Особенности металлообработки

Различные виды металлов и сплавов широко используются во всех сферах жизнедеятельности человека и служат основным конструктивным материалом для крепежных изделий, строительных конструкций, машин, приборов, оборудования и т.д. Чтобы получить готовое изделие нужной формы и габаритов, применяется металлообработка металлов, которая осуществляется со строгим соблюдением технологических требований и стандартов качества. Для достижения высоких качественных характеристик промежуточного и конечного продукта необходимо наличие высокоточного металлообрабатывающего оборудования и квалифицированных специалистов.

На сегодняшний день используется несколько видов обработки металлов. К наиболее популярными следует отнести:

• механическую обработку металлов;
• литейное производство;
• металлообработку давлением;
• сварку металлов.

При производстве металлических изделий с повышенными защитными и декоративными свойствами часто применяется химическая металлообработка, целью которой является создание на поверхности материала износостойкого, прочного и красивого покрытия (пассирование, оксидирование, оцинкование, хромирование, никелирование).

Механическая металлообработка

Механическое воздействие на металл подразумевает формирование заданной геометрии изделия путем:

• токарной обработки: доведение обрабатываемой детали до нужных параметров размера и формы путем снятия излишков металла при помощи токарного станка и режущего инструмента;
• нарезания резьбы: чаще всего выполняется технологией лезвийной обработки резанием или накатывания при помощи роликов и резьбонакатных головок;
• резания абразивными материалами: применяется галтовка, гидроабразивная обработка, шлифование, отрезание и разрезание заготовок. В качестве абразивных инструментов применяются отрезные круги, бруски, ленты с зернами абразива.
• давлением на плоскость: этот вид металлообработки основан на применении различных прессов и гильотин для металла, которые позволяют выполнять гибку, высадку, резку исходного материала.

Литье

Литейное производство позволяет получить изделие (заготовку) необходимого типоразмера за счет заливки расплавленного металла в подготовленную форму. Материалом для литья служат чугун, сталь, магниевые и цинковые сплавы, медь, алюминий. Если необходимо добиться изначальной высокой прочности и ударной вязкости используются углеродистые марки стали. Важным сопутствующим процессом обработки металла являются различные способы термического воздействия на изделия (термообработка), которые изменяют конструкционные свойства материала, не затрагивая его химическую структуру: отжиг, закалка, отпуск, нормализация.

На выбор технологии литься оказывают влияние вид металла, объем выпускаемой серии, размер изделия, допустимые нормы припуска на механическую обработку. К прогрессивным способам литья следует отнести:

• центробежное литье;
• литье в кокили (разборные металлические формы);
• точное литье по выплавленному образцу;
• литье в формы с оболочкой;
• литье под давлением.

Для расплавки металла применяются конверторы, тигельные горны, шахтные, индукционные и дуговые печи. Автоматизация процесса литья и использование современного формовочного оборудования позволяют изготавливать мелкие изделия с точно заданной геометрией.

Обработка давлением

Металлообработка давлением включает в себя целый ряд особых технологий, которые обеспечивают высокое качество и доступность метизов:

• ковка;
• волочение;
• прессование;
• штамповка;
• прокатка.

Объемная и листовая штамповка металлов осуществляются при помощи молотов, прессов и форм с заданным очертанием и обеспечивает сверхбыстрое изготовление изделия. Волочение способствует увеличению длины заготовки и позволяет добиться высокого качества поверхностей и точных размеров. Ковка выполняется на ковочных молотах или гидравлических прессах и обеспечивает необходимую форму изделия путем ударов по металлу. Прессование позволяет получить изделие со сложным профилем за счет продавливания металла через специальные матрицы с отверстиями. Широкое распространение получила прокатка металла, базирующаяся на уменьшении поперечной площади материала за счет сдавливания различными типами вращающихся валков.

Сварка

Обработка металлов при помощи сварки основана на формировании неразъемного соединения между металлическими поверхностями. Для этого металл может нагреваться до температуры плавления (сварка плавлением металла) или сильно сдавливаться при достижении пластичного состояния (сварка пластическим деформированием).

В зависимости от источника нагрева металла принято выделять следующие виды сварки:

• химическую (термитная, газовая): используется горение порошковой смеси из алюминия и железа (термита) или газа (водород, ацетилен, природный газ);
• электрическую (дуговая, контактная): используется нагрев материала электродугой или пропуск электрического тока через скрепляемые поверхности.

Обработка металлов при помощи контактной электросварки может быть стыковой, точечной или роликовой. Роликовая сварка является наиболее эффективной, поскольку позволяет быстро получить сплошной, равномерный и герметичный сварной шов.