Методы и инструменты для металлообработки. Руководство

Обработка металлов – это совокупность приемов, приводящих к изменению их формы, химических или физических свойств для практического использования. В сегодняшней статье мы делаем обзор самых популярных методов и подсказываем, какие инструменты использовать для работы. Если вам нужна обработка металла, то вы можете заказать услугу токарных работ в предприятия ООО «Феникс Плюс», обработка изделий проводится на станках ЧПУ, подробнее на сайте https://fenixcnc.ru/uslugi/tokarnye-raboty.html.

Что такое металлообработка?

Истоки металлообработки относятся к доисторическим временам (временам неолита), когда люди вручную изготавливали шары, находили самородки (золото, серебро). В основном они использовались в качестве украшений. Тогда же были изобретены способы выплавки меди из руд. Возникновение более сложной металлургии восходит к получению бронзы (сплава меди и олова). Именно тогда люди стали использовать различные металлы в производстве оружия и предметов быта.

За тысячелетия технологии сильно продвинулись вперед. В настоящее время существует множество способов точной обработки металлов, чтобы они могли наилучшим образом служить людям.

Виды обработки металла

К основным видам металлообработки относятся: механическая обработка, приводящая к «вырубке» формы интересующего металла (токарно-фрезерная обработка), пластическая обработка, связанная с деформацией элементов и термической обработкой. Сюда же стоит добавить всевозможные способы соединения металлических деталей между собой и различные процессы, используемые для металлических поверхностей, которые призваны продлить их срок службы: защитить от коррозии или защитить от кислот, высокой температуры и т.д.

Ниже представлены наиболее популярные методы и приемы металлообработки, которые в настоящее время широко применяются как в промышленности, так и в ремесленничестве. Правильный выбор зависит от эффекта, которого вы хотите добиться.

Фрезерование

Фрезерование является одним из подвидов обработки металлов. Вращательное движение совершается многолезвийным инструментом, так называемым фрезой и движением подачи через инструмент или заготовку. Этот прием подразделяется в зависимости от положения лезвия на фронтальное и окружное, а в зависимости от расположения предмета – на противовращательное и совращающееся.

Различные типы фрез применяются в основном для изготовления инструментов и механических деталей (шестерни, винты), а также для изготовления декоративных профилей, проточки и т. д.

Превращение

Еще одним видом обработки является токарная обработка металлов. Процесс заключается в разделении с помощью лезвия последовательных слоев материала, чаще всего приводимых во вращение. По положению токарного ножа по отношению к твердому различают наружное и внутреннее точение (растачивание).

Токарные станки используются по-разному, например при производстве механических деталей (для автомобилей и различных видов машин), предметов быта, спортивных принадлежностей и т. д. Эти станки делятся на клешневые (наиболее простые), дисковые, карусельные и револьверные ( самые сложные) машины.

Шлифовка

Переработка пластика

Пластическая обработка относится к методам обработки металлов путем приложения давления к данному материалу. Конечно, это направлено на изменение формы, размеров и т. д. В то же время изменяется структура и, следовательно, механические свойства. К видам обработки металлов давлением относятся, в том числе: прокатка, ковка, экструзия, волочение и штамповка. В зависимости от температуры различают:

• горячая обработка пластика: над так называемым условия рекристаллизации данного металла,
• холодная обработка: ниже условий рекристаллизации.

Холодная обработка позволяет получать изделия повышенной твердости и прочности. Они также намного более хрупкие, чем обработанные горячим способом.

Термическая обработка

Термическая обработка металлов — это использование процесса или комбинации нескольких обработок, благодаря которым изменяется структура сплава. Таким образом, можно получить продукт с измененными физико-химическими и механическими свойствами. Термическая обработка обычно используется для стальных изделий. Мы различаем:

• Закалка: заключается в нагревании материала до определенной температуры, выдержке его в течение определенного времени, а затем быстром охлаждении.
• Отжиг: аналогичен закалке, за исключением того, что металл охлаждается медленно.
• Закалка: предварительно затвердевший материал нагревают (примерно от 150 до 650°С), выдерживают некоторое время и затем охлаждают.
• Растворение: процесс, аналогичный закалке, используемый для нержавеющих и кислотоупорных сталей.
• Закалка: достаточно сложный технологический процесс, сочетающий закалку с отпуском, обычно проводимый при температуре около 500°С.
• Стабилизация: тип относительно низкотемпературного отжига (100-150°C), применяемый для снятия напряжения в отливке.

сульфатация

Сульфирование – это термохимический метод улучшения скользящих свойств металлов. По этой причине их применяют для подшипников, гильз цилиндров, различных типов валов и валов (также распределительных валов) и шестерен. При этом достигается повышенная коррозионная стойкость. Таким образом, срок службы инструментов, подвергнутых такому виду обработки, значительно увеличивается – даже на 300-400%.

Для обогащения металлических поверхностей серой применяют жидкий или газообразный сероводород, возможно тиосульфат натрия с добавлением тиоцианата калия и натрия. В зависимости от используемой технологии процесс происходит при температуре от 200 до максимум 900°С.

Именование

Способ повышения стойкости к высоким температурам и повышения кислотостойкости – шламообразование. Он происходит путем нагревания металлических элементов в порошкообразном ферросилиции или в газовой среде, насыщенной соединениями кремния и хлора. Температура, необходимая для успешного протекания реакции, составляет около 1000°С. Нейминг – это один из термохимических способов обработки металлов.

Сварка

В дополнение к ним также используются очень современные методы, заключающиеся в сварке лазерами, электронными лучами или электрогазом. Существуют также способы сварки, где источником тепла является протекание локальной химической реакции. Они используются для соединения рельсов, т.н. термитная сварка, при которой обжигается смесь оксида железа и алюминия.

Аксессуары, полезные во время сварки: все виды инструментов для разметки, газовые баллоны (тип сварки TIG, MIG/MAG), каски, защищающие глаза, и одежда, защищающая от искр и высокой температуры.

Порошковая покраска

Порошковая покраска – очень эффективный способ окраски металлических поверхностей. Процесс основан на использовании электризованных частиц порошковой краски размером 20-100 микрон. Фиксация основана на действии электростатических сил. Этот метод имеет много преимуществ, в том числе отлично защищает окрашенный материал от коррозии, не использует вредных растворителей и очень экономичен.

Порошковая окраска в настоящее время широко используется во всех отраслях промышленности. Без него не обходится автомобилестроение, ценится он и в производстве мебели, различных видов машин (сельскохозяйственных, промышленных) и бытовой техники.

Мокрое окрашивание

Еще одним широко используемым методом покрытия металла краской является мокрая покраска. Он заключается в нанесении электростатически заряженной краски с использованием растворителя, воды или химического отвердителя. Используются различные краски, например, масляные, виниловые, эпоксидные и фталевые краски.

Преимуществом этой техники является, прежде всего, очень привлекательный внешний вид покрытия и широкая цветовая гамма. Он также характеризуется достаточно долгим сроком службы и защищает металлические поверхности от ржавчины.

Горячее цинкование

Отличным способом защиты стальных предметов от коррозии является так называемая горячее цинкование. Метод заключается в погружении предварительно очищенных элементов в цинковую ванну, т. е. в расплавленный цинк при температуре около 450°С. Сам процесс обычно занимает очень короткое время – до нескольких минут.

Благодаря использованию оцинковки также повышается устойчивость элементов к механическим повреждениям. Техника относительно недорогая и экологически чистая. Применяется в производстве листов и профилей, применяемых в строительстве, элементов кузовов автомобилей, резервуаров, силосов и т.п., объектов, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Рекомендуемые инструменты для металлообработки

Выбор подходящего инструмента для металлообработки зависит от многих факторов. Другие используются на сталелитейных заводах, третьи на гальванических заводах или заводах по производству автомобильных запчастей. Однако обычно это будут сложные устройства, обеспечивающие очень эффективную термическую и термохимическую обработку, а также механическую обработку металлов. Промышленное оборудование включает в себя, среди прочего:

• металлургические печи,
• тигли,
• гальванические ванны,
• станки с ЧПУ (токарные, фрезерные, штамповочные, сварочные),
• лазеры,
• молотки и прокатные станы.

С другой стороны, в мастерских и в частном пользовании успешно применяются электроинструменты, которые в основном основаны на ручной холодной обработке металлов, т.е.

• фальцевальные машины,
• носилки,
• токарные станки,
• резаки,
• английские колеса,
• коронки.

Для соединения металлов используются ручные сварочные аппараты (MIG/MAG, MMA, TIG) и клепальные аппараты. Для резки, с другой стороны, успешно используются плазменные резаки, угловые шлифовальные машины, циркулярные пилы и торцовочные пилы. Их можно использовать для листов практически всех металлов.

Стоит отметить, что лучшим методом, позволяющим — что часто бывает проблемой в домашних условиях — разрезать алюминий, является использование электролобзика. В промышленности же для этого используется концентрированный поток воды.

Чем обработать металл – резюме

Без навыков металлообработки цивилизация, какой мы ее знаем сегодня, не существовала бы. Металлические элементы широко используются человечеством благодаря высокой пластичности, возможности свободной формовки, а также прочности и устойчивости к внешним факторам. Одним из ключевых преимуществ также является способность проводить электричество, что было важно при создании и развитии электроники.

По вышеуказанным причинам в настоящее время известно множество способов обработки металлов. С некоторыми из них мы встречаемся каждый день, задаваясь вопросом, например, какой пневмогайковерт или шлифовальный станок выбрать для мастерской, другие используются в установках, основанных на сложных технологических процессах (например, электронно-лучевой сварке или лазерной обработке металла).