)
40 ton rocznie to mao czy duo? Zaley gdzie i czego. Jeli mwimy o rudzie elaza, to prawie nic. Jeli natomiast mwimy o lutowiach specjalnego przeznaczenia - to bardzo duo. Gliwicki Inmet, samodzielny Zakad Przetwrstwa Metali, utworzony przez Instytut Metali Nieelaznych, produkuje rocznie tak wanie ilo spoiw twardych. Okoo 80 procent produkowanych przez zakad lutowi sprzedawane jest za granic. Jeli natomiast idzie o spoiwa wysokomanganowe, cao produkcji odbieraj Stany Zjednoczone.
Wikszo z nas spotyka si z cyn jako materiaem stosowanym do lutowania. Wystarcza ona do poczenia dwch przewodw w domowej instalacji elektrycznej. W takich jednak branach, jak grnictwo, przemys elektromaszynowy, technika lotnicza czy niektre technologie militarne, ale take jubilerstwo, gdzie wymagana jest wysoka trwao i odporno poczenia na rne czynniki, stosuje si specjalny rodzaj spoiw, tzw. lutowia twarde.
Trudno wyobrazi sobie trwae narzdzia grnicze wykonane z normalnej stali, bo byyby zbyt sabe. Trudno te budowa je w caoci z wglikw spiekanych, bo byyby zbyt drogie. Zatem wiksza cz urzdzenia budowana jest ze stali. Jednak sama kocwka elementu wierccego czy frezujcego (cian wgla czy nawierzchni autostrady) wykonana jest z niezwykle trwaych, ale te kosztownych materiaw spiekanych - wglikw. Nie da si ich jednak poczy ze stal ani za pomoc spawania, ani zgrzewania. Skuteczn metod czenia ostrzy z reszt urzdzenia jest lutowanie. Aby narzdzia te mogy efektywnie pracowa w niezwykle trudnych warunkach, naraone na dziaanie ogromnych si i bardzo wysokich temperatur, trzeba stosowa specjalne technologie lutowania (proces lutowania odbywa si w temperaturach 600-1000o C) i specjalne spoiwa, niezwykle wytrzymae mechanicznie i odporne termicznie - lutowia twarde. Technologie wytwarzania najbardziej wyszukanych spoiw zostay opracowane w gliwickim Inmecie, kierowanym przez dr. in. Stanisawa Ksiarka, ktry jest take wspautorem wikszoci zastosowanych w tej dziedzinie technologii i uzyskanych patentw.
Zakad produkuje kilka rodzajw lutowi twardych, m.in.: srebrowe kadmowe, srebrowe bezkadmowe, bezsrebrowe oraz fosoforowe na bazie miedzi rwnie z dodatkiem srebra (nie wymagaj topnika, ktrego rol spenia fosfor). Bardzo wan czci produkcji - 4-5 ton rocznie - s lutowia wysokomanganowe. Zawieraj one 38 procent manganu. Nikt inny w wiecie nie opanowa technologii wytwarzania takich spoiw. Mangan zawarty w stopie w tak duej iloci (ponad 30 proc.) w znacznym stopniu utrudnia przerbk plastyczn. Aby otrzyma takie spoiwo, trzeba speni bardzo wiele wymogw technologicznych. Produkcja musi by wykonywana przy bardzo wysokiej czystoci surowcw wsadowych, a samo wytapianie stopu odbywa si w prni. Inmet musia rozoy produkcj na kilka etapw. Dochodzenie do ostatecznej postaci handlowej lutowia wysokomanganowego, czyli tam i drutu, odbywa si w kilku miejscach, nie tylko w samym Inmecie, ale take m.in. w walcowni bruzdowej Huty Batory.
W lutowiach wysokomanganowych wykorzystano pewne korzystne cechy tego minerau: stosunkowo wysok temperatur topnienia oraz fakt, e managan uatwia tworzenie pocze metalurgicznych ze stalami i wglikami. Pozwala to uzyska niezwykle trwae i wysokowytrzymae poczenia. Mangan jest zarazem zdecydowanie taszy ni srebro i w wielu przypadkach spoiwa zawierajce ten pierwiastek mog zastpi lutowia na bazie srebra. Jednak technologia wytwarzania tego lutowia jest niezwykle skomplikowana. Nie wystarczy bowiem wytworzenie stopu z zachowaniem odpowiedniej proporcji skadnikw, aby otrzyma lutowie w postaci handlowej. Ono musi mie okrelone, powtarzalne, trwae wasnoci i posta umoliwiajc konkretne zastosowania, w tym przypadku do procesu lutowania.
Take produkcja spoiw twardych na bazie srebra i miedzi nie jest prosta. Aby uzyska iwymagan handlowo posta takich lutowi o niewielkiej plastycznoci, Inmet wykorzysta patent profesorw Andrzeja Korbela i Wadysawa Bochniaka z Akademii Grniczo-Hutniczej, tzw. sposb wyciskania metod KOBO. W specjalnej prasie KOBO (na fot.), oprcz klasycznego ukadu, ktry powoduje nacisk osiowy na wyciskany materia, wprowadza si dodatkowo rewersyjny ruch matrycy, czyli skrcanie o okrelonym kcie i czstotliwoci, ktre uatwia zdecydowanie proces wyciskania, i to w sposb niezwykle efektywny. Na przykad, z prta o rednicy 50 milimetrw mona uzyska drut o rednicy 2,5 milimetrw, co znaczy, e stopie przerobu przekracza 400. Przedsibiorstwo HpH S.A. z Katowic, wsplnie ze specjalistami z INMETU, stosujc patent uczonych z AGH, zbudowao prototypow pras KOBO o nacisku do 250 ton. W wyniku zastosowaniu tego urzdzenia, co byo moliwe dziki wsppracy jednostki badawczo-rozwojowej (IMN), uczelni (AGH) i przedsibiorstwa (HpH, a INMET take jest de facto przedsibiorstwem na wasnym rozrachunku finansowym), znacznie skrcono czas cyklu technologicznego, zmniejszono jego pracochonno i energochonno.
Innowacyjno bada i prac wdroeniowych prowadzonych nad lutowiami twardymi w Inmet doceni KBN, ktry przyzna jednostce IMN rodki na realizacj projektw badawczych celowych z tej dziedziny.