Услуги плазменной резки и гибки металла в Челябинске

Услуги плазменной резки и гибки металла в Челябинске

Заказать звонок

Цинкование металла

Сталь имеет множество хороших качеств, но есть и одна «слабость» — железо ржавеет, и этот процесс очень трудно остановить. Цинкование металла – один из лучших способов продлить жизнь металлическому изделию. Существует несколько технологий, как покрыть металл слоем цинка.

Когда металл имеет цинковое покрытие, именно оно разрушается под действием влажности и кислорода. Основной же металл остается целым и невредимым. Более того, даже разрушаясь, цинк образует на поверхности гидроокись, которая сама по себе неплохо защищает находящийся внутри металл. Вкупе все это дает защиту от коррозии на длительное время. Оцинкованные металлические изделия могут спокойно использоваться в условиях высокой влажности или прямо в воде. Единственный недостаток – цинковое покрытие достаточно хрупкое, поэтому не имеет смысла наносить его на детали, которые будут испытывать сильные механические нагрузки.

Достаточно распространенный в промышленности метод – горячее цинкование. Детали, предварительно подготовленные и обработанные реагентами, опускают в ванну с расплавленным до жидкого состояния цинком. В результате на детали образуется тонкое покрытие. После этого, детали обдувают и просушивают. Этот метод трудозатратен и сложен в исполнении. Кроме того, он достаточно небезопасный с экологической точки зрения.

Холодное цинкование — не что иное как покрытие изделия составом с высоким содержанием цинка. Чаще всего так делают, если изделие уже готовое, и его никак нельзя опустить в ванну: например, это уже установленная на месте металлоконструкция или смонтированные трубы. Антикоррозионный состав наносится кисточкой или валиком вручную, либо распыляется. Это способ хорош тем, что с такой оцинковкой справится кто угодно, и делать ее можно много-много раз. Правда, нужно соблюдать технику безопасности.

Современный способ – электрохимическое цинкование. В специальную установку с электролитическим раствором погружается деталь и листы цинка. Подключается ток («плюс» и «минус»). Цинковые пластины растворяются и вещество прикрепляется к обрабатываемой детали. Таким образом получается высокопрочное и очень эстетичное, буквально декоративное цинковое покрытие.

Термодиффузия – чем-то похожий процесс. Цинковый порошок и обрабатываемая деталь помещаются в контейнер, нагреваются до очень высоко температуры, из-за чего цинк переходит в газообразное состояние и проникает в поверхность детали. Таким способом можно обрабатывать детали даже самой сложной формы, т.к. газ пройдет везде. Покрытие будет сформировано буквально на молекулярном уровне, что обеспечит максимальную защиту от окисления.

Химическая обработка металла

Все процессы, связанные с обработкой металлов давлением или его раскроем, носят скорее физический характер. В первую очередь, это изменение формы заготовок. Химическая обработка металла нужна для изменения качеств поверхности материала.

Химическую обработку применяют в тех случаях, когда необходимо создать дополнительную защиту на изделии: сделать его прочнее, долговечнее, и процесс коррозии отодвинуть «на потом». В большинстве случаев после химической обработки на металле появляется пленка – дополнительный (или, как его называют химики, «диффузный») слой, который и придает изделию необходимые свойства.

Существует несколько методов химической обработки. Какой из них выбрать, зависит от исходного сырья, размеров изделия, производственных площадей и возможностей.

Первый метод – распыление. Специальный состав или краска с добавлением необходимых химических веществ наносится струей низкого давления, покрывая заготовку. На многих предприятиях этот метод обработки запускают конвейером – это удобно и требует минимального вмешательства человека.

Пароструйный метод заключается в обработке изделия или металла пароводяной смесью с добавлением необходимых химических веществ. Оператор обычно делает это вручную. Такой метод применяют для подготовки изделий к окрашиванию. Поверхность обезжиривается и фосфатируется, что увеличивает срок службы детали, помогает металлу противостоять окислению и улучшает его электроизоляционные свойства.
Установки для пароструйной обработки могут быть стационарными или мобильными. Последние очень удобны и позволяют экономить пространство.

Химическая обработка-погружение – не что иное, как «купание» заготовки в ванне или контейнере с жидким раствором необходимых веществ. Система состоит из непосредственно ванны, транспортера и камер для просушки. Чтобы погружать детали в раствор и доставать из него, требуются различные типы кранов. Все это делает обработку погружением достаточно трудоемким методом. Кроме того, размер ванны будет определять размер изделий, который можно в нее погрузить.

Чаще всего химической обработке подвергают сплавы на основе железа. Твердые сплавы и комбинации цветных металлов нуждаются в дополнительной обработке гораздо реже.

Химическая обработка помогает не только изменить свойства металла, но и подготовить его к дальнейшим операциям, либо придать изделию красивый и эстетичный вид.

Виды термической обработки металлов

На металлургическом и машиностроительном производствах часто используют термическую обработку. Разные виды термической обработки металлов позволяют изменить структуру и свойства материала, не меняя при этом его химический состав.

Почти все способы термической обработки связаны с нагреванием и охлаждением до определенных показателей.

Отжиг – это нагревание до какой-то конкретной температуры (какой-зависит от состава металла), выдержка в этом состоянии некоторое время и последующее медленное охлаждение. Отожженный металл менее тверд, лучше подвергается обработке, его структура более однородна.

Отпуск – похожая операция, однако остывание проходит на открытом воздухе, а не в печи, как при отжиге. Различают низкий, средний и высокий отпуск – зависит от температуры нагрева. Разное температурное воздействие помогает достичь разных результатов. Например, низкий отпуск помогает сделать материал тверже – это полезно, если из заготовок будут делать, например, режущий инструмент. Средний отпуск понижает твердость, зато увеличивает упругость и вязкость металла. Такой материал подойдет для изготовления пружин или других металлических предметов, которые должны быть легко растяжимы. Высокий отпуск помогает добиться определенной упругости, сохраняя прочность.

Нормализация – это тоже нагрев и охлаждение на воздухе. Эта операция позволяет нормализовать структуру металла, сделать ее однородной. Это подготавливает материал к дальнейшей обработке. Помогает нормализация, например, если нужно сгладить и упрочнить сварные швы.

Закалка – это нагрев выше критической точки и дальнейшее охлаждение. Существует огромное количество подвидов закалки, в зависимости от типа и скорости охлаждения, все они применяются для разных целей. Охлаждают обычно в жидкой среде – воде или масле. В целом металл, который был подвержен закалке, становится очень твердым, но более хрупким и непластичным.

Чтобы грамотно применять виды термической обработки металла, нужно знать основы металлургии. Процессы во многом схожи, однако каждый из них имеет свой смысл. Часто одна операция предшествует другой (как вариант – отпуск после закалки), что позволяет добиться впечатляющих результатов.

Для выбора способов термообработки нужно учитывать химический состав материалов, те процессы, которые их ждут в дальнейшем (какая будет применена обработка давлением), а также – то что будет изготовлено из этого сырья.

Правка листового металла

Для многих операций на производстве используется листовой металл. Однако случается, что металлические листы имеют неровности – волнистость, выпуклости. Чтобы не потерять ценное сырье, производится правка листового металла – чем качественнее она будет сделана, тем лучше.

При приемке металла или при подготовке к работе обязательно нужно оценить, насколько ровны листы. Это делается на глаз, но бывает, что недочеты заметны только если положить лист на специальный стол. Все обнаруженные участки с искривлением нужно отметить мелом.

Если на листе или металлической полосе простое искривление, лист кладется дефектом вверх. Ударяя молотком по неровности, мастер исправляет ее. Чем больше искривление и чем больше толщина металла, тем сильнее нужно ударять. Если металл тонкий, правку делают совсем легкими ударами. Также уменьшить силу нужно, если на металле остаются сильные следы от молотка.

Неровности на кромке металла тоже исправляют ударами молотка: лист кладут так, чтобы кромка была перед глазами. Левой рукой прижимают лист к столу, а правой наносят быстрые удары, продвигаясь от нижнего края к верхнему.

Выпуклости исправлять сложнее. Если просто бить по ним молотком, на месте останутся складки, а сам дефект вытянется в стороны.

Металлический лист должен лежать на поверхности целиком, чтобы края не свисали. Затем мастер начинает ударять по листу, двигаясь от края к дефекту. Чем ближе к выпуклости, тем более частыми и слабыми должны быть удары. Это позволит аккуратно расправить дефект, разгладить металл.

Облегчить работу поможет и подкладочная плита. Такую плиту обычно делают на токарном или фрезерном станке: она не гладкая, а имеет множество мелких бугорков, сглаженных сверху. Когда лист лежит не на гладком столе, а на такой плите, снижается риск возникновения новых вмятин в процессе выстукивания старых.

Для тонких листов можно взять деревянные молоточки, либо воспользоваться гладилками. Бруски-гладилки могут быть металлическими или деревянными. Их прокатывают по поверхности дефекта с обеих сторон.

Существуют и специальные листоправильные станки, в том числе высокоточные и эффективные, оснащенные ЧПУ. Лист проходит между двумя рядами валков, которые имеют определенную силу прижима. На станке лист можно выправить до идеальных показателей.

Пайка и лужение металла

Чтобы соединить детали друг с другом, существует множество способов, один из них – пайка. Эта операция доступна даже домашним мастерам, но и в ней есть свои тонкости. Пайка и лужение металла часто идут рука об руку как дополняющие друг друга процессы.

Пайка представляет собой скрепление двух или более металлических деталей или частей при помощи дополнительного материала – припоя. Если, к примеру, сварка основана на расплавлении самих деталей и их сращении друг с другом, то пайка подразумевает, что соединяемые части остаются целыми, а соединяют их при помощи другого материала. Пайка хороша как электрическое соединение (именно поэтому так часто ее используют для сращения проводов).

Припой – это вещество, которое плавится при гораздо более низкой температуре, чем основные материалы. Обычно это олово, но в зависимости от типа пайки (она производится для разных металлов на разной температуре, кроме того, можно обеспечить и разную прочность соединения) это могут быть сплавы олова со свинцом, серебра с медью, меди с цинком, висмут или галлий. Олово и свинец – это легкоплавкий припой. Такой сплав размягчается до жидкого состояния при температуре ниже 500 градусов, поэтому соединение, им образованное, будет вполне герметичным, но не слишком прочным. Оно идеально подходит, если в будущем место пайки будет закрыто и не будет подвергаться внешнему воздействию. На легкоплавкий припой можно «посадить» сталь, медь, цинк, алюминий.

Припой с медью, цинком или серебром – тугоплавкий. Чтобы довести такое вещество до жидкого состояния, его нужно будет нагреть выше 500 градусов. Такой припой используется, если паянное изделие будет эксплуатироваться в суровых условиях или будет сильно подвержено коррозии.

Кроме пропоя для пайки нужен флюс – это еще одно вещество, которое смазывает соединяемые поверхности, предохраняя их от перегрева и обеспечивая лучший контакт. Для таких целей используют канифоль, борную кислоту, буру, нашатырь, хлористый цинк.

Пайка в традиционном виде выполняется вручную, но есть и приспособления для полуавтоматической пайки на производстве, а также – пайка с погружением в ванну с припоем, пайка с помощью газовых горелок или токами высокой частоты.

Лужение – это операция, обычно предшествующая пайке. Она заключается в нанесении на поверхности тонкого слоя олова. Полуда (слой олова) предотвращает коррозию, а в процессе пайки такие поверхности лучше смачиваются припоем. Облудить деталь можно старинным – горячим способом (например, опустив изделие в ванну с расплавленным оловом). Более современная технология – гальваническое лужение, когда процесс контролируется законами электрохимии.

Виды резьбы по металлу

Соединения с резьбой очень широко используются в промышленности. Резьба проста в обращении, позволяет многократно собирать и разбирать изделие и при этом обеспечивает достаточную надежность. Все виды резьбы по металлу перечислить невозможно: существует множество нюансов в каждом конкретном случае.

Резьбы можно условно классифицировать так:

• По величине шага (шаг – расстояние между двумя витками. Обычно шаг измеряют в миллиметрах – это миллиметровая резьба. Если маркировка указана в дюймах, то речь идет о количестве витков резьбы на 1 дюйм).
• По назначению (крепежная, ходовая, специальная).
• По расположению (внутренняя или внешняя).
• По количеству заходов (однозаходная и многозаходная).
• По внешнему виду профиля (вид резьбы сбоку. Для разных целей используется разный профиль резьбы – треугольный, конический, круглый, трапециевидный и т.д.).

Каждый параметр резьбы придает ей определенные свойства, исходя из которых и выбирают нужный тип резьбы. Например, крепежные резьбы созданы для прочного соединения, тогда как ходовая резьба предназначена для движения одной детали относительно другой. Если нужна герметичность, используется крепежно-уплотняющий вид резьбы. Есть и особая, трубная резьба, которая не позволяет даже воде просачиваться сквозь место сочленения деталей.

Обычно тем тоньше стенки соединяемых узлов, тем более мелкий шаг резьбы применяется для соединения.
Многозаходная резьба позволяет создать суперпрочное соединение. При этом, она очень удобна в практике – в нее намного проще попасть, соединяя детали.

Разные профили резьбы имеют каждый свое назначение. Например, треугольные резьбы чаще всего используются для крепежа. Трапециевидные – для создания ходовых соединений. Круглая резьба подходит для механизмов, которым предстоит работать в агрессивной среде.

Различают еще правую и левую резьбу – судя по тому, в какую сторону направлен подъем витков. Этот параметр влияет на то, как придется закручивать гайку или другую деталь. Если у винта правая резьба, гайка навинчивается движением по часовой стрелке, а если резьба левая – против.

Как правильно сверлить металл

Процесс сверления, с одной стороны, понятен каждому – электродрели по плечу практически любая задача. Однако сверление металла сильно отличается от сверления дерева или других материалов. У каждого мастера есть свои секреты, как правильно сверлить металл.

Во-первых, нужно грамотно подобрать сверло. И дело здесь не только в диаметре, но и в материале. Поскольку металл может быть разной твердости, то и сверло нужно подбирать соответствующее. Стандарт – сверла из быстрорежущей стали Р6М5. Такие подойдут для обычных металлов. А если заготовка сделана из твердого сплава, то и сверло должно быть из твердого сплава или хотя бы должно иметь твердосплавный наконечник.

Бывает, что мастеру неизвестно, какой сплав ему придется сверлить. В этом случае можно провести по краю материала напильником: если инструмент вообще не оставит никаких следов – сплав твердый.

Второе, что важно – скорость. Обычно металл сверлят не торопясь, на средних или малых оборотах, 500-1000 об/мин. В справочной литературе или в руководстве пользователя для дрели можно отыскать табличку, какую скорость сверления для какого материала оптимально выбрать.

Если сверлить металл на слишком высоких оборотах, есть риск повредить сверло (оно может от нагревания разупрочниться), сделать неаккуратное отверстие и получить травму от летящей металлической стружки.

Перед тем как начать сверлить, отверстие обязательно нужно накернить. Керн или дюбель вставляют в центр отверстия и ударяют по нему молотком, чтобы появилась точка, небольшая ямочка, в которую встанет сверло. Это важно, т.к. при сверлении металла в самый первый момент сверло может соскользнуть: заготовка будет повреждена.

Мастера, которые часто сверлят металл, знают: сверла от такой работы тупятся очень быстро! Чтобы немного снизить их износ, в место кернения или на кончик сверла можно капнуть немного машинного масла. Сверла и наконечники требуют постоянной и профессиональной заточки.

Крайне важно перед сверлением металла хорошо закрепить заготовки, чтобы они не соскальзывали от вибраций инструмента.

Обработка быстрорежущей стали

Быстрорежущие стали – это легированные виды сталей, которые используются для создания металлорежущих инструментов. Это металлы, обладающие особыми свойствами, поэтому обработка быстрорежущей стали требует особого внимания.

Из быстрорежущих сталей изготавливают сверла, ножи, резцы, фрезы и другие рабочие детали станков – все, что может быть использовано для обработки другого металла. Самые главные свойства быстрорежущих сталей – это:

• Высокая степень твердости как в холодном, так и в горячем состоянии.
• Высокое сопротивление разрушению.
• Красностойкость (тип жаропрочности, означающий, что металл остается твердым, даже если он раскален докрасна).

Быстрорежущие стали имеют свою особенную маркировку, которая обычно начинается в буквы Р – (англ. Rapid – «быстрый»). После этой буквы идут буквы и цифры, отражающие содержание добавок – вольфрама, молибдена, кобальта, ванадия. На готовых инструментах импортного производства часто можно увидеть маркировку HSS – High Speed Steel.

Быстрорежущие стали являются высоколегированными. Поэтому после обработки давлением (ковки, прокатки) такую сталь не охлаждают, иначе она упрочняется – изготовить из нее какое-либо изделие будет очень проблематично. Справиться с этим помогает изотермический отжиг.

Инструменты из таких материалов обязательно подлежат закалке. Их нагревают в специальных печах до высоких температур (конкретные значения зависят от марки стали, но обычно — выше 1200°С), что позволяет насытить аустенит легирующими элементами.

Крайне важно точно выставить температуру – перегрев или недогрев приведет к тому, что металл станет хрупким, либо наоборот, упрочнится настолько, что с ним нельзя будет работать.

После закалки для таких материалов обязателен процесс отпуска, что увеличивает пластичность материала без потери твердости.

Теплопроводность у быстрорежущих марок стали низкая, поэтому быстрый нагрев чреват образованием трещин. Чтобы их избежать, обычно изделия нагревают сначала в одной печи до 800-900°С, а затем в другой – доводят температуру до максимума.

В зависимости от типа изделий, применяют и разный тип охлаждения – в масле, на открытом воздухе, под обдувом вентилятора, в ванне с селитрой.

Обработка наружных цилиндрических поверхностей

Одна из самых популярных работ в токарном деле – обработка наружных цилиндрических поверхностей. Это означает создание и доведение до требуемого вида цилиндрических деталей, таких как вал, ось, втулка и т.д. Работа производится на токарном станке.

Эта работа не может происходить в автоматическом режиме. Для получения качественных цилиндрических деталей всегда нужен грамотный мастер, который будет сам работать за станком.

Первый этап работы – обтачивание. Заготовка закрепляется, к ней подводится резец и включается двигатель станка. Резец, двигаясь, снимает с заготовки стружку, постепенно доводя ее до необходимых размеров. Сами резцы в процессе работы могут меняться – ведь детали обычно имеют перепады по диаметру, скосы и т.д.

Первый этап работы – черновой. С заготовки снимается все лишнее, ее размеры и форма подводятся к тому значению, которое должно получиться на выходе.

Следующий этап — более точный. Здесь задача токаря состоит в том, чтобы довести размеры будущей детали до нужных значений. Специалист проводит контрольные замеры с помощью штангенциркуля и постепенно приводит деталь в надлежащий вид. Иногда бывает, что требуется работа высокого класса точности – для этого используются тонкие резцы и микрометры.

Выточенную деталь, в зависимости от требований заказчика, могут отправить в производство, а могут – на дополнительную обработку. Важно не только получить необходимую форму, но и придать изделию товарный вид. Для этого применяется шлифование (оно тоже может производиться в три этапа – предварительное, чистовое и тонкое), которое производится на специальном шлифовальном оборудовании.

Есть еще ряд операций, которые можно произвести для придания детали окончательного вида. Для некоторых изделий применяется хонингование – нанесение при помощи специального абразива мелкой сетки на цилиндрическую поверхность.

Доводка или притирка помогают довести размеры до идеала. На деталь сверху надевают втулку, смазанную изнутри специальным составом и водят ею по поверхности. При помощи насадок с наждачной бумагой деталь можно отполировать.

Для улучшения контакта детали с другими узлами будущего механизма, можно сделать суперфиниширование – обработку специальными абразивными брусками.

Обработка цветного металла

Цветные металлы – это все металлы, не содержащие железа и его сплавов. Это большая группа мягких и пластичных материалов, которые незаменимы в самых разных производствах. Обработка цветного металла сложна и требует индивидуального подхода в каждом случае.

И добываются, и обрабатываются цветные металлы с трудом. Отыскать их в чистом виде очень непросто! Поэтому добыча и обработка таких материалов всегда сопряжены с затратами финансов и большого количества энергии.

Самые популярные среди цветных металлов – медь, цинк и алюминий. Они стабильно пользуются спросом как в чистом виде, так и в составе сплавов. Каждый из них по-своему хорош.

Алюминий очень легкий и не ржавеет. При этом он легко деформируется и вообще имеет невысокий запас прочности. Медь прекрасно проводит тепло и обладает низким электрическим сопротивлением. Цинк достаточно хрупкий, но совершенно не ржавеет. Обычно он используется для создания антикоррозионных покрытий.

Большинство цветных металлов размягчаются при нагревании и вступают в реакции с атмосферными газами. Поэтому их можно обрабатывать как холодными, так и горячими методами. Холодная обработка цветных металлов обычно производится при температуре ниже рекристализационной, а горячая – выше ее.

Цветные металлы поддаются отливке, обработке давлением, резке, сварке. При работе обязательно нужно учитывать конкретные свойства каждого металла и сплава.

Кроме этих методов обработки, цветные металлы нуждаются в упрочнении и дополнительной защите от коррозии. Чтобы металл противостоял окислению, его покрывают грунтовкой или другим специальным покрытием. Часто металлы дополняют друг друга: например, для защиты алюминия используется грунтовка с содержанием цинка.

Чтобы улучшить физические и химические свойства цветных металлов, их структуру, используются температурные способы обработки. К таким методам относят отжиг, закалку и старение. Отжиг (самый популярный метод) помогает снять напряжение, возникшее в металле после механической обработки, а значит – улучшить свойства готового изделия. Для каждого материала есть свои температурные показатели для отжига и охлаждающей среды (охлаждается металл в воде или на открытом воздухе).