Чем обработать металл: Чем обработать металл, чтобы не ржавел: эффективные средства

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях

Минувший век характеризуется возникновением огромного количества принципиально новых материалов, нашедших широкое применение в разнообразнейших отраслях человеческой жизнедеятельности, включая и строительную. Собственно говоря, в материаловедении произошла подлинная революция, причем значительное внимание было уделено вопросам предотвращения коррозии металлов и разработке материалов, необходимых для достижения этой цели. Так, например, появились различные композитные панели, гальванические покрытия, облицовочные материалы из строительной керамики (керамогранит, облицовочный кирпич и т. д.), прочие современные строительные материалы, не нуждающиеся в защите путем дополнительной обработки.

Применение в строительстве металлических изделий, как и прежде, остается востребованным чрезвычайно широко. Перила, декоративные решетки и ограждения даже сегодня чаще всего изготавливают из металлов, которые подвержены коррозии. Так, отделка фасадов, которую в наше время осуществляют посредством использования тех или иных материалов, устойчивых к воздействию атмосферной влаги, все же не обходится без применения крепежа, узлов ввода-вывода коммуникаций, иных скрытых элементов. Данные компоненты наиболее часто выполняются из металла, а потому жизненно нуждаются в антикоррозионной защите.

Хорошо известно, что основной причиной коррозии является вода, которая неминуемо попадает на металлические поверхности даже в помещениях. А потому наиболее эффективным и, пожалуй, единственным способом защиты металлов, подверженных коррозии, является нанесение изолирующих составов и химических покрытий.

К традиционным способам предохранения металлических изделий от коррозии относится механическая зачистка старой ржавчины, а также нанесение преобразователей ржавчины, позволяющих удалить ее остатки, после чего поверхность металла покрывается грунтом и лакокрасочным защитным слоем.

Некоторые из производителей лакокрасочных материалов рекомендуют осуществить завершение этого процесса путем нанесения поверх слоя краски специального защитного состава. При этом основное внимание необходимо обратить на то, чтобы грунтовки, краски и лаки были качественными. На упаковках с грунтами указываются виды специальных добавок, улучшающих свойства состава: изолирующих, фосфатирующих, пассивирующих и протектирующих.

Как видим, окраска металлических поверхностей «по старинке» — процесс достаточно сложный и трудоемкий, отнимающий много сил и времени. Ныне компании-производители рекомендуют разработанные ими антикоррозионные составы, отличающиеся большей универсальностью, применение которых позволяет одновременно решать не какую-либо одну, а сразу несколько задач. Наиболее популярными среди потребителей являются так называемые средства «два в одном» и «три в одном». Краска «два в одном» сочетает в себе находящиеся в одной емкости грунтующий и окрашивающий составы, при помощи которых возможно выполнение как грунтования, так и окончательной окраски металлических поверхностей.

Нередко производителями подобных красок рекомендуется использование составов типа «два в одном» по предварительно огрунтованным поверхностям, работающим в агрессивных средах, к примеру для кровли.

Композиции «три в одном», кроме грунта и краски, включают в свой состав также и преобразователь ржавчины. Их целесообразно использовать при окрашивании сильно заржавевших поверхностей, при этом необходимо удалить лишь верхний рыхлый слой ржавчины. На упаковках подобных составов обычно можно видеть надпись — непосредственно на ржавчину.

Может ли вода защитить металл от коррозии?

Казалось бы как вообще такое возможно? Этого не может быть, потому что этого быть не может никогда! Однако прогресс не стоит на месте. Он стремительно движется вперед во всех отраслях, в т. ч. и в сфере разработок новых видов лакокрасочных материалов.

Преимущества, которыми обладают лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе водных полимеров, способствуют ежегодному росту их производства и применения. На состоявшейся 3–4 декабря 2013 г. в г. Дюссельдорфе (Германия) конференции European Coatings Conference «Waterborne coatings» были рассмотрены достижения, проблемы и пути их решения в области водных ЛКМ.

Высокое качество водных 2К полиуретановых систем в сочетании с низкой эмиссией растворителей вызывает большой спрос промышленности. Эти материалы успешно зарекомендовали себя во многих сегментах рынка, поскольку они позволяют преодолеть разрыв между растущей потребностью в «зеленых» решениях и требованиями к качеству со стороны промышленности и профессионалов. Поставщики лакокрасочных материалов (ЛКМ) постоянно совершенствуют качество водных систем, а сырьевая отрасль развивает инновационные концепции как для смол, так и для отвердителей.

В докладе д-ра Кристофа Ирла (Christoph Irle), Bayer Material Science (Германия), особое внимание было уделено производству и надежности таких составов. Рассмотрение этих вопросов в дальнейшем поможет получить водные 2К системы, близкие к самой высокой отметке, которая уже многие десятилетия установлена для 2К полиуретановых систем. Продолжил тему полиуретанов д-р Норберт Питшман (Norbert Pietschmann), Institute fur Lack und Fabric (Германия), выступив с докладом «Водные УФ-отверждаемые ЛКМ для защиты стали от коррозии». При испытаниях противокоррозионных свойств пигментов, ингибиторов, связующих или их комбинаций он использовал электрохимические измерения, обеспечивающие более быстрое получение результатов. Этим методом

было установлено, что оптимальная комбинация связующего состоит из смеси УФ-отверждаемых и физически высыхающих дисперсий. Кроме того, был найден подходящий и быстрый способ выбора антикоррозионного пигмента и ингибитора. На основе предварительных исследований могут быть созданы модельные рецептуры с отличной адгезией и коррозионной стойкостью. После нанесения на сталь испарения влаги и УФ-отверждения были испытаны на стойкость к соляному туману и конденсации влаги. Электрохимические исследования подтвердили отличную адгезию и устойчивость к коррозии, однако это было получено только на стальных поверхностях с цинкфосфатным подслоем.

Защита металла от коррозии в домашних условиях

Существуют ли «народные» средства против ржавчины?

И обычное железо, и даже высококачественная сталь во влажном воздухе, который наверняка присутствует в гаражах, сараях и прочих подсобных помещениях подвергаются коррозии — постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины.

Порой абсолютно новая вещь, случайно оставленная под открытым небом или «забытая» на зиму на даче, покрывается неприятной на вид бурой коростой. Ржавчина, которая состоит из смеси оксида железа Fe₂O₃ и метагидроксида железа FeO(OH), не защищает его поверхность от дальнейшей «агрессии» со стороны кислорода воздуха и воды, и со временем некогда прочный железный предмет разрушается (очень часто полностью).

Секреты удаления ржавчины есть. Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин. Ингибиторы (от латинского «ингибео» — останавливаю, сдерживаю) — вещества, тормозящие химическую реакцию (в данном случае реакцию растворения металла в кислоте). Но ингибитор коррозии не мешает взаимодействию кислоты с оксидом и гидроксидом железа, из которых состоит ржавчина.

Если заржавели оконные шпингалеты, мелкие детали велосипеда, болты или гайки, их погружают в 5% раствор кислоты с добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Использовать растворы сильных кислот без ингибитора рискованно: можно растворить не только ржавчину, но и само изделие, поскольку железо — активный металл и взаимодействует с сильными кислотами с выделением водорода и образованием солей. В качестве ингибитора кислотной коррозии при удалении ржавчины можно использовать и картофельную ботву. Для этого в стеклянную банку кладут свежие или засушенные листья картофеля и заливают 5-7%-й серной или соляной кислотой так, чтобы уровень кислоты был выше примятой ботвы. После 15-20-минутного перемешивания содержимого банки кислоту можно сливать и использовать для обработки ржавых железных изделий.

Преобразователь ржавчины превращает ее в прочное покрытие поверхности коричневого цвета. На изделие кистью или пульверизатором наносят 15-30%-й водный раствор ортофосфорной кислоты и дают изделию высохнуть на воздухе. Еще лучше использовать ортофосфорную кислоту с добавками, например, 4 мл бутилового спирта или 15 г винной кислоты на 1 л раствора ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота переводит компоненты ржавчины в ортофосфат железа FePO₄ , который создает на поверхности защитную пленку. Одновременно винная кислота связывает часть производных железа в тартратные комплексы.

Металлические поверхности, сильно изъеденные ржавчиной, обрабатывают:

• смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль — лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом;
• раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами;

Отворачивать приржавевшие гайки помогает смачивание керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время гайку удается отвернуть. Затем можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно для разъединения гайки и болта. Самый последний способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник. Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; теперь в зазор между болтом и гайкой можно впустить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты, и на этот раз гайка отвернется ключом.

Есть и другой способ разъединения ржавых гайки и болта. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина, бортик которой выше уровня гайки на 3-4 мм. Заливают в чашечку разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. Через сутки гайка легко отвернется ключом. Чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании — это миниатюрный гальванический элемент. Кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка; в то же время металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у кислоты есть контакт с цинком, поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.

Чтобы предохранить от ржавления столярный или слесарный инструмент, его смазывают с помощью кисточки раствором 10 г воска в 20 мл бензина. Воск растворяют в бензине на водяной бане, не используя открытого огня (бензин огнеопасен).

Полированный инструмент защищают, нанося на его поверхность раствор 5 г парафина в 15 мл керосина. А старинный рецепт мази для защиты металла от ржавчины таков: растапливают 100 г свиного жира, добавляют 1,5 г камфоры, снимают с расплава пену и смешивают его с графитом, растертым в порошок, чтобы состав стал черным. Остывшей мазью смазывают инструмент и оставляют его на сутки, а потом полируют металл шерстяной тряпочкой.

Чтобы в будущем не мучиться, отворачивая крепежные изделия с проржавевшей резьбой, ее заранее смазывают смесью вазелина с графитовым порошком. Вместо вазелина можно взять и любую другую жировую смазку нейтрального или слабощелочного типа. Болты и гайки на такой смазке легко отворачиваются даже через несколько лет пребывания под открытым небом.

виды средств и нюансы использования

Изделия из металла давно вошли в нашу жизнь, сделали ее проще, повысили качество. Они прочны, долговечны и функциональны, применяются практически во всех сферах производства и в быту. Самый большой минус металлических изделий и конструкций — это их подверженность коррозии. Люди на протяжении долгого времени искали эффективные методы защиты железа и его сплавов от разрушения под воздействием ржавчины, сейчас совершенствуются старые способы защиты и разрабатываются новые. В прошлом веке железо и другие металлы стали активно использовать в производстве новых прогрессивных строительных материалов. Это произошло благодаря изобретению всевозможных блоков и панелей, которые армируются железом. Технология их производства исключает риск попадания влаги на внутренние металлические элементы, поэтому такие стройматериалы не нуждаются в какой-либо дополнительной обработке с целью профилактики коррозии.

Кроме того, для защиты, как и раньше, активно используются гальванические покрытия, различные облицовочные материалы. Но при этом по-прежнему широко применяются в процессе строительства и элементы, выполненные целиком из металла. Пользуются стабильным спросом декоративные решетки, металлические лестницы, ограждения, кованые козырьки. При отделке фасадов различными материалами используется металлический крепеж, которому также необходима антикоррозийная защита.

Главной причиной, провоцирующей образование очагов коррозии, как правило, становится попавшая на металлические поверхности вода. Это может произойти даже внутри помещения, поэтому самый эффективный способ, позволяющий уберечь металл от разъедания ржавчиной, — это его изоляция разными материалами и химическими покрытиями. Но если очаги коррозии уже появились, а тем более охватили большие по площади зоны, нужно незамедлительно принять меры. Чтобы уберечь металлические изделия и конструкции от дальнейшего разрушения, первым делом нужно выполнить механическую зачистку пораженных коррозией поверхностей. Поскольку механическим способом удалить ржавчину идеально, до полного отсутствия ее микроочагов, вряд ли удастся, после зачистки металл обрабатывают преобразователем ржавчины. С его помощью можно полностью избавиться от всех следов разрушения железа ржавчиной, после чего поверхность следует покрыть грунтовкой, а затем нанести краску по металлу. Если изделие или конструкция часто контактирует с водой, требуется усиленная защита. В этом случае поверх краски наносят специализированный антикоррозийный состав.

Преобразователь ржавчины RUNWAY 120мл

Антикоррозийная защита металла посредством окраски требует значительных временных и трудозатрат. Гораздо быстрее дело продвигается, если использовать разработанные на предприятиях химической промышленности антикоррозионные составы, решающие за одно нанесение сразу две, а то и больше задач. Речь идет о защитных средствах типа «два в одном» и даже «три в одном». Окрашивающие составы категории «два в одном» находят применение и в качестве грунтующих смесей, и как краска. Красящий состав, изготовленный по принципу «два в одном», рекомендуется использовать, например, для окраски кровли, которой часто приходится контактировать с атмосферной влагой — дождями или влажным снегом. В этом случае краской двойного действия следует покрывать металлическую поверхность, предварительно обработанную грунтовкой.

Производители предлагают также суперэффективные составы, объединяющее в себе не только грунт и краску, но и преобразователь ржавчины. Такую композицию «три в одном» лучше выбрать для окраски поверхностей, на которых уже появились обширные очаги коррозии. При этом никаких предварительных работ выполнять перед нанесением краски не требуется, достаточно только механическим способом снять верхний рыхлый слой ржавчины. Даже на упаковке таких красок указано, что они подходят для нанесения поверх ржавчины.

Бороться со ржавчиной приходится не только на стройках и на промышленном производстве, но и в быту. Любое металлическое изделие, даже изготовленное из стали высокого качества, находясь в помещениях с повышенной влажностью — гаражах, сараях, других объектах технического назначения — может очень быстро разрушиться коррозией. Вся поверхность или отдельные участки покроются красно-коричневой рыхлой коростой. Даже новые изделия из железа или стали, случайно оставленные надолго на улице или намеренно хранящиеся на открытом воздухе, быстро покрываются бурой коростой, приобретают неэстетичный вид, а главное, ухудшаются их эксплуатационные свойства. Ржавчина постепенно разъедает металл вглубь — если не предпринимать никаких мер, то через какое-то время спасать будет нечего, метиз просто придет в негодность и разрушится. Рачительный хозяин не должен этого допустить. Можно применить старые проверенные способы борьбы со ржавчиной.

Ликвидация ржавчины кислотными растворами

Ржавчину можно уничтожить путем обработки поверхности низкоконцентрированным водным раствором соляной либо серной кислоты, в который добавлен уротропин. Он служит ингибитором кислотной коррозии. Термин «ингибитор» применяют для обозначения соединений и элементов, замедляющих химические реакции. В процессе удаления ржавчины он будет препятствовать растворению очистившегося от коррозийного слоя железа при обработке его кислотой. А вот на ржавчину его защита распространяться не будет. Кислота вступит во взаимодействие с рыхлым слоем, состоящим из оксида и гидроксида железа, и разрушится. Если такая обработка требуется, например, заржавевшим шпингалетам для окон и дверей, мелкие велосипедным запчастям, различным гайкам и болтам, их необходимо опустить в раствор кислоты концентрацией 5 %, в который добавлено полграмма уротропина на литр жидкости. На крупные изделия и конструкции такой раствор можно нанести с помощью кисти.

Применять для удаления ржавчины с металла кислотные растворы, не добавляя в них ингибитора, не рекомендуется: слишком высоки риски того, что вы не прервете процесс вовремя, и кислота разрушит не только ржавчину, но и неповрежденный металл. Ингибитором кислотной коррозии, возникающей в процессе удаления ржавчины, может стать и обычная картофельная ботва. Свежие либо сухие листья картофеля нужно уложить в емкость и залить серной или соляной кислотой концентрацией 5–7 %. Раствор должен полностью покрыть слегка придавленную ботву. В течение 15–20 минут содержимое банки помешивают, затем сливают в другую емкость и применяют для защитной обработки пораженных ржавчиной металлических конструкций и изделий.

Под воздействием преобразователей ржавчины коррозийный слой преобразуется в крепкое плотное покрытие, имеющее коричневый цвет. В качестве преобразователя может использоваться ортофосфорная кислота, раствор которой наносят на пораженный коррозией металл при помощи кисти либо пульверизатора. Концентрация раствора, применяемого с этой целью, может составлять от 15 до 30 %. Кислота, покрывающая металлическую поверхность, должна высохнуть. Лучше, чтобы сохла она на открытом воздухе. Эффект будет еще ярче выражен, если к ортофосфорной кислоте добавить бутиловый спирт в количестве 4 мл либо 15 г винной кислоты. Количество добавок указано из расчета на 1 л кислотного раствора. Ортофосфорная кислота преобразует ржавчину путем образования ортофосфата железа из ее компонентов. Это образовавшееся соединение покрывает поверхность защитным слоем, похожим на пленку. Функция винной кислоты заключается в связывании отдельных производных железа в тартратные комплексы.

Кисть плоская натур.щетина 63мм, арт.КДР63

Как поступать с сильно пораженным коррозией металлом

Стальные и железные изделия со значительными по площади и глубине поражения очагами ржавчины обрабатывают следующими составами:

• смесью, состоящей из 100 мл вазелинового масла и 50 г молочной кислоты. Этот состав преобразует ржавчину в соль, растворимую в вазелиновом масле. Состав наносят на предварительно слегка очищенную поверхность при помощи тряпочки. После удаления ржавчины обработанный участок протирают вазелиновым маслом;

• раствором, состоящим из 0,5 г гидротартрата калия, 5 г хлорида цинка и 100 мл воды. Хлорид цинка при попадании в воду подвергается гидролизу, в результате которого образуется кислая среда. Ржавчина взаимодействует с кислотным составом и растворяется в нем, чему способствуют образовавшиеся растворимые соединения железа с тартрат-ионами;

• керосином, олеиновой кислотой или скипидаром — этот вариант борьбы со ржавчиной применяют для того, чтобы отвернуть приржавевшие гайки. Их смачивают одним из перечисленных веществ, и через какое-то время гайка откручивается спокойно. Если это не помогло, смоченную керосином или скипидаром гайку можно поджечь. Слой, который вы на нее нанесли, быстро выгорит, но, как правило, этого хватает, чтобы крепеж разъединился.

Можно попробовать отвинтить гайку без нанесения каких-либо растворов. Просто к «прикипевшей» из-за ржавчины гайке подносят раскаленный паяльник и прижимают его к металлу. В результате железо расширяется, ржавчина отстает от резьбы. Если и после этого гайка не открутилась, в образовавшийся зазор при помощи, например, пипетки или груши можно капнуть скипидар или керосин, после чего вы наверняка сможете отвернуть гайку обычным ключом, не прикладывая больших усилий.

Вспомним уроки химии

Есть еще один проверенный способ разъединить проржавевший болт и гайку. Для его применения понадобится воск или пластилин. Вокруг неподдающейся гайки нужно сделать как бы чашечку из пластилина или воска, чтобы ее края возвышались над уровнем гайки примерно на 3–4 мм. В вылепленную вокруг проблемной гайки чашечку наливают разбавленный раствор серной кислоты, туда же помещают кусочек цинка. Чашечку с таким содержимым оставляют на сутки. Через 24 часа можно убрать чашечку, после чего вы легко отвернете гайку ключом, не опасаясь сорвать резьбу или сломать крепеж. По сути такая чашечка с цинком и кислотой, вылепленная на металлической поверхности, воспроизводит в миниатюре гальванический элемент. Под действием кислоты ржавчина растворяется, а получившиеся в результате катионы железа восстанавливаются на цинковой пластинке. Металл же гайки и болта не разрушается под действием кислоты до того момента, пока она контактирует с цинком, так как по химической активности цинк гораздо выше, чем железо.

Профилактика коррозии инструмента

Чтобы уберечь от коррозии бытовой инструмент — слесарный либо столярный, — рекомендуется его защитить воском, растворенным в бензине. Покрывают воском при помощи кисточки. Для раствора нужно взять 20 мл бензина и 10 г воска. Их помещают в одну емкость, и растворяют воск в бензине на водяной бане. Делать это нужно осторожно, нельзя разогревать бензин на открытом пламени.

Если речь идет о полированном инструменте, то он тоже нуждается в профилактической обработке. На его поверхность следует нанести парафин, растворенный в керосине. На 5 г парафина понадобится 15 мл керосина.

Есть еще и старинные рецепты, защищающие металл от ржавчины, к примеру, созданные на базе свиного сала. Для приготовления такого защитного средства нужно 100 г свиного жира, полтора грамма камфары, графитовый порошок. Жир растапливают, затем смешивают с камфарой, удаляют пену. В образовавшуюся смесь добавляют порошок графита, пока состав не станет черным. Теперь нужно подождать, пока мазь остынет, после чего ею нужно смазать металлический инструмент и оставить на 24 часа. Когда этот период пройдет, металл надо отполировать шерстяной тряпкой.

Чтобы не создавать себе проблем в будущем, не применять все известные методы, для того чтобы отвернуть крепежные изделия, «прикипевшие» друг другу из-за ржавчины, их лучше профилактически обрабатывать смесью вазелина и порошка графита перед закручиванием. Вазелин можно заменить иной жировой смазкой нейтрального либо слабощелочного состава. Смазанные такой смесью болты и гайки вы легко раскрутите даже спустя не один год с момента закручивания, в т. ч. и при уличной эксплуатации метизов.

Обработка материалов | Определение, примеры, типы и факты

плавка меди

Смотреть все СМИ

Похожие темы:

обработка железа обработка алюминия обработка свинца обработка меди переработка цинка

Просмотреть весь связанный контент →

обработка материалов , серия операций, которые превращают промышленные материалы из состояния сырья в готовые детали или изделия. Промышленные материалы определяются как те, которые используются в производстве «твердых» товаров, таких как более или менее долговечные машины и оборудование, производимые для промышленности и потребителей, в отличие от одноразовых «мягких» товаров, таких как химикаты, продукты питания, фармацевтические препараты и одежда. .

Ручная обработка материалов стара, как цивилизация. Механизация началась с промышленной революции 18 века, а в начале 19 века основные машины для формовки, формовки и резки были разработаны, главным образом в Англии. С тех пор методы обработки материалов, методы и машины стали разнообразнее и многочисленнее.

Цикл производственных процессов, который превращает материалы в детали и продукты, начинается сразу после того, как сырье либо извлечено из полезных ископаемых, либо произведено из основных химических веществ или природных веществ. Металлическое сырье обычно производится в два этапа. Во-первых, необработанная руда обрабатывается для увеличения концентрации целевого металла; это называется благодеянием. Типичные процессы обогащения включают дробление, обжиг, магнитную сепарацию, флотацию и выщелачивание. Во-вторых, дополнительные процессы, такие как плавка и легирование, используются для производства металла, который должен быть изготовлен в виде деталей, которые в конечном итоге собираются в продукт.

В случае керамических материалов натуральная глина смешивается с различными силикатами для получения сырья. Пластмассовые смолы производятся химическими методами в виде порошка, гранул, замазки или жидкости. Синтетический каучук также изготавливается химическими методами, как и натуральный каучук, в таких формах, как плиты, листы, креп и пена для изготовления готовых изделий.

Процессы, используемые для преобразования сырья в готовую продукцию, выполняют одну или обе из двух основных функций: во-первых, они придают материалу желаемую форму, и, во-вторых, они изменяют или улучшают свойства материала.

Процессы формовки и придания формы можно разделить на два основных типа: выполняемые с материалом в жидком состоянии и выполняемые с материалом в твердом или пластичном состоянии. Обработка материалов в жидкой форме обычно называется литьем, когда речь идет о металлах, стекле и керамике; это называется литьем применительно к пластмассам и некоторым другим неметаллическим материалам. Большинство процессов литья и формовки включают четыре основных этапа: (1) создание точного шаблона детали, (2) изготовление формы по шаблону, (3) введение жидкости в форму и (4) удаление затвердевшей детали из формы. плесень. Иногда требуется финишная обработка.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подпишитесь сейчас

Материалы в твердом состоянии принимают желаемую форму под действием силы или давления. Обрабатываемый материал может быть в относительно твердом и стабильном состоянии и иметь форму бруска, листа, гранул или порошка, или он может быть в мягкой, пластичной или замазкообразной форме. Твердым материалам можно придать форму как в горячем, так и в холодном состоянии. Переработку металлов в твердом состоянии можно разделить на две основные стадии: во-первых, сырье в виде крупных слитков или заготовок подвергают горячей обработке, обычно прокаткой, ковкой или экструзией, на более мелкие формы и размеры; во-вторых, эти формы перерабатываются в конечные детали и изделия с помощью одного или нескольких процессов горячего или холодного формования меньшего масштаба.

После того, как материал сформирован, его обычно подвергают дальнейшей обработке. В обработке материалов процесс «удаления» — это процесс, при котором удаляются части куска или массива материала для достижения желаемой формы. Хотя процессы удаления применяются к большинству типов материалов, они наиболее широко используются для металлических материалов. Материал может быть удален с заготовки как механическими, так и немеханическими средствами.

Существует ряд процессов резки металла. Почти во всех из них механическая обработка включает в себя прижатие режущего инструмента к материалу, которому необходимо придать форму. Инструмент, который тверже разрезаемого материала, удаляет ненужный материал в виде стружки. Таким образом, элементами механической обработки являются режущее устройство, средство удержания и позиционирования заготовки и обычно смазка (или смазочно-охлаждающая жидкость). Существует четыре основных нережущих процесса удаления: (1) при химическом фрезеровании металл удаляется в результате реакции травления химических растворов на металле; хотя обычно наносится на металлы, его также можно использовать на пластике и стекле. (2) Электрохимическая обработка использует обратный принцип металлизации, поскольку заготовка вместо того, чтобы наращиваться в процессе металлизации, контролируемым образом разъедается под действием электрического тока. (3) Электроэрозионная обработка и шлифование разрушают или режут металл высокоэнергетическими искрами или электрическими разрядами. И (4) лазерная обработка режет металлические или огнеупорные материалы интенсивным лучом света лазера.

Другим дальнейшим изменением может быть «соединение», процесс постоянного, иногда только временного соединения или прикрепления материалов друг к другу. Используемый здесь термин включает сварку, пайку твердым припоем, пайку, а также адгезивное и химическое соединение. В большинстве процессов соединения соединение между двумя частями материала создается путем приложения одного или комбинации трех видов энергии: тепловой, химической или механической. Связующий или наполнительный материал, такой же или отличный от соединяемых материалов, может использоваться или не использоваться.

Свойства материалов могут быть дополнительно изменены путем горячей или холодной обработки, механических операций и воздействия некоторых видов излучения. Модификация свойств обычно вызывается изменением микроскопической структуры материала. В эту категорию входят как термическая обработка, включающая температуры выше комнатной, так и холодная обработка, включающая температуры ниже комнатной. Термическая обработка — это процесс, при котором температура материала повышается или понижается для изменения свойств исходного материала. Большинство процессов термической обработки основаны на температурно-временных циклах, которые включают три этапа: нагрев, выдержку при температуре и охлаждение. Хотя некоторые термические обработки применимы к большинству семейств материалов, они наиболее широко используются для металлов.

Наконец, процессы «чистовой обработки» могут использоваться для модификации поверхностей материалов с целью защиты материала от износа в результате коррозии, окисления, механического износа или деформации; для обеспечения особых характеристик поверхности, таких как отражательная способность, электрическая проводимость или изоляция, или несущие свойства; или для придания материалу особых декоративных эффектов. Существует две широкие группы отделочных процессов: те, при которых на поверхность наносится покрытие, обычно из другого материала, и те, при которых поверхность материала изменяется под действием химического воздействия, нагревания или механической силы. К первой группе относятся металлические покрытия, такие как гальванопокрытие; органическая отделка, например покраска; и эмалирование фарфора.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и дополнена Эриком Грегерсеном.

Процессы производства металла: понимание различных типов

Процессы производства металла: понимание различных типов

28 декабря 2020 г. 10:40

Изготовление металла Такие процессы, как ковка, используются для придания формы сырьевым материалам.

В эпоху, которую можно назвать современной индустриальной эпохой, металл окружает нас повсюду. Чтобы перечислить то, как металл влияет на нашу жизнь, потребовалась бы целая жизнь. С учетом сказанного, задумывались ли вы когда-нибудь о том, как формуют, формируют и обрабатывают металл для получения желаемого результата? Это широкое определение можно выразить тремя словами: процессы изготовления металлов .

Действительно, изготовление металлических изделий — это общий термин, который большинство людей не может полностью усвоить. К счастью, эксперты Meta Fab здесь, чтобы помочь вам немного глубже понять базовое понимание того, что включает в себя этот процесс.

Давайте посмотрим поближе.

Ковка

Ковка является обычной практикой для сложных металлоконструкций. Процесс включает использование принудительного сжатия для достижения желаемой формы.

Ковка, выполняемая вручную, включает в себя нагрев металла до такой степени, что его можно согнуть, придать форму и придать форму с помощью ударов молота или штампа.

Одна из старейших существующих форм обработки металла, ковка по сей день широко используется кузнецами и производителями для точной и художественной работы.

Литье

В то время как ковка металла выполняется вручную, литье — это процесс заливки расплавленного металла в форму. Оттуда он охлаждается до такой степени, что становится твердым.

Литье широко распространено как процесс массового производства, когда одна и та же форма может использоваться снова и снова с минимальными отклонениями в конечном результате.

---

---

Чертеж

В этом производственном процессе используется сила растяжения для втягивания металла в коническую форму. Это растягивает металл в более тонкую форму.

Чертеж

чаще всего используется в процессах изготовления листового металла, где конечный продукт представляет собой коробчатый или цилиндрический сосуд.

Формовка

Как следует из названия, формирование — это процесс гибки металла под нужным углом. Чаще всего это достигается с помощью тормозного пресса, который оказывает давление на металл, так что образуется складка.

Другие формы складывания можно выполнить с помощью молотка с зажимными стержнями, которые удерживают металл на месте.

Обработка

Механическая обработка — это субтрактивный процесс формирования, при котором ненужный материал удаляется для создания формы.

В этом субстрате есть несколько различных форм, включая сверление, токарную обработку и фрезерование.

Токарная обработка использует токарный станок для вращения металла со скоростью, позволяющей режущим инструментам снимать металл по кругу. Станок с ЧПУ является наиболее распространенным инструментом, используемым для токарной обработки, и часто требует точных измерений.

Как бы это ни звучало, при сверлении используется сверло, чтобы просверлить отверстие в металле. Достаточно просто.

Наконец, фрезерование очень распространено среди процессов изготовления металла, с помощью которых многолезвийные режущие инструменты удаляют металл с заготовки. Для этого процесса также используются станки с ЧПУ, которые обычно выполняют функцию окончательной отделки для создания желаемой текстуры или внешнего вида.

Экструзия

Во время экструзии металл проталкивается между открытой или закрытой головкой. Здесь кусок металла уменьшен до поперечного сечения матрицы. В результате образуется полость.

Конечным результатом обычно является цилиндрическая форма, которая обычно используется в трубопроводах или электропроводке.

Резка

Одним из самых универсальных процессов обработки металлов является резка. На первый взгляд процесс представляет собой не что иное, как разрезание больших кусков металла на более мелкие.

Однако

Резка довольно сложная и сложная задача. Такие технологии, как лазеры, гидроабразивная резка, силовые ножницы и плазма, используются для создания точных разрезов.

В зависимости от проекта резка часто является первым, если не единственным, процессом, используемым в производстве.

Штамповка

Этот процесс создает отверстия в заготовке. Пробивные прессы имеют специально разработанные револьверные головки, которые ударяют по металлу через матрицу, создавая отверстия в определенных местах.

Штамповка используется как в легких, так и в тяжелых металлоконструкциях.

Штамповка

Подобно штамповке, штамповка заключается в создании углублений в металле вместо отверстий с помощью пресса или ручного молотка.

Наиболее распространенными применениями для штамповки являются создание букв, форм и изображений.

Сварка

Сварка – это искусство соединения двух или более металлических частей с помощью смеси тепла и давления. Этот процесс наиболее распространен в крупномасштабных или промышленных проектах изготовления.

Он популярен, потому что различные куски металла могут быть соединены независимо от их формы или размера.

В зависимости от проекта наиболее распространенными типами сварки являются MIG, дуговая и электродуговая сварка, TIG и дуговая сварка с флюсовой проволокой.

Заключительные мысли о процессах изготовления металлов

Изготовление металла легко понять на начальном уровне.