blacharz 721[01] o1 04 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Tomasz Madej

Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik
wytwarzania 721[01].O1.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
mgr inż. Bartłomiej Marcinkiewicz

mgr inż. Teresa Traczyk

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Tomasz Madej

Konsultacja:

mgr inż. Jolanta Skoczylas

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 721[01].O1.04
Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik wytwarzania, zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu blacharz.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Właściwości materiałów

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Stopy żelaza z węglem

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Metale nieżelazne i ich stopy

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Materiały niemetalowe

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Wyroby hutnicze

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Obróbka skrawaniem

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Odlewnictwo

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Obróbka plastyczna

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Obróbka cieplna

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10. Korozja metali

4.10.1. Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4. Sprawdzian postępów

4.11. Spajanie materiałów – spawanie, zgrzewanie, lutowanie

4.11.1. Materiał nauczania

4.11.2. Pytania sprawdzające

4.11.3. Ćwiczenia

4.11.4. 4.11.4. Sprawdzian postępów

4.12. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.12.1. Materiał nauczania

4.12.2. Pytania sprawdzające

4.12.3. Ćwiczenia
4.12.4. Sprawdzian postępów

69
70

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik, będzie Ci pomocny w opanowaniu wiedzy dotyczącej rozpoznawania

materiałów i podstawowych technik wytwarzania.

Poradnik ten zawiera:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności które powinieneś mieć
opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

−

cele kształcenia tej jednostki modułowej.

−

materiał nauczania, który umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania
ć

wiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną

literaturę oraz inne źródła informacji.
Obejmuje on również ćwiczenia, które zawierają:

−

wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,

−

pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia,

−

sprawdzian teoretyczny,

−

sprawdzian praktyczny,

−

przykład zadania/ćwiczenia oraz zestaw pytań sprawdzających, czyli twoje opanowanie
wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego ćwiczenia jest dowodem
osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych w tej jednostce modułowej.
Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co
oznacza, że opanowałeś materiał albo nie.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub

instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

721[01].O1

Podstawy techniczne

blacharstwa

721[01].O1.04

Rozpoznawanie materiałów

i podstawowych technik

wytwarzania

721[01].O1.03

Analizowanie pracy prostych

układów elektrycznych

721[01].O1.02

Posługiwanie się

dokumentacją techniczną

721[01].O1.05

Wykonywanie pomiarów

721[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

określić podstawowe obowiązki pracodawcy w zakresie zapewnienia bezpiecznych
i higienicznych warunków pracy,

−

wskazać konsekwencje naruszenia przepisów i zasad bhp podczas wykonywania zadań
zawodowych,

−

określić wymagania bhp dotyczące pomieszczeń pracy i pomieszczeń higieniczno-
sanitarnych,

−

dostrzec zagrożenia związane z wykonywaną pracą,

−

dobrać środki ochrony indywidualnej do rodzaju wykonywanej pracy, określić przepisy
bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska
podczas użytkowania przyrządów, narzędzi, maszyn i urządzeń,

−

zastosować podręczny sprzęt oraz środki gaśnicze zgodnie z zasadami ochrony
przeciwpożarowej,

−

zareagować w przypadku zagrożenia pożarowego zgodnie z instrukcją przeciwpożarową,

−

zastosować zasady ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku pracy,

−

przygotować przybory kreślarskie i materiały rysunkowe do wykonywania szkiców,

−

zastosować zasady sporządzania rysunku technicznego maszynowego,

−

wyjaśnić oznaczenia stosowane na rysunku technicznym maszynowym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

określić właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne i technologiczne metali i stopów,

−

rozpoznać materiały konstrukcyjne metalowe i niemetalowe wykorzystywane
w blacharstwie,

−

rozpoznać oraz określić zastosowanie materiałów pomocniczych,

−

rozróżnić wyroby hutnicze wykorzystywane w blacharstwie, scharakteryzować procesy
technologiczne obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej, plastycznej, odlewnictwa, obróbki
wiórowej i spajania,

−

rozróżnić podstawowe prace z zakresu obróbki skrawaniem ręcznej i mechanicznej,

−

rozróżnić zabiegi cieplne stosowane podczas obróbki blach,

−

rozróżnić technologie obróbki plastycznej na zimno,

−

rozróżnić metody spajania,

−

rozróżnić procesy tarcia, smarowania i zużycia,

−

wyjaśnić istotę korozji i wskazać sposoby jej zapobiegania,

−

posłużyć się normami, dokumentacją techniczną,

−

skorzystać z katalogów, poradników, programów komputerowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Właściwości materiałów

4.1.1. Materiał nauczania

Materiałami

konstrukcyjnymi

nazywamy

materiały

inżynierskie,

które

są

wykorzystywane do budowy maszyn i urządzeń. Do materiałów konstrukcyjnych zaliczamy
metale i ich stopy, polimery, ceramikę i kompozyty.

Metale są to materiały, które w stanie stałym charakteryzują się następującymi

właściwościami:

−

dobre przewodnictwo ciepła i elektryczności,

−

połysk,

−

plastyczność,
Własności mechaniczne, są to cechy związane z wytrzymałością materiału na działanie

różnego rodzaju sił zewnętrznych, są kryterialnymi wielkościami w doborze materiałów.
Poznanie własności materiałów nie jest wystarczające do oceny ich przydatności do
określonego celu. Niezbędne jest tu jeszcze poznanie wpływu różnych czynników, np.
temperatury, czasu, sposobu i wielkości obciążenia, kształtu i wymiarów przedmiotu, na
zmiany tych własności.

Metody badań własności mechanicznych możemy podzielić na dwie grupy:

−

własności technologiczne, decydujące o przydatności materiałów do określonej obróbki,

−

własności wytrzymałościowe, do wyznaczania, których niezbędna jest znajomość siły
lub momentu sił, jako jednej z wielkości mierzonych podczas badania.
Własności technologiczne to cechy materiału charakteryzujące jego zachowanie się

w czasie procesów produkcyjnych. W celu zbadania własności technologicznych określonego
materiału należy przeprowadzić tylko te próby, których wyniki będą informować
o możliwości realizacji przewidywanej obróbki. np. materiały stosowane na odlewy poddaje
się próbie lejności, obrabiane zaś przez skrawanie – próbie skrawalności, obrabiane
plastycznie – badaniom własności plastycznych itd.

Własności odlewnicze. Podstawowymi własnościami charakteryzującymi przydatność

metalu lub stopu do celów odlewniczych jest lejność, czyli zdolność do wypełniania form,
następnie skurcz metalu podczas stygnięcia oraz jednorodność składu chemicznego w całej
masie odlewu.

Lejność zależna jest od płynności materiału w temperaturze zalewania formy i decyduje

nie tylko o łatwości wypełniania formy, lecz ma również wpływ na makrostrukturę odlewu.

Skrawalność. Podatność materiału do obróbki skrawaniem nazywa się skrawalnością.

Dobra skrawalność najczęściej występuje w materiałach, które nie odznaczają się dobrymi
własnościami mechanicznymi. Stal wykazująca dobrą skrawalność ma niewielką
wytrzymałość na rozciąganie oraz odznacza się kruchością, powodowaną zawartością siarki
i fosforu w stali.

Ścieralność jest cechą podobną do skrawalności, określa ją podatność materiału do

zużywania się wskutek tarcia ślizgowego. Miarą ścieralności jest zmniejszenie masy badanej
próbki spowodowane tarciem twardej tarczy o badany materiał.

Własności plastyczne
Ocenę technologicznych własności plastycznych przeprowadza się na podstawie prób

mających wykazać podatność materiału do odkształceń trwałych, niezbędnych do nadania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

właściwych kształtów produktom, przy czym głównie wymienić należy: próbę zginania,
próbę nawijania drutu, próbę kucia oraz próbę tłoczności.

Próbę zginania przeprowadza się na prętach o przekrojach kołowym, kwadratowym lub

prostokątnym. Polega ona na powolnym zginaniu próbki wokół pręta.

Próba nawijania drutu. Próbę nawijania stosuje się do drutów o średnicach mniejszych

od 6 mm. Określa ona własności plastyczne drutu oraz pozwala na wykrycie niejednorodności
materiału. Ponadto umożliwia w przypadku drutów emaliowanych określenie w warunkach
próby trwałości nałożonej powłoki. Próba polega na nawinięciu drutu na trzpień o określonej
ś

rednicy.

Próba kucia. Próbę kucia można wykonać zależnie od potrzeby jako próbę spęczania,

próbę rozklepywania lub próbę rozbijania.

Próba tłoczności. Do badania tłoczności cienkich blach i taśm stosuje się metodę

Erichsena. Polega ona na powolnym wtłaczaniu kulisto zakończonego tłocznika stalowego
lub kulki w próbkę z blachy umocowanej w- odpowiednio ukształtowanej matrycy. Miarą
tłoczności w próbie metodą Erichsena jest głębokość wgłębienia do chwili wystąpienia w nim
pęknięcia.

Próba zgrzewalności i spawalności. Zgrzewanie polega na łączeniu pod naciskiem

części metalowych nagrzanych do odpowiedniej temperatury. Podobny wynik można również
uzyskać wywierając na łączone ze sobą części nacisk w temperaturze otoczenia. Jednakże
w tym wypadku wymagany jest znacznie większy (nacisk oraz staranniejsze oczyszczenie
powierzchni. Łączenie metali w temperaturze otoczenia nazywa się spajaniem.

Twardość. Twardością nazywa się odporność materiału na odkształcenia trwałe

powstające wskutek wciskania weń wgłębnika. Do pomiaru twardości stosuje się najczęściej
metody: Brinella, Rockwella, Vickersa.

Udarność. Odporność na uderzenie zależy od rodzaju materiału, temperatury oraz

kształtu próbki, którą poddano badaniu, a także od sposobu jej obciążenia.

Zależnie od sposobu obciążenia można wyróżnić udarowe rozciąganie, udarowe

ciskanie, udarowe skręcanie oraz udarowe zginanie. Wynik badania udarowego zginania

nazywa się udarnością.

Własności cieplne
Głównymi własnościami cieplnymi materiałów technicznych są: pojemność cieplna,

rozszerzalność temperaturowa oraz przewodność cieplna.

Pojemnością cieplną substancji nazywa się ilość ciepła potrzebną do podniesienia

temperatury tej substancji o jeden stopień. Przewodność cieplna jest określona
współczynnikiem przewodności cieplnej. Jest to ilość ciepła, która w jednostce czasu
przepływa przez jednostkę powierzchni, gdy różnica temperatury w ciele przewodzącym
ciepło równa jest ∆K na jednostkę długości. W technice współczynnik przewodności cieplnej
wyraża się W/ (m · K).

Własności elektryczne
Stosowane w technice materiały ze względu na zdolność przewodzenia prądu

elektrycznego dzieli się na przewodniki, półprzewodniki i izolatory: Umownie przyjęto
uważać za przewodniki ciała, których oporność właściwa w temperaturze pokojowej jest
mniejsza od 10

Ω cm. Za izolatory uważa się ciała o oporności właściwej przekraczającej

Ω cm. Ciała wykazujące oporność właściwą od l do 10

Ω

cm uważa się za

półprzewodniki.

Własności magnetyczne
W zależności od zachowania się materiałów w polu magnetycznym można wszystkie

materiały podzielić na diamagnetyczne, paramagnetyczne i ferromagnetyczne Materiały
diamagnetyczne ustawiają się w stałym polu magnetycznym prostopadle do kierunku linii sił
pola. Materiałami diamagnetycznymi są: bizmut, cynk, miedź. Materiały paramagnetyczne

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ustawiają się w polu magnetycznym równolegle do kierunku linii sił pola. Własności
paramagnetyczne wykazują między innymi: aluminium, chrom i mangan. Materiały
ferromagnetyczne umieszczone w polu magnetycznym wraz ze wzrostem natężenia tego pola
ulegają namagnesowaniu i po usunięciu pola magnetycznego wykazują samoistne własności
magnetyczne. Materiałami ferromagnetycznymi są: żelazo w temperaturze otoczenia, nikiel,
kobalt oraz niektóre ich tlenki i węgliki.

Własności chemiczne
Z punktu widzenia konstruktora i eksploatatora urządzeń własności chemiczne

materiałów sprowadzają się do odporności materiału na działanie środowiska, w którym
urządzenia te przebywają stale. Metale, z którymi w budownictwie maszyn mamy najczęściej
do czynienia, wykazują tendencje do utleniania się (korozja chemiczna) lub ulegają jonizacji
w obecności elektrolitu.

Własności fizyczne
Do własności fizycznych zalicza się:

−

gęstość – jest to stosunek masy ciała jednorodnego do objętości, wyrażany w kg/m

lub

g/cm

−

ciepło właściwe – jest to ilość ciepła pobierana przez 1 g danej substancji przy zmianie
temperatury o 1ºC,

−

temperatura wrzenia dla większości metali jest dość wysoka,

−

temperatura topnienia metali i ich stopów wyrażana w stopniach Celsjusza.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja materiałów konstrukcyjnych?
2. Jakie są podstawowe właściwości odlewnicze materiałów konstrukcyjnych?
3. Jakie są podstawowe właściwości wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych?
4. W jaki sposób definiujemy pojęcie wytrzymałości na pełzanie i wytrzymałości

zmęczeniowej?

5. Jakie są własności cieplne materiałów konstrukcyjnych?
6. Jakie są własności elektryczne materiałów konstrukcyjnych?
7. Jakie są własności magnetyczne materiałów konstrukcyjnych?
8. Jakie są własności chemiczne materiałów konstrukcyjnych?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Mając daną silę F = 100 N oraz pręt stalowy o przekroju 20 mm

oblicz wytrzymałość na

rozciąganie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wypisać dane dotyczące ćwiczenia,
2) wypisać szukane dotyczące ćwiczenia,
3) napisać zależność pozwalająca obliczyć wytrzymałość na rozciąganie,
4) napisać objaśnienia do wzoru,
5) obliczyć wytrzymałość na rozciąganie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

pręt stalowy o przekroju 20 mm

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca właściwości materiałów.

Ćwiczenie 2

Mając dany pręt stalowy o długości 5 cm poddano go działaniu pewnej siły pod

wpływem, której pręt uległ wydłużeniu o 0,2 cm. Oblicz wydłużenie względne materiału.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wypisać dane dotyczące ćwiczenia,
2) wpisać szukane dotyczące ćwiczenia,
3) napisać zależność pozwalającą obliczyć wydłużenie względne materiału,
4) napisać objaśnienia do wzoru,
5) obliczyć wydłużenie względne materiału.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

pręt stalowy o długości 5 cm,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna punktem 6 poradnika dotycząca właściwości materiałów.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) zdefiniować pojęcie materiałów konstrukcyjnych?



2) wymienić i omówić podstawowe własności odlewnicze materiałów
3) konstrukcyjnych?



4) wymienić i omówić podstawowe własności wytrzymałościowe
5) materiałów konstrukcyjnych?



6) zdefiniować pojęcie wytrzymałości na pełzanie i wytrzymałości
7) zmęczeniowej?



8) omówić własności cieplne materiałów konstrukcyjnych?



9) omówić własności elektryczne materiałów konstrukcyjnych?



10)

omówić własności magnetyczne materiałów konstrukcyjnych?



11)

omówić własności chemiczne materiałów konstrukcyjnych?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Stopy żelaza z węglem

4.2.1. Materiał nauczania

Stop metali to mieszanina metali lub metalu z pierwiastkami niemetalicznymi,

o właściwościach metalu. Stopy uzyskuje się przez stopienie składników i następnie
schłodzenie. Stop najczęściej posiada odmienne właściwości od jego elementów składowych,
w niektórych przypadkach nawet niewielkie dodatki wpływają znacznie na właściwości
stopu.

Stal to stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i plastycznie obrabialny o zawartości

węgla nieprzekraczającej 2,06% co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie
(dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej
występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych
zawartościach węgla cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Stal obok żelaza i węgla zawiera zwykle również inne składniki. Do pożądanych –

składników stopowych – zalicza się głównie metale (chrom, nikiel, mangan, wolfram, miedź,
molibden, tytan). Pierwiastki takie jak tlen, azot, siarka oraz wtrącenia niemetaliczne, głównie
tlenków siarki, fosforu, zwane są zanieczyszczeniami.

Stal otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia – stary proces, w nowoczesnych

instalacjach hutniczych dominują piece konwertorowe, łukowe, próżniowe, pozwalające na
uzyskanie najwyższej jakości stali.

Stale dzielimy na niestopowe oraz na stopowe. Do niestopowych zaliczamy stale

podstawowe, jakościowe oraz specjalne. Do stali stopowych zaliczamy stale jakościowe oraz
specjalne.

Stale konstrukcyjne niestopowe ogólnego przeznaczenia są znakowane literami St

i liczbami porządkowymi 0, 3, 4, 5, 6 i 7 (np. St5), określającymi numer gatunku w miarę
wzrastającej zawartości węgla. Litera S na końcu znaku oznacza, że stal jest przeznaczona na
konstrukcje spawane, np. St3S. Litera V na końcu znaku oznacza stal o ograniczonej
zawartości węgla, a litera W – stal o ograniczonej zawartości węgla, fosforu i siarki.
Zawartość miedzi w stali jest oznaczana symbolem Cu na końcu znaku. Gatunki od 0 do 4
występują wyłącznie jako spawalne, czyli zawsze z literą S na końcu znaku (StOS, St3S
i St4S).

Stale konstrukcyjne niestopowe do utwardzania powierzchniowego i ulepszania

cieplnego są stosowane na części maszyn i konstrukcji poddawanych obróbce cieplnej przez
normalizowanie i ulepszanie cieplne, a w przypadku stali niskowęglowych – również przez
nawęglanie. Znak stali składa się z liczb, które mogą być uzupełnione literami. Liczby
określają przybliżoną średnią zawartość węgla w setnych częściach procentu. Na końcu znaku
stali dodaje się litery, które oznaczają: G – stal o podwyższonej zawartości manganu, A – stal
o podwyższonej czystości w zakresie fosforu i siarki, AA – stal o zaostrzonych wymaganiach
w zakresie składu chemicznego (ograniczonym zakresie zawartości węgla, ograniczonej
zawartości fosforu i siarki i ograniczonej sumie zawartości Cr + Mo +Ni), rs – stal
o regulowanej zawartości siarki, h – stal o wymaganej hartowności, H – stal o podwyższonej
dolnej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma hartowności, L – stal
o obniżonej górnej granicy twardości w stosunku do wymaganego pasma hartowności.

Staliwem nazywa się stal o zawartości węgla od 0,1 do 0,25%, niepoddaną obróbce

plastycznej i odlaną w formy odlewnicze. Staliwo otrzymuje się – tak jak stal –
w konwertorach oraz piecach martenowskich i elektrycznych. Rozróżnia się staliwo węglowe
i stopowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Staliwo węglowe konstrukcyjne w zależności od wymaganych własności, dzieli się na

8 gatunków różniących się między sobą wytrzymałością, udarnością i zawartością
poszczególnych pierwiastków.

Gatunek staliwa określa znak, który składa się z litery, trzycyfrowej liczby określającej

wymaganą minimalną wartość wytrzymałości na rozciąganie oraz czasami litery
W oznaczającej ograniczony skład chemiczny mający wpływ na jednolitą spawalność.

Staliwo stopowe konstrukcyjne zawiera 0,15–0,4% węgla oraz dodatki stopowe:

0,40–1,60% manganu, 0,20–0,80% krzemu, 0,30–1,40%, chromu, 0,30–0,80% niklu,
0,20–0,60% molibdenu i 0,15–0,30% wanadu. Znak staliwa składa się z litery L, liczby
określającej średnią zawartość węgla oraz litery oznaczającej pierwiastki stopowe wg
malejących zawartości procentowych składnika. Znaki liter oznaczające składnik stopowy są
identyczne jak przy oznaczaniu stali.

eliwo otrzymuje się przez przetopienie surówki z dodatkiem złomu żeliwnego

i stalowego w piecu zwanym żeliwiakiem. śeliwo odznacza się dobrymi własnościami
odlewniczymi i jest używane do wyrobu wielu części samochodów i maszyn wytwarzanych
odlewaniem. Węgiel zawarty w żeliwie może występować w postaci grafitu lub cementytu.
Zawartość krzemu i wolne stygnięcie odlewu sprzyja wydzielaniu się węgla w postaci grafitu,
a zawartość manganu i szybkie stygnięcie wpływa na wydzielanie się węgla w postaci
cementytu. śeliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci grafitu, nazywa się żeliwem
szarym, a żeliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci cementytu, nosi nazwę żeliwa
białego. Rozróżnia się następujące rodzaje żeliw: szare, białe, modyfikowane sferoidalne,
ciągliwe i stopowe.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja stali?
2. W jaki sposób definiuje się staliwo?
3. W jaki sposób definiuje się żeliwo?
4. Jakie są właściwości fizyczne stali?
5. W jaki sposób oznacza się stal?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie otrzymanych próbek odróżnij żeliwo od stali. Zaprezentuj efekt otrzymanej

pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce która próbka należy do stali a która do żeliwa,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki żeliwa i stali,

−

normy i katalogi,

−

przybory do pisania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca stopów żelaza z węglem.

Ćwiczenie 2

Na podstawie oznaczeń stali napisz, jaka to stal. Zaprezentuj efekt swojej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) znaleźć w normach i katalogach metody oznaczania stali,
2) wypisać symbole stali które należy rozpoznać,
3) opisać symbole stali,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

tabliczki z oznaczeniami stali,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca stopów żelaza z węglem.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie stali?



2) wyjaśnić pojęcie staliwa?



3) wyjaśnić pojęcie żeliwa?



4) podać zasady oznaczania stali?



5) rozpoznać stal od żeliwa?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Metale nieżelazne i ich stopy

4.3.1. Materiał nauczania

Mosiądz – stop miedzi i cynku zawierający do 40% tego metalu. Mosiądze mogą

zawierać także dodatki takich metali jak ołów, aluminium, cyna, mangan, żelazo i chrom oraz
krzem. Mosiądz ma kolor żółty (złoty), lecz przy mniejszych zawartościach cynku zbliża się
do naturalnego koloru miedzi. Stop ten jest odporny na korozję, ciągliwy, łatwy do obróbki
plastycznej. Posiada dobre właściwości odlewnicze.

Mosiądze stosuje się na wyroby armatury, osprzęt odporny na wodę morską, śruby

okrętowe, okucia budowlane, np. klamki. Na elementy maszyn w przemyśle maszynowym,
samochodowym, elektrotechnicznym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym. Ważnym
zastosowaniem mosiądzu jest produkcja instrumentów muzycznych. Mosiądz dostarczany jest
w postaci sztab do odlewania lub prętów, drutów, blach, taśm i rur.

Brązy – stopy miedzi z innymi metalami i ewentualnie innymi pierwiastkami, w którym

zawartość miedzi zawiera się w granicach 80–90% wagowych. Brązy posiadają dobre
własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy wysokostopowe poddają się także
hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwścierne, odporne są na wysoką temperaturę
i korozję. Zastosowanie brązów jest ograniczone ze względu na ich wysoką cenę. Brązy dzieli
się na brązy do obróbki plastycznej, dostarczane w formie wyrobów hutniczych – blach,
pasów, taśm, prętów, drutów i rur oraz brązy odlewnicze dostarczane w postaci sztab lub
kęsów. Brązy posiadają dobre własności wytrzymałościowe, są łatwo obrabialne. Brązy
wysokostopowe poddają się także hartowaniu. Posiadają dobre właściwości przeciwścierne,
odporne są na wysoką temperaturę i korozję. Zastosowanie brązów jest ograniczone ze
względu na ich wysoką cenę. Brązy dzieli się na brązy do obróbki plastycznej, dostarczane
w formie wyrobów hutniczych – blach, pasów, taśm, prętów, drutów i rur oraz brązy
odlewnicze dostarczane w postaci sztab lub kęsów.

Stopy aluminium to tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium

z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania
żą

danych własności. Aluminium przerabia się plastycznie – walcuje (blachy, folie) lub

wyciska (pręty, rury, drut, kształtowniki). Obróbkę plastyczną można przeprowadzać na
zimno lub na gorąco (ok. 450°C). Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem
konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy
niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki
czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską
wytrzymałość zmęczeniową. Stopy aluminium dzieli się na: odlewnicze oraz do obróbki
plastycznej.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń

1. Jakie są właściwości stopów miedzi?
2. Jaka jest klasyfikacja mosiądzu?
3. Jaka jest definicja brązu?
4. Jaka jest klasyfikacja brązów?
5. Jaka jest klasyfikacja stopów aluminium?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie otrzymanych próbek odróżnij mosiądz od brązu. Zaprezentuj efekt

otrzymanej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce która próbka należy do brązów a która do mosiądzu,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki brązu i mosiądzu,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca metalów nieżelaznych i ich stopów.

Ćwiczenie 2

Dokonaj obserwacji mikroskopowej zgładów metalograficznych wybranych stopów

metali nieżelaznych. Zidentyfikuj składniki strukturalne stopów, przerysuj zaobserwowane
pod mikroskopem trzy wybrane mikrostruktury oraz dokonaj dokładnego opisu wykonanych
rysunków.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać identyfikacji składników strukturalnych stopów na podstawie obserwacji

mikroskopowej zgładów metalograficznych,

2) przerysować zaobserwowane pod mikroskopem trzy wybrane mikrostruktury,
3) wykonać dokładny opis wykonanych rysunków,
4) omówić wyniki,
5) podać wnioski.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

mikroskop metalograficzny,

−

komplet wytrawionych próbek,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca metalów nieżelaznych i ich stopów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela do ćwiczenia 1.

nr materiał

stan materiału

odczynnik

silumin niemodyfikowany
znak: AlSi11

cecha: AK11

lany

10% NaOH
90% H

silumin modyfikowany
znak: AlSi11

cecha: AK11

lany

j.w.

miedź hutnicza tlenowa rafinowana
znak:Cu99

cecha: M90

lany

nie trawione

mosiądz
znak: CuZn10 cecha: M90

przeróbce

plastycznej na zimno
i wyżarzaniu

25g FeCl

25ml HCl
10ml H

mosiądz ołowiowy
znak: CuZn39Pb2

cecha: MO59

lany

25g FeCl

25ml HCl
100ml H

mosiądz krzemowy
znak: CuZn16Si4

cecha: MK80

lany

j.w.

mosiądz
znak: CuZn40 cecha: M60

lany

j.w.

10 brąz cynowy

znak: CuSn10 cecha: B8

lany
(odlany

metodą

ciągłą Werti)

25g FeCl

25ml HCl

11 stop łożyskowy – babbit

znak: SnSb11Cu6

cecha: Ł83

lany

4% NaOH
95% H

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz

Tak Nie

1) scharakteryzować miedź?



2) dokonać podziału mosiądzu?



3) zdefiniować pojęcie brązu?



4) dokonać podziału brązów?



5) dokonać podziału stopów aluminium?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Materiały niemetalowe

4.4.1. Materiał nauczania

Tworzywa sztuczne są to wielkocząsteczkowe materiały organiczne, przeważnie

o skomplikowanej budowie chemicznej, którym w określonych warunkach, tzn. przy
odpowiedniej temperaturze i ciśnieniu można nadawać określone kształty. Tworzywa
sztuczne zawierają dodatkowe składniki, które nadają im własności użytkowe. Są nimi:
stabilizatory, utwardzacze, napełniacze, zmiękczacze, barwniki i inne.

Do zalet tworzyw sztucznych zalicza, się:

−

dobrą, a niekiedy bardzo dobrą odporność chemiczną,

−

łatwość formowania wyrobów nawet o skomplikowanych kształtach,

−

dobre własności mechaniczne, bardzo dobre własności izolacyjne i małą gęstość,

−

łatwość otrzymywania wyrobów o estetycznym wyglądzie oraz barwie, a także
uzyskiwanie wyrobów przezroczystych,

−

możliwość stosowania ich w różnorodnej postaci, czyli jako tworzywa konstrukcyjne,
materiały powłokowe, spoiwa, kleje, kity i włókna syntetyczne.
Do wad tworzyw sztucznych zalicza się:

−

niższą wytrzymałość i twardość niż metali i ich stopów,

−

małą odporność na działanie podwyższonej temperatury.
Zależnie od własności chemicznych związków wielkocząsteczkowych wchodzących

w skład tworzyw sztucznych rozróżnia się tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne
oraz chemoutwardzalne.

Tworzywa termoplastyczne (termoplasty) każdorazowo pod wpływem działania

podwyższonej temperatury stają się miękkie, a po obniżeniu temperatury z powrotem stają się
twarde i sztywne. Umożliwia to wielokrotną przeróbkę tych tworzyw.

Tworzywa termoutwardzalne podczas ogrzewania początkowo miękną, ale

przetrzymane w podwyższonej temperaturze stają się twarde nieodwracalnie. Po utwardzeniu
są nietopliwe i nierozpuszczalne, co uniemożliwia powtórny ich przerób.

Tworzywa chemoutwardzalne ulegają utwardzeniu już w temperaturze pokojowej pod

wpływem działania dodanego do tworzywa utwardzacza. Reakcja utwardzania przebiega
szybciej w temperaturze podwyższonej.

Do najważniejszych tworzyw termoplastycznych zaliczamy: polietylen, polipropylen,

polichlorek winylu, pilistyren, poliamidy, polimetakrylan metylu, azotan celulozy,
policzterofluoroetylen i poliestry termoplastyczne nasycone.

Polietylen jest tworzywem elastycznym o dużej odporności na działanie wody

i większość czynników chemicznych, odznacza się dobrymi własnościami izolacyjnymi
i dużą udarnością. Może być stosowany w zakresie temperatury od -70°C do +70°C. Jest
przerabiany za pomocą wytłaczania i formowania wtryskowego. Polietylen stosuje się do
wytwarzania powłok ochronnych oraz do laminowania.

Polipropylen jest jednym z najlżejszych tworzyw sztucznych. Może być używany

w zakresie temperatury od -5°C do +100°C; w wyniku dodania etylenu i napełniaczy, jak np.
włókno szklane, jest odporny również na niższe temperatury. Odznacza się udarnością
i bardzo dobrą odpornością na działanie czynników chemicznych oraz dobrymi własnościami
dielektrycznymi. Polipropylen przetwarza się metodą wtryskową i wytłaczania.

Polichlorek winylu (PVC) jest odporny na działanie różnego rodzaju czynników

chemicznych, ma dobre własności mechaniczne i elektroizolacyjne oraz jest niepalny. Może
być stosowany w zakresie temperatury od -30°C do +100°C. Polichlorek winylu przetwarza

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

się wieloma metodami, ale najczęściej za pomocą walcowania, wytłaczania i formowania
wtryskowego.

Polistyren jest odporny na działanie kwasów i zasad. Odznacza się dobrą

przezroczystością, gładką powierzchnią i można go barwić na dowolne kolory. Jest jednym
z najlżejszych tworzyw sztucznych. Może być stosowany w zakresie temperatury od -40°C do
+75°C. Jest przetwarzany głównie za pomocą formowania wtryskowego oraz wytłaczania.

śywice epoksydowe można utwardzać w temperaturze pokojowej lub w temperaturze

podwyższonej, stosując utwardzacze. Zastosowanie żywic epoksydowych jako klejów i kitów
omówiono w rozdziale 20. Utwardzone żywice epoksydowe mają dobre własności izolacyjne
i wytrzymałościowe oraz dużą odporność chemiczną i na wpływy atmosferyczne.

Tworzywami ceramicznymi nazywa się elementy konstrukcyjne uformowane

w temperaturze otoczenia z materiałów mineralnych proszkowych lub plastycznych,
a następnie utrwalane za pomocą wypalania lub spiekania.

Podstawowymi materiałami do wytwarzania tworzyw ceramicznych są: glina i jej

odmiany, jak: szamot i kaolin, krzemionka, magnezyt, kwarc, skaleń, talk, związki wapnia,
związki metali.

Tworzywa ceramiczne mają wiele zalet, z których do najważniejszych należy zaliczyć:

dużą odporność chemiczną i cierną, bardzo małą przewodność elektryczną, odporność na
ś

cieranie i dużą twardość. Największe zastosowanie w przemyśle znalazły: porcelana,

kamionka, steatyt, klinkier.

Porcelanę otrzymuje się z kaolinu pławionego, kwarcu i skalenia, spiekanych

w temperaturze ok. 1400°C. Porcelana jest złym przewodnikiem ciepła, ma dużą twardość
oraz odporność na korozję i ścieranie.

Kamionka jest wytwarzana z plastycznej gliny z dodatkiem skalenia. Kamionkę stosuje

się jako tworzywo izolacyjne podobnie jak porcelanę z tym, że nie nadaje się ona na izolatory
cienkościenne i drobne. Kamionka jest również odporna na ciecze i gazy działające
korodująco. Steatyt jest otrzymywany z talku z domieszką gliny. Odznacza się bardzo
dobrymi własnościami izolacyjnymi i mechanicznymi. Jest używany na części izolacyjne
w wyrobach przemysłu elektrotechnicznego.

Cermetale, czyli materiały metaloceramiczne, są otrzymywane z mieszaniny proszków

metalowych z niemetalami. Odznaczają się dużą odpornością na działanie wysokiej
temperatury oraz korozji. Elementy z cermetali wykonuje się przez prasowanie pod bardzo
wysokim ciśnieniem, a następnie spiekanie w wysokiej temperaturze.

Szkło powstaje przez stopienie głównie tlenków: krzemu, wapnia, sodu i potasu

i ochłodzenie poniżej temperatury rekrystalizacji. Szkło jest nieprzenikliwe dla cieczy
i gazów, odporne na działanie czynników chemicznych, niepalne i wytrzymałe na
podwyższoną temperaturę. W wysokiej temperaturze w stanie plastycznym daje się łatwo
kształtować. Szkło – mimo swej przezroczystości – nie przepuszcza promieni nadfioletowych.
Obecnie produkuje się specjalne szkło kwarcowe, stosowane w autobusach turystycznych,
które częściowo przepuszcza promienie nadfioletowe.

Włókno szklane produkuje się jako watę, włókno ciągłe i cięte włókno tekstylne. Jest

doskonałym, powszechnie stosowanym materiałem izolacyjnym. Włókno szklane znalazło
duże zastosowanie jako wypełniacz różnych żywic do produkcji części nadwozi
samochodowych, łodzi i innych elementów. Jako wypełniacza używa się włókna szklanego
w postaci tkaniny, taśmy i plecionki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja tworzyw sztucznych?
2. Jakie są zalety tworzyw sztucznych?
3. Jakie są wady tworzyw sztucznych?
4. Jakie są właściwości polietylenu?
5. Jakie są właściwości polipropylenu?
6. Jakie są właściwości polichlorku winylu?
7. Jakie są właściwości polistyrenu?
8. Jakie są właściwości szkła?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie opisu przedstawionego poniżej podaj i omów, w jaki sposób otrzymuje się

tworzywa sztuczne. Podaj różnice między nimi.

„Tworzywa sztuczne (syntetyczne) otrzymuje się w wyniku trzech rodzajów reakcji:

−

polimeryzacji i kopolimeryzacji.

−

polikondensacji,

−

poliaddycji.
„Polimeryzacja jest reakcją, w wyniku, której monomery, tj. proste związki

małocząsteczkowe, łączą się w związek wielocząsteczkowy, tzw. polimer. Cechą
charakterystyczną polimeryzacji jest brak produktów ubocznych. Jest to reakcja łańcuchowa
i ma bardzo szybki przebieg. Budowa makrocząsteczek zależy od temperatury, ciśnienia
i czasu reakcji. Istnieje kilka sposobów polimeryzacji: blokowa, perełkowa, emulsyjna
w roztworze i w fazie gazowej. Kopolimeryzacja to jednoczesna polimeryzacja dwu lub
więcej różnych rodzajów monomerów. Metodą polimeryzacji otrzymuje się: polichlorek
i polioctan winylu, polistyren, polietylen, pohmetakrylan metylu itp. Polikondensacja to
proces chemiczny, w wyniku, którego jest możliwa reakcja z wieloma cząsteczkami w tym
samym czasie z wydzielaniem produktu ubocznego, którym jest prosty związek chemiczny,
np. H

O, NH

, HC1. Tą metodą otrzymuje się żywice: fenolowe, aminowe, poliestrowe oraz

większość poliamidów. Poliaddycja jest polireakcją przebiegającą stopniowo, o cechach
polimeryzacji i polikondensacji bez wydzielania się produktu ubocznego. Często zachodzi
przegrupowanie atomów w monomerze, które umożliwia wzrost łańcucha polimeru.
W wyniku poliaddycji otrzymuje się żywice epoksydowe i poliuretany”.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie tekst,
2) podać rodzaje reakcji w wyniku których otrzymuje się tworzywa sztuczne,
3) wyjaśnić pojęcie reakcji w wyniku których powstają tworzywa sztuczne,
4) podać różnice między tymi reakcjami.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

fragment tekstu przewodniego,

−

literatura dostępna w punkcie 6 poradnika dotycząca materiałów niemetalowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Na podstawie zamieszczonego niżej tekstu uzupełnij przygotowany schemat.

„Ze względu na własności, tworzywa sztuczne dzieli się na elastomery i plastomery.

Elastomery są to tworzywa, które w temperaturze pokojowej wykazują bardzo duże
odkształcenia sprężyste (kilkaset procent) i mają zdolność do prawie natychmiastowego
powrotu do stanu przed odkształceniem lub stanu bardzo do niego zbliżonego. Tworzywa te
mogą być lub są modyfikowane w procesie wulkanizacji do stanu nierozpuszczalnego we
wrzących rozpuszczalnikach organicznych. Elastomerami są kauczuki naturalne i wszystkie
kauczuki syntetyczne oraz niektóre polimery o własnościach podobnych do kauczuku. Moduł
sprężystości elastomerów osiąga wartość l-r4 MPa. Plastomerami nazywa się wszystkie
pozostałe tworzywa sztuczne. Szczególne cechy plastomerów to: gęstość 900–2200 kg/m

niska przewodność elektryczna i cieplna wynosząca 125–210 W/(m·K), dobra
elektroizolacyjność, stosunkowo dobre własności wytrzymałościowe, odporność na działanie:
czynników chemicznych, wody, kwasów, atmosfery, światła itp., duży zakres zmian
współczynnika tarcia i regulacji twardości, łatwość do barwienia, dobra zdolność do
formowania w stanie plastycznym, gładkość i estetyczność powierzchni, łatwość łączenia. Do
najważniejszych cech ujemnych należy mała odporność na wysokie temperatury (większość
tworzyw termoplastycznych mięknie w temperaturze ok. 100°C, tylko niektóre wytrzymują
temperaturę rzędu 200–300°C, a specjalne 600°C) oraz duży współczynnik rozszerzalności
cieplnej żywic w porównaniu z metalami. Cechą charakterystyczną plastomerów jest duże
zróżnicowanie stopnia palności (np. nitroceluloza jest łatwo palna, silikony są niepalne).
Ze względu na właściwości fizyczne i własności technologiczne plastomery dzieli się na
termoplasty i duroplasty. Termoplasty są tworzywami, które stają się plastyczne
w temperaturach podwyższonych, natomiast twardnieją w temperaturze otoczenia. Proces taki
może być powtarzany wielokrotnie – jest procesem odwracalnym. Duroplasty przechodzą
w procesie nieodwracalnym ze stanu plastycznego w stan utwardzony. Jeżeli proces
utwardzania odbywa się pod wpływem podwyższonej temperatury, to takie tworzywa
nazywają się tworzywami termoutwardzalnymi. Natomiast, jeżeli proces utwardzania odbywa
się pod wpływem czynników chemicznych, to takie tworzywa nazywają się tworzywami
chemoutwardzalnymi. Istnieją tworzywa, które ulegają utwardzeniu pod wpływem łącznego
działania temperatury i czynników chemicznych”.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie tekst,
2) przerysować schemat,
3) zanotować rodzaje tworzyw sztucznych,
4) wypełnić rysunek

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

fragment tekstu przewodniego,

−

rysunek do uzupełnienia,

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca materiałów niemetalowych.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie tworzyw sztucznych?

2) wymienić zalety tworzyw sztucznych?

3) wymienić wady tworzyw sztucznych?

4) omówić właściwości polietylenu?

5) omówić właściwości polichlorku winylu?

6) omówić właściwości polistyrenu?

7) omówić właściwości poliamidów?

8) omówić właściwości fenoplastów?

9) omówić właściwości tworzyw chemoutwardzalnych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Wyroby hutnicze

4.5.1. Materiał nauczania

Wyroby hutnicze – to asortyment wyrobów stalowych, innych metali i stopów metali

dostarczany przez huty i zakłady metalurgiczne.

Metale i stopy przeznaczane do odlewania lub obróbki plastycznej dostarczane są

w postaci: sztab, kęsów oraz śrutu

Wyroby po obróbce plastycznej dostarczane są w postaci:

−

blach,

−

taśm,

−

prętów,

−

drutów,

−

profilów hutniczych,

−

kątowników,

−

ceowników,

−

teowników,

−

dwuteowników,

−

rur,

−

innych niesklasyfikowanych profili np. na maszty łodzi żaglowych itp.
Pręt – wyrób hutniczy, którego wymiary poprzeczne są znacznie mniejsze niż długość.

Stosunek wymiaru poprzecznego do długości mieści się w zakresie od 0,001 do 0,35. Pręty
w większości posiadają dużą sztywność, w celu ich deformacji należy użyć znacznych sił
i specjalistycznych urządzeń. Pręty wykonywane są poprzez walcowanie lub przeciąganie.
Dostępne są pręty o przekrojach:

−

okrągłym – średnice od 8 do 250 mm

−

sześciokątnym – średnica okręgu wpisanego 8 do 62 mm

−

kwadratowym – krawędź 8 do 180 mm

−

prostokątnym – szerokość 12 do 150 mm, grubość 5 do 60 mm

Pręt stalowy charakteryzowany jest przez następujące cechy:

−

rednica lub wymiary przekroju

−

gatunek stali

−

klasa stali
Dla łatwiejszego rozróżnienia klasy stali pręty wykonuje się jako gładkie (klasy A-0

i A-I) lub żebrowane (klasy A-II A-III i A-IIIN). W przypadku prętów żebrowanych średnica
jest uśredniana, to znaczy, że średnica wynika z ilości materiału, a nie konkretnego wymiaru
pręta. Pręty używane są do produkcji wyrobów poprzez obróbkę skrawaniem lub do
wykorzystania jako elementy konstrukcji, np. elementy kratownic, ram lub do zbrojenia
ż

elbetu.

Pręty dostarczane są jako wyroby indywidualne, w przypadku większych wymiarów

poprzecznych lub w wiązkach w przypadku mniejszych wymiarów poprzecznych. Pręt
o przekroju okrągłym, którego stosunek wymiaru poprzecznego do długości jest dużo
mniejszy niż 0,001, nazywane są drutami.

Kształtownik – element konstrukcyjny o dużej długości i stałym przekroju poprzecznym,

wykonany najczęściej ze stali walcowanej lub giętej na zimno albo wytłoczony w procesie
ekstruzji z tworzywa sztucznego (np. PVC).

Kształtowniki stalowe często przypominają swoim kształtem (w przekroju poprzecznym)

jedną z liter alfabetu, dlatego też wyróżnia się następujące podstawowe ich typy:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

ceownik

−

teownik

−

dwuteownik (wyglądający jak dwie litery „T” zetknięte pionowymi kreskami)

−

zetownik

−

płaskownik

−

kątownik (przypominający literę „L”)
Kształtowniki w blacharstwie mogą być stosowane walcowane belki stalowe, zwane

kształtownikami, o przekrojach poprzecznych podanych na rysunku poniżej

Rys. 1. Kształtowniki stalowe walcowane: a) kątownik równoramienny, b) kątownik nierównoramienny,

c) teownik, d) dwuteownik, e) ceownik, f) pręty i druty sześciokątne i kwadratowe [4, s. 132].

Rury stalowe instalacyjne są wykonywane o średnicach nominalnych l0–100 mm.
W zależności od grubości ścianki rozróżnia się rury:

−

lekkie L o grubości ścianki 2–4 mm,

−

rednie S o grubości ścianki 2,35–4,5 mm,

−

ciężkie C o grubości ścianki 2,9–5,4 mm.
W zależności od sposobu wykonania rozróżnia się rury bez szwu — B i ze szwem,

zgrzewane elektrycznie lub ogniowo — Z. Rury B wykonuje się ze stali węglowej spawalnej,
a rury ze szwem Z — ze stali niskowęglowej spawalnej lub zgrzewalnej. Ze względu na
wykonanie końców rur odróżnia się rury gładkie i gwintowane — G (z gwintem rurowym
stożkowym). Rury gładkie dostarcza się bez złączek, zaś rury gwintowane ze złączkami.
Spośród prętów stalowych najczęściej mają zastosowanie:

−

pręty o przekroju prostokątnym, tzw. płaskowniki lub prętyp łaskie albo taśmy stalowe,

−

pręty o przekroju okrągłym, tzw. pręty okrągłe,

−

pręty o przekroju kwadratowym i sześciokątnym. Pręty kwadratowe nazywane są
kratkówką.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kształtowniki stalowe gięte na zimno ostatnio są produkowane przez polskie hutnictwo

kształtowniki stalowe gięte z blach na zimno. Najważniejsze z nich pokazano na rysunku
poniżej. Są one bardzo lekkie w porównaniu z pełnymi, normalnymi prętami
i kształtownikami, zachowują jednocześnie wysoką wytrzymałość.

Rys. 2. Kształtowniki stalowe gięte na zimno: a) kątownik równoramienny, b) kątownik nierównoramienny,

c) ceownik równoramienny, kwadratowy [4, s. 124].

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczenia

1. Jaka jest definicja wyrobu hutniczego?
2. Jakie znasz rodzaje kształtowników stalowych walcowanych?
3. Jaka jest definicja pręta?
4. W jaki sposób definiuje się kształtownik?
5. Jakie znasz rodzaje kształtowników stalowych giętych na zimno?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie próbek kształtowników podaj ich nazwy. Zaprezentuj efekt swojej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce nazwę danego kształtownika.
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki kształtowników,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca wyrobów hutniczych.

Ćwiczenie 2

Na podstawie próbek rozpoznaj drut i pręt. Zaprezentuj efekt swojej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zanotować nazwy otrzymanych próbek,
2) rozpoznać otrzymane próbki,
3) wypisać na kartce nazwę danego kształtownika.
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki drutów i prętów,

−

przybory do pisania,

−

notatnik,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca wyrobów hutniczych.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) podać definicję wyrobu hutniczego?

2) wymienić rodzaje kształtowników stalowych walcowanych?

3) podać definicje pręta?

4) podać definicje kształtownika?

5) wymienić rodzaje kształtowników?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Obróbka skrawaniem ręczna

4.6.1. Materiał nauczania

W zależności od stopnia zmechanizowania ruchów roboczych wyróżnia się trzy rodzaje

obróbki skrawaniem:

−

obróbkę ręczną, wykonywaną za pomocą narzędzi, których ruch główny i posuwowy jest
uzyskiwany za pomocą mięśni człowieka,

−

obróbkę ręczno-maszynową, wykonywaną narzędziami, których ruch główny jest
wywoływany urządzeniami mechanicznymi, a ruch posuwowy – ręcznie przez człowieka,

−

obróbkę maszynową, w której ruch główny i posuwowy narzędzia jest wywoływany
mechanicznie.
Wyróżnia się następujące rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem: piłowanie, przecinanie

piłką, cięcie, ścinanie i wycinanie, skrobanie, nawiercanie, wiercenie, rozwiercanie,
pogłębianie, frezowanie, gwintowanie, szlifowanie, skrobanie, docieranie i polerowanie.
Oprócz obróbki ręcznej skrawaniem wyróżnia się obróbkę ręczną, do której zalicza się:
trasowanie, prostowanie, gięcie, nawijanie sprężyn, a nawet nitowanie. Operacje te, jak
również poprzednie zalicza się do podstawowych robót ślusarskich. W przypadku kiedy ruch
główny przedmiotu ma napęd mechaniczny, co bardzo często występuje przy szlifowaniu,
docieraniu i polerowaniu, a prawie zawsze przy pracach na wiertarce oraz frezarce, wówczas
taki rodzaj obróbki nazywa się obróbką ręczno-maszynową.

Przecinanie piłką ręczną jest stosowane do elementów o niewielkich przekrojach. Do

przecinania stosuje się piłkę ramową złożoną z oprawki i brzeszczotu, który może być
mocowany w uchwytach w jednym z dwóch prostopadłych do siebie kierunków (rys. 3a).
Przecinanie odbywa się po zamocowaniu przedmiotu w imadle.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3. Przykłady obróbki ręcznej: a) przecinanie piłką ręczną, b) narzędzia do przecinania i wycinania,

c) przecinanie, d) geometria nożyc, e) przecinanie i wycinanie blach, f) ścinanie, g) wycinanie rowków
[2, s. 70].

Przecinanie, ścinanie i wycinanie na zimno odniesione do elementów o stosunkowo

dużej grubości to operacje ślusarskie wykonywane za pomocą narzędzi zwanych
przecinakami i wycinakami (rys. 3b). Przecinanie polega na rozdzieleniu materiału przez
pokonanie sił spójności za pomocą przecinaka. Wykonuje się je na kowadle lub płycie
stalowej. Do przedmiotu położonego na płycie przykłada się przecinak pod kątem prostym,
a następnie uderza się młotkiem (rys. 3c).

Płaskowniki i blachy o grubości do 3 mm można przecinać za pomocą nożyc

dźwigniowych ręcznych (rys. 3d). Blachy o grubości 1 mm można przecinać wzdłuż linii
prostych nożycami ręcznymi. Do cięcia blach wzdłuż zarysów krzywoliniowych oraz

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wycinania z blach elementów stosuje się nożyce ręczne o ostrzach zakrzywionych (rys. 3e).
Do przecinania lub obcinania rur stosuje się nastawne nożyce krążkowe.

Ścinanie polega na stopniowym usuwaniu zbędnego materiału za pomocą przecinaka.

Przedmiot zwykle jest zamocowany w imadle o dużej sztywności. Ścinanie może odbywać
się warstwami według wytrasowanych rys lub na poziomie szczęk imadła (rys. 3f).

Wycinanie polega na wykonywaniu na powierzchni przedmiotu rowków o wymaganym

kształcie i zarysie przekroju poprzecznego za pomocą wycinaków. Kształt ostrza wycinaka
(prostokątny lub półokrągły) zależy od żądanego zarysu rowka. Typowym przykładem jest
wycinanie rowków smarnych w prowadnicach lub panewkach łożysk ślizgowych.

Piłowanie jest obróbką, którą stosuje się do zdejmowania naddatku materiału

o niewielkiej grubości za pomocą narzędzi zwanych pilnikami. Pilniki są to narzędzia
skrawające o dużej liczbie ostrzy. W zależności od przeznaczenia są wytwarzane o różnych
wymiarach, różnej liczbie i kierunku nacięć na 10 mm długości ostrza oraz o różnych
przekrojach poprzecznych. Ze względu na zastosowanie pilniki dzieli się na: zdzieraki,
równiaki, półgładziki, gładziki, podwójne gładziki, półjedwabniki i jedwabniki.

Rys. 4. Piłowanie pilnikami: a) rodzaje nacięć na pilnikach, b) przykłady zastosowania pilników o różnych

przekrojach poprzecznych [2, s. 700].

Skrobanie polega na zdejmowaniu warstwy metalu o grubości 0,002–0,02 mm (podczas

jednego ruchu roboczego) za pomocą narzędzi zwanych skrobakami. Celem tego zabiegu jest
uzyskanie dokładnych, gładkich powierzchni w elementach maszyn, które ślizgają się
wzajemnie lub przylegają do siebie. Skrobanie stosuje się wtedy, kiedy nie ma innych
możliwości zastosowania dokładnej obróbki wykańczającej, np. szlifowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 5. Zasady skrobania powierzchni płaskich [2, s. 70].

Wiercenie, rozwiercanie, pogłębianie, nawiercanie to zabiegi należące najczęściej do

obróbki ręczno-mechanicznej wykonywanej na wiertarkach z napędem mechanicznym.

Wiercenie to wykonywanie otworów w pełnym materiale za pomocą wierteł. Wiercenie

wtórne polega na powiększaniu średnicy wywierconego otworu i jest nazywane również
powiercaniem. Wiercenie ręczne stosuje się w przypadkach, kiedy nie ma możliwości
zamocowania przedmiotu na stole wiertarki.

Podczas wiercenia wykonuje się następujące czynności: trasowanie środka otworu,

napunktowanie wyznaczonego środka, ustawienie osi wiertła w punkcie środkowym,
wykonanie niewielkiego wgłębienia i sprawdzenie, czy wgłębienie jest symetryczne
względem prostopadłych rys wyznaczających środek i jeżeli tak – wykonanie wiercenia
otworu o wymaganej głębokości. Wiertarki ręczne i stołowe stosuje się do wiercenia otworów
o średnicy do ok. 12 mm. W pewnych przypadkach zamiast punktowania można zastosować
nawiercanie otworu nawiertakiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Narzędzia i przykłady wykonywania otworów: a) nawiertak zwykły, b) nawiertak chroniony, c) część

robocza wiertła krętego, d) wiercenie, e) powiercanie [2, s. 72].

Pogłębianie wykonuje się za pomocą pogłębiaczy stożkowych lub czołowych (rys. 7)

w celu: załamania ostrych krawędzi otworu, wykonania gniazd stożkowych, wgłębień pod
nity, wejść do gwintowania, planowania występu, wykonania wgłębienia walcowego itp.

Rys. 7. Pogłębiacze: a) walcowy, b) stożkowy, c) czołowy i przykłady pogłębiania [2, s. 72].

Rozwiercanie jest obróbką wstępnie wykonanego otworu, polegającą na niewielkim

powiększeniu jego średnicy za pomocą rozwiertaków walcowych lub stożkowych o małych
kątach pochylenia. Rozwiercanie może być zgrubne i wykańczające (rys. 7). Celem
rozwiercania jest uzyskanie otworu o dużej dokładności i małej chropowatości powierzchni.
Naddatki na rozwiercanie wynoszą zwykle 0,l–0,5 mm przy rozwiercaniu zgrubnym
i 0,02–0,3 mm przy wykańczającym. Rozwiercanie ręczne odbywa się z małą prędkością
skrawania, przy której nie występuje narost i nie pojawiają się drgania. Otwory stożkowe
o zbieżności 1:50 i 1:30 rozwiercane ręcznie, można wykonywać rozwiertakiem
wykańczaniem. Otwory o większej zbieżności wykonuje się stopniowo rozwiertakami:
wstępnym, zdzierakiem, a następnie wykańczakiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8. Rozwiertaki: a) zdzierak, b) wykańczak o zębach prostych, c) o zębach śrubowych, d) nastawny,

e) komplet rozwiertaków stożkowych, f) sprawdzanie ustawienia, g) rozwiercani [2, s. 73].

Gwintowanie jest obróbką wykonywaną na powierzchni wałków oraz otworów, która

polega na kształtowaniu wzdłuż linii śrubowej rowka o odpowiednim zarysie za pomocą
gwintowników (w otworach) lub narzynek (na elementach walcowych). Podczas gwintowania
ręcznego przemieszczanie się narzędzia względem przedmiotu w czasie jednego obrotu
odpowiada wartości skoku gwintu. Gwintowanie otworu odbywa się kompletem trzech
gwintowników (zdzieraka, pośredniego i wykańczaka), które kolejno umieszczane w pokrętle,
wprowadza się do pracy.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń

1. Jakie są rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem?
2. Na czym polega trasowanie?
3. Na czym polega prostowanie i gięcie?
4. Jakie znasz przykłady obróbki ręcznej?
5. Na czym polega przecinanie, ścinanie i wycinanie?
6. Jakie są zasady skrobania powierzchni płaskich?
7. Na czym polega rozwiercanie?
8. Na czym polega gwintowanie?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj dwa arkusze pokrycia z blachy ocynkowanej o szerokości 290 mm i szerokości

590 mm. Zaprezentuj efekt swojej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dokładnie treść zadania,
2) zapisać wykaz operacji prowadzących do wykonania pokrycia,
3) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4) zapisać obliczenia wymiarów arkusza pokrycia w rozwinięciu,
5) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały

niezbędne do wykonania pokrycia,

6) sprawdzić stan techniczny krawędziarki (zaginarki) poprzez poruszenie dźwignią oporu,
7) wytrasować i wyciąć rozwinięcie arkuszy pokrycia,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do trasowania,

−

przybory kontrolno-pomiarowe,

−

przebijaki,

−

dwuróg,

−

nożyce ręczne (prawe, lewe),

−

młotek blacharski,

−

rękawice ochronne,

−

nożyce stołowe lub gilotynowe,

−

krawędziarka,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki ręcznej.

Ćwiczenie 2

Wykonaj 5 sztuk żabek o wymiarach 65x30x30 mm. Zaprezentuj efekt swojej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dokładnie treść zadania,
2) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,
3) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały

niezbędne do wykonania pokrycia,

4) sprawdzić stan techniczny krawędziarki (zaginarki) poprzez poruszenie dźwignią oporu,
5) wytrasować i wyciąć żabki,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory do trasowania,

−

przybory kontrolno-pomiarowe,

−

przebijaki,

−

dwuróg,

−

nożyce ręczne (prawe, lewe),

−

młotek blacharski,

−

rękawice ochronne,

−

nożyce stołowe lub gilotynowe,

−

krawędziarka,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki ręcznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz

Tak

Nie

1) wymienić rodzaje ręcznej obróbki skrawaniem?

2) określić na czym polega prostowanie i cięcie?

3) podać przykłady obróbki ręcznej?

4) określić na czym polega przecinanie, ścinanie i wycinanie?

5) podać zasady skrobania powierzchni płaskich?

6) określić na czym polega rozwiercanie?

7) określić na czym polega gwintowanie?

8) określić na czym polega frezowanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Odlewnictwo

4.7.1. Materiał nauczania

Odlewnictwem nazywa się dziedzinę techniki obejmującą wytwarzanie części maszyn

lub

przedmiotów

przez

wypełnianie

ciekłym

stopionym

metalem

odpowiednio

przygotowanych form. Otrzymane przedmioty nazywamy ogólnie odlewami, a metodę ich
wytwarzania – odlewaniem.

W procesie wytwarzania odlewów rozróżnia się kilka kolejno następujących po sobie

etapów:

−

przygotowanie modelu przedmiotu, którego odlew ma być wykonany,

−

przygotowanie materiałów formierskich,

−

przygotowanie formy odlewniczej oraz rdzeni,

−

wypełnienie ciekłym metalem formy odlewniczej,

−

wyjęcie odlewu z formy,

−

oczyszczenie i wykończenie odlewu.
Modele odlewnicze, rdzenie i formy
Zewnętrzne kształty odlewu odtwarza się za pomocą modelu. Kształty wewnętrzne

odtwarza się za pomocą rdzeni, które mocuje się w odpowiednich gniazdach formy. Modele
używane do wyrobu form z rdzeniami powinny nie tylko odtwarzać kształty zewnętrzne
odlewów, lecz również kształty gniazd rdzeniowych. Ta część modelu, która odtwarza kształt
gniazda, nazywa się znakiem rdzeniowym.

Najprostsze jest formowanie ręczne w gruncie. Dzieli sie je na formowanie zakryte

i odkryte. Na rys. 8 przedstawiono sposób formowania odkrytego w gruncie. Model
1 przedmiotu przewidzianego do odlania osadza się w masie formierskiej i za pomocą
poziomnicy 4 sprawdza się położenie modelu. Po ustaleniu modelu za pomocą ubijaków
zagęszcza się dookoła niego masę, a jej nadmiar zgarnia się do poziomu górnej powierzchni
modelu. W celu odprowadzenia gazów nakłuwa się formę nakłuwakiem 3, potem wykonuje się
wlew 5, zbiornik wlewowy 6 i przelew 7. Model wyjmuje się z formy za pomocą uchwytu 2.

Formowanie odkryte stosuje się do przedmiotów, których strona wierzchnia stanowić

będzie płaszczyznę. W formach odkrytych odlewy mają górną powierzchnię chropowatą,
zanieczyszczoną żużlem.

Rys. 8. Formowanie odkryte w gruncie [4, s. 135].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 9. Formowanie w dwóch skrzynkach z modelu dzielonego: a) rysunek części odlewanej, b) wykonanie

dolnej formy, c) wykonanie górnej formy, d) forma złożona [4, s. 136].

Formowanie maszynowe stosuje się przeważnie w wielkoseryjnej i masowej produkcji

odlewów. Ułatwia ono i przyspiesza proces wykonywania form, a ponadto wpływa na
poprawę dokładności wymiarów i jakości odlewów. Maszyny stosowane do produkcji form
odlewniczych nazywa się formierkami. Rola formierek sprowadza się przeważnie do
zagęszczania masy i wyjmowania modelu z formy

Rys. 10. Formowanie prasowaniem: 1 – płyta prasująca, 2 – płyta modelowa, 3 – skrzynka formierska, 4 – masa

formierska [4, s. 139].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oczyszczanie odlewów polega na usunięciu z ich powierzchni cząstek masy formierskiej

lub zgorzeliny powstałej podczas obróbki cieplnej. Oczyszczać można szczotkami stalowymi
lub przez bębnowanie i piaskowanie, a także ręcznie przez młotkowanie za pomocą młotków
pneumatycznych.

Bębnowanie odbywa się w specjalnych bębnach (rys. 11). Do wnętrza bębna

1 załadowuje się, oprócz odlewów, tzw. gwiazdki z białego żeliwa. W czasie obrotu bębna
znajdujące się wewnątrz niego odlewy uderzają o siebie wzajemnie i o gwiazdki, i w ten
sposób ulegają oczyszczeniu.

Piaskowanie polega na tym, że na oczyszczoną powierzchnię odlewu kieruje się pod

ciśnieniem sprężonego powietrza strumień piasku lub śrutu żeliwnego. Podczas oczyszczania
piaskiem powstają ogromne ilości pyłu i dlatego przeważnie stosuje się oczyszczanie śrutem.

Rys. 11. Bęben do oczyszczania odlewów [4, s. 140].

Zalewki i nierówności usuwa się przecinakami pneumatycznymi lub za pomocą

szlifierek. Do szlifowania odlewów często mają zastosowanie szlifierki z giętkim wałkiem.
Niektóre odlewy wymagają specjalnych zabiegów wykańczających, jak malowanie,
emaliowanie i trawienie.

Malowania dokonuje się zwykle przez natryskiwanie w specjalnych komorach lub przez

zanurzanie w kadziach z farbą.

Emaliowanie może być wykonywane na mokro lub na sucho. W pierwszym przypadku

odlewy po dokładnym opiaskowaniu pokrywa się masą emalierską rozmieszaną z wodą, po
czym suszy się je, a następnie wypala w specjalnych piecach w temperaturze ok. 700°C.
Emaliowanie suche (wanien, umywalek) wykonuje się w ten sposób, że nagrzewa się odlewy
do temperatury ok. 700°C, a następnie posypuje się je sproszkowaną emalią i natychmiast
wsuwa z powrotem do pieca.

Do specjalnych sposobów odlewania, poza odlewaniem w kokilach, należy odlewanie

pod ciśnieniem, odlewanie odśrodkowe, odlewanie do form skorupowych oraz odlewanie
precyzyjne, tzw. metodą wytapianych modeli (dawniej zwaną metodą traconego wosku). Ta
ostatnia metoda zapewnia dokładność wymiarów i gładkość powierzchni, a polega na
wykonaniu pod ciśnieniem w stalowej matrycy modelu z wosku ziemnego, parafiny i żywic
syntetycznych. Otrzymany w ten sposób model pokrywa się cienką warstwą zawiesiny
mielonego piasku kwarcowego, zmieszanego z grafitem w szkle wodnym. Po wyschnięciu
formuje się go w skrzynce formierskiej, a następnie umieszcza w piecu i w temperaturze
100–120°C wytapia się model woskowy (rys. 12).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 12. Schemat formy do odlewania metodą wytapiania modeli: 1 – masa formierska, 2 – woskowy model

układu wlewowego, 3 – modele woskowe wyrobów [6, s. 34].

Ze względu na charakter procesu technologicznego i warunki eksploatacji urządzeń

odlewniczych praca w odlewniach musi być podporządkowana w sposób szczególny
przepisom bhp. Najczęstszymi chorobami zawodowymi występującymi wśród pracowników
zatrudnionych w odlewniach są schorzenia: dróg oddechowych (m.in. krzemica), układu
krążenia (choroby serca), układu ruchu (reumatyzm) oraz schorzenia skóry.

W odlewniach najwięcej wypadków zdarza się podczas przenoszenia i przewożenia

ciężarów, a następną grupę stanowią oparzenia (przeważnie ciekłym metalem lub żużlem).

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja odlewnictwa?
2. Jakie są etapy wytwarzania odlewów?
3. Jakie są definicje podstawowych pojęć związanych z procesem odlewania?
4. Jaka jest klasyfikacja odlewania?
5. Jaka jest definicja mas formierskich i rdzeniowych?
6. Na czym polega wykonywanie form piaskowych?
7. Jakie są specjalne metody odlewania pod względem: istoty metod, przebiegu procesu,

zalet i zastosowania?

8. Na czym polega i jak jest realizowane wykańczanie odlewów?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opracuj w formie opisowej odlew rury z kołnierzem, przyjmując następujące założenia:

długość rury 100 mm, średnica rury 20 mm, długość kołnierza – 20 mm

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) sporządzić rysunek techniczny projektowanej rury z kołnierzem,
2) wykonać wzorzec rury,
3) przygotować półmatrycę,
4) wykonać połówki matrycy ze stopu ZnAL,
5) wykonać gotową matrycę,
6) wypełnić matrycę masą,
7) zanurzyć rurę w zawiesinie pyłu w krzemianie etylu,
8) obsypać pyłem lub drobnym piaskiem i wysuszyć,
9) wytopić model,
10) wypalić formę,
11) zalać formę.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw do opracowania rysunku technicznego, papier milimetrowy, zestaw przyborów
kreślarskich lub zestaw komputerowy z oprogramowaniem CAD,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia dotycząca odlewnictwa.

Ćwiczenie 2

Na podstawie dostępnej literatury przedmiotu sporządź schemat przygotowania masy

formierskiej. Schemat przygotuj w formie planszy ilustrującej poszczególne etapy
przygotowania masy formierskiej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) poszukać w dostępnej literaturze przedmiotu wiadomości dotyczących przygotowania

mas formierskich,

2) umieć wyjaśnić poszczególne etapy przygotowania mas formierskich,
3) przygotować plansze na której będzie umieszczony schemat,
4) narysować schemat przygotowania mas formierskich,
5) wyjaśnić sporządzony schemat przygotowania mas formierskich,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

karty katalogowe, normy,

−

notatnik,

−

plansza,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca odlewnictwa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie odlewnictwo?

2) wymienić etapy wytwarzania odlewów?

3) podać i objaśnić podstawowe pojęcia związane z procesem odlewania?

4) wymienić i uzasadnić różne podziały odlewania?

5) omówić masy formierskie i rdzeniowe?

6) wyjaśnić na czym polega wykonywanie form piaskowych?

7) scharakteryzować specjalne metody odlewania?

8) wyjaśnić na czym polega wykańczanie odlewów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Obróbka plastyczna

4.8.1. Materiał nauczania

Obróbka plastyczna to taka, podczas której – w wyniku działania sił zewnętrznych –

następuje zmiana kształtu i własności materiału. Rozróżnia się obróbkę plastyczną na zimno
i na gorąco. Gdy odkształcenie plastyczne następuje w temperaturze niższej od temperatury
rekrystalizacji, to mamy do czynienia z obróbką plastyczną na zimno, gdy zaś powyżej tej
temperatury – z obróbką plastyczną na gorąco.

Temperatura rekrystalizacji różnych metali i stopów zależy głównie od ich temperatury

topnienia i wynosi:

−

dla stali ok. 550°C,

−

dla aluminium ok. 200°C,

−

dla miedzi ok. 250°C,

−

dla mosiądzu ok. 300–400°C,

−

dla cyny i cynku ok. 20°C.
Wynika z tego, że np. obróbka plastyczna stali w temperaturze ok. 500°C jest obróbką

plastyczną na zimno, natomiast obróbka plastyczna cynku w temperaturze ok. 30°C jest już
obróbką plastyczną na gorąco. Nie znaczy to jednak, że obróbki plastycznej na gorąco
dokonuje się w temperaturze niewiele przekraczającej temperaturę rekrystalizacji, gdyż
w miarę jej wzrostu zwiększa się plastyczność materiału i do kształtowania są potrzebne
mniejsze naciski. Temperatura obróbki plastycznej na gorąco dla różnych metali i stopów
wynosi:

−

dla stali 800–1200°C,

−

dla aluminium 350–450°C,

−

dla miedzi 900–1050°C,

−

dla mosiądzu 700–800°C,

−

dla cyny i cynku ok. 150–170°C.
Rozróżnia się następujące podstawowe sposoby obróbki plastycznej:

−

kucie,

−

tłoczenie,

−

walcowanie,

−

ciągnienie.
Kucie dzieli się na ręczne i maszynowe. Proces technologiczny kucia obejmuje

następujące czynności:

−

przygotowanie materiału do kucia, tj. cięcie, czyszczenie, nagrzewanie,

−

kucie,

−

wykańczanie odkuwek, tj. ich okrawanie, oczyszczanie, wyżarzanie i ewentualne
dogniatanie.
Do kucia ręcznego materiał nagrzewa się przeważnie w ogniskach kowalskich lub

małych piecach komorowych. Do miejscowego nagrzewania materiału stosuje się piece
oczkowe lub szczelinowe opalane gazem lub mazutem.

Narzędzia do kucia ręcznego przedstawiono na rys. 30. Podstawowymi operacjami kucia

ręcznego są: przecinanie, przebijanie, wydłużanie, spęczanie, wyginanie, odsadzanie
i zgrzewanie. Przecinanie odbywa się na kowadle za pomocą przecinaków i podcinek.
Przebijanie otworów może się odbywać na kowadle lub dziurownicy.

Wydłużanie materiału wykonuje się młotkiem lub żłobnikiem na kowadle (rys. 13).

Falistą powierzchnię materiału, powstałą po przejściu żłobnika, wygładza się gładzikiem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Wydłużanie na kowadle: a) wydłużanie za pomocą żłobnika, b) rozszerzanie za pomocą żłóbka,

c) rozszerzanie płaskownika rąbem młotka, d) wygładzanie gładzikiem kowalskim [6, s. 46].

Spęczanie polega na uderzaniu młotkiem w materiał ustawiony pionowo na kowadle,

wskutek czego pręt staje się krótszy i grubszy.

Odsadzaniem nazywa się zmniejszenie grubości materiału na jego końcu; jest ono

wykonywane na kowadle za pomocą odsadzki.

Zgrzewanie polega na łączeniu stali przez nagrzanie jej do wysokiej temperatury

(ok. 1200°C) i złączenie pod uderzeniami młota.

Rys. 14. Niektóre operacje kowalskie: a) spęczanie sworznia na końcu, b) spęczanie sworznia w środku,

c) wyginanie na rogu kowadła, d) wyginanie na krawędzi kowadła, e) zgrzewanie stykowe
(doczołowe), f) zgrzewanie na zakładkę, g) zgrzewanie w klin [7, s. 67].

Kucie ręczne, zwłaszcza odkuwek o skomplikowanych kształtach, wymaga wysokich

kwalifikacji kowala. Jest stosowane obecnie tylko w nielicznych małych warsztatach oraz do
wykonywania wyrobów artystycznych, jak np. ozdobne kraty, lichtarze, ozdobne okucia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podczas kucia maszynowego nacisk na materiał wywiera maszyna, działająca statycznie

lub dynamicznie (prasa, kuźniarka, młot mechaniczny itp.). Kucie na prasach nazywa się
prasowaniem.

Kucie maszynowe dzieli się na swobodne i matrycowe. Najczęściej kucie maszynowe

jest wykonywane na młotach, które ze względu na zastosowanie dzieli się na młoty: do kucia
swobodnego i do kucia matrycowego. Ze względu na rodzaj napędu rozróżnia się młoty
o napędzie mechanicznym oraz młoty parowo-powietrzne.

Tłoczenie jest obróbką plastyczną na zimno lub na gorąco, obejmującą operacje cięcia

i kształtowania blach, a także folii i płyt niemetalowych.

Cieciem nazywa się proces tłoczenia, podczas którego następuje całkowite lub częściowe

oddzielenie jednej części materiału od drugiej.

Kształtowanie polega na nadawaniu blachom założonego z góry kształtu i wymiarów.
Operacje cięcia można podzielić na: wycinanie, dziurkowanie, przycinanie, okrawanie,

odcinanie, nadcinanie (rys. 15), a także rozcinanie i wygładzanie (rys. 15)

Rys. 15. Operacje cięcia: a) wycinanie, b) dziurkowanie, c) przycinanie, d) okrawanie, e) odcinanie, f) nadcinaie

[9, s. 98].

Najczęściej stosowanymi operacjami cięcia są wycinanie, zwane również wykrawaniem,

i dziurkowanie. Operacje te wykonuje się na prasie za pomocą przyrządu zwanego
wykrojnikiem (rys. 16). Rozróżnia się wykrojniki bez prowadzenia (rys. 16a) i z prowadzeniem
płytowym lub słupowym (rys. 16b).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 16. Wykrojniki: a) bez prowadzenia, b) z prowadzeniem słupowym, 1, 2 – słupy, 3 – głowica, 4 – stempel,

5 – płyta tnąca, 6 – płyta podstawowa [9, s. 90].

Wykrojnik bez prowadzenia jest przeznaczony do mniej dokładnego wykrawania.

Wykrojniki z prowadzeniem zapewniają większą dokładność wycinania lub dziurkowania.
Należy zaznaczyć, że między wycinaniem a dziurkowaniem jest tylko różnica w określeniu,
która część ciętej blachy jest wyrobem, a która odpadem. Przy dziurkowaniu blacha
z otworami jest wyrobem, a przy wycinaniu odwrotnie. Wszystkie operacje cięcia są
wykonywane przeważnie za pomocą wykrojników na prasach mimo środowych.

Operacje kształtowania dzieli się na: gięcie, ciągnienie, obciąganie, wywijanie,

wygniatanie, rozpęczanie, obciskanie, wyoblanie, wyciskanie itp.

Ciągnienie składa się z następujących operacji: wytłaczanie, przetłaczanie i dotłaczanie.

Pierwszą operacją ciągnienia jest wytłaczanie, czyli wykonanie np. z krążka blachy o średnicy
D naczynia w kształcie miseczki za pomocą stempla o średnicy d (rys. 17a). Następną
operacją ciągnienia jest przetłaczanie, w czasie, którego następuje zmniejszenie wymiarów
miseczki uprzednio wytłoczonej, np. ze średnicy d

na średnicę d

Rys. 17. Operacje ciągnienia: a) wytłaczanie, b) przetłaczanie, c) dotłaczanie: 1 – stempel, 2 – dociskacz,

3 – matryca, 4 – krążek blachy, 5 – miseczka, 6 – wyrzutnik ułatwiający wyjęcie gotowego wyrobu
[8, s. 92].

Wytłaczanie wykonuje się za pomocą wytłaczaka, a przetłaczanie – za pomocą

przetłaczaka. Oba przyrządy ogólnie określamy jako ciągowniki.

Do nowoczesnych metod tłoczenia zalicza się:

−

tłoczenie wybuchowe, przy którym wykorzystuje się energię detonacji materiałów
wybuchowych,

−

tłoczenie pneumatyczne, które polega na wykorzystaniu energii wysokoprężnych gazów,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

tłoczenie elektrohydrauliczne, polegające na wykorzystaniu energii wyładowań
elektrycznych w cieczy,

−

tłoczenie elektromagnetyczne, w którym jest wykorzystane działanie na blachę im pulsu
pola magnetycznego.
Do tłoczenia używa się najczęściej pras mimośrodowych, korbowych i hydraulicznych.

Do ciągnienia używa się bardzo często pras podwójnego działania, aby zapewnić
zróżnicowany nacisk na stempel i na dociskacz. Do cięcia, a najczęściej wycinania
i dziurkowania, używa się pras mimośrodowych.

Do ciągnienia są przeznaczone prasy korbowe, kolanowe, jak również hydrauliczne

(przeważnie podwójnego działania).

Wszystkie prasy są uruchamiane dźwignią ręczną lub nożną i powinny być

zabezpieczone przed możliwością włożenia ręki w obszar pracy suwaków. Ostatnio stosuje
się zabezpieczenia za pomocą fotokomórki, która powoduje natychmiastowe zatrzymanie
prasy w przypadku, gdy zbliży się rękę do obszaru pracy suwaków. Nowoczesne prasy są
sterowane wyłącznie elektrycznie i zamiast dźwigni są wyposażone w pulpit sterowniczy
z przyciskami do uruchamiania i sterowania mechanizmami prasy.

Walcowanie obejmuje m. in. technologię wytwarzania półwyrobów i wyrobów

walcowanych ze stali, metali nieżelaznych i ich stopów. Walcowanie metali może się
odbywać na gorąco lub na zimno za pomocą nacisków wywieranych na materiał przez
obracające się walce, które nadają mu wymagany kształt. Bardzo cienkie blachy, taśmy i folie
walcuje się na walcarkach wielowalcowych na zimno.

Rys. 18. Walcowanie gwintu: a) szczękami, b) rolkami [6, s. 45].

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie są cechy charakterystyczne obróbki plastycznej?
2. Jakie są zjawiska i ich skutki występujące w obróbce plastycznej na zimno?
3. Jakie są różnice pomiędzy obróbką plastyczną na zimno i na gorąco?
4. Jakie znasz podziały metod plastycznego kształtowania przedmiotów?
5. Na czym polegają operacje: cięcia, gięcia i kształtowania wytłoczek?
6. Na czym polega proces wyoblania, zgniatania obrotowego, specjalne metody tłoczenia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z blachy ocynkowanej wykonaj rurę spustową o średnicy 200 mm i długości 300 mm

i dno skrzynki zlewowej o wymiarach 300 mm x 300 mm. Na rurze na wysokości 100 mm od
jej końca wykonaj przeżłobienie usztywniające. W dnie skrzynki zlewowej wykonaj otwór
umożliwiający połączenie z rurą spustową. W rurze spustowej i dnie skrzynki zlewowej
wykonaj kołnierze i ukształtuj rąbek leżący pojedynczy o szerokości 5 mm. Połącz rurę
spustową z dnem skrzynki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować dokładnie treść zadania oraz rysunek połączenia rury spustowej z dnem

skrzynki zlewowej,

2) zapisać wykaz operacji prowadzących do wykonania połączenia rury spustowej z dnem

skrzynki zlewowej,

3) zapisać wykaz narzędzi do trasowania, pomiaru i obróbki blachy,
4) zapisać wymiary arkusza blachy do wykonania rury spustowej,
5) zgromadzić na stanowisku pracy narzędzia do trasowania oraz narzędzia i materiały

niezbędne do wykonania połączenia rury spustowej z dnem skrzynki zlewowej,

6) sprawdzić stan techniczny zawijarki,
7) wytrasować i wyciąć rozwinięcie rury spustowej, linie gięcia trasować przy użyciu

pisaka,

8) ukształtować na zawijarce rurę spustową, połączyć za pomocą rąbka,
9) wytrasować, wyciąć dno skrzynki zlewowej,
10) połączyć oba elementy poprzez zagięcie kołnierza rury spustowej na brzegi kołnierza

w dnie,

11) po zakończeniu pracy uporządkować stanowisko, oczyścić narzędzia i zwrócić do

miejsca przechowywania, odpady wrzucić do pojemnika.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

przybory do trasowania,

−

przybory kontrolno-pomiarowe,

−

nożyce ręczne,

−

dwuróg,

−

młotek blacharski,

−

pobijak,

−

rękawice ochronne,

−

stół warsztatowy z imadłem,

−

kleszcze blacharskie (warsztatowe),

−

nożyce stołowe lub gilotynowe,

−

krawędziarka,

−

blacha stalowa, ocynkowana grubości 0,5 mm,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki plastycznej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rysunek do ćwiczenia 1. [11].

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) podać cechy charakterystyczne obróbki plastycznej?

2) opisać zjawiska występujące w obróbce plastycznej na zimno?

3) porównać obróbkę plastyczną na zimno i na gorąco?

4) podać możliwe podziały metod plastycznego kształtowania przedmiotów?

5) wyjaśnić na czym polegają operacje cięcia, gięcia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Obróbka cieplna

4.9.1. Materiał nauczania

Obróbką cieplną nazywa się celowe zabiegi cieplne, w wyniku, których zmienia się

własności mechaniczne, fizyczne lub chemiczne metali i stopów w stanie stałym. Wywołane
zmiany strukturalne są uzależnione od temperatury, czasu trwania zabiegu oraz działania
aktywnego środowiska.

Pojęcia podstawowe z zakresu obróbki cieplnej
Operacją nazywa się część procesu technologicznego, np. hartowanie, odpuszczanie,

wyżarzanie.

Zabiegiem nazywa się część operacji, np. nagrzewanie, wygrzewanie, chłodzenie.
Do zabiegów w obróbce cieplnej zalicza się:

−

grzanie – podwyższanie i następnie utrzymywanie temperatury przedmiotu,

−

nagrzewanie – ciągłe lub stopniowe podwyższanie temperatury przedmiotu,

−

podgrzewanie – podwyższanie temperatury przedmiotu do wartości pośredniej,

−

dogrzewanie – podwyższanie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do
docelowej,

−

wygrzewanie – wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze pośredniej lub docelowej,

−

chłodzenie – obniżanie temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub innej,

−

podchładzanie – obniżanie temperatury przedmiotu do wartości wyższej niż zamierzona
końcowa temperatura chłodzenia,

−

dochładzanie – obniżanie temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej,

−

wychładzanie – wytrzymywanie przedmiotu w temperaturze podchładzania lub
w temperaturze końca chłodzenia ciągłego.
Hartowanie polega na nagrzewaniu stali do odpowiedniej temperatury, zależnej od

rodzaju materiału, zwykle do temperatury ok. 30°C wyższej od temperatury przemiany A

wygrzaniu jej w tej temperaturze w celu uzyskania jednakowej temperatury w całej masie
materiału i szybkim chłodzeniu. Celem hartowania jest uzyskanie struktury materiału
o większej twardości. Zwiększenie twardości stali zahartowanej jest spowodowane
utworzeniem się tzw. martenzytu.

Zależnie od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie z ogrzewaniem na wskroś

i hartowanie powierzchniowe.

Hartowanie z ogrzewaniem na wskroś dzieli się na zwykłe, stopniowe i z przemianą

izotermiczną:
1. Hartowanie zwykłe polega na nagrzaniu stali do temperatury powyżej linii GSK,

wygrzaniu w tej temperaturze i szybkim chłodzeniu. Odmianą hartowania zwykłego jest
hartowanie przerywane.

2. Hartowanie stopniowe polega na nagrzaniu i wygrzaniu stali jak w czasie hartowania

zwykłego, oziębieniu w kąpieli (najczęściej solnej) o temperaturze nieco wyższej od
temperatury początku przemiany martenzytycznej, krótkim wygrzaniu w tej kąpieli do
wyrównania temperatury w przekroju przedmiotu i następnie chłodzeniu w powietrzu.

3. Hartowanie z przemianą izotermiczną polega na ochłodzeniu stali w kąpieli

o temperaturze wyższej od temperatury początku przemiany martenzytycznej
i utrzymaniu przedmiotu w tej kąpieli aż do zakończenia przemiany austenituw tzw.
bainit. Obróbka ta wymaga stosowania odpuszczania.
Hartowanie powierzchniowe polega na szybkim ogrzaniu warstwy powierzchniowej

przedmiotu do temperatury wyższej od temperatury krytycznej i oziębieniu. Celem jego jest

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

uzyskanie twardej powierzchni odpornej na ścieranie z zachowaniem plastycznego rdzenia,
który przy zmiennych obciążeniach nie ulega pęknięciu.

W zależności od sposobu nagrzewania rozróżnia się hartowanie powierzchniowe:

−

płomieniowe, polegające na nagrzewaniu przedmiotu palnikiem gazowym,

−

indukcyjne, polegające na nagrzewaniu przedmiotu prądami wirowymi wzbudzonymi
w warstwie powierzchniowej przedmiotu oraz prądami szybkozmiennymi w induktorze
(wzbudniku),

−

kąpielowe, polegające na nagrzewaniu przez krótkie zanurzenie przedmiotu w kąpieli
solnej lub ołowiowej, o temperaturze dużo wyższej niż temperatura hartowania stali.
Do chłodzenia używa się wanien hartowniczych, które wypełnia się cieczami

chłodzącymi. Wanny wykonane z blachy stalowej są wyposażone w urządzenia do dopływu
wody lub oleju. Wanny olejowe mają zazwyczaj podwójne ściany, miedzy, którymi
przepływa woda. Przedmiotem chłodzonym należy poruszać w czasie kąpieli, aby ułatwić
odrywanie się od jego powierzchni pęcherzyków pary utrudniających chłodzenie. Przedmiot
powinien być zanurzony w ten sposób, aby wszystkie jego miejsca były ochłodzone
jednocześnie. Sposoby zanurzania przedmiotów w kąpieli i poruszania nimi podczas
hartowania przedstawiono na rys. 19.

Rys. 19. Zanurzanie przedmiotów i poruszanie nimi podczas hartowania [4, s. 102].

Odpuszczanie umożliwia usunięcie naprężeń wewnętrznych powstałych w przedmiotach

podczas hartowania i polepsza ich własności plastyczne. Odpuszczanie polega na nagrzaniu
uprzednio zahartowanego przedmiotu poniżej temperatury 723°C, wygrzaniu w tej
temperaturze, a następnie chłodzeniu. Zależnie od temperatury nagrzewania rozróżnia się
odpuszczanie niskie, średnie i wysokie.

Odpuszczanie niskie (w temperaturze 150–250°C) usuwa naprężenia własne materiału

z zachowaniem jego dużej twardości. Odpuszczanie niskie stosuje się do narzędzi,
sprawdzianów oraz części maszyn ze stali niestopowych i nisko-stopowych.

Odpuszczanie średnie zwiększa wytrzymałość i sprężystość materiału przy dostatecznie

dużej ciągliwości. Stosuje się je do przedmiotów narażonych w czasie pracy na uderzenia, jak
np. matryce.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odpuszczanie wysokie zwiększa wytrzymałość i sprężystość materiału z jednoczesnym

zachowaniem jego dużej twardości i odporności na uderzenia (uzyskanie możliwie dużej
plastyczności). Stosuje się je do materiałów przeznaczonych na części maszyn pracujących
pod znacznym obciążeniem i narażonych na uderzenia, jak np. wały, korbowody.

Wyżarzanie jest operacją cieplną polegającą na nagrzaniu materiału do żądanej

temperatury, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie powolnym chłodzeniu do temperatury
otoczenia. Zależnie od temperatury wyżarzania, sposobu studzenia oraz celu zabiegu
rozróżnia

się:

wyżarzanie

ujednorodniające,

normalizujące,

zupełne,

niezupełne,

zmiękczające, rekrystalizujące, odprężające.

Wyżarzanie ujednorodniające ma na celu zmniejszenie miejscowych niejedno-rodności

składu chemicznego, które powstają w czasie odlewania i krzepnięciamateriału, np. wlewków
stali stopowych.

Wyżarzanie normalizujące ma na celu otrzymanie równomiernej budowy

drobnoziarnistej, która nadaje stali lepsze własności mechaniczne niż budowa gruboziarnista.
Wyżarzanie to stosuje się również w celu usunięcia naprężeń własnych i polepszenia
własności wytrzymałościowych.

Wyżarzanie zupełne polega na nagrzaniu stali do temperatury 30–50°C powyżej linii

GSE, wygrzaniu w tej temperaturze i następnie studzeniu do przekroczenia temperatury
723°C. Celem wyżarzania zupełnego jest przekrystalizowanie zupełne stali, nadanie jej
jednorodnej drobnoziarnistej struktury o małej twardości i dużej ciągliwości, usuniecie
naprężeń własnych oraz często polepszenie obrabialności.

Wyżarzanie niezupełne, podobne do wyżarzania zupełnego, jest stosowane w celu

zmniejszenia twardości, usunięcia naprężeń własnych i zwiększenia plastyczności stali.

Wyżarzanie zmiękczające jest stosowane w celu uzyskania zmniejszenia twardości stali.
Wyżarzanie rekrystalizujące polega na nagrzaniu uprzednio zgniecionego stopu do

temperatury 550–650°C, wygrzaniu w tej temperaturze, a następnie wolnym studzeniu
w powietrzu. Wyżarzanie to jest stosowane w celu usunięcia zgniotu i przywrócenia stali
początkowej plastyczności.

Wyżarzanie odprężające polega na nagrzaniu stopu (stal, stopy aluminium, stopy

miedzi) do temperatury poniżej przemian (450–650°C), wygrzaniu w tej temperaturze
i studzeniu. Jest stosowane w celu zmniejszenia naprężeń własnych w materiale, powstałych
wskutek zgrubnej obróbki skrawaniem, spawania, obróbki plastycznej na zimno itp.

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń

1. Jaka jest definicja obróbki cieplnej?
2. Jaka jest definicja hartowania?
3. Na czym polega hartowanie zwykłe?
4. Na czym polega hartowanie stopniowe?
5. Na czym polega hartowanie z przemianą izotermiczną?
6. Jaka jest definicja i klasyfikacja hartowania powierzchniowego?
7. Jaka jest definicję i klasyfikacja odpuszczania?
8. Jaka jest definicja i klasyfikacja wyżarzania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie poniższego tekstu dokonaj charakterystyki procesu nagrzewania.

„Obróbka cieplna ma na celu zmianę właściwości fizycznych, mechanicznych, a czasem

chemicznych stali. Do najczęściej stosowanych rodzajów obróbki cieplnej stali należą:
nagrzewanie, hartowanie, odpuszczanie i wyżarzanie.

Nagrzewanie metali stosuje się w celu łatwiejszej zmiany kształtu podczas kucia na

gorąco, bez zmian właściwości mechanicznych metalu. Kucie stali wykonuje się zależnie od
zawartości w niej węgla w temperaturze 700–1200°C; mniejsza temperatura nagrzewania jest
stosowana do stali o większej zawartości węgla. Nagrzewanie metali w czasie robót
kowalskich odbywa się w kotlinach kowalskich, tj. paleniskach na koks, którego żarzenie
podtrzymuje się podmuchem powietrza tłoczonego przez wentylator nawiewny

Hartowanie stosuje się w czasie konserwacji i wyrobu narzędzi. Polega ono na

utwardzeniu stali przez podgrzanie jej i gwałtowne studzenie.

Zabieg ten zmienia strukturę stali.
Temperaturę nagrzanej stali w zależności od jej rodzaju podnosi się do 650–1300°C.

Kontroluje się ją wg barwy rozżarzonej stali. Barwa ciemnoczerwona oznacza temperaturę
650–700°C, wiśniowa – 800°C, jasnoczerwona – 900°C, żółtawoczerwona – 1000°C,
pomarańczowa – 1100°C, cytrynowa – 1200°C i biała – 1300°C. Rozżarzoną stal chłodzi się
gwałtownie przez zanurzenie w wodzie (stal zwykła) lub oleju (stal stopowa).

Odwrotnym zabiegiem do hartowania jest odpuszczanie, tj. zmiękczanie stali. Zabieg ten

stosuje się np. do przekuwania narzędzi. Polega to na nagrzewaniu zahartowanej stali do
temperatury 190 –650°C, a następnie powolnym jej chłodzeniu.

Wyżarzanie polega na ogrzaniu stali do temperatury 400–1300°C, przetrzymaniu stali

w tej temperaturze i na powolnym jej chłodzeniu. Najczęściej stosuje się wyżarzanie
twardych drutów, aby ułatwić ich wyginanie i zapobiec łamaniu”.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeczytać uważnie tekst,
2) zanotować definicje nagrzewania,
3) zanotować właściwości procesu nagrzewania,
4) przedstawić swoje spostrzeżenia na forum klasy lub grupy

Wyposażenie stanowiska pracy

−

fragment tekstu przewodniego,

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki cieplnej.

Ćwiczenie 2

Na podstawie poniższego tekstu dokonaj charakterystyki procesu hartowania.

„Obróbka cieplna ma na celu zmianę właściwości fizycznych, mechanicznych, a czasem

chemicznych stali. Do najczęściej stosowanych rodzajów obróbki cieplnej stali należą:
nagrzewanie, hartowanie, odpuszczanie i wyżarzanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Nagrzewanie metali stosuje się w celu łatwiejszej zmiany kształtu podczas kucia na

Hartowanie stosuje się w czasie konserwacji i wyrobu narzędzi. Polega ono na

utwardzeniu stali przez podgrzanie jej i gwałtowne studzenie.

Zabieg ten zmienia strukturę stali.
Temperaturę nagrzanej stali w zależności od jej rodzaju podnosi się do 650–1300°C.

Odwrotnym zabiegiem do hartowania jest odpuszczanie, tj. zmiękczanie stali. Zabieg ten

stosuje się np. do przekuwania narzędzi. Polega to na nagrzewaniu zahartowanej stali do
temperatury 190–650°C, a następnie powolnym jej chłodzeniu.

Wyżarzanie polega na ogrzaniu stali do temperatury 400–1300°C, przetrzymaniu stali

w tej temperaturze i na powolnym jej chłodzeniu. Najczęściej stosuje się wyżarzanie
twardych drutów, aby ułatwić ich wyginanie i zapobiec łamaniu”.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeczytać uważnie tekst,
2) zanotować definicje hartowania,
3) zanotować właściwości procesu hartowania,
4) przedstawić swoje spostrzeżenia na forum klasy lub grupy

Wyposażenie stanowiska pracy

−

fragment tekstu przewodniego,

−

przybory do pisania

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca obróbki cieplnej.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie obróbki cieplnej?

2) wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu obróbki cieplnej?

3) wyjaśnić pojęcie hartowanie?

4) wyjaśnić pojęcie hartowanie zwykłe?

5) wyjaśnić pojęcie hartowanie stopniowe?

6) wyjaśnić pojęcie hartowanie z przemianą izotermiczną?

7) podać definicję i klasyfikacje hartowania powierzchniowego?

8) podać definicję i klasyfikację odpuszczania?

9) podać definicję i klasyfikację wyżarzania?

10) podać definicję i rodzaje obróbki cieplno-chemicznej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Korozja metali

4.10.1. Materiał nauczania

Korozja jest procesem stopniowego niszczenia materiału. W zależności od warunków

korozja następuje wskutek reakcji chemicznej lub elektrochemicznej materiału z otaczającym
ś

rodowiskiem. Wszystkie materiały ulegają korozji w określonym stopniu. Stopień

intensywności zależy od rodzaju materiału, jego składu chemicznego, struktury wewnętrznej
oraz rodzaju ośrodka otaczającego.

Korozja chemiczna polega na utlenianiu metali, elektrochemiczna na rozpuszczaniu

metalu będącego anodą ogniwa w procesie elektrochemicznym. Ze względu na charakter
zniszczenia metali wyróżnia się korozję: równomierną, wżerową, punktową, selektywną,
stykową, międzykrystaliczną, zmęczeniową i naprężeniową (rys. 21).

Rys. 20. Podstawowe rodzaje korozji: a) równomierna, b) wżerowa, c) selektywna, d) międzykrystaliczna,

e) naprężeniowa [9, s. 115].

Korozja równomierna polega na niszczeniu całej powierzchni metalu ze stałą

prędkością, która jest określana w mm/rok lub wagowo w g/(m

-h), przy czym uważa się, że

jeżeli prędkość korozji materiału jest mniejsza lub równa 0,15 mm/rok, to taki materiał nadaje
się do budowy odpowiedzialnych elementów konstrukcyjnych, narażonych na niszczenie
korozyjne.

Korozja wżerowa polega na tym, że różne obszary powierzchni metalu ulegają korozji

z różną intensywnością. Lokalne miejsca o stosunkowo dużym zniszczeniu korozyjnym są
nazywane wżerami.

Korozja selektywna charakteryzuje się tym, że jedna lub kilka faz stopu koroduje

znacznie szybciej niż baza metalu. Zjawisko to jest powodem znacznego obniżenia
wytrzymałości materiału.

Korozja międzykrystaliczną powstaje i rozwija się na granicach ziaren metali i ich

stopów.

Korozja naprężeniowa może pojawić się w wyniku sumowania się oddziaływania

rodowiska korozyjnego i pola naprężeń rozciągających. Pęknięcie obciążonego elementu

może nastąpić nieoczekiwanie pod wpływem naprężeń znacznie niższych od granicy
wytrzymałości na rozciąganie.

Korozja zmęczeniowa ma miejsce wówczas, gdy zjawiska zmęczeniowe w metalach

rozwijają się równocześnie z działaniem nań ośrodka korozyjnego-ciekłego lub gazowego.
Obserwuje się wówczas znaczny spadek wytrzymałości zmęczeniowej materiału.

Korozja chemiczna następuje wskutek działania na metale środowisk ciekłych

niebędących elektrolitami i nazywa się korozją metali w nieelektrolitach oraz środowisk
gazowych w podwyższonej temperaturze, zwanej korozją gazową. Ciekłe środowisko
korozyjne stanowią ciecze organiczne, takie jak: ropa naftowa zawierająca siarkę, pochodne
ropy naftowej, bezwodne alkohole, fenol, benzen.

Korozja gazowa jest procesem niszczenia metali na granicy styku metalu z suchym

gazem w podwyższonej temperaturze. Jeżeli zachodzi ona w środowisku zawierającym tlen,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

to produktami korozji są stałe tlenki metali tworzące warstewkę zgorzeliny. Podobne
działanie na metale wywierają inne gazy, jak: pary siarki, chlor, pary bromu, jodu.

Odporność metali na utlenianie w wysokich temperaturach nazywa się żaroodpornością.

Miarą żaroodporności jest szybkość wzrostu warstewek tlenkowych w określonych
warunkach: metal, środowisko utleniające, temperatura. Dla metali technicznie ważnych
prowadzi się badania szybkości korozji gazowej w celu jej zapobiegania.

Korozja elektrochemiczna jest procesem wynikającym ze zjawisk zachodzących w krótko

zwartych miejscowych ogniwach, które powstają wskutek zetknięcia metalu z elektrolitem.
Jeżeli powstają na powierzchni metali, nazywa się je ogniwami korozyjnymi. Przyczyną
powstawania w stopach jednofazowych miejsc anodowych i katodowych są między innymi
różnice stężeń składników roztworu stałego między ziarnami, a nawet w obszarze
pojedynczych ziaren.

Rys. 21. Przykład korozji elektrochemicznej [9, s. 118].

Rozróżnia się następujące metody zabezpieczenia przed korozją:

−

ochronę elektrochemiczną,

−

nakładanie i wytwarzanie powłok ochronnych,

−

właściwy dobór materiałów i prawidłowa konstrukcja elementów narażonych na

−

korozją.
Rozróżnia się powłoki ochronne nakładane i wytwarzane.
Powłoki ochronne nakładane dzieli się na metalowe i niemetalowe. Na powłoki

metalowe o dużej odporności na korozję używa się niklu, chromu, miedzi, srebra, cyny,
cynku, ołowiu, kadmu, aluminium. Powłoki ochronne nakłada się galwanicznie oraz przez
zanurzenie, natryski i platerowanie.

Powłoki niemetalowe oddzielają mechanicznie metal od agresywnego środowiska. Są

one pochodzenia organicznego, jak np. farby, oleje, lakiery szybko schnące i lakiery piecowe,
a ponadto smoły asfalty oraz różnego rodzaju smary. Ostatnio stosuje się do tego celu
tworzywa sztuczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oksydowanie (czernienie) polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy tlenków

elaza. Oksydować można nie tylko na kolor czarny lub brunatny, lecz również na różne ich

odcienie.

Fosforanowanie polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy krystalicznej

fosforanów żelaza.

Przystępując do powlekania środkami przeciw korozji, element należy oczyścić usuwając

nalot. Przy mniejszej liczbie elementów oraz niewielkich ich wymiarach czyści się je ręcznie
szczotkami stalowymi lub papierem ściernym.

Powłoki olejne otrzymuje się pokrywając metal pokostem lub farbą olejną. Podobnie

nanosi się farby o spoiwach z tworzyw sztucznych lub chlorokauczukowych.

Powłoki bitumiczne otrzymuje się z asfaltów naturalnych lub sztucznych. Mają one

ciemny kolor i są mało estetyczne, dlatego używa się ich rzadziej niż farb. Zaletą tych powłok
jest odporność na działanie czynników chemicznych.

Powłokę cementową otrzymuje się rozpuszczając cement w wodzie; powstaje w ten

sposób mleko cementowe, którym powleka się tylko elementy stalowe. Środek ten jest rzadko
stosowany, gdyż powłoka taka jest nietrwała i z biegiem czasu odpada od elementu
stalowego. Powłoki cementowej można używać tylko jako tymczasowego środka zapobiega-
wczego rdzewieniu.

Czynności przygotowawcze
Przed nałożeniem powłoki ochronnej arkusze blachy należy starannie oczyścić, odtłuścić

i wytrawić.

Czyszczenie polega na mechanicznym usunięciu zanieczyszczeń: błota, zaprawy, betonu

lub rdzy. Jeśli zanieczyszczeń jest mało, to usuwa się je ręcznymi szczotkami stalowymi. Do
czyszczenia większych powierzchni używa się okrągłych szczotek stalowych napędzanych
mechanicznie. Na ogół są one umieszczone na końcu giętkiego wału, połączonego z silnikiem
elektrycznym.

Odtłuszczanie polega na usunięciu z powłoki blachy wszelkiego rodzaju tłuszczów przez

kąpiel w ługach żrących, węglanach lub związkach alkalicznych.

Odtłuszczanie ręczne polega na szczotkowaniu zanieczyszczonego przedmiotu

szczotkami filcowymi albo tarczowymi, zwilżonymi roztworem odłuszczającym. Większe
przedmioty odłuszcza się zanurzając je w podgrzewanych wannach. Odtłuszczone blachy
należy spłukać gorącą wodą, aby zmyć resztki chemikaliów.

Trawienie usuwa rdzę, zgorzel oraz wszelkie tlenki i inne naloty z obrabianej

powierzchni. Do trawienia stosuje się wodne roztwory kwasu siarkowego(VI), solnego,
fosforowego(V) itp. Trawienie należy wykonywać bardzo ostrożnie, gdyż nadmierne
działanie kwasów czyni blachę kruchą, co jest szczególnie niebezpieczne dla cienkościennych
wyrobów i pokryć blaszanych. Trawienie jest zazwyczaj czynnością przygotowawczą przed
wykończeniem powierzchni, np. przed pokrywaniem galwanicznym lub lakierowaniem.

Nanoszenie powłok metalicznych

Metalizacja ogniowa polega na zanurzeniu metalizowanej blachy w roztopionym metalu

po starannym usunięciu z jej powierzchni wszelkich zanieczyszczeń i tlenków. W ten sposób
pokrywa się blachy czarne cynkiem.

Metalizacja natryskowa polega na rozpyleniu i naniesieniu drobnych cząstek stopionego

metalu na pokrywaną powierzchnię. Do tego celu służą pistolety metalizacyjne (rys. 22).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Pistolet metalizacyjny [6, s. 254].

Blacha przeznaczona do metalizowania powinna być odpowiednio przygotowana. Do

czynności przygotowawczych należą: usunięcie wszelkich zanieczyszczeń i nadanie
odpowiedniej szorstkości powierzchni blachy, czyli polepszenie przyczepności powłoki
metalowej.

Grubość antykorozyjnej powłoki cynkowej powinna wynosić 0,06–0,1 mm.
Metalizacja natryskowa jest bardzo droga i dlatego stosuje się ją tylko wówczas, gdy

powlekanie innego rodzaju jest niemożliwe.

Powłoki galwaniczne wykonuje się w zakładach przemysłowych w zwykłej

temperaturze. Tą metodą otrzymuje się powłoki doskonale trzymające się podłoża i dowolnie
cienkie. Galwanizowanie polega na elektrolitycznym osadzaniu metali na powierzchni
metalowych wyrobów w celu trwałego zabezpieczenia ich przed korozją. Na ogół metal,
którym pokrywa się, jest anodą, a blacha – katodą.

Rys. 23. Schemat wanny galwanicznej [5, s. 121].

Aby grubość powłoki była jednakowa, odległości między poszczególnymi punktami

anody i katody powinny być jednakowe (rys. 23).

Pokrywanie odbywa się w stałych wannach galwanicznych. Blachy powlekane wiesza się

na wieszakach w elektrolicie pośrodku między anodami. Przed rozpoczęciem pokrywania
galwanicznego z powierzchni blachy należy starannie usunąć wszelkie zanieczyszczenia,
tłuszcze i tlenki (czyszczenie mechaniczne, odtłuszczanie i trawienie).

Blachę cynkową i ocynkowaną chroni się najczęściej sposobem galwanicznym przez

pokrycie jej związkami miedzi. Do miedziowania galwanicznego stosuje się kąpiele
cyjankowe, co umożliwia otrzymanie warstwy miedzi dobrze trzymającej się na podłożu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

eby powłoka miedziana była równomierna i drobnoziarnista, miedziowanie powinno

odbywać się przy małym natężeniu prądu. Całkowita warstwa ochronna miedzi powinna
wynosić 0,01–0,03 mm.

Miedziowanie blach można również wykonać zanurzając je w roztworze siarczanu(Vl)

miedzi(ll) – CuSO

lub rozprowadzając ten związek po powierzchni szmatą albo szczotką.

Powłoki metaliczne blachy czarnej
Mosiądzowanie wykonuje się podobnie jak miedziowanie, ale wyłącznie metodami

przemysłowymi.

Brązowienie jest odmianą malowania. Używa się do tego celu farb aluminiowych w postaci

zawiesiny w specjalnych emulsjach wodnych lub olejowych, nazywanych tynkturami.
Brązowienie wykonuje się na budowie gotowymi farbami do brązowienia. Powierzchnia blachy
przed nałożeniem powłoki powinna być przygotowana jak do malowania olejnego. Farbę
nakłada się pędzlem lub pistoletem lakierniczym. Jeżeli wymagany jest połysk, to dodatkowo
należy pokryć blachę wodoodpornym lakierem bezbarwnym.

Srebrzenie wykonuje się galwanicznie przez elektrolityczne nałożenie powłoki srebra

w kąpieli elektrolitów cyjankowych. Srebrzenie można również wykonać chemicznie,
zanurzając blachę w wodnym roztworze cyjanowym soli srebra, a także przez
metalizowanie katodowe rozpylonym srebrem. Wszystkie sposoby srebrzenia wykonuje się
jedynie w specjalnych zakładach metodami przemysłowymi.

Złocenie polega na nałożeniu cieniutkich, grubości 0,0001 mm, listków prawdziwego

złota lub jego imitacji na odpowiednio przygotowaną powierzchnię blachy. Przygotowanie
polega na oczyszczeniu blachy z wszystkich zanieczyszczeń i powleczeniu jej mikstonem,
czyli specjalnie preparowanym pokostem lnianym z dodatkiem żywic szlachetnych.
Mikston powinien być nałożony równomiernie i gładko. Nadmiar mikstonu usuwa się
tamponem z irchy lub waty. Tampon należy często zmieniać, aby zawsze był czysty. Po
wyschnięciu mikstonu na powierzchnię nakłada się listki złota. Jeżeli są one wykonane
z imitacji złota, to nakłada się je palcem. Prawdziwe złoto nanosi się pędzelkiem o lekko
natłuszczonych końcach włosia. Imitację układa się na zakład, a złoto prawdziwe
dopasowuje się bez zakładu.

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń

1. Jaka jest definicja korozji?
2. Jaka jest definicja korozji chemicznej?
3. Jaka jest definicja korozji elektrochemicznej?
4. Jaka jest definicja następujących pojęć: tarcie czyste, tarcie suche, tarcie graniczne, tarcie

półsuche, tarcie płynne, tarcie półpłynne, tarcie kinetyczne, tarcie statyczne?

5. Jakie znasz sposoby zapobiegania zjawisku korozji?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Arkusz silnie skorodowanej blachy ocynkowanej o wymiarach 250 mm x 300 mm

zabezpiecz antykorozyjnie.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie ćwiczenie,
2) zorganizować stanowisko pracy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3) zaplanować czynności związane z wykonywaniem ćwiczenia,
4) przygotować arkusz blachy do zabezpieczenia antykorozyjnego,
5) oczyścić arkusz blachy usuwając nalot wykorzystując do tego ręczne szczotki metalowe,

papier ścierny lub szczotki mechaniczne,

6) przygotować pistolet metalizacyjny,
7) nanieść powłokę ochronną,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusz blachy,

−

papier ścierny, szczotki ręczne,

−

szczotki mechaniczne,

−

pistolet metalizacyjny,

−

rodek do metalizowania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca korozji metali.

Ćwiczenie 2

Arkusz silnie skorodowanej blachy czarnej o wymiarach 250 mm x 300 mm zabezpiecz

antykorozyjnie.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie ćwiczenie,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) zaplanować czynności związane z wykonywaniem ćwiczenia,
4) przygotować arkusz blachy do zabezpieczenia antykorozyjnego,
5) oczyścić arkusz blachy usuwając nalot wykorzystując do tego ręczne szczotki metalowe,

papier ścierny lub szczotki mechaniczne,

6) przygotować materiał antykorozyjny (farby aluminiowe),
7) nanieść powłokę ochronną,
8) zaprezentować efekty swojej pracy,
9) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusz blachy,

−

papier ścierny, szczotki ręczne,

−

szczotki mechaniczne,

−

farby aluminiowe,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca korozji metali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie korozji?

2) podać klasyfikację korozji?

3) zdefiniować pojęcie korozji chemicznej?

4) zdefiniować pojęcie korozji elektrochemicznej?

5) zdefiniować podstawowe rodzaje tarcia?

6) omówić sposoby zapobiegania zjawisku korozji?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Spajanie materiałów – spawanie, zgrzewanie, lutowanie

4.11.1. Materiał nauczania

Spajanie jest operacją technologiczną, której zadaniem jest wytworzenie w miejscu

łączenia wiązań międzyatomowych zapewniających ciągłość sieci krystalicznej. Zależnie od
sposobu uzyskania złącza, wyróżnia się trzy podstawowe rodzaje spajania: spawanie,
zgrzewanie i lutowanie (rys. 24).

Rys. 24. Klasyfikacja procesów spajania [3, s. 65].

Spawanie polega na utworzeniu trwałego połączenia metalicznego poprzez

doprowadzenie do miejsca łączenia dwóch metali określonej porcji skoncentrowanej energii
cieplnej. Połączenie jest wynikiem lokalnego stopienia brzegów elementów, a następnie ich
krzepnięcia w łączonych materiałach. Przemieszczane wzdłuż brzegów łączonych części
ź

ródło ciepła powoduje topienie materiału złącza spawanego. Powstaje tzw. jeziorko,

a roztopiony metal stopniowo krzepnie i tworzy spoinę (rys. 25).

Rys. 25. Elementy rowka i spoiny: a) przygotowanie krawędzi materiału do spawania, b) elementy spoiny [8, s. 223].

Złącze spawane powstaje w wyniku połączenia dwóch elementów za pomocą spawania.

Z uwagi na wzajemne położenie elementów wyróżnia się złącza: doczołowe, teowe,
narożnikowe, krzyżowe, zakładkowe, przylgowe (rys. 26). W wielu przypadkach brzegi
elementów przeznaczonych do spawania wymagają odpowiedniego przygotowania. Dobre
złącze spawane powinno mieć taki sam skład chemiczny, własności fizyczne, strukturę,
wytrzymałość i odporność na korozję, jak metal rodzimy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 26. Rodzaje złącz spawanych: a) doczołowe ze spoiną czołową, b) teowe, c) narożne, d) krzyżowe,

e) zakładkowe, f) przylgowe ze spoiną grzebietową [1, s. 165].

W zależności od grubości materiału i rodzaju konstrukcji połączenia brzegi materiału

mogą być nieukosowane, spoina typu I lub ukosowane, spoiny typu: V, X, U, K, itp.

Podstawowe rodzaje spawania to spawanie gazowe i elektryczne.
Spawanie gazowe polega na uzyskiwaniu ciepła ze spalania w palniku mieszaniny

gazów, głównie acetylenu C2H2 z tlenem. Palnik jest urządzeniem, które doprowadza gazy
we właściwych proporcjach, umożliwia ich wymieszanie i spalanie w temperaturze 3000°C.

Rys. 27. Wymagane rowki do spion czołowych: a) jednostronna 1, b) dwustronna 1, c) spoina w kształcie V,

d) spoina X, e) spoina U, f) spoina 2U [8, s. 198].

Spawanie elektryczne polega na wykorzystaniu ciepła wytworzonego przez zamianę

energii elektrycznej na cieplną. Klasyfikację spawania elektrycznego przedstawia rys. 28.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Klasyfikacja spawania elektrycznego [1, s. 290].

Spawanie wiązką elektronów, tzw. elektronowe polega na wykorzystaniu zogniskowanej

wiązki elektronów, których energia kinetyczna w momencie zderzenia z metalem zamienia
się na ciepło o koncentracji ok. 1000 razy większej od łuku elektrycznego (rys. 29). Proces
przebiega w próżni i daje bardzo wąską i głęboką spoinę. Metoda nadaje się do spawania
trudno obrabialnych materiałów. Im lepsze jest dopasowanie części łączonych, tym lepsze
powstaje połączenie.

Rys. 29. Schemat urządzenia do spawania wiązką elektronów; 1 – stolik, 2 – anoda (materiał spawany),

3 – wiązka elektronów, 4 – podłączenie do dyfuzyjnej pompy próżniowej, 5 – komora próżniowa
chłodzona wodą, 6 – soczewka magnetyczna, 7 – anoda skupiająca, 8 – katoda wolframowa,
9 – termokatoda, 10 – źródło prądu żarzenia termokatody, 11 – źródło prądu stałego wysokiego
napięcia [1, s. 291].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Spawanie plazmowe polega na wykorzystaniu energii cieplnej plazmy o temperaturze

dochodzącej do 20 000°C. Plazmę otrzymuje się przez przepuszczanie gazu jedno- lub
dwuatomowego przez skoncentrowany w dyszy palnika łuk elektryczny. Wysoka temperatura
łuku powoduje jonizację i dysocjację gazów.

Zgrzewanie jest procesem, który zapewnia połączenie materiałów w stanie stałym

poprzez dociśnięcie łączonych części i wytworzenia ciepła niezbędnego do osiągnięcia
temperatury plastyczności (ciastowatości) w miejscu łączenia. Dyfuzja atomów zachodząca
w takich warunkach tworzy połączenie metaliczne złącza. Klasyfikację zgrzewania
oporowego przedstawia rys. 30.

Rys. 30. Klasyfikacja zgrzewania elektrycznego [1, s. 293].

Zgrzewanie tarciowe polega na wykorzystaniu ciepła uzyskanego z tarcia

przemieszczających (obracających) się względem siebie części pod określonym naciskiem.
Stosuje się je do zgrzewania trzonków narzędzi z częścią roboczą (wiertła, rozwiertaki, noże
tokarskie itp.).

Rys. 31. Zgrzewanie tarciowe: a) przy obrotach jednego z łączonych elementów, b) z obrotem dwóch łączonych

elementów [1, s. 297].

Zgrzewanie elektryczne oporowe polega na wykorzystaniu ciepła wydzielającego się na

styku łączonych części podczas przepływu prądu elektrycznego. Proces przebiega
następująco: docisk pneumatyczny jest wywierany za pomocą miedzianych elektrod
chłodzonych wodą w odpowiednio krótkim czasie (setne lub dziesiąte części sekundy);
jednocześnie jest przepuszczany prąd elektryczny o niskim napięciu (l–20 V) i wysokim
natężeniu (do 20 000 A, a nawet 50 000 A).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zgrzewanie elektryczne może być: punktowe, liniowe lub garbowe (rys. 32). Odmianą

zgrzewania oporowego jest zgrzewanie elektryczne: doczołowe (powierzchnie zgrzewane są
zawsze w styku podczas przepływu prądu), iskrowe (powierzchnie zgrzewane są zbliżane
i oddalane od siebie w celu wytworzenia łuku elektrycznego.

Rys. 32. Rodzaje zgrzewania: a) punktowe, b) liniowe, c) garbowe [1, s. 300].

Zgrzewanie próżniowe polega na umieszczeniu części łączonych w próżni (2,66–10

Pa),

docisku i podgrzaniu do temperatury 0,6–0,8 temperatury topnienia. Zgrzewanie
ultradźwiękowe odbywa się przy wykorzystaniu ciepła wytworzonego przez ultradźwiękowe
drgania mechaniczne części łączonych pod niewielkim naciskiem o częstotliwości
18–20 kHz. Jest stosowane do zgrzewania elementów obwodów scalonych.

Lutowanie polega na łączeniu elementów metalowych za pomocą specjalnych stopów

tworzących tzw. luty. Lut jest spoiwem o znacznie mniejszej temperaturze topnienia niż
materiały łączone. Miejsce łączenia jest nagrzewane tylko do temperatury topnienia lutu,
który rozpływając się między łączonymi powierzchniami zwilża je, a następnie krzepnie
tworząc połączenie w wyniku sił przyczepności (adhezji) i dyfuzji w głąb materiału
łączonego. Materiał elementów łączonych nie ulega stopieniu, zachowuje stan stały. Do
lutowania stosuje się topniki lutownicze, których zadaniem jest oczyszczenie powierzchni
i ochrona przed utlenianiem. Z uwagi na stopień twardości lutu wyróżnia się lutowanie
miękkie i twarde. Lutowanie miękkie odbywa się za pomocą lutów o temperaturze topnienia
do 450°C. Najczęściej stosuje się luty miękkie, tj. stopy cyny z ołowiem o temperaturze
topnienia do 300°C. Źródłem ciepła jest najczęściej lutownica elektryczna, topnikiem –
chlorek cynku dla stali lub kalafonia dla miedzi, albo specjalne pasty lutownicze. Lutowanie
twarde odbywa się za pomocą lutów twardych, takich jak: mosiądz, miedź, stopy Cu-Ag.
Temperatura topnienia zależy od rodzaju lutu i wynosi 690–l080°C. Źródłem ciepła jest
w tym przypadku spalający się gaz dostarczany przez palnik lub piec indukcyjny. Do
lutowania stali, żeliwa i miedzi stosuje się luty mosiężne lub srebrne. Topnikiem jest
mieszanina boraksu i kwasu bornego. Połączenia lutem twardym są wytrzymałe, szczelne
i mają dobrą przewodność elektryczną. Podstawowe zalety lutowania to krótki czas procesu
i stosunkowo niska temperatura łączenia bez nadtapiania brzegów łączonych części.

Przed przystąpieniem do lutowania rozgrzewa się lutownicę do temperatury zapewniającej

łatwe topienie lutowia. Temperatura lutownicy w czasie pracy nie powinna przekraczać
350°C, co rozpoznaje się po szybkim topnieniu okruchów cyny położonych na grocie.

Lutownicę zwykłą podgrzewa się od jej tylnej części, aby nie pobrudzić części pobielonej.

Bielenie wykonuje się przez pocieranie rozgrzanej lutownicy o kawałek salmiaku (chlorku
amonu NH

C1), na którym leży kilka kropel cyny. Pod wpływem ciepła salmiak rozkłada się

na amoniak i kwas solny, który czyści lutownicę, a rozpuszczona cyna pokrywa ją, nadając
białe zabarwienie.

Przeznaczoną do lutowania blachę oczyszcza się dokładnie skrobakami, szczotką

drucianą, a nawet papierem ściernym. Wszelkie zanieczyszczenia, np. rdza, tłuszcze, farby,
bardzo utrudniają, a nawet mogą całkowicie uniemożliwić wykonanie trwałego połączenia;

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

spoiwo, bowiem nie przylega dokładnie do łączonych powierzchni. Należy również dokładnie
obejrzeć krawędzie lutowanych blach, które pocięte tępymi nożycami mogą mieć ostre,
poszarpane i wygięte miejsca. Przed lutowaniem trzeba krawędzie blach oskrobać, wyrównać
(rys. 33), aby dokładnie przylegały do siebie.

Rys. 33. Wyrównanie krawędzi przeciętych blach skrobakiem przed przystąpieniem do lutowania [5, s. 114].

Sposoby lutowania blach płaskich:

−

na zakładkę (rys. 34a),

−

na zakładkę z podgięciem (rys. 34b),

−

z podkładką (rys. 34c),

−

punktowo (rys. 34d).

Rys. 34. Złącza lutowane: a) na zakładkę, b) na zakładkę z podgięciem, c) z podkładką, d) punktowo [5, s. 115].

Lutowane blachy trzeba dobrze docisnąć, aby ściśle do siebie przylegały. Używa się do tego

kleszczy lub nożyc lutowniczych (rys. 35). Podczas lutowania nagrzaną kolbę trzyma się w prawej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ręce, a pałeczkę lutowia o długości ok. 20 cm w lewej. Dotykając lutowiem do lutownicy,
rozgrzewa się je do temperatury topnienia. Lutowie ścieka na złącze, gdzie zostaje kolbą
rozprowadzone i wyrównane. Przed każdorazowym rozprowadzeniem cyny lutownicę pociera się
o salmiak. Ewentualny nadmiar lutu usuwa się pilnikiem lub skrobakiem. Po wykonaniu połączenia
resztki kwasu lub pasty wyciera się suchą szczotką lub przemywa bieżącą wodą.

Rys. 35. Zaciskanie blach w nożycach lutowniczych [5, s. 116].

4.11.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja spajania metali?
2. Na czym polega spawanie?
3. Jakie znasz rodzaje spawania?
4. Na czym polega proces zgrzewania?
5. Jakie znasz rodzaje zgrzewania?
6. Na czym polega proces lutowania?
7. Jakie są wspólne i różne cechy procesów spajania?
8. Jakie znasz przykłady zastosowań w technice procesów spajania?
9. Jakie procesy technologiczne można uznać za bliskie procesom spajania?

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj połączenie lutowane na zakładkę dwóch arkuszy blachy cynkowej o wymiarach

200 mm x 200 mm.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) pobrać arkusze blachy na stanowisko pracy,
2) przygotować lutownicę do pracy,
3) oczyścić lutownicę,
4) przeprowadzić operację oczyszczania mechanicznego,
5) przygotować nożyce lutownicze.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusze blachy cynkowej,

−

lutownica,

−

nożyce lutownicze,

−

lut, topnik,

−

pędzelek do wytrawiania,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca spajania materiałów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Wykonaj połączenie lutowane na zakładkę z podgięciem dwóch arkuszy blachy

cynkowej o wymiarach 200 mm x 200 mm.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusze blachy cynkowej,

−

lutownica,

−

nożyce lutownicze,

−

lut, topnik,

−

pędzelek do wytrawiania,

−

literatura zgodna z punktem 6 dotycząca spajania materiałów.

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wyjaśnić pojęcie spajania metali?

2) wyjaśnić pojęcie spawanie?

3) podać i scharakteryzować rodzaje spawania?

4) wyjaśnić proces zgrzewania?

5) omówić rodzaje zgrzewania?

6) scharakteryzować proces lutowania i jego rodzaje?

7) podać cechy procesów spajania?

8) podać przykłady zastosowań procesów spajania, lutowania,
zgrzewania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.12. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.12.1. Materiał nauczania

Eksploatacja maszyn lub urządzeń jest to zespół czynności obejmujący swym zakresem

planowanie, użytkowanie, obsługiwanie i przechowywanie maszyn lub urządzeń (rys. 36).

Rys. 36. Podział eksploatacji urządzeń na etapy [4, s. 243].

Użytkowanie maszyn jest to etap lub etapy eksploatacji, w czasie, których odbywa się

praca sprawnej maszyny oraz bieżąca kontrola jej stanu technicznego.

Obsługiwanie jest to zespół działań, które są wykonywane między etapami użytkowania

maszyny i mają na celu przywrócenie jej pierwotnego stanu technicznego. Jest to czas
przeznaczony na obsługę techniczną oraz naprawy urządzenia.

Przechowywanie

jest

oczekiwanie

maszyny

lub

urządzenia

(najczęściej

w magazynach) na przekazanie do użytkowania, obsługi lub naprawy.

W praktyce przez eksploatację rozumie się tylko użytkowanie i obsługiwanie maszyn lub

urządzeń.

Najczęściej mamy do czynienia z podziałem pod względem funkcjonalnym, tzn. według

funkcji, jakie spełniają maszyny i urządzenia, lub pod względem przeznaczenia, czyli jakiemu
celowi mają one służyć.

Ponadto maszyny i urządzenia można podzielić w zależności od:

−

ważności spełnianej funkcji na: podstawowe i pomocnicze, np. maszynami
podstawowymi w wydziałach obróbki wiórowej są obrabiarki, a pomocniczymi –
wentylatory, sprężarki, instalacje w budynku i sam budynek,

−

krotności użycia na: jednokrotnego i wielokrotnego użycia,

−

zmiany miejsca użytkowania na: stacjonarne lub przemieszczalne, np. maszynami
stacjonarnymi są obrabiarki, kotły centralnego ogrzewania, a przemieszczalnymi –
samochody, suwnice itp.,

−

możliwości naprawialności na: nienaprawialne i naprawialne, np. urządzeniami
nienaprawialnymi są żarówki elektryczne,

−

zasilanie w energię elektryczną na: produkujące energię elektryczną, np. turbiny
elektrowni wodnej i pobierające energię elektryczną, np. silniki elektryczne.
Jeszcze inny podział obejmuje maszyny i urządzenia pobierające energię elektryczną

(odbiorniki) i przetwarzające energię elektryczną, np. silniki elektryczne.

Układ eksploatacji maszyny lub urządzenia składa się z czterech elementów:

−

obiektu eksploatacji U, jakim jest maszyna lub urządzenie,

−

stanowiska eksploatowanego SU,

−

stanowiska obsługi SO,

−

stanowiska kierowania SK.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Istnienie tych elementów jest warunkiem koniecznym praktycznej realizacji eksploatacji.
Każdą maszynę lub urządzenie w zależności od eksploatacji można scharakteryzować

elementami układu eksploatacji, które stanowią:

−

rodzaj maszyny lub urządzenia i ich funkcja, a mianowicie: przeznaczenie, zestawienie
głównych zespołów funkcjonalnych i zestawienie zespołów i części mających główny
wpływ na trwałość maszyny czy urządzenia,

−

eksploatacyjna charakterystyka maszyny lub urządzenia, zawierająca informacje
o ważności maszyny lub urządzenia, krotności użycia, możliwości zmiany miejsca
użytkowania, naprawialności skutkach poboru energii,

−

załoga,

−

przedmiot pracy określający rodzaj przedmiotów, na które oddziałuje pracownik za
pomocą maszyny lub urządzenia,

−

stanowisko pracy, charakteryzujące miejsce użytkowania maszyny lub urządzenia,

−

otoczenie stanowiska pracy określające otoczenie maszyny lub urządzenia, np.
wentylację, klimatyzację, temperaturę, wilgotność, oświetlenie,

−

rodzaj zasilania eksploatacyjnego zawierający charakterystykę

−

materiałów, narzędzi i części niezbędnych w trakcie użytkowania i obsługi,

−

stanowisko obsługi zawierające charakterystykę miejsca, na którym dokonuje się napraw,

−

rodki obsługi zawierające charakterystykę narzędzi, przyrządów,

−

sprawdzianów niezbędnych do wykonania naprawy urządzenia.
Kolejnym elementem mającym znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania urządzenia

jest jego instrukcja lub dokumentacja techniczno ruchowa (DTR). W dokumentacji
techniczno-ruchowej zawarte są podstawowe informacje dotyczące eksploatacji urządzenia.
Zawarte są ponadto informacje dotyczące przyczyn niesprawności urządzenia, podstawowe
parametry eksploatacyjne urządzenia, rysunki i schematy.

4.12.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czym polega eksploatacja maszyn lub urządzeń?
2. Jaka jest definicja eksploatacji maszyn lub urządzeń?
3. W jaki sposób definiujemy pojęcie użytkowanie maszyn?
4. W jaki sposób definiujemy pojęcie obsługiwanie?
5. W jaki sposób definiujemy pojęcie przechowywanie?
6. Jakie są elementy układu eksploatacji?

4.12.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie instrukcji szczotek mechanicznych do czyszczenia nalotu na blachach

cynkowych dokonaj jego charakterystyki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) określić przeznaczenie urządzenia,
2) wypisać podstawowe parametry pracy (moc, napięcie),
3) narysować układ połączeń urządzenia,
4) wypisać podstawowe wielkości zabezpieczeń,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5) wypisać czynności związane z uruchomieniem urządzenia,
6) wypisać czynności związane z zatrzymaniem pracy urządzenia przy pracy normalnej

i awaryjnej,

7) wymienić zasady postępowania w razie awarii

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

szczotka mechaniczna,

−

dokumentacja techniczna,

−

przybory do pisania,

−

mierniki do pomiaru napięcia, natężania prądu i mocy,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca eksploatacji maszyn i urządzeń.

Ćwiczenie 2

Na podstawie schematu montażowego i ideowego wymień elementy wchodzące w skład

szlifierki kątowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wypisać elementy wchodzące w skład szlifierki,
2) przeanalizować dokumentację techniczną,
3) podać informacje zawarte na schemacie ideowym szlifierki,
4) podać informacje zawarte na schemacie montażowym szlifierki,
5) zaprezentować wykonanie ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

szlifierka,

−

dokumentacja techniczna szlifierki,

−

przybory do pisania,

−

mierniki do pomiaru napięcia, natężenia i mocy,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dotycząca eksploatacji maszyn i urządzeń.

4.12.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) wymienić od czego zależy zużywanie części maszyn?

2) zdefiniować pojęcie eksploatacji maszyn lub urządzeń?

3) zdefiniować pojęcie użytkowania maszyn?

4) zdefiniować pojęcie obsługiwanie?

5) zdefiniować pojęcie przechowywanie?

6) omówić układ eksploatacji?

7) wymienić i scharakteryzować elementy układu eksploatacji?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Instrukcja dla ucznia

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia

Zestaw zadań testowych

1. Przewodność elektryczną zaliczamy do własności

a) chemicznych.
b) technologicznych.
c) fizycznych.
d) mechanicznych.

2. Do metali bardzo trudno topliwych zaliczamy

a) miedź.
b) wolfram.
c) kadm.
d) chrom.

3. Bardzo dużą odpornością na korozję odznacza się

a) żelazo,
b) cyna,
c) aluminium,
d) platyna.

4. Przez udarność określa się odporność materiału na

a) rozciąganie.
b) uderzenie.
c) ściskanie.
d) zginanie.

5. Największą wadą tworzyw sztucznych jest

a) niska wytrzymałość.
b) słaba odporność na działanie czynników chemicznych.
c) mała odporność na działanie podwyższonej temperatury.
d) mała udarność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Polistyren zaliczamy do tworzyw

a) Chemoutwardzalnych.
b) termoplastycznych.
c) Termoutwardzalnych.
d) chemicznych.

7. Ostatnią operacją podczas przygotowania masy formierskiej jest

a) przesiewanie.
b) suszenie.
c) nawilżanie.
d) spulchnianie.

8. W kokilach odlewa się przede wszystkim

a) staliwo,
b) żeliwo szare,
c) stopy aluminium,
d) żeliwo ciągliwe.

9. Pierwsza operacją tłoczenia jest:

a) przetłaczanie.
b) wytłaczanie.
c) dotłaczanie.
d) wygniatanie.

10. Do operacji wycinania lub dziurkowania stosuje się najczęściej prasy

a) korbowe.
b) hydrauliczne.
c) mimośrodowe.
d) kolanowe.

11. Nagrzewanie polega na

a) ciągłym lub stopniowym podwyższaniu temperatury przedmiotu,
b) podwyższaniu temperatur przedmiotu do wartości pośredniej,
c) podwyższaniu temperatury przedmiotu,
d) podwyższaniu temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej.

12. Chłodzenie polega na

a) obniżaniu temperatury przedmiotu do wartości wyższej niż zamierzona końcowa

temperatura chłodzenia,

b) obniżaniu temperatury przedmiotu do temperatury otoczenia lub innej.
c) obniżaniu temperatury przedmiotu od wartości pośredniej do docelowej.
d) wytrzymywaniu przedmiotu w temperaturze podchładzania lub w temperaturze

końca chłodzenia ciągłego.

13. Obróbka cieplno-chemiczna polega na

a) wyżarzaniu normalizującym przedmiotu.
b) wzbogaceniu w węgiel lub azot powierzchniowej warstwy przedmiotu z miękkiej

stali.

c) ulepszaniu cieplnym materiału.
d) cięciu i gięciu metali.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Spawanie powinno odbywać się płomieniem

a) utleniającym.
b) nawęglającym.
c) redukcyjnym.
d) stałym.

15. Przy metodzie spawania w lewo palnik przesuwa się

a) z prawej strony do lewej.
b) z lewej strony do prawej.
c) z lewej strony do dołu.
d) nie ma znaczenia w którą stronę.

16. Korozja chemiczna polega na niszczącym działaniu

a) elektrolitów.
b) kwasów.
c) gazów lub cieczy.
d) zasad.

17. Korozja atmosferyczna powstaje, gdy wilgotność powietrza wynosi

a) 70%
b) 50%
c) 35%
d) 65%

18. Oksydowanie polega na wytwarzaniu na powierzchni stali warstwy

a) siarczków miedzi.
b) tlenków żelaza.
c) fosforanów żelaza.
d) tlenków aluminium.

19. Obsługa która występuje tylko jeden raz w całym okresie eksploatacji urządzenia to

obsługa
a) wielokrotna.
b) jednokrotna.
c) techniczna.
d) organizacyjna.

20. Proces niszczenia całej powierzchni metalu ze stałą prędkością nazywa się korozją

a) wżerową.
b) równomierną.
c) selektywną.
d) międzykrystaliczną.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko...................................................................................................................

Rozpoznawanie materiałów i podstawowych technik wytwarzania

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Zadania

Odpowiedzi

Punkty

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Dobrzański L. Metaloznawstwo i obróbka cieplna. WSiP. Warszawa 1997
2. Górecki A. Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP. Warszawa 1984
3. Górecki A., Grzegórski Z., Montaż, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń

przemysłowych. WSiP. Warszawa 1986

4. Kawecki J., Świdziński J., Zgorzelski S.: Blacharstwo. WSiP, Warszawa 1991
5. Mac S.: Obróbka metali z materiałoznawstwem. WSiP, Warszawa 1999
6. Martinek W., Michnowski Z. Dekarstwo i blacharstwo budowlane. WSiP. Warszawa 1990
7. Prowans S. Materiałoznawstwo. PWN. Warszawa 1980
8. Przybyłowicz K. Metaloznawstwo. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa 1992
9. Rudnik S. Metaloznawstwo. PWN. Warszawa 1996
10. Zawora J. Podstawy technologii maszyn. WSiP. Warszawa 2001
11. www.oke.waw.pl

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
blacharz 721[01] o1 04 n
blacharz 721[01] o1 04 u
blacharz 721[01] o1 04 n
blacharz 721[01] o1 04 n
blacharz 721[01] o1 03 n
blacharz 721[01] o1 02 n
blacharz 721[01] z1 04 n
blacharz 721[01] o1 01 n
blacharz 721[01] o1 05 u
blacharz 721[01] o1 05 n
blacharz 721[01] o1 01 u
blacharz 721[01] o1 02 u
blacharz 721[01] z1 04 u
blacharz 721[01] o1 03 n
blacharz 721[01] o1 01 n
blacharz 721[01] z1 04 u
blacharz 721[01] z1 04 n

więcej podobnych podstron