Hlavní stránka Novinky a Články SLITINY HLINÍKU – MATERIÁL DVACÁTÉHO PRVNÍHO STOLETÍ

Novinky a Články

SLITINY HLINÍKU – MATERIÁL DVACÁTÉHO PRVNÍHO STOLETÍ

autor: Jakub Pernica datum: 15.6.2017

SLITINY HLINÍKU – MATERIÁL DVACÁTÉHO PRVNÍHO STOLETÍ Slitiny hliníku se staly nedílnou součástí moderní cyklistiky. Ve velké míře jsou používány nejen na samotné rámy, ale také na velkou část komponentů jako jsou řídítka, představce, ráfky atd.

 

Výroba slitin hliníku

Výroba slitin hliníku je poměrně náročný proces. I když je na Zemi hliník jako prvek zastoupen v poměrně velkém množství (cca 7-8 %), bylo zvládnutí jeho výroby dlouhou dobu problém. Až po zvládnutí procesu elektrolýzy byla započata výroba ve větší míře. 

 

Slitiny hliníku

Slitiny hliníku se v rámařském průmyslu ve větší míře, používají od 90. let 20. století. Zpočátku bylo jejich používání velmi problematické, protože konstruktéři vycházeli z ocelových konstrukcí rámů. Ty jsou charakteristické svými malými průměry rámových trubek, což činilo u rámů ze slitin hliníku problémy. Měrná hmotnost slitin hliníku je podstatně nižší než u oceli. Konkrétně ocelové slitiny mají měrnou hmotnost 7800 Kg.m-3 a slitiny hliníku 2 700 Kg.m-3. To vyžaduje tlustší stěnu a větší rozměry rámových trubek. Slitiny hliníku se dle norem rozdělují do  několika tříd. V cyklistickém průmyslu se zpravidla používají slitiny tříd 6000 a 7000. Často se lze setkat s označením např. 6061T6, kdy číslo 6061 označuje konkrétní slitinu a T6 druh tepelného zpracování. Co se týče svařování, tak je téměř výhradně využíváno technologie TIG, která je rozepsána v předchozím článku.

 

  • Řada 6000 (slitina AlMgSi) – Slitiny řady 6000 jsou slitiny hliníku s hořčíkem a křemíkem. Po svaření získává původní mechanické vlastnosti umělým stárnutím. Proces umělého stárnutí spočívá v tepelném zpracování. Tepelné zpracování musí být prováděno při předepsané teplotě a času, aby bylo znovu dosaženo požadované meze pevnosti (Rm) a meze kluzu (Rp0,2). Proces umělého stárnutí je energeticky i časově náročný a je nutné dodržovat předepsané teploty a časy. Tato vlastnost slitiny následně omezuje i opravy rámů z důvodu nemožnosti dosáhnout opětovného umělého stárnutí.

 

 

  • Řada 7000 (slitina AlZn) – Slitiny hliníku řady 7000 jsou slitiny, kde je hlavním legujícím prvkem zinek. Rám, který je vyroben z řady 7000, je důležité po svaření tepelně zpracovat. K tepelnému zpracování je využíváno rozpouštěcího žíhání, které snižuje vnitřní pnutí. Výsledkem je návracení původních mechanických vlastností, které jsou dány normou. Při svařování dochází k tepelnému ohřevu základního materiálu tj. trubek a po svaření tento materiál získává své původní mechanické vlastnosti procesem přirozeného stárnutí.

 

Hydroforming

Hydroforming je technologogie objemového tváření vlivem působení tlaku kapaliny na stěnu materiálu. Využívá se jak u tváření trubek, tak také plechových dílů. Princip spočívá v tlakových účincích kapaliny na tvářenou součást. Samotný průběh tváření je následující. Do formy se vloží polotovar. Forma se uzavře. Po uzavření obou stran formy začne na povrch polotovaru působit tlakovou silou kapalina. Tato technologie tváření lze použít u oceli, nerezové oceli, mědi, hliníku apod. Hydroforming se používá ze dvou hlavních důvodů. Prvním je ovlivnění tuhosti rámu v horizontální a vertikální rovině, což se projevuje „komfortností“ rámu. Druhým aspektem je design profilů trubek. Díky kombinaci zabrušovaných svarů a právě zmiňovanému hydroformingu, jsou mnohdy na první pohled takto designované rámy po vizuální stránce velmi podobné karbonovým.

 

Tepelné zpracování

Velmi často je potřeba u některých součástí zlepšit nebo získat nové vlastnosti, tzn. aby byl materiál součástí houževnatější, tvrdší apod. Podstatou tepelného zpracování je ohřev materiálu na určitou teplotu, výdrž na této teplotě a rychlost ochlazování. Teploty a doba tepelného zpracování se liší podle druhu tepelného zpracování a materiálu, který je zpracováván. Průběh tepelného zpracování (ohřev na danou teplotu, výdrž na teplotě a rychlost ochlazování), jsou dány normou a popisují je diagramy ARA (anizotermický rozpad austenitu) a IRA (izotermický rozpad austenitu). Tyto diagramy určují strukturu slitiny, která po tepelném zpracování vznikne. 

 

Pokračujte na další část série článků

 

Zdroje:

MICHNA Š. a kol., 2005: Encyklopedie hliníku. Prešov: Adin s.r.o., ISBN 80-89041-88-4

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

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

HYDROFORMING [online] 2017, dostupné z: youtube

 


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.

OCEL – NESTÁRNOUCÍ CYKLISTICKÝ MATERIÁL

Hodnocení: 0%

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.