Обработка металла выполняется с использованием разнообразных технологий. В статье подробно рассмотрим основные способы металлообработки: механические (резка и под давлением), электрические, термические (в том числе сварка) и химические.
Механические способы металлообработки
Поскольку давление также представляет собой механическое воздействие, подобные технологии обработки металлов также включим в эту категорию. А начнем с вариантов резания изделий из металла: сверления, точения, фрезерования, шлифования и собственно резки.
Металлообработка резанием
Сверление.
Выполняется на сверлильных и токарных станках, которые также поддерживают функцию сверления. Цель этой операции — создание в деталях отверстий нужных размеров. Бывают сквозные и глухие отверстия: последние не проходят материал насквозь.
Точение.
Токарная обработка выполняется при помощи специальных резцов, которые придают заготовкам определенную форму: например, коническую или цилиндрическую.
Фрезерование.
Эту операцию можно назвать продвинутым сверлением, поскольку при фрезеровании в заготовке создаются углубления или резьба. Также выполняется обработка торцов деталей.
Шлифование.
Главной задачей процесса шлифования является снижение шероховатости поверхности деталей, доведение этого значения до нормативного уровня, указанного в технической документации.
Резка.
Эта операция выполняется на станках или с помощью ручного инструмента. Кроме того, резание металла может производиться и под давлением.
Обработка металла под давлением
Прокатка.
Прокатка металлических заготовок может быть горячей и холодной. Холодный прокат часто является дополнительной операцией при обработке заготовок. Он повышает точность размеров металлических изделий и делает поверхность более качественной.
Штамповка.
Холодное штампование применяется для изготовления объемных деталей из простых заготовок кубической, цилиндрической, шарообразной формы. С помощью листовой штамповки изготавливают такие изделия, как, например, корпуса транспортных средств, а также всевозможные мелкие детали.
Прессование.
Прессованием или экструзией называют процесс выдавливания материала через технологические отверстия экструдера. В результате получаются заготовки, из которых затем формируют готовые изделия при помощи других технологии механической обработки металла. Отметим, что заготовки из мягких металлов (меди, алюминия) и их сплавов обрабатываются без нагрева, а заготовки из стали — по технологии горячего прессования.
Волочение.
В этом случае заготовку протягивают через отверстие с целью получения длинномерных изделий: например, труб малых диаметров или прутка.
Ковка.
Бывает ручной и механизированной. Ручная ковка позволяет создавать предметы любой формы, в том числе настоящие произведения искусства.
Термическая обработка металла
Отжиг.
Этот процесс термической обработки металла применяется для улучшения характеристик заготовок. Нагрев до определенной температуры с последующим охлаждением делает их более ковкими и пластичными, а также с материала снимается внутреннее напряжение.
Закалка.
Применяется для повышения прочности материала. В процессе закалки металл нагревают до температуры плавления и некоторое время оставляют в таком состоянии, после чего остужают в воде или иной жидкости. За закалкой обычно следует отпуск, при котором выполняется уже не такой сильный нагрев, а затем медленное охлаждение. Цель отпуска заключается в уменьшении хрупкости металла.
Старение.
Эта процедура подразумевает медленный разогрев до температуры, при достижении которой материал начинает выглядеть так, будто он долгое время старел. Технология старения, наряду с ручной ковкой, относится к художественно-декоративным.
ТМО. Эта аббревиатура расшифровывается как термомеханическая обработка. В процессе ТМО материал деформируется при высокой температуре, что позволяет получать детали нужной формы и с определенными характеристиками. С помощью ТМО обрабатываются сплавы магния и алюминия, а также сталь.
Частным случаем термообработки является сварка, поскольку при сварке тоже используются высокие температуры. Сварка бывает нескольких видов:
Электрическая.
Другое ее название — электродуговая. Выполняется при помощи электродов в инертной среде с применением специальной проволоки. При роликовой электросварке на свариваемых деталях образуются сплошные швы.
Газовая.
Для газовой сварки используют два типа газов: горючий (водород, пропанбутан, ацетилен, природный газ) и окислитель (кислород). Пламя газовой горелки нагревает металлические поверхности, причем газовая сварка позволяет не только варить, но и резать металл.
Химическая.
Здесь металл нагревается теплом, которое выделяется путем химической реакции. Химическую сварку используют тогда, когда нет возможности варить при помощи электричества или газа: например, в водной среде.
Добавим, что химическую и электросварку также относят к технологиям химической и электрической металлообработки соответственно. Однако последние сваркой не ограничиваются.
Электрическая металлообработка
Главной задачей электрической обработки металла является разрушение части поверхности детали. В процессе электрообработки на графитовый или латунный электрод подают высокоинтенсивные разряды, в результате чего образуется искра и металл начинает плавиться. Это может потребоваться, например, для создания отверстий различной формы в тонколистовых заготовках. Также электрическая обработка металла используется для заточки инструментов и для изменения формы деталей из твердых сплавов. Еще один вариант применения: извлечение застрявших инструментов из отверстий.
Химическая обработка металла
Химическое воздействие на металлы также весьма разнообразно. Перечислим основные технологии:
Хромирование.
Целью этого процесса является повышение устойчивости металла к коррозии. Кроме того, хромированные детали выглядят более привлекательно. В процессе хромирования атомы хрома проникают внутрь или осаждаются на поверхности. В первом случае используется диффузионный, а во втором — электролитический способ обработки.
Цементация.
Это химико-термический процесс насыщения стали углеродом, который позволяет изменить ее атомарную структуру. В результате увеличивается прочность и износостойкость материала.
Азотирование.
Обработка азотом выполняется для увеличения прочности материала и повышения устойчивости к коррозии. Азотирование нередко называют продвинутой цементацией, поскольку твердость стали здесь увеличивается без нагрева поверхности изделий. Кроме того, не происходит и изменения размеров.
Художественная и декоративная обработка
Цель этих способов металлообработки — создание оригинальных предметов, а подчас и произведений искусства. Одним из распространенных видов такой обработки металла является ручная ковка, о которой шла речь выше. Кроме того, используются художественное литье и чеканка.
Художественное литье чаще всего применяют для формования мягких металлов и их сплавов. Это медь, олово и бронза, сплавы алюминия, ряд драгоценных металлов, а также чугун. Литьевые формы также изготавливают из металла, но в последнее время часто используют и термостойкие полимерные композиции. В сравнении с промышленным художественное литье позволяет получать изделия с максимальной детализацией, которые выполняют в единственном экземпляре или совсем небольшими партиями.
Чеканкой называют процесс выбивания определенного изображения или текста на металлической поверхности. Чеканка так же, как ковка или литье, может быть художественной и промышленной. Добавим, что современные технологии уже позволяют изготавливать металлические изделия с достаточно интересным декором, однако ручная работа по-прежнему в цене.
Заключение
Технологии металлообработки востребованы в любой промышленной сфере. Это машино- и приборостроение, транспорт и энергетика, станкостроение и электротехника. Количество технологий велико, поэтому для каждой задачи можно подобрать оптимальный способ обработки детали или заготовки. И если перед вами стоит такая задача, вы всегда можете обратиться к нам. На предприятии «СЗМП» выполняют все виды металлообработки. Для этого мы закупили новейшее оборудование для механической, термической, электрической и химической обработки металла.