- Litý: 300 MPa
- Tvářený: 150 až 200 MPa

Tvrdost HB: 31
Tvárnost za tepla: Dobrá
Tvárnost za studena: Dobrá teprve po protváření
Slévatelnost: Velmi dobrá
Svařitelnost: lze, ale neprovádí se
Pájitelnost: Dobrá
Obrobitelnost: Špatná -> maže se

Odolnost proti korozi: Různá
- Na suchém vzduchu: Stálý
- Odolnost proti kyselinám a zásadám: Mála

Použití

Prolinkovávání plechů, oceli

Výroba slitin
- Lití pod tlakem
- Výroba mosazí

Zinkový prach
Zinkové sloučeniny (zinková běloba

3.2.1.2.3.2 MOLYBDEN

Vlastnosti

Hustota: 10 200 kg.m-3
Teplota tavení: 2 630°C
Elektrická vodivost: 16,5 S
Pevnost: 700 MPa
Tvrdost HB: 150
Tvárnost za tepla: Dobrá
Tvárnost za studena: Dobrá
Slévatelnost: Není
Svařitelnost: Obtížná
Pájitelnost:Dobrá
Odolnost proti korozi:Dobrá jen za studena
Snadnější a levnější zpracování než Wolfram

Použití

Základ důležitých žáropevných slitin (s niklem, wolframem)
Přísadový kov do komplexních slitin s chromem, wolframem, niklem, kobaltem pro výrobu součástí pracující za velmi vysokých teplot
Slitina molybdenu + 30 % wolframu pro nástroje na lití pod tlakem -> 50x větší životnost než dosud používané nástrojové oceli

Prášková metalurgie
- Slinuté kovy
- Elektrické kontakty
- Materiály pro vysoké teploty

3.2.1.2.3.1 KOBALT

Vlastnostmi se podobají Niklu

Hustota: 8 900 kg.m-3
Bod tavení: 1 495 °C

Čistý kobalt se nepoužívá -> přísadový kov do slitin
Stellit
Složení
- 1,1 až 2,4 % Uhlík
- 45 až 65 % Kobalt
- 25 až 30 % Chrom
- 3,5 až 15 Wolframu
- další prvky, například železo
Tvrdá slitina
Odolná proti opotřebí a korozi i za vyšších teplot
Slitina je známa pod názvem real

Důležitá přísada do žáropevných a žáruvzdorných slitin pro vysoké teploty (použití až do 850 °C)
Důležitá přísadový prvek do rychlořezných ocelí a slinutých karbidů
˙

3.2.1.2.3.3 WOLFRAM

Vlastnosti

Hustota: 19 300 kg.m-3
Teplota tavení: 3 3380 °C
Elektrická vodivost: 18,1 S
Pevnost: 1 100 MPa
Tvrdost HB: 200
Tvárnost za tepla: Dobrá až obtížná
Tvárnost za studena: Omezená
Slévatelnost: Není
Svařitelnost: Obtížná
Pájitelnost: Obtížná
Odolnost proti korozi:Dobrá
Vysoká cena

Použití

Součásti, které pracují při nejvyšších teplotách
Největší podíl spotřeby: Legující prvky v ocelích
- Konstrukční oceli: Náhrada molybdenu
- Nástrojové oceli: Karbidotvorná přísada
- Rychlořezné oceli: 9 až 18 % Wolframu (vyjímečně 22%)
- Žáropevné oceli: až 3%
Prášková metalurgie

3.2.1.2.3.4 KOMPOZICE

Slitiny k vylézání ložiskových pánví pro stroje s vysokými otáčkami a menšími tlaky
Jestliže tlak nebo otáčky jsou příliš vysoké kompozice "vyteče" a stroj se zastaví
Jsou měkčí než hřídel -> menší opotřebení hřídelů
Výše uvedeným požadavkům vyhovují kompozice, které mají v základní hmotě tvrdé nosné krystaly
Základní složkou kompozic je olovo nebo cín
Dnes se místo kompozic volí výstelky z olověného bronzu nebi slitina Al Sn20

Cínové kompozice

Obsahují:
84 % Cínu
10 % Antimonu
6% Mědi

Normalizované kompozice
42 3753
Výstelka na ocelové podložce
Výstelky pouzder

Olověné kompozice

Obsahují:
75 % Olova
15 % Antimonu
10 % Cínu

Normalizované kompozice
42 3720
- Výstelky na ocelové podložce
- Výstelky ložisek, běžně používaných ve strojírenství
42 3721
- Výstelky na ocelové podložce
- Výstelky pouzder, pánví a kluzných ploch jiných součástí
42 3730
- Výstelky na ocelové podložce
- Výstelky pouzder, pánví a kluzných ploch jiných součástí

3.2.1.2.3.5 PÁJKY

Materiál ke spojování kovů
Při pájení se taví pouze pájka, ale pájené kovy se zůstanou v pevném stavu -> tekutá pájka, vyplní mezeru mezi styčnými plochami součástí

Užití pájení:
Elektrotechnika
Strojírenství

Měkké pájky

Slitiny olova a cínu
Nízká teplota tavení do 500 °C

Dobrá schopnost pájet některé kovy a slitiny
Měďi + slitin
Zinku
Olova
Oceli

Podmínka dobré přilnavosti: kovově čistý povrch (bez koroze, mastnoty, atd)

Tvrdé pájky

Mosazné - k pájení oceli a mědi
Stříbrné - k pájení mosazí, bronzů, niklu a pro elektrovodné spoje
Teplota tavení: 650 - 950 °C

3.2.1.2.3.6 OSTATNÍ TECHNICKY DŮLEŽITÉ KOVY

Antimon

Vzhled podobný zinku
Tvrdý
Velmi křehký
Teplota tavení: 630 °C

Použití:
Přísada do slitin olova -> zvýšení tvrdosti a pevnosti
Ložiskové kompozice

Vizmut

Bílá barva
Měkký
Křehký
Teplota tavení: 271°C

Použití: Přísada do nízkotavitelných slitin a pájek

Berylium

Hustota: 1820 kg.m-3
Teplota tavení: 1 315°C
Vynikající mechanické vlastnosti, vodivost a odolnost proti korozi
Vzácné, obtížně se vyrábí a zpracovává -> drahé

Použití:
Stavba raket, letadel, přístrojů - nenahraditelné
Přísada k jiným kovům - mimořádná kombinace různých vlastností v jednom kovu
Stavba atomových reaktorů

Kadmium

Podobá se zinku
Bílá barva
Velmi měkké
Teplota tavení: 320,9 °C

Použití:
Jaderná technika
Pájky (měkké i tvrdé)

Chrom

Velmi tvrdý
Čistý chrom je křehký - v poslední době zdokonalena rafinace a tvářecí metody -> schopnost vyrobit polotovary -> Použití: Pro vysoké teploty a velké mechanické namáhání
Bílý
Lesklý kov
Hustota: 7 140 kg.m-3
Teplota tavení: 1 910°C
Mimořádná odolnost proti korozi a chemickým činidlům
Velká žáropevnost a žárovzdornost

Použití:
Legující prvek (do ocelí do používá v podobě ferochromu
Čistý chrom - galvanicky vyloučené povlaky

Vanad

Podobný chromu
Samotný čistý Vanad nemá praktické použití

Použití:
Legující přísada (např. vázání nečistot, zlepšení mechanických vlastností, zjemnění zrna)

Mangan

Teplota tavení: 1 245°C

Použití:
Ocelářství (váže kyslík, síru
Legující přísada (feromangan - zlepšuje mechanické vlastnosti)
Slitiny s neželeznými kovy (měď)

3.2.1.3 PRÁŠKOVÁ METALURGIE

Umožňuje výrobu:
- vysoce tavitelných kovů (např. Wolfram), který nelze běžně (např. tavením) vyrobit (např. není dostupný materiál na tavící kelímky)
- pórovitých kovových předmětů (např. pro samomazná ložiska, filtry, atd)
- pseudoslitin (slinuje směs prášků dvou kovů, které jsou ve stavu tekutém navzájem nerozpustné -> netvoří slitiny, např. měď a wolfram)

Vyrábět lze jen součásti menších rozměrů a tvarů vhodných k lisování.