Hlavní stránka Novinky a Články OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL

Novinky a Články

OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL

autor: Jakub Pernica datum: 8.6.2017

OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL Jakým jiným materiálem bychom mohli začít než ocelí. Ocel je považována za klasický cyklistický materiál, který je s koly spojen po mnoho generací. I když s příchodem hliníkových slitin zaznamenaly ocelové rámy poměrně velký útlum, tak v posledních letech zase zažívají celkem velký vzestup. Mnoho lidí už nechce komerční hliníkové, nebo karbonové rámy, kde se na individualitu moc nehledí. Můžeme tak pozorovat vzestup tzv. garážovek, kde jsou rámy kol vyráběny ručně, zpravidla přímo pro konkrétního zákazníka.

 

Ocel jako materiál

Ocel je slitina železa s uhlíkem a dalšími legujícími prvky, které ovlivňují její vlastnosti, přičemž je uhlík obsažen maximálně ve 2,14 % slitiny. Ocel se podle české státní normy (dále ČSN) rozděluje do devíti tříd. Jednotlivé třídy oceli se liší svými mechanickými vlastnostmi a chemickým složením. Pro výrobu rámů kol se nejčastěji používají oceli třídy 15 (podle starého značení). Konkrétně je nejpoužívanější ocel ČSN 15 130, což odpovídá evropskému materiálovému označení EN 25CrMo4.  

Jedná se o nízkolegované oceli, které mají své specifické vlastnosti. Oceli třídy 15 jsou velmi dobře prokalitelné a vhodné k zušlechťování, mají vysokou mez pevnosti v tahu [Rm] a mez kluzu [Re] při normální teplotě. Mají zaručenou mez tečení a zvýšenou odolnost proti korozi. 

 

Výroba oceli

Výroba oceli probíhá v kyslíkových konvertorech, nebo v elektrických obloukových pecích. Vsázku, neboli výchozí suroviny pro výrobu oceli, tvoří surové železo a ocelový odpad. 

 

Výroba trubek

V cyklistice se nejčastěji využívá tzv. bezešvých trubek, které vynikají vyšší pevností než svařované. Pro výrobu se používají  např. Mannesmannův nebo Stiefelův způsob.

 

  • Mannesmannův způsob – válcování vývalku je prováděno mezi dvěma válci s mimoběžnými osami, které mají stejný smysl otáčení. Tím dodochází k pnutí v materiálu a dochází ke vzniku dutiny.
  • Stiefelův způsob – je založen na stejném principu jako Mannesmannův způsob. Pracovní válce mají tvar kotoučů. 

 

Technologie spojování rámových trubek

U oceli se lze setkat se třemi možnostmi spojování jednotlivých rámových trubek. Konkrétně se jedná o svařování, pájení a pájení do speciálních spojek tzv. mufen. Kromě ocelí se svařování využívá také u slitin hliníku nebo titanu, ale o tom až v následujících článcích. 

 

Pájení

Pájení je nerozebíratelné spojování kovů v tuhém stavu, roztaveným přídavným kovem, který se nazývá pájka. Pájení, na rozdíl od svařování spojovaný materiál neroztavuje, a proto musí mít pájka vždy nižší teplotu tání než spojovaný materiál. Spojení nastává prolínáním (difundováním) pájky do spojovaného místa a ve styčných plochách s ním vytváří slitinu. Podle teploty tání pájky jsou rozeznávány dva druhy pájení:

 

  • Měkké pájení – teplota tání pájky je nižší než 500 °C. Pájkou je zpravidla slitina cínu (Sn) a olova (Pb).
  • Tvrdé pájení – teplota tání pájky je vyšší než 500 °C. Pájkou je zpravidla slitina mědi (Cu) a zinku (Zn). Oproti měkkému pájení má spoj vyšší pevnost

Pájka je slitina, která difunduje do pájeného spoje. Aby difundace proběhla jak má, nesmí být povrch pájených trubek zoxidovaný. Pro zlepšení difundace se používají tavidla, což jsou nekovové látky, které jsou na pájená místa nanášena ve formě kapaliny nebo pasty.

 

Svařování

Svařování je způsob spojování dvou nebo více součástí do jednoho nerozebíratelného celku. Při svařování se většinou spoj vytvoří pomocí přídavného materiálu, který se ve svařovaném místě slije s natavenými částmi svařovaných dílů. Při některých způsobech svařování, např. svařování el. odporem, se přídavný materiál nepřidává, ale natavují se pouze části, které tvoří svarový spoj. Účelem svařování je vytvořit pevný nerozebíratelný spoj, který má požadované vlastnosti. Tím je myšlena požadovaná pevnost, houževnatost, či odolnost vůči degradačním procesům.

V současné době se v cyklistice nejvíce využívá technologie TIG (Tungsten Inert Gas), neboli obloukové svařování v ochranné atmosféře netavící se elektrodou. Elektrický oblouk hoří mezi hrotem wolframové elektrody a svařovaným materiálem v proudu netečného plyny (argonu, helia nebo jejich směsí). Při svařování nedochází k tvorbě strustky. Svary tak mají čistou kresbu a nevyžadují dalších úprav.

 

Pokračujte na další část série článků

 

Zdroje

HLUCHÝ, M., J. KOLOUCH, Strojírenská technologie 1 (1. díl). Praha: Scientia, 2007. ISBN 978-80-86960-26-5

HLUCHÝ, M., J. KOLOUCH, R. PAŇÁK, Strojírenská technologie 2 (1. díl). Praha: Scientia, 2001. ISBN 80-7183-244-8

HRIVŇÁK I., 2009: Zvaranie a zvariteľnosť materialov. Trnava: STU, ISBN 9788022731676

LEINVEBER J., P. VÁVRA, 2008: Strojnické tabulky. Úvaly: Albra, ISBN 978-80-7361-051-7

PTÁČEK L. a kol., 1999: Nauka o materiálu II. Brno: CERM, ISBN 80-7204-130-4

VÝROBA BEZEŠVÝCH TRUBEK [online] 2017, Dostupné z: www.youtube.com

 


Diskuse

Zobrazit vše Zobrazit vybrané Vložit příspěvek


Podobné články

MATERIÁLY RÁMŮ KOL

Hodnocení: 0%

MATERIÁLY RÁMŮ KOL Konstrukční materiály zásadně ovlivňují vlastnosti kola, ať už se jedná o hmotnost, tuhost jednotlivých částí rámu či schopnost absorbovat různé nerovnosti. Přinášíme vám sérii článků, kde podrobně rozebereme jednotlivé konstrukční materiály, které se dnes pro výrobu rámů kol nejčastěji používají. Podíváme se na jejich mechanické vlastnosti a zjistíme, jaké trendy se v tomto odvětví cyklistiky objevují.

ZÁSADY RENOVACÍ KOL

Hodnocení: 60%

ZÁSADY RENOVACÍ KOL Cyklistiku a kola vnímám od dětství jako součást svého života. S nostalgií vzpomínám, jak jsem z dětské sedačky, kterou měl můj táta přimontovanou na horní rámovce Favoritu, zažíval první okamžiky za řídítky kola, nebo jak jsem se na starém kole BMX proháněl Beskydami. Uplynulo dvacet let a dříve opovrhovaná kola značek Favorit, Eska, Liberta a mnoho dalších, se stala raritními kousky. Díky mým cyklistickým začátkům z dětství, jsem si vybudoval vztah ke starým kolům a jejich renovace se staly mým koníčkem. Chtěl bych jen zdůraznit, že tento článek, je pouze mým pohledem, jak vnímám stará kola...