Обработка металла – технологический процесс изменения его размеров, форм и свойств. Во время металлообработки меняется не только форма и размер материал, но и его физико-химические свойства. Известны такие виды металлообработки: механическая, электрическая, дробеструйная. От качества выполненных работ зависит надежность и безопасность изделий, в конструкцию которых входят заготовки.
Первые попытки обрабатывать металл датируются XII веком до н. э. Приблизительно 3 тыс. лет назад народы Индии, Кавказа и Анатолии первые начали выплавлять ценный ресурс в сыродутной печи. Стоит отметить, что приблизительно в то же время на Африканском континенте чуть южнее Сахары местные народы научились ковать такое же железо. С этого времени и начинается история отделки металлических изделий. Сегодня она усовершенствовалась настолько, насколько это возможно.
Механический способ металлообработки
Механическая обработка металлов – процесс изменения форм и размеров металлических изделий. Сегодня практикуется два вида обработки деталей: давлением и резкой. Названные методы металлообработки включают такие процессы: гибка, штамповка, высадка и другие.
Механическая обработка металлических изделий состоит из таких технологических процессов:
- Ковка. Материал раскаляется до рекристаллизации, а потом обрабатывается ударами молота и других тяжелых инструментов. Даже в наши дни технология считается эффективной, поскольку позволяет создавать прочные монолитные конструкции без потери уникальных свойств;
- Механическая ковка – усовершенствованная технология отделки. Ее суть сводится к мощному механическому действию на деталь при помощи прессовочных станков. На производстве используют гидравлические, винтовые, фрикционные и другие виды станков.
Резка – сложный процесс, требующий высокотехнологических лазерных или плазменных станков. Способы этой отделки позволяют производить резку с очень ровным швом. Плазменные и лазерные станки много стоят, поэтому их в домашних условиях практически не применяют. Механические способы резки на небольших объектах и домашних условиях производятся на токарных, шлифовальных, сверлильных и других станках. Механическая обработка металлов ручным способом имеет массу достоинств и несколько недостатков.
К достоинствам относятся высокое качество, дешевизна и скорость отделки металлических деталей. Из минусов можно выделить сильные повреждения обрабатываемого материала. Глубокие разрезы и шероховатая поверхность способствует развитию коррозии и началу ржавления металлических изделий.
Дробеструйный способ металлообработки
Дробеструйная обработка металла – это разновидность холодной обработки абразивными материалами (твердыми микроэлементами). Ударяясь об металл на высокой скорости, абразивные компоненты приводят к образованию трещин.
С каждым ударом абразивные элементы проникают все глубже, обрабатывая металл по заданным параметрам.
Верхний слой обрабатываемого материала под давлением внутренних слоев постоянно делает попытки вернуться в исходное положение, абразивные же частицы препятствуют обратному выгибанию. Противоборство приводит к формированию поверхностного слоя с высоким сжимающим напряжением.
Для чего нужен слой со сжимающим напряжением? Известно, что все коррозийные процессы зарождаются на поверхности, однако, на сжимающих поверхностях щели не образуются. Таким образом, дробеструйные виды обработки способствуют значительному усилению устойчивости металлических деталей к коррозии и ржавлению. Кроме этого, абразивные частицы эффективно удаляют различные неровности – стружку, окалины, ржавчину.
Технология позволяет работать с материалами таких параметров: ШхВхГ – 800х1100х800, максимальный вес обрабатываемого изделия: 500 килограмм. Дробеструйная отделка не лишена недостатков. Например, технология совершенно не подходит для работы с малым объемом работ. Кроме этого, она дробеструйная обработка металлических изделий не приспособлена для обрабатывания тонких листов.
Электрические способы металлообработки
Инновация в виде электрической обработки позволяет создавать детали с любыми формами. Электрическая обработка металлов широко применяется в машиностроении, изготовлении техники. Практика показала, что крупные предприятия постепенно переходят на высокотехнологические станки.
Способы электрической обработки:
- Электроэрозионный метод применяется для получения сложных фигур, пазов, гравированных поверхностей и штампов. Станки воздействую на деталь посредством электроэрозии – процесс, когда заряд электродов разрушает поверхность металла. Суть процесса: заготовка кладется в емкость с диэлектриком, где происходит сближение катодов и анодов, в результате чего происходит нагревание материала вплоть до 10 тыс. градусов. От раскаленной поверхности начинают отслаиваться частички металлического изделия. Нагретые до 10 тыс. градусов частички охлаждаются в жидкости и падают на дно емкости с жидкостью;
Электрохимическая обработка металлов - Электрохимическая обработка. Такие способы обработки базируются на использовании проводящих ток жидкостях. Воздействие тока со всех сторон способствует эффективной полировке, затачиванию, гравировке и очистке материала от оксидов и ржавчины. Кроме этого, электрохимические способы обработки позволяют менять размеры деталей. Для достижения такого эффекта применяют специальные инструменты для снятия растворенного слоя материала;
- Анодно-механические способы соединяют в себе оба метода обработки. Только в этом случае анодом выступает заготовка, а катодом – вращающийся элемент. Станок пропускает через катод и анод постоянный ток. Электричество плавит металл, образуя на его поверхности невосприимчивую к току пленку. Изолятор убирается механическим крутящимся инструментом. Технология позволяет обрабатывать металлы с разными физико-химическими свойствами.
Достоинства:
- Возможность работать с чистым железом и его сплавами с разной прочностью;
- Технология значительно сокращает количество отходов, поэтому разные способы электрических методов отделки широко применяются в ювелирном деле;
- Высокий уровень автоматизации;
- Станки не нуждаются в наличии прочных кристаллов или дорогих абразивов, различные виды которых дорого стоят на строительных рынках;
Электроискровая обработка металлов не лишена недостатков, в частности, низкой скорости работы и высокого потребления энергии. К недостаткам также относится и стоимость электрических станков. Что ставит крест на использовании высокотехнологического оборудования на мелких предприятиях и в домашних хозяйствах. Стоит отметить, что электрическая обработка не применяется для сплавов, поскольку ток изменяет физико-химические свойства деталей.
