NIS
Nábytkářský informační systém

Kovy


Základní charakteristika kovů a kovového nábytku

Nábytek vyrobený z kovu – rozeznáváme nábytek celokovový, který se používá převážně v nebytových interiérech např. v nemocnicích, kancelářích, k zařízení šaten atd. Další skupinu tvoří nábytek kovový v kombinaci s ostatními materiály jako jsou dřevo, čalounění, plast, sklo atd. S touto vzájemnou kombinací ostatních materiálů s kovem se setkáváme mnohem častěji a to především v bytových interiérech.

 

Ludvíkovské křeslo Jana Plecháče – kolekce Icons 2010
Ludvíkovské křeslo Jana Plecháče – kolekce Icons 2010



Kov v konstrukci a designu nábytku
Kovy jsou tradiční materiály používané ve funkci základních a pomocných konstrukčních prvků. Používají se slitiny na bázi železa a barevných kovů.


Slitiny na bázi železa ve formě plechů, trubek, profilů, odlitků apod. se aplikují ve výrobě:

  • Kovového nábytku (podnože, trubkové konstrukce židlí a křesel, skříňový nábytek)
  • Spojovacích prvků (vruty, hřebíky, sponky, spojovací kování atd.)
  • Montážní kování (závěsy, kování pro posuvné dveře, korpusy zásuvek a výsuvy, zámky a uzavírací systémy, kování pro rozkládací stoly a jiné)
  • Doplňkový sortiment (drátěný program, vybavení do kuchyní, ložnic a koupelen)

 

Příklady použití kovu v různých materiálových kombinacích v konstrukci a designu nábytku

Kov - kovové prvky nacházejí široké uplatnění v nábytkářské výrobě jak u nábytku určeného do interiéru, tak exteriéru, např. zahradní nábytek apod. Proto bývají tyto materiály použity ve výrobě dřevěného a čalouněného nábytku, ale i nábytku vyrobeného z nedřevěných materiálů a ostatních přírodních materiálů. Povrchová úprava se provádí po dokonalém očistění a odmaštění obrobku.

Kovové prvky mohou též ve výrobku plnit funkci spojovacího materiálu - vruty, hřebíky, sponky, šrouby apod. Dále se s nimi můžeme setkat ve formě ozdobných prvků jako jsou ozdobné lišty, úchytky, zámky, závěsy apod.

Ve výrobě čalouněného nábytku plní funkci pružících prvků ale i koleček a kluzáků. Kovové prvky se používají i k výrobě viditelných části koster židlí a křesel, ale i k výrobě různých podnoží stolů a skříní.

 

Historie výroby železa

První doložené znalosti železa jsou doloženy nálezy už ze starší doby kamenné. Protože však ještě několik tisíc let člověk neuměl dosáhnout teplot nutných pro tavbu železných rud, šlo o železo, které se v přírodě nacházelo v ryzí formě (tzv. meteorické železo - železo-niklové meteority).

 

První železné předměty vyráběné tavbou pozemských železných rud pochází z období 3000 až 2000 let př. n. l. z oblasti Egypta, Anatolie (poloostrov Malá Asie, dnešní Turecko), Mezopotámie (území dnešního Iráku) a údolí řeky Indus (dnešní Pákistán). Železo bylo vhodnějším kovem než bronz kvůli vyšší tvrdosti a hojnosti železných rud, i když kvůli vysoké teplotě tavení rud (1300 až 1350 ºC) bylo jeho získávání technologicky náročnější. Záhy tak vytlačilo bronz a stalo se nejvýznačnějším používaným kovem, podle něhož byla pojmenována i celá etapa vývoje lidské společnosti - doba železná (na našem území asi 750 př. n. l. - 0).

Původně se železo vyrábělo přímo z rud v pecích různých obměn, vytápěných dřevěným uhlím. Vyredukované železo ve formě tzv. železné houby bylo pórovité a nebylo dobře oddělené od strusky, díky menšímu obsahu uhlíku ale bylo kujné. Nástup průmyslové revoluce počátkem 19. století přinesl nový zájem o nejdůležitější konstrukční materiál strojů - železo. Výroba se koncentrovala do míst výskytu železných rud (Králův Dvůr, Vítkovice, Třinec) a do míst výskytu uhlí, ze kterého se vyráběl vysokopecní koks (Kladno, později také Ostravsko).

 

Historie kovového nábytku

V historii nábytku z kovových trubek je možné sledovat tři podstatné prameny jeho budoucího rozvoje. Za prvé bylo možné se setkávat s kovovým nábytkem zahradním, užívaným ve školách a nemocnicích. Používal se také v továrnách a ve vybavení bytových interiéru. Většinou šlo o levný užitkový nábytek z litého a kovaného železa, později také z kovových trubek. Zvláště nemocniční a školní, ale i jiný mobiliář byl konstruován jednoduše a trvanlivě. Konstrukce a tvary tohoto nábytku byly odvozeny od dřevěného nábytku. Přesto měl tento druh nábytku také některé zvláštní znaky, byl sériově vyráběn, hygienický a levný.

 

K prvním vynálezcům kovového nábytku patří německý architekt Marcel Breuer, který v roce 1925 začal experimentovat s využitím trubkové oceli. První moderní klubovka s lehkým pevným ocelovým rámem znamenala převrat v koncepci sedacího ná­bytku.

 

Výrobci nábytku z kovových trubek tvořili v první polovině 20. století různorodou společnost jak v oborovém původu tak i objemu provozu, ve formě výroby a podnikání stejně jako ve vztahu k modernímu designu. Konstrukce vedla také k rozdílné kvalitě výrobku. Vedle za studena tažené bezešvé trubky byla použita také svařovaná trubka, ohýbání se provádělo nejen za studena, ale i za tepla. Pružící kvalita, efekt, ocelové trubky se vytratil.

Nábytek z kovových trubek se mezitím rozšířil, hlavně v kancelářích, školách, nemocnicích a čekárnách. V oblasti bydleni si dřevo jako materiál převzal znovu svoje dominantní postaveni.

 

Kovový nábytek podle materiálové kombinace dělíme do následujících skupin:

  • celokovový
  • kov – dřevo
  • kov – čalounění
  • kov – plast
  • kov – sklo
  • nebo vzájemná kombinace kovu, skla, plastů, dřeva a čalounění


Celokovový nábytek - postel

Celokovový nábytek - postel

 


Kombinace kovu a dřeva  – psací stůl (Marcel Breuer)

 

 

Kombinace kovu a skla  – jídelní stůl

Kombinace kovu a skla  – jídelní stůl

 

 


Kombinace kovu a kůže  – křeslo (Marcel Breuer)

Kombinace kovu a kůže  – křeslo (Marcel Breuer)

 


Kombinace skla, kovu a plastu – jídelní stůl (sklo-kov), židle (kov plast)


Kombinace skla, kovu a plastu – jídelní stůl (sklo-kov), židle (kov plast)

Stůl a 4 židle, hnědá, Kavat bílá – výrobce Ikea
Stůl a 4 židle, Design - Tord Björklund/Ola Wihlborg - výrobce Ikea




Ocel a železo

Ocel - je slitina železa s uhlíkem, která obsahuje méně než 2,06% uhlíku. V praxi jsou jako ocele označovány slitiny které obsahují převážně železo a které je možno tvářet. Při obsazích uhlíku vyšších než 2,06% hovoří se o litinách. Zde je uhlík vyloučen jako grafit nebo cementit. Může se vyskytovat ve více fázích, které popisuje fázový binární diagram železo-uhlík.

 

Druhy ocelí

V současné době je vyráběno asi 2 500 druhů ocelí. V normách (ČSN, DIN, atd.) jsou ocele rozděleny do skupin jednak podle chemického složení, jednak podle struktury a mechanických a fyzikálních vlastností.

 

Podle chemického složení jsou oceli rozdělovány do následujících skupin:

  • Nelegované oceli (Zvané také uhlíkové oceli. Obsah legujících prvků je nižší než 2%. Zpravidla nejsou tepelně zpracovány.
  • Nízkolegované oceli (Obsah legujících prvků po odečtení obsahu uhlíku je nižší než 5%. Mají podobné vlastnosti jako oceli nelegované, ale jsou vhodné pro tepelné zpracování. Tepelným zpracováním je u nich možno ovlivnit mechanické vlastnosti.
  • Vysoce legované oceli (Obsah legujících prvků je vyšší než 5%. Kombinací legujicích prvků se dosahuje potřebných mechanických, fyzikálních a chemických vlastností.

 

Železo - chemická značka Fe, (lat. Ferrum) je kovový prvek významně zastoupený na Zemi i ve vesmíru. Má všestranné využití při výrobě slitin pro výrobu většiny základních technických prostředků používaných člověkem. Objev výroby a využití železa byl jedním ze základních momentů vzniku současné civilizace. V přírodě se železo vyskytuje ve formě sloučenin v mnoha rudách, které mohou být průmyslově využity k jeho výrobě. Vyrobené surové železo obsahuje různé příměsi, zejména větší množství uhlíku (3 – 5 %). Dobře se odlévá, výsledný produkt - litina, je poměrně pevný a tvrdý, ale velmi křehký a možnost jeho dalšího mechanického opracování po odlití je minimální. Z litiny se vyrábějí předměty, u kterých není vyžadována přesná rozměrová tolerance nebo vysoká odolnost proti nárazu. Příkladem mohou být pláty kamen, radiátory ústředního topení, kanálové poklopy nebo podstavce těžkých strojů.

 

Základní kovy

Cín – má velmi nízký bod tání a je dobře kujný a odolný vůči korozi. Nachází využití při výrobě slitin (bronz, pájky, ložiskový kov), v potravinářství při dlouhodobém uchovávání potravin (pocínování konzerv, cínové fólie) a při výrobě uměleckých předmětů.

Hliník - Je velmi lehký kov bělavě šedé barvy, velmi dobrý vodič elektrického proudu, široce používaný v elektrotechnice a ve formě slitin v leteckém průmyslu a mnoha dalších aplikacích.

Měď - Ušlechtilý kovový prvek načervenalé barvy, používaný člověkem již od starověku. Vyznačuje se velmi dobrou tepelnou a elektrickou vodivostí, dobře se mechanicky zpracovává a je odolný proti atmosférické korozi. Je základní součástí řady velmi důležitých slitin a mimořádně důležitý pro elektrotechniku.

Zinek - Je měkký lehce tavitelný kov, používaný člověkem již od starověku. Slouží jako součást různých slitin, používá se při výrobě barviv a jeho přítomnost v potravě je nezbytná pro správný vývoj organizmu.

Hořčík - je lehký, tvrdý stříbrolesklý kov, druhý nejlehčí z kovů alkalických zemin. Využívá se při výrobě lehkých a pevných slitin, jako redukční činidlo v organické syntéze a při pyrotechnických aplikacích.

 

 

Slitiny kovů - Slitina je ztuhlý roztok dvou i více kovů


Těžké slitiny kovů

Bronz -  slitina mědi a cínu, kromě těchto dvou kovů obsahuje bronz i jiné kovy jako přísady, jako např. zinek, olovo, mangan, hliník, křemík apod. Je dobře slévatelný, tvrdý a pevný, při tuhnutí se málo smršťuje.

Mosaz - slitina mědi a zinku, do 36 % zinku je možno mosaz tvářet i za studena, jinak za tepla, protože s větším obsahem zinku nabývá mosaz na křehkosti a lámavosti. K nejznámějším druhům mosazi patří tombak, pravá mosaz, kujná mosaz, litá mosaz, speciální mosaz, tvrdé pájky atd.

Lehké slitiny kovů – sem patří slitiny hliníku a hořčíku. Hliník se slévá s mědí, manganem, křemíkem, hořčíkem, železem apod. Slitiny hliníku jsou pevné, tvrdé, za tepla dobře tvárné kováním, lisováním, válcováním a tažením. K nejznámějším slitinám hliníku patří - dural, ostravial, duranilium.


Strojní obrábění kovů

  • Vrtání
  • Soustružení
  • Frézování
  • Broušení

 

Zpracování kovových materiálů tvářením

  • Válcování (je tváření kovu za tepla s výjimkou tenkých plechů tlakem mezi dvojicemi válců válcovací stolice)
  • Lisování (je tváření kovu za studena, tak aby kovové výrobky dostaly určitý tvar a velikost. Ke tváření patří přetváření, tažení, ražení a protlačování - přetváření je zpracování kovových polotovarů za studena ohýbáním na ohýbadle, vyrovnávání zdeformovaných plechů mezi rovnacími válečky, lemování, obrubování a žlábkování plechu na obrubovacím stroji)
  • Kování (tváření materiálu obvykle za tepla rázem ručního kladiva, bucharu, kovacího stroje)
  • Tažení (je tváření kovu za studena a používá se při výrobě drátu, tyčí a trubek přesných rozměrů. tažením se materiál zeslabuje a prodlužuje, jeho průměr)

 

Povrchová úprava kovů

Úpravu kovových povrchů můžeme provádět buď mechanicky, nebo chemicky. Mechanická úprava povrchu je taková úprava kterou materiál upravujeme pomocí  – broušení, kartáčování, leštění, omílání, otryskávání. Rozeznáváme uvedené povrchové úpravy kovových materiálů:

  • Úpravy povrchu nátěrovými hmotami – povlaky z nátěrových hmot tvoří nejrozšířenější skupinu povrchových úprav. K vytvoření nátěrového filmu se používají nátěrové hmoty, které po nanesení vhodnou nanášecí technikou na dílec, nebo výrobek vytvoří rovnoměrný souvislý film, který je schopen odolávat
  • Úpravy povrchu práškovými plasty – práškové plasty jsou malé částice o velikost cca do 500µm, které se po nanesení roztaví a spojí a vytvoří souvislý povlak.
  • Úprava pomocí smaltu – smalt je sklo daného chemického složení, které umožňuje natavení na kovový povrh za vytvoření celistvého ochranného povlaku.

 

Základní vlastnosti kovů:

  • Chemické vlastnosti
  • Fyzikální vlastnosti
  • Fyzikálně-mechanické vlastnosti
  • Mechanicko-technické vlastnosti

 

Chemické vlastnosti - kovy jsou charakterizovány svou rozpustností v kyselinách a zásadách, za vzniku příslušných kovových solí. Nejdůležitější chemická vlastnost kovů je koroze – při ní dochází k porušování celistvosti kovových předmětů (vzniká při působení atmosféry nebo chemických látek na povrch kovu)

 

Fyzikální vlastnosti – jsou takové vlastnosti, které se zabývají povahou, pevností a charakterem kovové vazby a podmiňují řadu fyzikálních vlastnosti (hustota, tepelné vlastnosti, délkové a objemové vlastnosti, elektrické vlastnosti atd.)

 

Fyzikálně-mechanické vlastnosti – se projevují působením vnějších sil na kov (pevností, tvrdostí, houževnatostí atd.

 

Mechanicko-technické vlastnosti – se projevují souhrnem všech vlastností týkajících se namáháním materiálu na tah, tlak, krut, střih, a ohyb. Tato jednotlivá namáhání obvykle nepůsobí samostatně, nebo v různých kombinacích. Materiál je tedy vystaven složenému namáhání. Například materiál je namáhán současně tahem, ohybem i krutem. Aby mohl materiál odolávat těmto namáháním, musí mít určité vlastnosti, jako pevnost, tvrdost, pružnost, tvárnost  křehkost aj.