Ve výrobě se většinou jedná o velkoplošné díly, u kterých lokální stav povrchu nemůže interpretovat celý povrch. Zde je důležitější vizuální kontrola celého povrhu komplexně. Hotové svařence se před lakováním vždy brokují a stříkají základní barvou. Kvalita povrchu použitého plechu se pozná až po brokování, tzn. po odstranění okují. Snímky povrchu jednotlivých vzorků jsou uvedeny v příloze č. 4 až 6. Na obrázku 19 je vidět materiál vzorku 1 (Metallurgical Combine Azovstal) po obrokování. Obrázek 20 ukazuje ten samý materiál po přetmelení. Na obrázku 21 je vidět lakovaný povrch svařence se špatným základním povrchem bez úpravy tmelením a zabroušením tmelu (vylézají mapy tmelu). Tento povrch je pro zákazníky neakceptovatelný a celý díl se musí znovu povrchově opravit. Zatmelení děr po brokování a následné broušení jsou další vícepráce. Tyto důležité kroky sebou nesou další časové a finanční nároky.
Obrázek 19: Materiál firmy Metallurgical Combine Azovstal po obrokování
37
Obrázek 20: Zakytování děr po brokování
Obrázek 21: Výsledný povrch součásti pro zákazníka
38
4 Závěr
Cílem bakalářské práce bylo hodnocení vhodnosti jednotlivých používaných plechů pro současnou výrobu ve společnosti Kadlec s. r. o. Hodnoceny byly základní mechanické vlastnosti plechů tloušťky 8 mm z oceli S355J0 EN 10027-1 od 3 různých dodavatelů, stav povrchu materiálů a jejich drsnost. V současné době se cena materiálu pohybovala na hranici 11 až 12 Kč/kg ocelového plechu. Je to nejnižší cena za více jak posledních 10 let. Cena tabule P.8x2000x6000 se tak pohybuje kolem 10 000 Kč. Ceny pro jednotlivé dodavatele se neliší více jak o 1 Kč/ kg. Společnost Kadlec s. r. o.
odebírá velké množství tabulí plechů, což váže značné finanční prostředky. Výše ceny polotovaru opravňuje k výběru optimálního dodavatele materiálu.
Tahovou zkouškou byly zjištěny základní mechanické vlastnosti hodnocených materiálů. Bylo zjištěno, že skutečné hodnoty mechanických vlastností (mez kluzu, mez pevnosti a tažnost) u materiálů ze vzorku 1 a 2 se výrazně liší od hodnot uvedených v materiálovém listu výrobce. Tato nesrovnalost může být způsobena deformačním stárnutím materiálů. S ohledem na získané výsledky se jako nejvhodnější materiál pro výrobu hodí materiál od společnosti ArcelorMittal Ostrava a. s., který také vykazuje nejlepší hodnoty komplexního ukazatele tvařitelnosti.
Při porovnání materiálových listů a normy ČSN EN 10025 bylo zjištěno (tabulka 4: Chemické složení oceli S355J0), že se výrobci plechů snaží dodržovat maximální procentuální podíl legujících prvků. Nejdůležitější legurou je zde mangan, který zvyšuje pevnost plechu. Nejvyšší přítomnost tohoto prvku deklaruje materiálový list (příloha č. 8) z U. S. Steel Košice s. r. o. a zároveň tuto skutečnost potvrzuje graf 1.
Jakost povrchu byla hodnocena vizuálně na zvětšeném povrchu a měřením drsnosti povrchu. Porovnáním drsnosti povrchu materiálu bylo zjištěno, že lokální rozdíly hodnot drsnosti jsou s ohledem na velikost ploch dílů nepodstatné. Nejmenší hodnoty drsnosti byly zjištěny pro vzorek 2, tj. materiál společnosti U. S. Steel Košice s. r. o. Pod mikroskopem je materiál kompaktní a nevykazuje žádné větší defekty.
39 Z výše uvedených závěrů je pro výrobu ve firmě Kadlec s. r. o. dále doporučován materiál od společnosti ArcelorMittal Ostrava a. s. s doporučením i nadále kontrolovat stav povrchu, alespoň vizuální kontrolou přímo na pracovišti.
Nutno říci, že hodnocení stavu povrchu není úplně optimální a bylo by vhodné měřit drsnost povrchu, resp. hodnotit stav povrchu až po obrokování povrchu plechu. Jelikož největší problémy s povrchovou úpravou vytvářejí lokální defekty, respektive zaválcované okuje do povrchu plechu, který je jinak ve zbývající ploše bezvadný. Tyto defekty nelze předem s jistotou lokalizovat. Toto měření, vzhledem k velikosti vyráběných dílů a náhodnosti výskytu povrchových defektů, by muselo probíhat přímo na pracovišti na reálných dílech.
40
Seznam použitých zdrojů
1. ČSN 42 5390. Rebrované plechy z ocelí tried 10 a 11 valcované za tepla. Praha:
ÚNMZ, 1990.
2. LENFELD, Petr. Technologie II. Část 1., Tváření kovů. Vyd. 2. Liberec:
Technická univerzita v Liberci, 2009. ISBN 978-80-7372-466-5.
3. ČSN EN 10029. Plechy ocelové válcované za tepla, tloušťky od 3 mm. Mezní úchylky rozměrů, tvaru a hmotnosti. Praha: ÚNMZ, 2011
4. ČSN 42 5310. Plechy tlusté z ocelí tříd 10 až 16 válcované za tepla. Rozměry.
Praha: ÚNMZ, 1991
5. HLUCHÝ, M., KOLOUCH, J., Strojírenská technologie 1 – 1. díl, Scientia Praha 2002
6. VELES, P.: Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov, ALFA Bratislava 1989 7. VALČÍK, J.: Moderní metody ohýbání plechů, VUT Brno 2008
8. PROCHÁZKA, L.:Možnosti zamezení vzniku defektů při ohýbání trubek, VUT Brno 2015
9. ČSN EN 10025 Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí - Část 2:
Technické dodací podmínky pro nelegované konstrukční oceli. Praha: Úřad pro
technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2005, 36s.
10. ČSN EN ISO 4287. Geometrické požadavky na výrobky (GPS) - Struktura povrchu: Profilová metoda - Termíny, definice a parametry struktury povrchu.
Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 1999.
24 s.
11. ČSN EN ISO 6892. Kovové materiály - Zkoušení tahem - Část 1: Zkušební metoda za okolní teploty. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní
zkušebnictví, 2002, 48 s.
12. FABÍK, Richard. Tváření kovů: učební text: studijní materiály pro studijní program Metalurgické inženýrství Fakulty metalurgie a materiálového
41 inženýrství [online]. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2012 [cit. 2016-05-28]
13. Tensile test and Stress-Strain Diagram. SubsTech [online]. [cit. 2016-06-01].
Dostupné z:
http://www.substech.com/dokuwiki/lib/exe/fetch.php?w=&h=&cache=cache&me dia=stress-strain_diagram.png
14. Curved Beams. CODECOGS [online]. 2011 [cit. 2016-06-05]. Dostupné z:
http://www.codecogs.com/library/engineering/materials/curved-beams.php 15. Brokování. CHALKO Semily [online]. 2009 [cit. 2016-06-28]. Dostupné z:
http://www.chalko.cz/?blasting
16. Oberflächenmessraum. IFAS [online]. [cit. 2016-06-28]. Dostupné z:
http://www.ifas.rwth-aachen.de/html/01_about/04_equipment.php?content=ober&lang=de
17. LITOCHLEBOVÁ, S.:Technologie výroby součásti tvářením, VUT Brno 2010
42
Seznam příloh
Příloha č. 1: Výsledek zkoušky tahem vzorku 1 Příloha č. 2: Výsledek zkoušky tahem vzorku 2 Příloha č. 3: Výsledek zkoušky tahem vzorku 3 Příloha č. 4: Vzorek 1 před a po tahové zkoušce Příloha č. 5: Vzorek 2 před a po tahové zkoušce Příloha č. 6: Vzorek 3 před a po tahové zkoušce
Příloha č. 7: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 1 Příloha č. 8: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 2 Příloha č. 9: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 3
43
Seznam obrázků
Obrázek 1: Typický výrobek společnosti Kadlec – model vozu na kukuřici ... 11
Obrázek 2: Kalibrované válce pro válcování profilu [12] ... 12
Obrázek 3: Zatěžovací diagram s výraznou mezí kluzu [13] ... 19
Obrázek 4: Zkouška ohybem [14] ... 20
Obrázek 5: Tryskací box ve firmě Kadlec s. r. o. ... 23
Obrázek 6: Neupravený a obrokovaný povrch[16] ... 24
Obrázek 7: Volba osy ohybu [2] ... 25
Obrázek 8: CNC ohraňovací lis ve firmě Kadlec s. r. o. ... 26
Obrázek 9: Trhliny při ohybu materiálu [7] ... 27
Obrázek 10: Odmaštěný povrch vzorku 1 ... 28
Obrázek 11: Odmaštěný povrch vzorku 2 ... 29
Obrázek 12: Odmaštěný povrch vzorku 3 ... 29
Obrázek 13: Pálící stroj v areálu firmy Kadlec s. r. o. ... 30
Obrázek 14: Zkušební tyč plochá - výkres ... 30
Obrázek 15: Zkušební zařízení TIRATEST 2300 se zkušební tyčí ... 31
Obrázek 16: Měřicí přístroj MarSurf PS1 [16] ... 33
Obrázek 17: Průběhy zkoušek drsnosti vzorků ... 35
Obrázek 18: Optický mikroskop NEOPHOT 21 ... 36
Obrázek 19: Materiál Azovstal po obrokování ... 36
Obrázek 20: Zakytování děr po brokování ... 37
Obrázek 21: Výsledný povrch součásti pro zákazníka ... 37
44
Seznam tabulek
Tabulka 1: Mezní úchylky rozměrů - tloušťka ČSN EN 10029 Tabulka 2: Mezní úchylky plechu - šířka ČSN EN 10029 Tabulka 3: Mezní úchylky plechu - délka ČSN EN 10029
Tabulka 4: Chemické složení oceli S355J0 dle normy ČSN EN 10025 - výběr Tabulka 5: Průměrné hodnoty mechanických vlastností vybraných materiálů Tabulka 6: Komplexní ukazatel tvařitelnosti
Tabulka 7: Drsnosti povrchu vzorků
45
Seznam grafů
Graf 1: Grafické znázornění tahové zkoušky
Příloha č. 1: Výsledek zkoušky tahem vzorku 1
Příloha č. 2: Výsledek zkoušky tahem vzorku 2
Příloha č. 3: Výsledek zkoušky tahem vzorku 3
Příloha č. 4: Vzorek 1 před a po tahové zkoušce
Příloha č. 5: Vzorek 2 před a po tahové zkoušce
Příloha č. 6: Vzorek 3 před a po tahové zkoušce
Příloha č. 7: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 1
Příloha č. 8: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 2
Příloha č. 9: Naskenovaný materiálový list od dodavatele vzorku 3