Principalele tipuri de prelucrare a metalelor. Tehnologii moderne de prelucrare a metalelor

Pe lângă metodele de mai sus de prelucrare a metalelor și de fabricare a semifabricatelor și a pieselor de mașini, sunt utilizate și alte metode relativ noi și foarte progresive.

Sudarea metalelor.Înainte de invenția sudării metalelor, fabricarea, de exemplu, a cazanelor, a carcașelor metalice ale navelor sau a altor lucrări care necesită îmbinarea tablelor metalice între ele, se baza pe aplicarea metodei. nituri.

În prezent, nituirea aproape nu este folosită, a fost înlocuită sudarea metalelor. O îmbinare sudata este mai fiabila, mai usoara, mai rapida si economiseste metal. Lucrari de sudare necesită costuri mai mici forta de munca. Sudarea poate fi folosită și pentru a îmbina părți ale pieselor rupte și, prin sudarea metalului, pentru a restaura părțile uzate ale mașinilor.

Există două metode de sudare: gaz (autogen) - cu ajutorul unui gaz combustibil (un amestec de acetilenă și oxigen), care dă o flacără foarte fierbinte (peste 3000 ° C), si sudura electrica la care metalul este topit printr-un arc electric (temperatura de până la 6000 ° C). În prezent, sudarea electrică are cea mai mare aplicație, cu ajutorul căreia piesele metalice mici și mari sunt conectate ferm (părți din cele mai mari carene sunt sudate între ele). nave maritime, ferme de poduri și alte structuri de construcție, părți ale cazanelor uriașe de cea mai mare presiune, piese de mașini etc.). Greutatea pieselor sudate în multe mașini este în prezent de 50-80% din greutatea lor totală.

Tăierea tradițională a metalelor se realizează prin îndepărtarea așchiilor de pe suprafața piesei de prelucrat. Până la 30-40% din metal intră în așchii, ceea ce este foarte neeconomic. Prin urmare, se acordă din ce în ce mai multă atenție noilor metode de prelucrare a metalelor bazate pe tehnologie fără deșeuri sau cu deșeuri reduse. Apariția unor noi metode se datorează și răspândirii în inginerie mecanică a metalelor și aliajelor de înaltă rezistență, rezistente la coroziune și la căldură, a căror prelucrare este dificilă prin metode convenționale.

Noile metode de prelucrare a metalelor includ chimice, electrice, laser cu plasmă, ultrasonice, hidroplastice.

La tratament chimic se foloseste energia chimica. Îndepărtarea unui anumit strat de metal se realizează într-un mediu activ din punct de vedere chimic (frezare chimică). Constă în dizolvarea controlată în timp și loc a metalului de pe suprafața pieselor de prelucrat prin gravarea acestora în băi acide și alcaline. În același timp, suprafețele care nu pot fi prelucrate sunt protejate cu straturi rezistente chimic (lacuri, vopsele etc.). Constanța vitezei de gravare este menținută datorită concentrației constante a soluției.

Metodele de prelucrare chimică produc subțieri locale pe piese de prelucrat nerigide, rigidizări; caneluri de înfășurare și fisuri; suprafețe „vafe”; mânerați suprafețele greu accesibile pentru unealta de tăiere.

La metoda electrica energia electrică este transformată în energie termică, chimică și alte tipuri de energie direct în procesul de îndepărtare a unui anumit strat. Conform cu aceasta metode electrice prelucrarea este împărțită în electrochimic, electroeroziv, electro-termic și electromecanic.

Prelucrare electrochimică se bazează pe legile dizolvării anodice a metalului în timpul electrolizei. Când un curent continuu trece prin electrolit, are loc o reacție chimică pe suprafața piesei de prelucrat, care este inclusă în circuitul electric și este anodul, și se formează compuși care intră în soluție sau sunt ușor îndepărtați mecanic. Prelucrarea electrochimică este utilizată la lustruire, prelucrare dimensională, șlefuire, șlefuire, curățarea metalelor de oxizi, rugină.

Prelucrare cu anod combină procesele electrotermale și electromecanice și ocupă o poziție intermediară între metodele electrochimice și cele electroerozive. Piesa de prelucrat este conectată la anod, iar unealta este conectată la catod. Ca unealtă, se folosesc discuri metalice, cilindri, benzi, fire. Prelucrarea se realizează într-un mediu electrolitic. Piesa de prelucrat și unealta primesc aceleași mișcări ca în metodele convenționale de prelucrare.

Atunci când un curent continuu trece prin electrolit, are loc procesul de dizolvare anodică a metalului, ca în procesarea electrochimică. Atunci când unealta (catodul) vine în contact cu microrugozitățile suprafeței prelucrate a piesei de prelucrat (anod), are loc procesul de electroeroziune, care este inerent prelucrării cu electrospark. Produsele electroeroziunii și dizolvării anodice sunt îndepărtate din zona de prelucrare în timpul mișcării sculei și piesei de prelucrat.

EDM se bazează pe legile eroziunii (distrugerii) electrozilor din materiale conductoare atunci când între ei trece un curent electric pulsat. Este folosit pentru fulgerarea cavităților și găurilor de orice formă, tăierea, șlefuirea, gravarea, ascuțirea și întărirea instrumentelor. În funcție de parametrii impulsurilor și de tipul de generatoare utilizate pentru obținerea acestora, prelucrarea electroerozivă se împarte în electrospark, electropulse și electrocontact.

Procesare Electrospark folosit pentru fabricarea matrițelor, matrițelor, sculelor de tăiere și pentru întărirea stratului superficial al pieselor.

Prelucrare cu electropuls utilizat în prealabil la fabricarea matrițelor, paletelor de turbine, suprafețelor găurilor profilate în piese din oțeluri termorezistente. În acest proces, rata de îndepărtare a metalului este de aproximativ zece ori mai mare decât în ​​prelucrarea cu electrospark.

Prelucrare electrocontact bazat pe încălzirea locală a piesei de prelucrat în punctul de contact cu electrodul (unealta) și îndepărtarea metalului topit din zona de prelucrare mecanic. Metoda nu oferă o precizie și o calitate ridicată a suprafeței pieselor, dar oferă o rată mare de îndepărtare a metalului, prin urmare este utilizată la decaparea produselor turnate sau laminate din aliaje speciale, șlefuirea (degroșarea) părților corpului mașinilor de la greu de utilizat. aliaje tăiate.

Prelucrare electromecanica asociat cu acţiunea mecanică a unui curent electric. Aceasta este baza, de exemplu, a prelucrării electro-hidraulice, care folosește acțiunea undelor de șoc rezultate din defalcarea în impulsuri a unui mediu lichid.

Prelucrarea cu ultrasunete a metalelor- un fel de prelucrare mecanică - se bazează pe distrugerea materialului prelucrat de către granule abrazive sub impactul unei scule care oscilează cu o frecvență ultrasonică. Sursa de energie este generatoare de curent electrosonic cu o frecvență de 16-30 kHz. Poansonul instrumentului de lucru este fixat pe ghidul de undă al generatorului de curent. Un semifabricat este plasat sub poanson, iar o suspensie constând din apă și material abraziv intră în zona de procesare. Procesul de prelucrare constă în faptul că unealta, oscilând cu o frecvență ultrasonică, lovește granulele abrazive, care desprind particulele materialului piesei de prelucrat. Prelucrarea cu ultrasunete este utilizată pentru a obține inserții, matrițe și poanson din aliaj dur, tăierea cavităților și găurilor figurate în piese, perforarea găurilor cu axe curbate, gravarea, filetarea, tăierea pieselor de prelucrat în piese etc.

Metode plasma-laser prelucrarea se bazează pe utilizarea unui fascicul focalizat (electronic, coerent, ionic) cu o densitate energetică foarte mare. Raza laser este folosită atât ca mijloc de încălzire și înmuiere a metalului din fața frezei, cât și pentru a efectua procesul de tăiere directă la perforarea găurilor, frezarea și tăierea tablă, materiale plastice și alte materiale.

Procesul de tăiere se desfășoară fără formarea de așchii, iar metalul care se evaporă din cauza temperaturilor ridicate este dus de aer comprimat. Laserele sunt utilizate pentru sudare, suprafață și tăiere în acele cazuri în care calitatea acestor operațiuni este supusă unor cerințe sporite. De exemplu, aliajele superdure, panourile de titan în știința rachetelor, produsele din nailon etc. sunt tăiate cu un fascicul laser.

Prelucrare hidroplastică metalele este utilizată la fabricarea pieselor goale cu suprafață netedă și toleranțe mici (cilindri hidraulici, piston, osii de vagon, carcase de motoare electrice etc.). O țagla cilindrică goală, încălzită la temperatura de deformare plastică, este plasată într-o matrice masivă detașabilă, realizată după forma piesei care se fabrică, iar apa este pompată sub presiune. Piesa de prelucrat este distribuită și ia forma unei matrice. Piesele realizate astfel au o durabilitate mai mare.

Noile metode de prelucrare a metalelor aduc tehnologia de fabricare a pieselor la un nivel calitativ superior. nivel inalt comparativ cu tehnologia tradițională.

Pe lângă metodele de mai sus de prelucrare a metalelor și de fabricare a semifabricatelor și a pieselor de mașini, sunt utilizate și alte metode relativ noi și foarte progresive.

Sudarea metalelor.Înainte de invenția sudării metalelor, fabricarea, de exemplu, a cazanelor, a carcașelor metalice ale navelor sau a altor lucrări care necesită îmbinarea tablelor metalice între ele, se baza pe aplicarea metodei. nituri.

În prezent, nituirea aproape nu este folosită, a fost înlocuită sudarea metalelor. O îmbinare sudata este mai fiabila, mai usoara, mai rapida si economiseste metal. Lucrările de sudare necesită mai puțină muncă. Sudarea poate fi folosită și pentru a îmbina părți ale pieselor rupte și, prin sudarea metalului, pentru a restaura părțile uzate ale mașinilor.

Există două metode de sudare: gaz (autogen) - cu ajutorul unui gaz combustibil (un amestec de acetilenă și oxigen), care dă o flacără foarte fierbinte (peste 3000 ° C), si sudura electrica la care metalul este topit printr-un arc electric (temperatura de până la 6000 ° C). Sudarea electrică este în prezent cea mai utilizată, cu ajutorul căreia piesele metalice mici și mari sunt conectate ferm (părți din corpurile celor mai mari nave maritime, ferme de poduri și alte structuri de construcție, părți ale cazanelor uriașe de cea mai mare presiune, piese de mașini , etc. sunt sudate între ele. ). Greutatea pieselor sudate în multe mașini este în prezent de 50-80% din greutatea lor totală.

Tăierea tradițională a metalelor se realizează prin îndepărtarea așchiilor de pe suprafața piesei de prelucrat. Până la 30-40% din metal intră în așchii, ceea ce este foarte neeconomic. Prin urmare, se acordă din ce în ce mai multă atenție noilor metode de prelucrare a metalelor bazate pe tehnologie fără deșeuri sau cu deșeuri reduse. Apariția unor noi metode se datorează și răspândirii în inginerie mecanică a metalelor și aliajelor de înaltă rezistență, rezistente la coroziune și la căldură, a căror prelucrare este dificilă prin metode convenționale.

Noile metode de prelucrare a metalelor includ chimice, electrice, laser cu plasmă, ultrasonice, hidroplastice.

La tratament chimic se foloseste energia chimica. Îndepărtarea unui anumit strat de metal se realizează într-un mediu activ din punct de vedere chimic (frezare chimică). Constă în dizolvarea controlată în timp și loc a metalului de pe suprafața pieselor de prelucrat prin gravarea acestora în băi acide și alcaline. În același timp, suprafețele care nu pot fi prelucrate sunt protejate cu straturi rezistente chimic (lacuri, vopsele etc.). Constanța vitezei de gravare este menținută datorită concentrației constante a soluției.

Metodele de prelucrare chimică produc subțieri locale pe piese de prelucrat nerigide, rigidizări; caneluri de înfășurare și fisuri; suprafețe „vafe”; mânerați suprafețele greu accesibile pentru unealta de tăiere.

La metoda electricaEnergie electrica este transformată în energie termică, chimică și alte tipuri de energie direct în procesul de îndepărtare a unui anumit strat. În conformitate cu aceasta, metodele de prelucrare electrică sunt împărțite în electrochimice, electroerozive, electro-termice și electromecanice.

Prelucrare electrochimică se bazează pe legile dizolvării anodice a metalului în timpul electrolizei. Când un curent continuu trece prin electrolit, are loc o reacție chimică pe suprafața piesei de prelucrat, care este inclusă în circuitul electric și este anodul, și se formează compuși care intră în soluție sau sunt ușor îndepărtați mecanic. Prelucrarea electrochimică este utilizată la lustruire, prelucrare dimensională, șlefuire, șlefuire, curățarea metalelor de oxizi, rugină.

Prelucrare cu anod combină procesele electrotermale și electromecanice și ocupă o poziție intermediară între metodele electrochimice și cele electroerozive. Piesa de prelucrat este conectată la anod, iar unealta este conectată la catod. Ca unealtă, se folosesc discuri metalice, cilindri, benzi, fire. Prelucrarea se realizează într-un mediu electrolitic. Piesa de prelucrat și unealta
stabiliți aceleași mișcări ca în metodele convenționale de prelucrare.

Atunci când un curent continuu trece prin electrolit, are loc procesul de dizolvare anodică a metalului, ca în procesarea electrochimică. Atunci când unealta (catodul) vine în contact cu microrugozitățile suprafeței prelucrate a piesei de prelucrat (anod), are loc procesul de electroeroziune, care este inerent prelucrării cu electrospark. Produsele electroeroziunii și dizolvării anodice sunt îndepărtate din zona de prelucrare în timpul mișcării sculei și piesei de prelucrat.

EDM se bazează pe legile eroziunii (distrugerii) electrozilor din materiale conductoare atunci când între ei trece un curent electric pulsat. Este folosit pentru fulgerarea cavităților și găurilor de orice formă, tăierea, șlefuirea, gravarea, ascuțirea și întărirea instrumentelor. În funcție de parametrii impulsurilor și de tipul de generatoare utilizate pentru obținerea acestora, prelucrarea electroerozivă se împarte în electrospark, electropulse și electrocontact.

Procesare Electrospark folosit pentru fabricarea matrițelor, matrițelor, sculelor de tăiere și pentru întărirea stratului superficial al pieselor.

Prelucrare cu electropuls utilizat în prealabil la fabricarea matrițelor, paletelor de turbine, suprafețelor găurilor profilate în piese din oțeluri termorezistente. În acest proces, rata de îndepărtare a metalului este de aproximativ zece ori mai mare decât în ​​prelucrarea cu electrospark.

Prelucrare electrocontact se bazează pe încălzirea locală a piesei de prelucrat în punctul de contact cu electrodul (unealta) și îndepărtarea mecanică a metalului topit din zona de prelucrare. Metoda nu oferă o precizie ridicată și calitatea suprafeței pieselor, dar oferă de mare vitezăîndepărtarea metalului, prin urmare, se folosește la curățarea refluxului sau a produselor laminate din aliaje speciale, șlefuirea (degroșarea) părților corpului mașinilor din aliaje greu de tăiat.

Prelucrare electromecanica asociat cu acţiunea mecanică a unui curent electric. Aceasta este baza, de exemplu, a prelucrării electro-hidraulice, care folosește acțiunea undelor de șoc rezultate din defalcarea în impulsuri a unui mediu lichid.

Prelucrarea cu ultrasunete a metalelor- un fel de prelucrare mecanică - se bazează pe distrugerea materialului prelucrat de către granule abrazive sub impactul unei scule care oscilează cu o frecvență ultrasonică. Sursa de energie este generatoare de curent electrosonic cu o frecvență de 16-30 kHz. Poansonul instrumentului de lucru este fixat pe ghidul de undă al generatorului de curent. Un semifabricat este plasat sub poanson, iar o suspensie constând din apă și material abraziv intră în zona de procesare. Procesul de prelucrare constă în faptul că unealta, oscilând cu o frecvență ultrasonică, lovește granulele abrazive, care desprind particulele materialului piesei de prelucrat. Prelucrarea cu ultrasunete este utilizată pentru a obține inserții, matrițe și poanson din aliaj dur, tăierea cavităților și găurilor figurate în piese, perforarea găurilor cu axe curbate, gravarea, filetarea, tăierea pieselor de prelucrat în piese etc.

Metode plasma-laser prelucrarea se bazează pe utilizarea unui fascicul focalizat (electronic, coerent, ionic) cu o densitate energetică foarte mare. Raza laser este folosită atât ca mijloc de încălzire și înmuiere a metalului din fața frezei, cât și pentru a efectua procesul de tăiere directă la perforarea găurilor, frezarea și tăierea tablei, materialelor plastice și a altor materiale.

Procesul de tăiere se desfășoară fără formarea de așchii, iar metalul care se evaporă din cauza temperaturilor ridicate este dus de aer comprimat. Laserele sunt utilizate pentru sudare, suprafață și tăiere în acele cazuri în care calitatea acestor operațiuni este supusă unor cerințe sporite. De exemplu, aliajele superdure, panourile de titan în știința rachetelor, produsele din nailon etc. sunt tăiate cu un fascicul laser.

Prelucrare hidroplastică metalele este utilizată la fabricarea pieselor goale cu suprafață netedă și toleranțe mici (cilindri hidraulici, piston, osii de vagon, carcase de motoare electrice etc.). O țagla cilindrică goală, încălzită la temperatura de deformare plastică, este plasată într-o matrice masivă detașabilă, realizată după forma piesei care se fabrică, iar apa este pompată sub presiune. Piesa de prelucrat este distribuită și ia forma unei matrice. Piesele realizate astfel au o durabilitate mai mare.

Noile metode de prelucrare a metalelor aduc tehnologia de fabricare a pieselor la un nivel calitativ superior în comparație cu tehnologia tradițională.

Metode chimice și electrice de prelucrare a materialelor

În prelucrarea metalelor prin tăiere, obținerea pieselor de dimensiunile cerute se realizează prin îndepărtarea așchiilor de pe suprafața piesei de prelucrat. Așchiile sunt astfel unul dintre cele mai comune deșeuri în prelucrarea metalelor, cu un volum de aproximativ 8 milioane de tone pe an. În același timp, cel puțin 2 milioane de tone sunt deșeuri din prelucrarea oțelurilor înalt aliate și a altor oțeluri deosebit de valoroase. Când se prelucrează pe mașinile moderne de tăiat metal, așchiile ajung adesea până la 30 - 40% din metal din masa totală a piesei de prelucrat.

Noile metode de prelucrare a metalelor includ prelucrarea metalelor chimice, electrice, cu plasmă, cu laser, ultrasonice și hidroplastice.

Prelucrarea chimică folosește energie chimică. Îndepărtarea unui anumit strat de metal se realizează într-un mediu activ din punct de vedere chimic (frezare chimică). Constă în dizolvarea metalului în băi, reglată în timp și loc. Suprafetele care nu pot fi prelucrate sunt protejate cu straturi rezistente chimic (lacuri, vopsele, emulsii fotosensibile etc.). Constanța vitezei de gravare este menținută datorită concentrației constante a soluției. Prin metode de prelucrare chimică se obțin subțieri și fisuri locale; suprafețe „vafe”; tratați suprafețele greu accesibile.

Cu metoda electrică, energia electrică este convertită în energie termică, chimică și alte tipuri de energie care sunt direct implicate în procesul de îndepărtare a unui anumit strat. În conformitate cu aceasta, metodele de prelucrare electrică sunt împărțite în electrochimice, electroerozive, electrotermale și electromecanice.

Prelucrarea electrochimică se bazează pe legile dizolvării anodice a metalului în timpul electrolizei. Când un curent electric constant trece prin electrolitul de pe suprafața piesei de prelucrat, care este inclus în circuitul electric și este anodul, au loc reacții chimice și se formează compuși care intră în soluție sau sunt ușor de îndepărtat mecanic. Prelucrarea electrochimică este utilizată la lustruire, prelucrare dimensională, șlefuire, șlefuire, curățarea metalelor de oxizi, rugină etc.

Prelucrarea anodului combină procesele electrotermice și electromecanice și ocupă o poziție intermediară între metodele electrochimice și electroerozive. Piesa de prelucrat este conectată la anod, iar unealta este conectată la catod. Ca unealtă, se folosesc discuri metalice, cilindri, benzi, sârmă. Prelucrarea se realizează într-un mediu electrolitic. Piesa de prelucrat și unealta primesc aceleași mișcări ca în metodele convenționale de prelucrare. Electrolitul este introdus în zona de tratament printr-o duză.

Când un curent electric constant este trecut prin soluția de electrolit, are loc procesul de dizolvare anodică a metalului, ca în procesarea electrochimică. Când scula-catodul intră în contact cu microrugozitatea suprafeței prelucrate a piesei-anod, are loc procesul de electroeroziune, care este inerent prelucrării cu electrospark.

Produsele electroeroziunii și dizolvării anodice sunt îndepărtate din zona de prelucrare în timpul mișcării sculei și piesei de prelucrat.

Prelucrarea electroerozivă se bazează pe legile eroziunii (distrugerii) electrozilor din materiale conductoare atunci când un curent electric pulsat este trecut între ei. Este folosit pentru fulgerarea cavităților și găurilor de orice formă, tăierea, șlefuirea, gravarea, ascuțirea și întărirea instrumentelor. În funcție de parametrii și de tipul de impulsuri utilizate pentru obținerea generatoarelor, prelucrarea electroerozivă se împarte în electrospark, electropulse și electrocontact.

La o anumită valoare a diferenței de potențial pe electrozi, dintre care unul este piesa de prelucrat (anodul), iar celălalt este unealta (catodul), între electrozi se formează un canal de conducere prin care o scânteie pulsată (procesare electrospark) sau trece de descărcare cu arc (procesare cu electropuls). Ca urmare, temperatura de pe suprafața piesei de prelucrat crește. La această temperatură, un volum elementar de metal se topește și se evaporă instantaneu, iar pe suprafața piesei de prelucrat se formează o gaură. Metalul îndepărtat se solidifică sub formă de granule mici. Următorul impuls de curent trece prin golul dintre electrozi, unde distanța dintre electrozi este cea mai mică. Cu o alimentare continuă cu curent pulsat la electrozi, procesul de eroziune a acestora continuă până când tot metalul situat între electrozi este îndepărtat la o distanță la care este posibilă o defecțiune electrică (0,01 - 0,05 mm) la o anumită tensiune. Pentru a continua procesul, este necesar să aduceți electrozii mai aproape de distanța specificată. Electrozii sunt abordați automat de un dispozitiv de urmărire de un tip sau altul.

Prelucrarea Electrospark este utilizată pentru fabricarea matrițelor, matrițelor, matrițelor, sculelor de tăiere, pieselor de motor. combustie interna, ochiuri și pentru întărirea stratului superficial al pieselor.

Prelucrarea prin electrocontact se bazează pe încălzirea locală a piesei de prelucrat în punctul de contact cu electrodul sculei și îndepărtarea metalului înmuiat sau topit din zona de prelucrare prin mijloace mecanice (cu mișcare relativă a piesei de prelucrat și a sculei).

Prelucrarea electromecanica este asociata in principal cu actiunea mecanica a curentului electric. Aceasta este baza, de exemplu, a prelucrării electro-hidraulice, care folosește acțiunea undelor de șoc rezultate din defalcarea în impulsuri a unui mediu lichid.

Prelucrarea cu ultrasunete a metalelor - un fel de prelucrare mecanică - se bazează pe distrugerea materialului care este prelucrat de granule abrazive sub impactul unei scule care oscilează cu o frecvență ultrasonică. Sursa de energie este generatoare de curent electrosonic cu o frecvență de 16 - 30 kHz. Instrumentul de lucru - poansonul - este fixat pe ghidul de undă al generatorului de curent. Un semifabricat este plasat sub poanson, iar o suspensie constând din apă și material abraziv intră în zona de procesare. Procesul de prelucrare constă în faptul că unealta, oscilând cu o frecvență de ultrasunete, lovește granulele abrazive care se află pe suprafața de tratat, care așează particulele din materialul piesei de prelucrat.

Prelucrarea metalelor își are originea în perioada preistorică, când oamenii antici au învățat să turneze unelte și vârfuri de săgeți din cupru. Astfel a început epoca metalului, o fosilă care rămâne actuală până în zilele noastre. Astăzi, noile tehnologii de prelucrare a metalelor fac posibilă crearea diferitelor aliaje, modificarea proprietăților tehnologice și obținerea de forme și modele complexe.

Astăzi, cel mai solicitat material este fierul. Pe baza acestuia, multe aliaje sunt turnate cu conținut diferit de carbon și aditivi de aliaj. Pe lângă oțel, metalele neferoase sunt utilizate pe scară largă în industrie, care sunt, de asemenea, utilizate într-o mare varietate de aliaje. Fiecare aliaj este caracterizat nu numai de proprietăți operaționale, ci și de cele tehnologice, ceea ce determină metoda de prelucrare a acestuia:

• turnare;
• tratament termic;
• prelucrare prin așchiere;
• deformare la rece sau la cald;
• sudare.

Castingul este prima metodă pe care o persoană a început să o folosească. Primul a fost cuprul, iar topirea fierului din minereu într-un cuptor brut a început în secolul al XII-lea î.Hr. e. Tehnologii moderne permit obținerea diferitelor aliaje, rafinarea și dezoxidarea metalului. De exemplu, dezoxidarea cuprului cu fosfor îl face mai ductil, iar retopirea într-o atmosferă inertă îi crește conductivitatea electrică.

Cele mai recente progrese în metalurgie au fost apariția de noi aliaje. Au fost dezvoltate noi clase de oțel inoxidabil înalt aliat austenitic și feritic de calitate superioară. Au apărut mai durabile și rezistente la coroziune seriile AISI 300 și 400, rezistente la căldură, rezistente la căldură, rezistente la acizi și alimentare. Unele aliaje au fost îmbunătățite și titanul a fost introdus în compoziția lor ca stabilizator.

În metalurgia neferoasă s-au obținut și aliaje cu caracteristici optime pentru o anumită industrie. Aluminiu secundar de uz general 1105, A0 aluminiu de înaltă puritate pentru industria alimentară, companii aeriene, printre care cele mai solicitate în industria aviatica clasele AB, AD31 și AD 35, aluminiu marin rezistent la apa de mare 1561 și AMg5, aliaje de aluminiu sudabile aliate cu magneziu sau mangan, aluminiu rezistent la căldură, cum ar fi AK4. O gamă largă de aliaje pe bază de cupru - bronz și alamă au, de asemenea, trăsături caracteristice și satisfac toate nevoile economiei naționale.

Formarea caracteristicilor tehnologice ale aliajului

Pe piata moderna a metalelor laminate sunt prezentate diverse semifabricate din diverse aliaje de otel si neferoase. În același timp, aceeași marcă poate fi oferită într-o stare tehnologică diferită.

Tratament termic

Prin tratament termic, aliajul poate fi adus la starea cea mai rigidă și durabilă, sau invers la o stare mai ductilă. Starea solidă „T” – întărită termic, se realizează prin încălzire la o anumită temperatură și apoi răcire rapidă în apă sau ulei. Stare moale „M” - recoacere termic, când după încălzire, răcirea este lentă. Pentru aluminiu, există și metode termice de îmbătrânire naturală și artificială.

Pentru fiecare marcă se determină propriile moduri de tratament termic, se studiază efectele stresului asupra proprietăților de coroziune, ceea ce face posibilă, de asemenea, formarea proceselor tehnologice.

Întărire la presiune

Această metodă era cunoscută strămoșilor noștri. Fierarii au crescut densitatea materialului forjându-l la rece. Aceasta se numea nituirea unei coase sau a unei lame. Astăzi, acest proces a primit numele - întărire, care este desemnată „H” în marcarea produselor laminate. Tehnologiile moderne fac posibilă obținerea unei căliri mecanice de orice grad cu o precizie ridicată. De exemplu, "H2" - jumătate de lucru, "H3" - a treia întărire etc.

Metoda constă în compresia mecanică maximă posibilă urmată de recoacere parțială la starea tehnologică necesară.

Prelucrare chimică

Gravarea suprafeței cu substanțe chimice. Metoda este folosită pentru a schimba granularea suprafeței și pentru a-i oferi o nuanță mată sau strălucitoare. În mod obișnuit, tehnica este utilizată ca finisaj de suprafață pentru produsele laminate produse prin deformare la cald.

Protecția împotriva coroziunii

Pe lângă acoperirea cu lacuri de protecție sau un compozit cu plastic, în metalurgia modernă sunt utilizate 4 metode principale:

• anodizare - polarizare anodica intr-o solutie de electrolit in vederea obtinerii unei pelicule de oxid care protejeaza impotriva coroziunii;
• pasivare - un strat protector pasiv apare ca urmare a expunerii la agenti oxidanti;
• metoda galvanică de acoperire a unui metal cu altul. Procesul se realizează prin electroliză. În special, acoperirea oțelului cu nichel, staniu, zinc și alte metale rezistente la coroziune;
• placare – folosită pentru a proteja aliaje de aluminiu nu este suficient de rezistent la coroziune. Tehnica constă în acoperirea mecanică cu un strat de aluminiu pur (prin laminare, tragere).

Tehnologia bimetalică

Metoda se bazează pe îmbinarea diferitelor metale prin apariția unei legături de difuzie între ele. Esența sa constă în necesitatea obținerii unui material care să aibă calitățile a două elemente. De exemplu, firele de înaltă tensiune trebuie să fie suficient de puternice și să aibă o conductivitate electrică ridicată. Pentru aceasta, oțelul și aluminiul sunt îmbinate. Miezul de oțel al firului preia sarcina mecanică, iar mantaua de aluminiu devine un conductor excelent. În tehnologia termometrică se folosesc bimetale cu diferiți coeficienți de dilatare termică.

În Rusia, bimetalele sunt folosite și pentru baterea monedelor.

Restaurare mecanică

Aceasta este o parte integrantă a oricărei producții de prelucrare a metalelor, care se realizează cu o unealtă de tăiere: tăiere, tocare, frezare, găurire etc. În producția modernă sunt utilizate mașini-unelte de înaltă precizie și de înaltă performanță și complexe CNC. În același timp, până de curând, noile tehnologii în prelucrarea metalelor nu erau disponibile pe șantiere de construcții la asamblarea structurilor din oțel. Mecanismul de efectuare a lucrărilor la locul de instalare prevedea utilizarea instrumentelor manuale mecanice și electrice.

Astăzi, au fost dezvoltate mașini magnetice speciale cu managementul programului. Echipamentul vă permite să forați la înălțime și în orice unghi. Dispozitivul controlează pe deplin procesul, eliminând inexactitățile și erorile și, de asemenea, vă permite să forați găuri cu diametru mare, ceea ce anterior era aproape imposibil la înălțime.

Tratament prin presiune

Conform metodei, tratamentul sub presiune diferă în deformare la cald și la rece și, după tip, în ștanțare, forjare, laminare, trefilare și răsturnare. Aici au fost introduse și mecanizarea și informatizarea producției. Acest lucru reduce semnificativ costul produsului, îmbunătățind în același timp calitatea și productivitatea. Un progres recent în lucrul la rece a fost forjare la rece. Echipamentele speciale fac posibilă producerea de elemente decorative extrem de artistice și în același timp funcționale la un cost minim.

Sudare

Printre metodele care au devenit deja tradiționale, se pot evidenția arcul electric, arcul cu argon, sudarea în puncte, cu role și cu gaz. Procesul de sudare poate fi, de asemenea, împărțit în manual, automat și semi-automat. În același timp, sunt folosite noi metode pentru procesele de sudare de înaltă precizie.

Datorită utilizării unui laser focalizat, a devenit posibilă efectuarea lucrărilor de sudare a pieselor mici din electronica radio sau atașarea elementelor de tăiere cu carbură la diferite freze.

În trecutul recent, tehnologia era destul de costisitoare, dar odată cu folosirea unor echipamente moderne, în care laserul pulsat era înlocuit cu unul cu gaz, tehnica a devenit mai accesibilă. Echipamentele pentru sudarea sau tăierea cu laser sunt, de asemenea, echipate cu control software și, dacă este necesar, sunt produse în vid sau în mediu inert

Tăiere cu plasmă

Dacă, în comparație cu tăierea cu laser, tăierea cu plasmă se remarcă printr-o grosime de tăiere mai mare, atunci este de multe ori superioară în ceea ce privește eficiența. Aceasta este cea mai comună metodă de producție în masă astăzi, cu o precizie ridicată de repetare. Tehnica constă în suflarea unui arc electric cu un jet de gaz de mare viteză. Există deja torțe cu plasmă portabile care sunt o alternativă superioară tăierii cu flacără.

Cele mai recente evoluții în producția de piese complexe și mici

Indiferent cât de perfectă este prelucrarea, aceasta are propria sa limită asupra dimensiunilor minime ale piesei care se produce. Electronica radio modernă utilizează plăci multistrat care conțin sute de microcircuite, fiecare conținând mii de detalii microscopice. Producerea unor astfel de piese poate părea ca o magie, dar este posibilă.

Metoda de prelucrare electroerozivă

Tehnologia se bazează pe distrugerea și evaporarea straturilor microscopice de metal de către o scânteie electrică.

Procesul este realizat pe un echipament robotizat și controlat de un computer.

Metoda de prelucrare cu ultrasunete

Această metodă este similară cu cea anterioară, dar în ea distrugerea materialului are loc sub influența vibrațiilor mecanice de înaltă frecvență. Practic, echipamentele cu ultrasunete sunt folosite pentru procesele de separare. În același timp, ultrasunetele sunt folosite și în alte domenii ale prelucrării metalelor - în curățarea metalelor, fabricarea matricelor de ferită etc.

Nanotehnologie

Metoda de ablație cu laser femtosecundă rămâne o metodă relevantă pentru obținerea de nanogăuri în metal. În același timp, apar tehnologii noi, mai puțin costisitoare și mai eficiente. Fabricarea nanomembranelor metalice prin perforarea găurilor prin gravare ionică. Se obțin găuri cu un diametru de 28,98 nm cu o densitate de 23,6x106 per mm2.

În plus, oamenii de știință din SUA dezvoltă o nouă metodă, mai avansată, pentru obținerea unei rețele metalice de nanogăuri prin evaporarea metalului folosind un șablon de siliciu. Astăzi, proprietățile unor astfel de membrane sunt studiate cu perspectiva aplicării în celulele solare.

Mijloace de prelucrare a metalelor proces tehnologic modificări de forme, caracteristici de calitate și proprietăți mecanice oteluri si alte materiale pentru a obtine performantele cerute. Tehnologiile moderne de prelucrare a pieselor dure și superdure fac posibilă producerea de produse de o calitate excepțională la costuri de producție minime.

Cu toate acestea, industria continuă să evolueze constant. Până în prezent, se poate distinge 3 domenii cheieîn dezvoltarea prelucrării metalelor:

• dezvoltarea de noi aliaje și materiale pentru prelucrarea acestora;
• creșterea eficienței și productivității procesului;
• optimizarea metodelor de prelucrare a metalelor.

Tehnologii de prelucrare a metalelor

Toate tehnologiile de prelucrare a metalelor pot fi împărțite în 4 categorii:

O proporție semnificativă a produselor metalice este fabricată prin turnarea oțelului topit, fontă, bronz, aluminiu, cupru, magneziu, zinc în forme speciale. Această metodă este utilizată pentru producerea de carcase pentru încălzirea radiatoarelor, pompelor și cutiilor de viteze și cadrelor pentru mașini industriale. În marea majoritate a cazurilor, procesul de turnare este însoțit de prelucrarea de frezare și alezarea suprafețelor de lucru și de prindere.

Tratament prin presiune

Acest grup de metode de prelucrare a metalelor include: presare, laminare, ștanțare, trefilare, forjare. De regulă, impactul presiunii are ca scop schimbarea formei și dimensiunii unei piese de prelucrat metal fără a-i distruge proprietățile și structura. Cu toate acestea, înainte de a aplica orice forță mecanică, este adesea necesară creșterea ductilității metalului. Acest lucru se poate face prin încălzirea acestuia la anumiți indicatori de temperatură, determinati de compoziția sa chimică.

Tehnologia de lipit este folosită pentru a obține conexiuni permanente. Esența metodei este de a încălzi metalul până la punctul de topire. Până în prezent, există 6 tipuri de sudare:

• chimic;
• termic;
• gaz;
• electric;
• arc;
• a lua legatura.

1. Prelucrari pe masini-unelte pentru metal

   Pentru fabricarea pieselor cu formele și dimensiunile geometrice necesare, tehnologia de tăiere a metalelor este utilizată pe echipamente speciale ale mașinii conform desenelor prestabilite. Până în prezent, aceasta este cea mai comună opțiune pentru prelucrarea pieselor din oțel, cupru, alamă, aur, argint etc. Mașinile de tăiat metale includ mașini de strunjire, frezat, gravat, rindeluit și șlefuit.

   Pentru prelucrarea tablelor subțiri se folosește tehnologia de tăiere cu laser. Un fascicul laser optic arde metalul de-a lungul unei linii de tăiere predeterminate. Această metodă vă permite să efectuați o prelucrare de înaltă precizie.

   O altă metodă de prelucrare modernă a metalelor este tăierea cu jet de apă. Principiul său este de a acționa asupra piesei de prelucrat cu un jet subțire de apă cu particule de abrazivi. Apa este furnizată sub presiune înaltă, datorită căreia substanțele abrazive distrug materialul din zona de impact literalmente prin molecule. Tăiere cu jet de apă este utilizat pe scară largă în acele întreprinderi în care reglementările de siguranță interzic încălzirea puternică și formarea de scântei.

   Și, în sfârșit, una dintre cele mai sigure și de mare viteză metode de tăiere a metalului este tăierea cu plasmă. Vă permite să tăiați cu precizie, curat și exact produse laminate de orice grosime, în orice unghi. Plasma se formează dintr-un gaz cu participarea unui curent electric. Temperatura unui astfel de jet poate ajunge la 30.000 de grade. Tăierea cu plasmă este potrivită pentru prelucrarea oricăror metale: neferoase, feroase, refractare.