Виды обработки металла

Вот уже более двух с половиной тысяч лет люди, используя разные металлы и сплавы, изготавливают различные инструменты, орудия труда, предметы быта и механизмы. Для получения цельной детали из слитка металл проходит предварительную обработку, чтобы достичь необходимых свойств и характеристик. За это время было создано множество различных методов и технологий для обработки металлов.

Литьё является одним из самых древних способов обработки металлов, изобретённых человеком. Он заключается в расплавке металла и его заливке в формы, которые позволяют получить прочные изделия разнообразных форм и размеров.

Сварка - это процесс соединения металлических деталей путем нагрева их до пластического или жидкого состояния. Существует три основных вида сварки: химическая, газовая и электросварка. Химическая сварка происходит за счет химической реакции между металлом и специальным реагентом, а газовая сварка - за счет нагрева металла газовой горелкой. Электросварка является наиболее распространенным видом сварки и используется для нагрева или плавления металла.

Электросварка может быть двух видов: дуговая и контактная. При дуговой сварке используется тепло электрической дуги, а при контактной сварке - сильный электрический ток. Дуговая сварка проводится в атмосфере инертного газа с использованием сварочного оборудования и электродов, а контактная сварка может быть точечной или роликовой.

Сварку используют для соединения различных деталей и конструкций, таких как трубопроводы, строительные конструкции, кузова автомобилей и т.д. Она также хорошо сочетается с другими видами металлообработки, такими как литьё и механическая обработка.

Электрическая обработка металла - это метод, при котором металл частично разрушается при воздействии электрического разряда высокой интенсивности для прорезания отверстий, заточки инструмента и извлечения обломков из отверстий. Работы выполняются с помощью графитовых или латунных электродов, на которые подается высокое напряжение. Они подносятся к месту соединения и при обработке изделия оплавляются и разбрызгиваются. Для улавливания этих частиц пространство между электродами и деталью заполняют специальной жидкостью. Ультразвуковая обработка металла также относится к этой группе методов.

Художественная обработка металла включает в себя ковку, чеканку и литье. В 40-х годах XX века к этим методам добавилась сварка, которая позволяет получать более прочные и надежные изделия. Чеканка представляет собой создание рельефного изображения на поверхности металлического листа. Иногда изображение наносится на уже готовое изделие. Для выполнения чеканки материал нагревается.

Механическая обработка - это один из основных методов обработки металла. В процессе механической обработки используется острый и твердый инструмент, который прикладывает механическое усилие определенной силы к заготовке. В результате этого процесса отделяется слой металла, оставляя заготовку в нужной форме.

Существует несколько методов механической обработки металлов:

• Точение. В этом методе заготовка закрепляется в станке и вращается, а резец снимает слой металла нужной толщины.
• Сверление. В этом случае деталь остается неподвижной, а сверло вращается и нижней рабочей поверхностью создает круглое отверстие. Движение сверла - строго вверх-вниз.
• Фрезерование. В этом методе используется фреза, которая снимает тонкий слой материала с заготовки. Фреза вращается и перемещается в 4 стороны.
• Строгание. В этом способе резец снимает тонкую полоску материала с заготовки, которая остается неподвижной.
• Шлифование. В этом методе абразивный материал удаляет тонкий слой металла с поверхности заготовки.

В каждом из случаев в процессе производства используются специальные инструменты и оборудование, которые позволяют комбинировать несколько различных методов для достижения оптимальной производительности и снижения затрат.

Высокое давление может привести к изменению формы материала, но при этом его целостность не нарушается. Существует несколько видов обработки давлением, которые могут быть использованы для достижения этой цели:

•  Штамповка - процесс, при котором материал подвергается давлению, чтобы придать ему форму.
• Прокатка - процесс, в котором материал проходит через вращающиеся валки, чтобы изменить его форму.
• Волочение - процесс, когда материал протягивается через отверстие, чтобы уменьшить его диаметр.
• Прессование - процесс, который используется для уплотнения материала, например, для создания таблеток.
• Ковка - процесс, во время которого материал нагревается и затем подвергается ударам молота, чтобы изменить его форму и размер.

Резка металла - это процесс разделения металлических листов на части нужного размера. Для этого используются различные методы, такие как ручная резка, газовая резка, лазерная резка и плазменная резка.

• Ручная резка выполняется с помощью ручной газовой горелки, которая нагревает металл до высокой температуры и вызывает его плавление. Затем металл остывает и затвердевает, образуя разрез нужной формы и размера.
• Газовая резка осуществляется с помощью автоматизированной газовой установки, которая подает газ под высоким давлением в зону резки. Газ нагревается до высокой температуры, что приводит к плавлению металла и образованию разреза.
• Лазерная резка выполняется с помощью лазерного луча, который фокусируется на поверхности металла. Луч нагревается и расплавляет металл, создавая разрез нужной формы.
• Плазменная резка осуществляется с помощью плазмы, которая создается путем ионизации газа под высоким напряжением. Плазма нагревает металл и образует разрез.

Химическая обработка - это процесс обработки материалов с использованием химических веществ, которые вызывают управляемую химическую реакцию. Перед началом основных этапов проводится подготовка поверхности, которая может включать очистку сваркой или покраску. В конце процесса проводятся финишные операции, которые улучшают внешний вид изделия и защищают его от коррозии и ржавчины.

Термообработка металла улучшает его физико-механические свойства, что достигается путем нагревания и охлаждения по специальной программе. Существует несколько методов термообработки:

• Отжиг проводится в печи, где металл нагревается и охлаждается до определенной температуры. При отжиге увеличивается пластичность металла, но уменьшается его твердость.
• Нормализация повышает ковкость металла.
• Старение проводится при умеренном нагреве металла.
• Закалка нагревает металл до температуры пластичности, а затем поддерживается в этом состоянии. Это стабилизирует металл и делает его более прочным. После закалки металл охлаждается водой.
• Отпуск проводится после закалки, когда металл нагревается до более низкой температуры, чем при закалке, и медленно охлаждается. Это позволяет улучшить свойства металла, такие как прочность и упругость.

Для повышения эффективности и снижения затрат на производстве могут использоваться несколько методов термообработки одновременно.