Содержание:
Изготовление металлических изделий www.met-izdeliya.com состоит из восьми основных этапов. Их количество может быть больше или меньше в зависимости от выбранной технологии производства.
Что делают? Металлы и их соединения являются основным материалом для изготовления изделий общехозяйственного назначения. Производство включает в себя и мелкие детали часовых механизмов, и крупногабаритные строительные элементы.
Подготовка металла к производству
Перед производством метизов проводят ряд технологических операций, которые придают металлу требуемые характеристики.
Металлоперерабатывающие предприятия получают сырье (металлопрокат) в виде различных полуфабрикатов:
- массивные чушки (бруски) из хрупких сплавов, например, бронзы или чугуна;
- прутки, листы и слитки из других, более прочных металлов.
До выпуска деталей сырье проходит механическую обработку. Параметры готовых деталей должны строго соответствовать требованиям ГОСТа и других нормативных документов. Применение технологий изготовления металлических изделий должно отвечать правилам, изложенным в стандартах. Последствием их нарушения может стать производство бракованных метизов.
Преимущества производства металлических изделий
Детали и заготовки из металла имеют следующие достоинства, отличающие их от изделий из других материалов:
- Универсальность. Из металла можно производить детали разнообразных форм и размеров, и все они будут одинаково прочными и долговечными.
- Выбор характеристик. На металлообрабатывающих предприятиях установлено оборудование, на котором можно выполнять прокат, ковку, формовку и волочение металлопроката. Каждый из методов сообщает готовому изделию конкретные свойства.
- Небольшая цена. Сырье для производства метизов стоит относительно недорого.
- Эстетичность, декоративные качества.
- Прочность и долговечность. Металлоизделия имеют длительный срок службы даже без применения дополнительных методов обработки при изготовлении. Инструменты способны сохранять основные свойства и выполнять свою работу долгие годы.
- Возможность санитарной обработки. Благодаря этому свойству изделия из определенных разновидностей стали широко используются в медицине и пищевой промышленности.
Виды металла, используемые в производстве изделий
Для изготовления металлических изделий используют два вида материала.
Черные металлы
Такой материал имеет свои разновидности: чугун и сталь. Эти сплавы похожи по характеристикам, их основное отличие заключается в составе, а именно количестве углерода в металле. Стальные сплавы, в свою очередь, делятся на легированные и углеродистые.
Доступные в настоящее время черные металлы широко применяются для производства метизов. Этот материал долгое время остается востребованным на рынке благодаря тому, что сплавы и металлопрокат из них обладают отличными эксплуатационными характеристиками.
Каждый вид металлоизделий должен соответствовать нормам ГОСТа, в котором перечислены требования к размеру и форме, а также допустимым погрешностям. Из сплавов черного металла производят листовой, трубный, сортовой и фасонный прокат.
Цветные металлы
Эта разновидность получила свое название из-за разнообразных оттенков металлов и сплавов. Например, медь имеет розовато-красный цвет, потому и ее сплавы окрашены в розовые тона.
Для массового производства метизов используют сплавы с разными пропорциями, за счет чего готовая продукция приобретает те или иные свойства. Меняя соотношение металлов в смеси, получают варианты физических, химических и механических характеристик изделий.
Кроме того, качества сплавов можно совершенствовать с помощью дополнительных методов обработки – механического или химического воздействия. К механическим методам изготовления металлических изделий относятся такие процессы, как резка, сварка, пайка, ковка, прокатка, прессование, штамповка и другие. При химической обработке заготовки подвергают воздействию определенных температур, искусственному старению и т. п.
Сплавы цветных металлов применяют для производства литых изделий, проволоки, прутков, мотков, полос, лент, листов и фольги. Некоторые предприятия с недавних пор вместо сплавов начали использовать порошки.
Технологии изготовления металлических изделий
Современные металлообрабатывающие предприятия имеют множество видов оборудования для работы с конструкционными сплавами и металлами. Инновационные методы производства и обработки металлопроката и различных сложных деталей позволяют обеспечивать потребности авиастроительной и космической индустрии. Также благодаря передовым технологиям развиваются сферы высокоточных устройств и механизмов.
Самые распространенные технологии производства метизов можно разделить на шесть основных групп.
Ковка и литье
Эти технологии являются самыми старинными способами создания металлических изделий. Сейчас литье преимущественно выполняется для изготовления запчастей машин, а ковку чаще всего применяют для создания декоративных элементов.
Обработка давлением
К этой категории относятся гибка, прессование, волочение и штамповка. Технологии применяют для производства заготовок и готового металлопроката. Гибка металлических листов выполняется на современных станках с ЧПУ. При помощи числового программного управления можно производить изделия и запчасти самых сложных форм с практически идеальной геометрической точностью.
Механическая обработка
Механообработка представлена всеми способами изготовления металлических изделий при помощи резания:
- точение на токарных станках;
- фрезерная обработка;
- сверление и зенкерование;
- шлифовка;
- нарезание резьбы.
Станки с ЧПУ предназначены для производства высококачественных метизов с четкими формами и гладкими поверхностями. Использование таких агрегатов позволяет практически полностью исключить человеческий фактор, за счет чего в разы повышается производительность работ и, следовательно, снижается себестоимость металлоизделий.
Сварка
Эта технология постоянно развивается и совершенствуется. Для каждого вида металлического сырья можно выбрать наиболее подходящий способ сварочных работ. Аргонодуговая, автоматическая, полуавтоматическая сварка и сварка в среде защищенных газов – все эти методы позволяют создавать изделия из металлов, обладающие требуемыми технико-эксплуатационными характеристиками.
Лазерная резка
Лазерную резку применяют для изготовления мелких и больших металлических изделий из листов и трубного проката. Точность раскроя достигает 0,1 мм, и, по сравнению с классическими методами резания металла, с помощью лазерной резки производят более качественные заготовки и детали.
- По краям не остаются заусенцы и наплывы.
- Легирующие элементы сплава не окисляются и не выгорают.
- Заготовка не деформируется, сохраняя изначальную геометрию.
Операция лазерной резки полностью автоматизирована. Изготовление металлических изделий происходит строго по чертежам, предварительно внесенным в программу станка.
Термообработка
При помощи температурного воздействия появляется возможность изменить кристаллическую решетку металла. Также метод позволяет обработать наружный слой детали, чтобы придать ей требуемые качества – механическую прочность и жаропрочность, пластичность, обрабатываемость и многие другие.
Для производства изделий из стали на современных металлообрабатывающих предприятиях обычно используются следующие виды термической обработки:
- Отжиг – заготовку нагревают до +800°С и далее медленно охлаждают, не доставая из печи. Операция снижает твердость сплава, что повышает его обрабатываемость.
- Закалка – изделие также нагревают до +800°С, а затем резко охлаждают в жидкой среде, например в воде или масле.
- Отпуск – эта манипуляция позволяет снять внутренние напряжения после предыдущей операции. Заготовку длительное время выдерживают при температуре от +150 до +650°С.
- Нормализация – обработка также позволяет снять напряжения и повысить прочность изделия. После нагрева деталь медленно охлаждают на воздухе.
Существуют более редкие виды термообработки. Цементация и нитроцементация позволяют создать на заготовке высокопрочный слой путем нагрева и насыщения поверхности стали атомами углерода и азота.
После выполненной обработки на готовый метиз из углеродистой стали или другого материала, склонного к образованию ржавчины, наносят антикоррозионное покрытие. При изготовлении металлических конструкций и изделий разного назначения технология производства включает один или несколько видов защиты от коррозии:
- нанесение лакокрасочных покрытий;
- покрытие полимерно-порошковой краской;
- цинкование.