Детали из цветных металлов

Обновлено: 04.10.2024

Сегодня цветные металлы очень много значат в производстве современной техники. Металл, с точки зрения химии — простое вещество, обладающее способностью проводить тепло и электричество. Его поверхность имеет характерный блеск.

Металлы классифицируют по разным критериям, тем не менее, среди них выделяют три основные группы:

черные;
цветные;
благородные (драгоценные).

Цветные металлы — понятие, включающее металлы и сплавы (исключением является железо, относящееся к черным металлам). Они очень востребованы на территории России, поэтому их производством занимаются во многих регионах страны.

Прежде всего, детали из цветных металлов отличаются от других металлоизделий своей стоимостью. Ограниченные запасы и сложности добычи материала — вот основные аспекты, объясняющие различия в цене. К тому же, детали из цветных металлов характеризуются уникальными свойствами, причем, как физическими, так и химическими: мягкостью, пластичностью, энергопроводимостью. Данная группа включает в себя большое количество металлов, отличающихся друг от друга, в первую очередь по внешнему виду, а потом уже по своим характеристикам.

Отрасль металлургии, специализирующаяся на добыче, обогащении руд, выплавке цветных металлов, называется цветной металлургией.

В РФ имеется несколько баз цветной металлургии, различающихся между собой отличиями географии легких/тяжелых металлов. Легкими металлами занимается титано-магниевая и алюминиевая промышленности, а тяжелыми — оловянная, никель-кобальтовая, свинцово-цинковая и медная.

Основные металлы

Алюминий — металл, характеризующийся высокой электропроводностью, прекрасной пластичностью и, вместе с тем, низкими механическими свойствами. При этом различают первичный и вторичный алюминий

Медь — наиболее распространенный цветной металл, обладающий великолепной электро- и теплопроводностью, а также пластичностью. На основе данного материала создается множество сплавов, широко используемых в машиностроении. Это обусловлено свойством меди хорошо сплавляться с другими металлами.

Еще один основной цветной металл — цинк. При температуре окружающей среды он достаточно хрупкий, однако если его нагреть до 100-150 оС, он замечательно поддается обработке ковкой и прокатом. Цинк обладает антикоррозионными свойствами, но при воздействии щелочей и кислот начинает разрушаться. Его температура плавления — 419 оС.

Сфера применения

Популярность цветных металлов ежегодно возрастает. Этому способствует динамичное развитие ракетной/атомной техники, авиастроения, химической промышленности, где в качестве конструкционных материалов используется титан, цирконий, молибден, никель, гафний и прочее.

Область применения отдельных металлов довольно разнообразна:

медь и сплавы на ее основе востребованы на предприятиях химического машиностроения. Из этих материалов выполняются трубопроводы, сосуды для криогенной техники;
алюминий пользуется особым спросом в химической/пищевой промышленности (из него изготавливают всевозможные емкости). В авиа- и судостроительстве этот металл популярен благодаря высокой прочности при небольшой плотности, стойкостью к коррозии и отличных механических свойств при температурах ниже нуля.

Особенности

Детали из цветных металлов получают различными способами. Здесь может быть применена и механическая обработка, и сварка, и множество других технологий. Выбирая ту или иную методику, нужно принять во внимания отличительные особенности обрабатываемого материала.

Магний, медь и алюминий, характеризуются прекрасными показателями теплопроводности и теплоемкости, которые способствуют быстрому охлаждению участков сварки. Следовательно, чтобы сварить такой материал, потребуются мощные источники теплоты, а может и дополнительный подогрев детали. Более того, у этих металлов при нагреве резко ухудшаются механические свойства. От этого они легче разрушаются от ударов, а под действием собственного веса может даже провалиться сварочная ванна.

При нагреве больших объемов цветных сплавов они на химическом уровне начинают взаимодействовать практически со всеми газами (исключение составляют инертные), а также растворяют атмосферные газы.

В этом плане наиболее активными являются тугоплавакие металлы, такие как:

Средства защиты

Цветные металлы, как было отмечено ранее, прочны, долговечны и способны запросто переносить воздействие высоких температур. Они обладают лишь одним изъяном — под воздействием кислорода эти металлы корродируют.

Наиболее действенный способ, позволяющий уберечь цветной металл от атмосферной коррозии — нанесение специальных лакокрасочных покрытий. Для защиты металлической поверхности разработаны следующие средства:

• грунтовка;
• краска;
• «3 в 1».

Грунтовка является основным средством борьбы с окислением металла. Однослойное грунтование выполняется перед окрашиванием поверхности, улучшая адгезию к основанию.

Обработка металлов — процесс, сопряженный со множеством нюансов, поэтому качественно выполнить задачу такого характера под силу лишь опытным профессионалам, способным находить правильный выход из самых непредсказуемых ситуаций. Доверившись им, можно быть уверенным, что они выполнят все именно так, как того требует заказчик.

Цветные металлы и их сплавы

Цветная металлургия занимается добычей руд цветных металлов, а также обогащением и выплавкой чистых металлов и их сплавов. Цветные металлы имеют множество ценных свойств: малую плотность (магний, алюминий), высокую теплопроводность (медь), устойчивость к коррозии (титан) и др. Условно они делятся на тяжелые, легкие, благородные и редкие.

Группы металлов

К тяжелым металлам относятся вещества, которые отличаются высокой плотностью. Это кобальт, хром, медь, свинец и др. Некоторые из них (свинец, цинк, медь) применяют в чистом меде, но обычно используют в качестве легирующих элементов.

Плотность легких металлов — менее 5 г/см3. В этой группе относятся алюминий, натрий, калий, литий и др. Их используют как раскислители при изготовлении чистых металлов и сплавов, а также применяют в пиротехнике, медицине, фототехнике и других областях.

Благородные металлы отличаются высокой устойчивостью к коррозии. В данную группу входят платина, золото, серебро, осмий, палладий, родий, иридий и рутений. Они применяются в медицине, электротехнике, приборостроении, ювелирном деле.

Редкие металлы объединены в отдельную группу, так как имеют особые свойства, не характерные для других металлов. Это уран, вольфрам, селен, молибден и др.

Также выделяется группа широко применяемых металлов. В нее входят титан, алюминий, медь, олово, магний и свинец.

Сплавы на основе цветных металлов бывают литейные и деформируемые. Они различаются технологией создания заготовок: из литейных производят детали с помощью литья в металлические или песчаные формы, а из деформируемых делают листы, фасонные профили, проволоку и другие элементы. В этом случае используются методы прессования, ковки и штамповки. Литейные сплавы относятся к металлургии тяжелых металлов, деформируемые — к металлургии легких металлов.

Алюминий и его сплавы

Алюминий — цветной металл, который имеет серебристо-белый оттенок и плавится при температуре 650°С. В периодической системе ему соответствует символ Al. Этот элемент занимает третье место по распространенности среди всех пород в земной коре (на первом месте — кислород, на втором — кремний). В атмосферных условиях на поверхности алюминия образуется оксидная пленка, препятствующая появлению коррозии.

Важные свойства алюминия:

Низкая плотность — всего 2,7г/см3 (например, у меди — 8,94г/см3).
Высокая электрическая проводимость (37*106 См/м) и теплопроводность (203,5 Вт/(м·К)).
Низкая прочность в чистом виде — 50 МПа.
Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.

Металл легко обрабатывается давлением. Находит широкое применение в электропромышленности: из алюминия изготавливают проводники электрического тока. При производстве стали его используют для раскисления. Из алюминия также делают посуду, однако она не подходит для приготовления солений и хранения кисломолочных продуктов — элемент неустойчив в щелочной и кислой среде. Некоторые стальные детали покрывают алюминием (процесс алитирования), чтобы повысить их жаростойкость. Из-за невысокой прочности алюминий практически не применяется в чистом виде.

При маркировке алюминия используется буква А в сочетании с числом, которое указывает на содержание металла. Например, марка A99 содержит 99,95% алюминия, а марка А99 — 99,99%. Существует также марка особой чистоты — А999, в которой 99,999% алюминия.

Деформируемые сплавы алюминия

Деформируемые алюминиевые сплавы делятся на упрочняемые и неупрочняемые.

Упрочняемые деформируемые сплавы алюминия — это дуралюмины (система А-Сu-Mg) и высокопрочные сплавы (Аl-Сu-Mg-Zn). Высокие механические свойства и небольшой удельный вес позволяют широко применять эти сплавы в области машиностроения, особенно — в изготовлении деталей для самолетов.

Основными легирующими элементами для дуралюминов служат магний и медь. Эти сплавы маркируются буквой Д с числом. Из Д1 делают лопасти винтов, Д16 используется для лонжеронов, шпангоутов, обшивки самолетов, а Д 17 — для крепежных заклепок.

Высокопрочные сплавы, помимо алюминия, меди и магния, содержат цинк. Обозначаются буквой В и числом, применяются для изготовления деталей сложной конфигурации, лопастей вертолетов, высоконагруженных конструкций.

Неупрочняемые деформируемые алюминиевые сплавы — это сплавы алюминия с марганцем (маркировка — АМц1) и с магнием (AМг2 и АМг3). Они хорошо обрабатываются сваркой, вытяжкой, прокаткой, горячей и холодной штамповкой. Отличаются высокой пластичностью, но при этом не очень прочные. Они выпускаются преимущественно в виде листов, которые применяются для изготовления изделий сложной формы (заклепки, рамы и др.).

Литейные сплавы на основе алюминия

Наиболее широкое применение получили литейные сплавы алюминия и кремния, которые называются силуминами. Они содержат более 4,5% кремния и обозначаются буквами АК с номером марки. Силумины сочетают малый удельный вес с высокими механическими и литейными свойствами. Они применяются для сложного литья авто-, мото- и авиадеталей, а также для производства некоторых видов бытовой техники — мясорубок, теплообменников, санитарно-технических арматур и др.

Сплавы на основе меди

Медь — цветной металл, который на поверхности имеет красный оттенок, а в изломе — розовый. В периодической системе Д.И. Менделеева обозначается символом Cu. В чистом виде металл имеет высокую степень пластичности, электро- и теплопроводности, а также характеризуется устойчивостью к коррозии. Это позволяет использовать медь и ее сплавы для кровель ответственных зданий.

Важные свойства металла:

Температура плавления — 1083°С.
Структура кристаллической решетки — кубическая гранецентрированая.
Плотность — 8,94 г/см3.

Благодаря пластичности медь легко поддается обработке давлением, но плохо режется. Из-за большой усадки металл обладает низкими литейными свойствами. Любые примеси, за исключением серебра, оказывают большое влияние на вещество и снижают его электрическую проводимость.

При маркировке меди используется буква М с числом, которое обозначает марку. Чем меньше номер марки, тем больше в ней чистого вещества. Например, М00 содержит 99,99 % меди, а М4 — 99 %.

Наиболее широкое применение в технике находят две группы медных сплавов — бронзы и латуни.

Бронзы

Бронзы — сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом является любой металл, кроме цинка. Наиболее часто применяются сплавы меди со свинцом, оловом, алюминием, кремнием и сурьмой.

Все бронзы по химическому составу делятся на оловянные и специальные, или безоловянные, то есть не содержащие в своем составе олова.

Оловянные бронзы отличаются наиболее высокими литейными, механическими и антифрикционными свойствами, а также имеют повышенную устойчивость к коррозии. Из-за высокой стоимости олова эти сплавы применяют ограниченно.

Специальные бронзы часто используют в качестве заменителей оловянных, и некоторые имеют лучшие технологические свойства. Выделяются следующие виды специальных бронз:

Алюминиевые. Они содержат от 5% до 11% алюминия, а также марганец, никель, железо и другие металлы. Эти сплавы обладают более высокими механическими свойствами, чем оловянные бронзы, однако их литейные свойства ниже. Алюминиевые бронзы служат для изготовления мелких ответственных деталей.
Свинцовистые. В их состав входит около 30% свинца. Эти сплавы имеют высокие антифрикционные свойства, поэтому широко применяются в производстве подшипников.
Кремнистые. Эти бронзы содержат примерно 4% кремния, легируются никелем и марганцем. По своим механическим свойствам почти соответствуют сталям. Применяются, в основном, для изготовления пружинистых элементов в судостроении и авиации.
Бериллиевые. Содержат до 2,3% бериллия, характеризуются высокой упругостью, твердостью и износостойкостью. Эти бронзы используются для пружин, которые работают в условиях агрессивной среды.

Все бронзы имеют хорошие антифрикционные показатели, коррозионную стойкость, высокие литейные свойства, которые позволяют использовать сплавы для изготовления памятников, отливки колоколов и др.

Латуни

Магний — цветной металл, который имеет серебристый оттенок и обозначается символом Mg в периодической системе.

Важные свойства магния:

Температура плавления — 650°С.
Плотность — 1,74 г/см3.
Твердость — 30-40 НВ.
Относительное удлинение — 6-17%.
Временное сопротивление — 100-190 МПа.

Металл обладает высокой химической активностью, в атмосферных условиях неустойчив к образованию коррозии. Он хорошо режется, воспринимает ударные нагрузки и гасит вибрации. Так как магний имеет низкие механические свойства, он практически не применяется в конструкционных целях, зато используется в пиротехнике, химической промышленности и металлургии. Он часто выступает в качестве восстановителя, легирующего элемента и раскислителя при изготовлении сплавов.

При маркировке используются буквы Мг с цифрами, которые обозначают процентное содержание магния. Например, в марке Мг96 содержится 99,96% магния, а в Мг90 — 99,9 %.

Сплавы на основе магния характеризуются высокой удельной прочность (предел прочности — до 400 МПа). Они хорошо режутся, шлифуются, полируются, куются, прессуются, прокатываются. Из недостатков магниевых сплавов — низкая устойчивость к коррозии, плохие литейные свойства, склонность воспламеняться при изготовлении.

Деформируемые сплавы магния

Наиболее распространены три группы сплавов на основе магния.

Сплавы магния, легированные марганцем

Содержат до 2,5% марганца, не упрочняются термической обработкой. У них хорошая коррозионная стойкость. Так как эти сплавы легко свариваются, они применяются для сварных деталей несложной конфигурации, а также для деталей арматуры, масляных и бензиновых систем, которые не испытывают больших нагрузок. Среди данной группы — сплавы МА1 и МА8.

Сплавы системы Mg-Al-Zn-Mn

В состав этих сплавов, помимо магния и марганца, входят алюминий и цинк. Они заметно повышают прочность и пластичность, благодаря чему сплавы подходят для изготовления штампованных и кованых деталей сложных форм. К этой группе относятся марки МА2-1 и МА5.

Сплавы системы Mg-Zn

Сплавы на основе магния и цинка дополнительно легируются кадмием, цирконием и редкоземельными металлами. Это высокопрочные магниевые сплавы, которые применяются для деталей, испытывающих высокие нагрузки (в самолетах, автомобилях, станках и др.). К данной группе относятся сплавы марок МА14, МА15, МА19.

Литейные сплавы магния

Самая распространенная группа литейных магниевых сплавов относится к системе Mg-Al-Zn. Эти сплавы практически не поглощают тепловые нейтроны, поэтому широко применяются в атомной технике. Из них также делают детали самолетов, ракет, автомобилей (двери кабин, корпуса приборов, топливные баки и др.). Сплавы магния, цинка и алюминия используют в приборостроении и в изготовлении кожухов для электронной аппаратуры. К данной группе относятся марки МЛ5 и МЛ6.

Высокопрочные литейные магниевые сплавы отличаются лучшими механическими и технологическими свойствами. Они применяются в авиации для изготовления нагруженных деталей. К данной группе относятся сплавы МЛ12 (магний, цинк и цирконий), МЛ8 (магний, цинк, цирконий и кадмий), МЛ9 (магний, цирконий, неодим), МЛ10 (магний, цинк, цирконий, неодим).

Цинк и его сплавы

Цинк — цветной металл серо-голубоватого оттенка. В системе Д. И. Менделеева обозначается символом Zn. Он обладает высокой вязкостью, пластичностью и коррозионной стойкостью. Важные свойства металла:

Небольшая температура плавления — 419 °С.
Высокая плотность — 7,1 г/см3.
Низкая прочность — 150 МПа.

В чистом виде цинк используется для оцинкования стали с целью защиты от коррозии. Применяется в полиграфии, типографии и гальванике. Его часто добавляют в сплавы, преимущественно в медные.

Существуют следующие марки цинка: ЦВ00, ЦВ0, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2 и Ц3. ЦВ00 — самая чистая марка с содержанием цинка в 99,997%. Самый низкий процент чистого вещества в марке Ц3 — 97,5%.

Деформируемые цинковые сплавы

Деформируемые сплавы цинка используются для производства деталей методами вытяжки, прессования и прокатки. Они обрабатываются в горячем состоянии при температуре от 200 до 300 ?С. В качестве легирующих элементов выступают медь (до 5%), алюминий (до 15%) и магний (до 0,05%).

Деформируемые цинковые сплавы характеризуются высокими механическими свойствами, благодаря которым часто используются в качестве заменителей латуней. Они обладают высокой прочностью при хорошей пластичности. Сплавы цинка, алюминия и меди наиболее распространены, так как они имеют самые высокие механические свойства.

Литейные цинковые сплавы

В литейных цинковых сплавах легирующими элементами также выступают медь, алюминий и магний. Сплавы делятся на 4 группы:

Для литья под давлением.
Антифрикционные.
Для центробежного литья.
Для литья в кокиль.

Слитки легко полируются и принимают гальванические покрытия. Литейные цинковые сплавы имеют высокую текучесть в жидком состоянии и образуют плотные отливки в застывшем виде.

Литейные сплавы получили широкое применение в автомобильной промышленности: из них делают корпуса насосов, карбюраторов, спидометров, радиаторных решеток. Сплавы также используются для производства некоторых видов бытовой техники, арматуры, деталей приборов.

В России цветная металлургия — одна из самых конкурентоспособных отраслей промышленности. Многие отечественные компании являются мировыми лидерами в никелевой, титановой, алюминиевой подотраслях. Эти достижения стали возможными благодаря крупным инвестициям в цветную металлургию и применению инновационных технологий.

Цветные металлы - свойства, группы, применение

Цветные металлы — особый класс нержавеющих металлов и сплавов, в составе которых нет железа. Сюда входят олово, медь, цинк, никель, серебро, золото. Металлы называются цветными, потому что каждый из них имеет определенный окрас. Они отличаются прочностью и долговечностью, поскольку формируют на своей поверхности защитную оксидную пленку и проявляют устойчивость к негативным факторам внешней среды.

В начале XX века насчитывалось около 20 наименований нежелезных металлов, а сегодня их количество уже превышает 70. Добычей, обогащением руд и выплавкой таких материалов занимается цветная металлургия. Способ производства — высокотемпературная плавка. За каждым изделием стоит долгая и кропотливая работа — металлы подвергаются механической обработке и проходят через ковку, сварку, прессование, штамповку, грунтование и прочие процессы.

Свойства

Цветные металлы обладают высокой тепло– и электропроводностью, коррозионной стойкостью, стабильностью в температурном диапазоне и инертностью к воздействию агрессивной среды. В отличие от железа, они не реагируют на влагу и кислород, растворяют газы при нагревании (кроме интертных) и с легкостью взаимодействуют с ними.

Группы

Ученые подразделяют цветные металлы на несколько групп:

Тяжелые. Олово, медь, никель, цинк, свинец и т.п. Добываются из сульфидных и окисленных полиметаллических руд. Мировое производство металлов данной категории достигает нескольких миллионов тонн в год.
Легкие. Алюминий, титан, магний, натрий, калий, кальций, бериллий, стронций, барий и другие элементы этой группы имеют самую низкую удельную массу среди остальных нежелезных металлов.
Благородные. Золото, серебро, платина, рутений, родий, палладий, осмий и иридий входят в число редких драгоценных металлов и отличаются повышенной стойкостью к окислению и коррозии.
Малые. Представители группы — ртуть, кобальт, мышьяк, сурьма, висмут и т.п. Добываются в небольшом количестве вместе с тяжелыми металлами.
Тугоплавкие. Известны как самые износостойкие металлы. К ним относится цирконий, ванадий, хром, вольфрам, молибден и другие элементы с высокой плотностью и температурой плавления.
Редкоземельные. Представлены 17 металлами серебристо–белого цвета: гольмий, тулий, скандий, самарий, европий, диспрозий, лютеций, прометий и т.д. Обладают одинаковыми химическими свойствами.

Применение

В последние годы спрос на цветные металлы резко увеличился. Они влияют на развитие многих отраслей промышленности и широко применяются в авиа– и машиностроении, радиоэлектронике, ракетной и атомной технике, сфере высоких технологий, а также в быту.

Нежелезные металлы — незаменимое сырье в производстве металлопроката, крупных конструкций и небольших изделий.

Вы можете заказать цветные металлы и сплавы на нашем сайте. На странице каталога представлен широкий ассортимент товаров с подробным описанием и ценами. Стоимость за 1 кг зависит от вида материала и варьируется от 135 до 2200 рублей. Денежные средства принимаем на расчетный счет. Подробнее об условиях покупки цветного металла в Москве и регионах России читайте здесь.

Виды сплавов цветных металлов

Цветные металлы и сплавы постепенно появлялись и открывались. Например, каменный век сменился медным. Медь использовали в быту и на войне. Затем была бронза, которую получали из меди и свинца, а затем появилось железо.

Кузнецы постоянно искали новые материалы и экспериментировали, чтобы получить более крепкую броню и оружие.

Цветной металл – это все вещества и сплавы, в которых нет примесей железа. Это медь, алюминий, никель, цинк и ряд драгоценных металлов.

Сегодня затронем производство цветных сплавов, назначение, применение, разновидности.

Виды цветных металлов и сплавов

Никель и его сплавы
Алюминий и его сплавы
Титан и его сплавы
Цирконий и его сплавы
Медь и ее сплавы
Кобальт и его сплавы

Достоинства цветных металлов

Главное преимущество цветных металлов – это простота и низкая ударная вязкость, если сравнивать с черными металлами. Изделия из меди или алюминия на порядок лучше переносят коррозию. Благодаря немагнитным свойствам, детали и составные части из цветных металлов идеально используются в электроустановках. Также они используются в средах с повышенной вероятностью воспламенения и взрыва, так как не образуют искру.

К примеру, алюминий легко ковать и обрабатывать, сваривать. Есть самолеты, созданные из литого алюминия. Помимо использования в экранах, рамах, поршнях и радиаторах, ему нашлось место в автомобилях, мотоциклах и лодках.

Цинк используется в качестве защитного слоя для черных металлов, чтобы повысить их устойчивость к коррозии. Процесс называется цинкование.

Высокая электропроводимость по достоинству оценили в производстве проводников, полупроводников и проволоки.

Другие преимущества цветных металлов:

Отличная проводимость электричества и тепла.
Способность цветных металлов нейтрализовать газы при контакте с рабочей средой.
Высокая пластичность и гибкость.
Продолжительная эксплуатация.

Единственный недостаток или особенность сплавов и материалов – это повышенные требования к уходу, необходимая изоляция от внешних факторов окружающей среды.

Способы получения сплавов цветных металлов

Чтобы различать виды цветных металлов, разработана маркировка, по которой определяются основные свойства сплава (температура расплава, прочность и другие).

Маркировка выглядит так:

Медь и продукты из нее – основной материал обозначается буквой «М», и она дополняется другими. Например, К – катодная, Б – бескислородная, Р – раскисленная.
Латунь – это сплав, маркирующийся буквой «Л», за которой идет несколько цифр, указывающие содержание меди и прочих легирующих примесей.
Бронза – это сокращенно «Бр». Если далее указана буква «Л», то она литейная.
Алюминий обозначается буквой «А», далее указывается содержание примесей. Если есть «Л», это говорит о литейных свойствах материала, «В» указывает на высокую прочность.

Получение сплавов цветных металлов возможно по нескольким технологиям:

Пирометаллургия – техпроцесс, в рамках которого сырье очищается и образуется сплав при высоком температурном режиме. По этой технологии создается примерно 60% цинка, 100% свинца и 95% меди.
Гидрометаллургия – это получение сырья или сплавов из руды с добавлением химических растворов. Основная задача состоит в поэтапном выделением веществ из рабочей среды.
Электрометаллургия – это техпроцесс, в котором задействуется электрический ток для получения металла и соединений. Чаще всего так образуется алюминий.

Назначение цветных сплавов:

Детали и составные части электроустановок, инструментов.
Трубопроводы и теплообменники.
Ювелирные изделия.
Провода, проводники и полупроводники, взаимодействующие с токами разной силы.
Прутья, арматура, крепежные изделия и листы.

Есть несколько видов цветных сплавов. Начнем с меди. Залежей в чистом виде в мире мало.

У материала высокие тепло- и электропроводность, а также пластичность и отличная защита от окисления.

Технологические характеристики меди следующие:

Разнообразие видов медного проката за счет отличной обрабатываемости прессами и давлением.
Повышенная пластичность мешает обработке резанием.
Низкие литейные качества объясняются существенными усадочными процессами.
Составные части из меди можно надежно соединить сваркой или пайкой.

Рассмотрим несколько сплавов на базе меди.

Латунь – это сплав меди и цинка, которого в материале 45%. Чем в составе меньше цинка, тем более выраженный красноватый цвет. Соединение часто используют в ювелирном деле для имитации золота. Иначе оно называется хризорином, симилором или хризохалком.

Сплав на латуни по качеству и объему компонентов бывает:

Двухкомпонентным – сплав на основе только меди и цинка. Продукт маркируется буквой Л с цифровой группой, указывающей на содержание. Сплав легко обрабатывается прокатом и прессованием. Состав и качество латуни регулирует ГОСТ 15527-2004.
Многокомпонентным – в качестве примесей используется марганец, никель, олово и свинец. Продукт используется в отливках. Технические характеристики регламентированы ГОСТ 17711-93.

Бронза – это сплав, в котором роль и содержание цинка не такое значительное, как у латуни. Дополнительно используются кремний, алюминий, свинец, олово или бериллий.

Большинство сплавов имеют отличные литейные свойства. На заводах из бронзы создают зубчатые и червячные колеса, седла клапанов за счет повышенной устойчивости к окислению.

Алюминиевые сплавы

Алюминий – это очень податливый металл бело-серебристого оттенка. Он добывается из пород, а в чистом виде не представлен. Сырье получают за счет электролиза бокситов. На поверхности металла автоматически образуется и поддерживается оксидная пленка, препятствующая окислению.

Алюминий пластичный и легко деформируется, сваривается, но плохо поддается режущим инструментам.

Изначальный алюминий обозначается буквой «А». Требования к качеству металла прописаны в ГОСТ 11069-2019.

На базе металла создаются упрочняемые сплавы, в состав которых добавляют, помимо основы в виде AL, медь и магний (дюралюмины) и цинк (высокопрочные). Особенность этого материала – отличные механические свойства при низком удельном весе. Сплав используется в машино- и авиастроении.

Неупрочняемые разновидности также содержат марганец, либо магний. В виде листового проката материал используется в деталях со сложной геометрией.

Отдельная группа сплавов – это литейные на основе алюминия и кремния (силумины). Материал легко встретить в бытовых приборах, мотодеталях и автомобилестроении

Цинковые сплавы

Цинк – это металл с серым оттенковм у которого повышенные параметры пластичности и вязкости, а также устойчивость к влаге.

Деформирующие цинковые сплавы создаются с примесями алюминия, магния и меди по методам прокатки, опрессования или вытяжки. Готовый сплав особо пластичен и прочен.

Литейные цинковые сплавы состоят из основного компонента и примесей меди, магния и алюминия. Готовый продукт с отличной текучестью используется в измерительных приборах.

Сплавы на основе магния

Магний – это металл с серебристым оттенком, который переплавляется при низком температурном режиме, устойчив к окислению в окружающей среде. Низкие механические параметры не дают использовать магний в конструктивных целях.

Деформируемые сплавы на основе магния:

Смесь с марганцем, которого в составе не более 2.5%.
Смесь марганца, магния, алюминия и цинка.
Сплав на основе циркония, кадмия, цинка и магния.

При добавлении в состав примесей значительно увеличиваются механические параметры сплава. Это позволяет использовать его при создании составных частей автомобилей, кораблей, ракет и летательных аппаратов.

Титановые сплавы

Очищенный от примесей титан и сплавы имеют следующие свойства:

Невысокая удельная масса при больших показателях прочности.
Устойчивость к окислению и агрессивным рабочим средам.
Можно обрабатывать давлением.
Титановые детали эксплуатируются при значительно повышенных температурах.

Главный недостаток титана – это высокая стоимость. Но в авиатехнике, машиностроении и других секторах промышленности сплав активно используется.

Человечество создало и открыло массу сплавов, которые решают отдельные технические или технологические задачи. Каждый материал имеет преимущества и недостатки, область применения, маркируется и поставляется соответствующим образом.

Обработка цветных металлов

Легкость обработки цветных металлов возможна благодаря широкому спектру их свойств. Олово, цинк, медь, никель и др. обладают ковкостью и относительной пластичностью, потому широко используются в разных отраслях промышленности. Электроника, энергетика, авиа- и машиностроение процветают именно благодаря цветным металлам.

Однако в чистом виде эти материалы практически не встречаются, да и добыча их довольно сложна. Именно поэтому переработка и обработка цветных металлов применяются столь активно, ведь они позволяют избавить материалы от примесей и добиться необходимых свойств. Обо всех тонкостях этого процесса мы поговорим далее.

Классификация и основные свойства цветных металлов

Цветные металлы отличаются высокой пластичностью и имеют характерный оттенок. Добывают их из металлической руды, в очень небольшом количестве содержащейся в горной породе.

Обработка цветных металлов – это отрасль металлургической промышленности. Она, несмотря на то, что затратна по многим параметрам, приносит неплохую прибыль. Характеристики, которые приобретают изделия, существенно отличаются от тех, что присущи черным металлам.

Цветные металлы можно разделить по свойствам на группы:

тяжелые (цинк, олово, свинец);
легкие (литий, титан, магний, натрий);
малые (мышьяк, сурьма, кадмий, ртуть);
рассеянные (селен, германий, теллур);
драгоценные (золото, платина, серебро);
радиоактивные (уран, плутоний, радий);
тугоплавкие (вольфрам, хром, ванадий, марганец).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Который металл будет выбран для производства, зависит от того, какие свойства нужно получить от изделия:

Медь – имеет хорошую теплопроводность и пластичность, но малое сопротивление электричеству. Цвет обычно золотистый с розовым отливом. Как правило, ее добавляют в сплавы и редко используют как отдельный металл. Применяется в изготовлении электротехники, различных приборов и машин.
Бронза – пожалуй, самый популярный из медных сплавов. Получается при добавлении олова и различных химических веществ. Полученный материал достаточно прочен, обладает гибкостью и пластичностью, в связи с этим легко поддается ковке и износостоек.
Алюминий – также относится к пластичным металлам, имеет хорошую электропроводимость, серебристый оттенок, весит мало. Он непрочный, но отличается антикоррозийной стойкостью. Чаще всего используется в военном производстве, пищевой промышленности и в смежных с ними областях.
Цинк – достаточно хрупкий металл среди цветных, но пластичный и устойчивый к коррозии при нагревании до +100…+150 °C. Он входит в состав антикоррозийных покрытий изделий и стальных сплавов.

Выбирая, из какого цветного металла изготовить деталь, нужно учесть его свойства, а также недостатки и преимущества, знать в каких вариантах сплавов он может использоваться. В этом случае вы получите качественное изделие, максимально соответствующее необходимым характеристикам.

Защитная обработка цветных металлов

Так как некоторые цветные металлы подвержены разрушению с течением времени из-за контакта поверхности изделия с внешней средой (кислородом и водой), рекомендуется заблаговременно производить обработку деталей с покрытием защитными средствами, учитывая физико-химическую специфику элементов сплава.

К наиболее эффективным способам обработки цветных металлов для защиты от ржавчины можно отнести обработку лакокрасочными материалами. Это грунтовка, краски или универсальные средства «3 в 1».

Грунтовка лучше всего спасает от атмосферной коррозии. При этом ею следует обрабатывать металл в один или несколько слоев до его окрашивания. Помимо защиты от окисления, она способствует лучшему сцеплению краски с основой.

Изделия из алюминия лучше держат уретановые краски или составы на основе цинка. Медь, бронза и латунь обрабатывают обычно в процессе производства деталей и не покрывают ничем дополнительно.

При повреждении заводское покрытие нужно полностью убрать, а поверхность детали отполировать и нанести эпоксидный или полиуретановый лак. Такой слой позволяет сохранить металл от повреждений и сделать его особенно блестящим.

Защитные покрытия можно наносить на металл по-разному. Есть несколько способов: гальванический, горячий, диффузионный, напыление, плакирование и т. п.

Гальваника. Один из самых известных способов защиты металла. Суть в том, что на поверхность детали наносятся особые антикоррозийные химические средства. Какой толщины будет слой покрытия, зависит от условий окружающей среды. Чем климат резче, тем толщина слоя больше. Гальваника очень популярна, применяется в машиностроении и строительстве. При данном методе используют способы никелирования, хромирования, анодирования и др.

Никелирование подразумевает равномерное нанесение тонкого слоя никеля на металл, сюда же добавляется до 12 % фосфора. Также необходима термическая обработка цветных металлов и сплавов, чтобы повысить износостойкость и сопротивляемость коррозии. Никелирование разделяют на химическое, электрохимическое и «черный никель».

Анодирование – способ, при котором защитная (а также декоративная) пленка на магниевых, алюминиевых и прочих сплавах образуется под действием тока. Такой способ обработки позволяет обеспечить поверхности изделия электроизоляцию, водостойкость и антикоррозийность.

Процесс хромирования – подразумевает нанесение хрома и его сплавов на поверхность металла. Благодаря этому изделие не потускнеет, а также приобретет антикоррозийные качества, станет износостойким и жаропрочным. Такой вид покрытия широко применяется в машиностроении и других отраслях промышленности.

Металлизация напылением. Для этого применяется воздушная струя на поверхности расплавленных изделий из металла.

Горячий метод – изделие погружают в ванну с расплавленным металлом.

Плакирование – используется, когда нужно придать большую устойчивость к агрессивным средам. Основной металл покрывается другим, более прочным и устойчивым к климатическим изменениям. Плакирование можно совмещать с литьем, прессованием, совместной прокаткой и ковкой.

Диффузионный метод – это покрытие под воздействием высокой температуры. Оно смешивается с поверхностным слоем основного металла и проникает в него, придавая изделию различные защитные свойства.

Современные технологии конструкционной обработки цветных металлов

При обработке цветных металлов используется обширный спектр методов в зависимости от температурного режима и технологии. Это могут быть холодные и горячие способы, термические и механические.

Вот несколько наиболее популярных:

Штамповка – обработка цветных металлов давлением. Детали помещают в металлические формы с заданными параметрами и изготавливают под прессом.
Прокатка. Заготовки также находятся под давлением. Металл пропускается между вальцами и вращается в разных направлениях. Это дает уменьшение площади поперечного сечения и изменение профиля детали. Этот способ применяется при изготовлении рельсов, балок, трубного и сортового металлопроката.
Волочение. Относится к способу механической обработки цветных металлов. Изделие в холодном виде протягивают через матрицу. Этот метод используется, когда требуется увеличить длину детали и сократить площадь поперечного сечения. Кроме того, улучшаются свойства поверхности самого металла.
Прессовка. Метод с применением давления. Подходит для обработки меди, алюминия, олова и свинца. Через специальную матрицу детали продавливают. Такой способ характерен для производства прутов, труб и различных профилей.

Говоря об обработке цветных металлов, мы подразумеваем, что это довольно сложные производственные процессы. Вышеупомянутые материалы подвергаются обработке самыми разными методами, которые принято делить на горячие, холодные и механические. Из них на текущий момент наиболее актуальны:

отливка;
сварка;
обработка под давлением;
обработка станочная.

Выбор способа обработки всегда зависит от особенностей и характеристик металла. Необходимо учитывать свойства, которые могут изменяться при нагревании, влияние атмосферных газов, теплопроводность (если требуется термическая обработка) плюс теплоемкость материала.

Отдельное внимание стоит уделить защите изделиям из цветных металлов в будущем. Именно поэтому часто используются лакокрасочные покрытия.

Особенности художественной обработки цветных металлов

В основе металлообработки не всегда лежит только изменение размеров и формы детали, часто применяется и декорирование. Можно не только создавать самостоятельные изделия, но и украшать готовые конструкции из металла. В качестве примера можно привести четыре способа обработки металла, которые могут украсить или изменить внешний вид детали:

Литье

Один из древнейших способов металлообработки, популярность которого не уменьшается со временем. Металл плавят до жидкого состояния, а затем разливают в подготовленные формы. Материал остывает и твердеет, повторяя очертания заданной формы. Далее на отливке зачищаются все неровности и «заусенцы» – деталь готова.

Металлургия развивается, а вместе с ней совершенствуются процессы литья. В настоящий момент есть несколько видов этого процесса, даже с параллельным применением давления. Благодаря новейшим методам можно получить отливки совсем небольшого размера, но с невероятной точностью повторяющие параметры формы.

Ковка

Металлическому изделию придается форма за счет ударов инструмента по заготовке.

Ковка бывает ручной и машинной. Первый вариант применяется при производстве мелких деталей, а второй – в промышленности: на пневматических молотах и гидравлических прессах.

Чеканка

Популярный метод декорирования путем выбивания изображения на листе металла. Относится к прикладным искусствам и используется при изготовлении картин, изделий из серебра и других драгметаллов, кухонной утвари и т. д. Рельеф выполняется с использованием чеканов, по которым бьют молоточками. Сами инструменты изготавливаются из дерева и металла.

Обычно чеканка выполняется на меди, латуни, а также на золоте, серебре, платине и других металлах, если речь идет об изготовлении ювелирной продукции. Толщина заготовки варьируется от 0,2 до 1 мм.

Сварка

Цветные металлы также сваривают. Этот процесс довольно сложный, так как обязательно нужно учитывать особенности материала. Бытовые аппараты далеко не всегда могут создать шов хорошего качества. Промышленные инструменты справляются лучше, но также требуются и специальные электроды, и защитный газ.

В отличие от прочих, сварочная технология – достаточно новый способ обработки металла. Активно развиваться сварка начала только во второй половине XX века. Когда мы говорим об обработке цветных металлов резанием, мы имеем в виду также использование сварочного аппарата, с помощью которого можно не только соединять детали между собой.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: