Technológia / Fémek megmunkálása

Anyagkörfolyamat Ahhoz, hogy a technológia fogalmát megértsük a Földön található anyagok folyamatos átalakulását, átalakítását kell megértenünk: FÖLD ↓ pl.: bányatechnológia nyersanyag (ércek, természetes anyagok, stb.) ↓ pl.: kohászati technológia szerkezeti anyag (fémek, kerámiák, műanyagok, stb.) ↓ pl.: gyártástechnológia műszaki termék ↓ műszaki funkció, üzemeltetés hulladék ↓ tárolás FÖLD v. nyersanyag v. szerkezeti anyag

Gyártástechnológia (mi ezzel foglalkozunk) Gyártás: azon tevékenységek köre, amelyek közvetlenül vagy közvetve szükségesek a gyártáshoz. Lényeges kérdései: hogyan és mivel gyártsunk. Ezekre a kérdésekre ad választ a TECHNOLÓGIA. A technológia a megvalósulás tudománya.

Technológiai ismeretek szintjei 1. Általános technológiai elvek Technológiai fegyelem (paraméterek betartása, tűrés, tisztaság, stb.) Ellenőrzési módszerek Logisztikai tervezés (folytonosság, egyenletes áteresztő-képesség) Gyártásszervezés; folyamatos, szakaszos Minőségbiztosítási rendszerek

2. Gyártási ismeretek A termékek előállításának módja, az ehhez tartozó alaptudományi és műszaki ismeretek Pl. forgácsolás, felületkezelés, galvanizálás, vákuumtechnológiák, hőkezelés, stb., Egy technológiai lépés lehetséges alternatív műveleteinek ismerete, Anyagismeret, Anyagáramok ismerete, Folyamatszabályozási módszerek.

3. Üzemi szint Konkrét gyártási paraméterek, Adott berendezés képességeinek ismerete, Az optimális paraméterek és azok szórása, Karbantartási előírások.

Technológia: dolgok előállításának tudománya Célszerű műveletsor Anyag (alkatrész) Energia Termék Melléktermék Hulladék, selejt, emissziók TUDÁS Techn. előírások, paraméterek, recept, dolgozók szakismerete

Műveletek Egy technológiai sor „elemi” lépései Nem kötött az adott technológiához Kisebb – nagyobb módosításokkal átvehetők más területen bevált eljárások Pl: mai fotolitográfia elődei: Rézkarc XIV – XV szd Nyomdatechnika XVI – XIX. szd Szitanyomtatás XIX. szd Fototechnika XIX – XX. szd Élelmiszeripar, csokibevonat  folyadékfüggönyös lakkfelvitel

Modern technológia jellemzői Számítógéppel segített tervezés CAD modellezés, szimuláció Számítógéppel segített gyártás CAM Aprólékos logisztikai tervezés Technológiai paraméterek folyamatos figyelése, mérése, dokumentálása Gyakori gyártásközi ellenőrzés Több helyszínű gyártás, sok szállítás, megosztott felelősség Minőségbiztosítás Környezetvédelem lassú beépülése

Technológiai eljárások rendszerbe foglalása: A technológiai eljárások rendszerbe foglalása aszerint történik, hogy a megmunkálás során egy összetevő részecskéinek kapcsolódásában milyen mértékű változás következik be.

Technológiai eljárások rendszerezése: 1. Alakítás kémiai v. fizikai változással: alaktalan anyagból szilárd test képződik kapcsolódás létesítésével. (pl.: vákuumgőzölés, öntés, fémporkohászat, műgyanták sajtolása, stb.) 2. Képlékeny alakítás: megváltozik a test alakja, de a tömege és a részecskék kapcsolódása lényegében változatlan marad. (pl.: lemez hajlítás, mélyhúzás, stb.) 3. Anyagszétválasztás: szilárd test alakjának megváltozása az anyagi részecskék kapcsolódásának helyi megszüntetésével. (pl.: darabolás, forgácsolás, szétszerelés, felületi tisztítás, stb.)

Technológiai eljárások: 4. Kötés létesítése: alakos v. alaktalan anyag darabokat oldhatóan v. oldhatatlanul kapcsolnak össze. (pl.: szegecselés, hegesztés, ragasztás, forrasztás, feltöltés, rá- és besajtolás, stb.) 5. Bevonás: a bevonó anyag alaktalan formában tapad a formáját változatlanul megtartó másik anyaghoz. – A bevonó anyag halmazállapot-változása! (pl.: bevonás – gáz, folyékony, szilárd bevonó anyag) 6. Anyagtulajdonság-változás: az anyag tulajdonságát célirányosan változtatják meg az alak változatlanul maradása mellett. (pl.: hőkezelések)

Alakítás kémiai vagy fizikai változással

Fémporkohászat előnyei: technológia minden fázisa automatizálható, kis anyag felhasználás, kis gyártási hulladék, szoros tűréssel készíthető alkatrészek, öntéssel nem gyártható anyag tisztaság, más technológiával elő nem állítható ötvözetek gyárthatók, kívánt mechanikai tulajdonságok beállíthatók, széles spektrumban változtathatók (pl.: porozitás, vezetőképesség, stb) pórusok különböző (pl.: kenő) anyaggal telíthetők, nem kell forgácsolni.

Technológia: 1. Fémporok előállítása és előkészítése: fémporok előállítása (színfémek, ötvözetek, metalloidok), fémporok osztályozása, keverése, adalékolása. 2. Fémporokból alkatrész gyártása: porsajtolás, zsugorítás, utókezelés.

Alapanyagok: színfém porok (vas, réz, nikkel, titán, kobalt, wolfram, molibdén, stb.) ötvözetek (gyorsacél, bronz, korrózióálló acél, stb.), ferroötvözetek (ferromangán, ferrokróm, stb.), nemfém porok(grafit, fémkarbid, fémoxidok, stb.).

Fémporok előállítása és előkészítése: szilárd testek mechanikai porítása (forgácsolással – ha nincs más megoldás, őrléssel – rideg fémek), folyékony fémek porlasztása (alacsony olvadáspontú fémek – érdes, oxidált, nehezen sajtolható), fémoxidok redukálása (W, Mo por – megfelelő oxidok redukciója csőkemencében, hidrogén áramban – nagy tisztaság, szivacsos szerkezet – ízzólámpa gyártása), fémsóoldatok elektrolízise.

Fémporok előkészítése: Cél: A felhasználás igényeinek megfelelő összetétel, a végtermék kedvező tulajdonságainak elérése, valamint az előállítás, a technológia igényeinek megfelelő por rendelkezésre bocsájtása. osztályzás alak és méret szerint, különböző alapanyagok megfelelő arányú keverése, adalékolás,pl.: kenőanyag a sajtolási technológia kedvezőbb paramétereinek elérése céljából.

Fémporkohászat technológiája Tervezéskor figyelembe kell venni a sajtolási technológia sajátosságait (pl.: sajtolás irányára merőleges furat, horony; kúpos felület; éles letörés, alámetszések ne legyenek),

Sajtolás: kétirányú sajtolás esetén a sűrűség- eloszlás egyenletesebb, mint egyirányú sajtolás esetében, A keletkezett előgyártmány rideg, törékeny!

Zsugorítás, szinterelés: sajtolás után redukáló atmoszférában szilárdságnövelő hőkezelés (hidrogén, 1051-1300 C, hőntartás-izzítás 0,5-10 óra); megváltozik a méret, fajsúly, keménység, nyúlás, szilárdság, villamos vezetőképesség, mágneses permeabilitás. Csökken a porozitás, homogén szerkezet alakul ki. Közben az anyagban a következő folyamatok játszódnak le: diffúzió, anyagszerkezeti változások, pórusok összenövése.

Utókezelés: szabad pórusokat telítik: azért, hogy megváltoztassák: - a siklási tulajdonságokat, - a kopásállóságot, - ill. korrózióvédelem céljából. alkalmazott anyagok: - olaj, - parafin, - impregnáló anyag.

nagyszilárdságú alkatrészek előállíthatók többszöri sajtolással, zsugorítással, hidegfolyatással, a méretpontosság is növelhető, kalibráló sajtolás: növeli a méretpontosságot, a mechanikai tulajdonságokat különböző ötvöző anyagok alkalmazásával lehet megváltoztatni (pl.: szén), esetleg forgácsolás.

Felhasználási terület: kis sűrűségű alkatrészek (szűrők, levegőtisztítók, üzemanyagszűrők), kis sűrűség (~5,5-5,8 kg/dm3) kis terhelésű helyeken, nagy pólus térfogat – kenőanyag – siklási tulajdonságok, közepes sűrűség (5,8-6,5 kg/dm3) nagyobb terhelhetőségű súrlódó alkatrészek,

nagy sűrűség (6,5-7,3 kg/dm3), kis porozitás (7-18%)→jó szilárdsági tulajdonságok (irodagépek, háztartási gépek, varrógépek, járműalkatrészek – pl.: dugattyúgyűrűk, fogaskerekek, alátétek; villamosiparban mágneses anyagok, vasmagok), nagyon nagy sűrűség (7,3-7,8 kg/dm3), min. porozitás, nagy statikus és dinamikus igénybevételű alkatrészek (jármű, irodagép, háztartási gép alkatrészek)

Porkohászati termékek alkalmazása Forgácsoló szerszámok keményfém-lapkái: wolfram és titánkarbid porból kobalt kötőanyaggal készülnek. Nagyteljesítményű szerszám lapkák.

Fogaskerék gyártás 86%-os anyagkihozatal érhető el, szemben a forgácsolási technológiák 31%-os anyagkihozatalával.

Siklócsapágyak, önkenő siklócsapágyak

Villamosipari alkalmazások: kemény hangszóró mágnes, lágy hangolótekercs, villamosérintkezők, áramvezető kefék.