Изделия из металла доклад

Обновлено: 04.02.2023

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

· механическая (обработка резанием);

Литье — один из самых древних способов. Он заключается в расплавлении металла и розливе его в подготовленную форму, повторяющую конфигурацию будущего изделия. Этим способом получают прочные отливки самых разных размеров и форм.

Про другие виды обработки будет рассказано ниже.

Сварка также известна человеку издревле, но большинство методов были разработаны в последнее столетие. Сущность сварки заключается в соединении нагретых до температуры пластичности или до температуры плавления кромок двух деталей в единое неразъемное целое.

В зависимости от способа нагрева металла различают несколько групп сварочных технологий:

· Химическая. Металл нагревают выделяемым в ходе химической реакции теплом. Термитную сварку широко применяют в труднодоступных местах, где невозможно подвести электричество или подтащить газовые баллоны, в том числе под водой.

· Газовая. Металл в зоне сварки нагревается пламенем газовой горелки. Меняя форму факела, можно осуществлять не только сварку, но и резку металлов.

· Электросварка. Самый распространенный способ:

o Дуговая сварка использует для нагрева и расплавления рабочей зоны тепло электрической дуги. Для розжига и поддержание дуги применяют специальные сварочные аппараты. Сварка ведется обсыпными электродами или специальной сварочной проволокой в атмосфере инертных газов.

o При контактной сварке нагрев осуществляется проходящим через точку соприкосновения соединяемых заготовок сильным электротоком. Различают точечную сварку, при которой детали соединяются в отдельных точках, и роликовую, при которой проводящий ролик катится по поверхности деталей и соединяет их непрерывным швом.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

Ультразвуковая обработка металла

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

· Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.

· Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.

· Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.

· Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.

· Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В технологическом процессе изготовления детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

Для раскроя листов металла применяют несколько видов резки:

· Ручная. Газосварщик с газовой горелкой вырезает куски металла нужного размера и формы. Применяется в небольших мастерских и на опытных производствах.

· Газовая. Установка газовой резки режет пламенем автоматизированной газовой горелки и позволяет не только быстро произвести раскрой листа, но и разложить вырезанные заготовки по контейнерам для доставки их на сборочные участки

· Лазерная . Режет металл лазерным лучом. Отличается высокой точностью и малым коэффициентом отходов. Кроме резки, может выполнять операции сварки и гравировки — нанесения на металл не удаляемых надписей.

· Плазменная. Режет металл факелом высокоионизированного газа — плазмы. Применяется для раскроя листов из твердых и специальных сплавов.

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Отжиг снижает твердость стали, но существенно повышает пластичность и ковкость.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

При закалке заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Нормализация проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.

Общие сведения о металлах и изделиях из них

Металлы находят широкое применение в производстве товаров хозяйственного назначения, транспортных средств, мебели, строительных материалов. Это объясняется их высокими технологическими и эксплуатационными показателями.

К основным представителям металлохозяйственных товаров относятся металлическая посуда, ножевые изделия и столовые приборы, ручные инструменты, приборы для окон и дверей.

Металлы — материалы кристаллической структуры, обладающие рядом специфических свойств: металлическим блеском; высокой электропроводностью и теплопроводностью; положительным температурным коэффициентом электросопротивления; электронной эмиссией; при нормальных условиях находятся в твердом состоянии (исключением является ртуть).

По внешнему виду металлы подразделяются на черные и цветные. К черным металлам относят железо и сплавы на его основе, остальные металлы принято относить к цветным.

Черные металлы, используемые в производстве хозяйственных товаров, представлены двумя сплавами: сталью (сплав железа с углеродом, с содержанием последнего не более 2,14%) и чугуном (сплав железа с углеродом, с содержанием последнего более 2,14%).

Чугун выплавляют из железной руды в доменных печах.

Сталь получают из чугуна путем выжигания из него избытка углерода кислородом воздуха.

• по назначению: конструкционные и инструментальные;

• по качеству (содержание вредных примесей: серы и фосфора): обычного качества, качественные и высококачественные);

• по составу: углеродистые и легированные (вводятся легирующие компоненты: хром, никель, вольфрам, титан и др., примером таких сталей может служить нержавеющая сталь).

Стали обладают пластичностью, но при этом могут иметь и высокую твердость, которая с увеличением концентрации углерода возрастает. Свойства сталей могут корректироваться термической обработкой.

Чугуны подразделяют на: белые (передельные); серые (литейные); ковкие; высокопрочные и легированные. Наибольшее применение в производстве хозяйственных товаров имеют серые чугуны (СЧ). Чугуны обладают большей твердостью и меньшей пластичностью в сравнении со сталями.

Цветные металлы классифицируют:

• по объемной массе: легкие и тяжелые (границей выступает значение 5 г/см 3 );

• по температуре плавления: легкоплавкие (с температурой плавления до 1539°С) и тугоплавкие;

• по химической стойкости: благородные, или химически стойкие (платина, золото, серебро, металлы платиновой группы: палладий, осмий, родий, рутений и иридий) и химически нестойкие (все остальные).

Для изготовления бытовых хозяйственных товаров наиболее широко применяются алюминий и медь и сплавы на их основе.

Алюминий — металл серебристо-белого цвета (марки А), легкий, легкоплавкий, обладает высокой электропроводностью (уступает лишь серебру и меди) и химической стойкостью (на поверхности образуется защитная оксидная пленка). Для производства бытовых товаров хозяйственного назначения используют алюминий технической чистоты и сплавы: деформируемые (основной представитель — дюралюминий (марка АД, Д) — сплав алюминия с медью) и литейные (основной представитель — силумин (марка АК, AJI) — сплав алюминия с кремнием).

Медь — металл красно-розового цвета (марки М), легкоплавкий, тяжелый, пластичный, высоко электропроводный, хорошо паяется и сваривается. Ввиду малой механической прочности меди широкое распространение получили медные сплавы: латунь (слав меди и цинка, марки JI), бронза (сплавы меди с другими металлами при условии, что цинк не является основной добавкой; оловянные — БрО, безоловянные — БрА, БрАМ и др.), мельхиор (сплав меди и никеля, марка МН-19), нейзильбер (сплав меди никеля и цинка — МНЦ-15-20).

Ряд цветных металлов применяется для получения защитно-декоративных покрытий и в качестве легирующих компонентов (цинк, олово, никель, хром, титан и др.).

Процесс производства металлоизделий обычно включает следующие этапы: формование и обработку изделий или их элементов; сборку изделий; нанесение защитно-декоративных покрытий и декорирование.

В производстве металлоизделий применяют: литье, пластическое формование, обработку резцами и абразивами.

При литье расплавленный металл заливают в земляные (земляное литье) или металлические (кокильное литье) формы, после охлаждения и затвердевания металл приобретает очертания формы. Методом литья получают изделия из чугуна, литьевых сплавов алюминия, бронзы.

Пластическое формование включает ряд способов, основными из которых являются следующие: прокатка (обработка холодного или горячего металла путем пропускания между вращающимися валами); ковка (деформация металла ударами молота); штамповка (формование изделия с помощью матрицы и пуансона), различают листовую, объемную и вытяжную штамповку, вырубку, гибку, пробивку; волочение (применяют в производстве труб и проволоки); обработка на давильных станках (в основном используют для получения изделий с горловиной: бидоны, чайники и др.).

Обработка резцами и абразивами включает следующие виды: точение; фрезерование; сверление; рубку; опиловку (обработка напильниками); крацовку (обработка вращающимися металлическими щетками); галтовку (обработка во вращающихся барабанах совместно с абразивами); пескоструйную и гидроабразивную обработки, шлифование, притирку, полирование.

Отдельные элементы составных изделий соединяются с помощью разъемных (винтовые, шпоночные, штифтовые) и неразъемных соединений (сварка, пайка, клепка, сшивка).

Нанесение защитно-декоративных покрытий. В связи с невысокой коррозионной стойкостью многих металлов и сплавов на их поверхность наносят защитные покрытия. По своей природе все покрытия можно подразделить на металлические, неметаллические и оксидные.

К металлическим покрытиям относят покрытия хромом, никелем, цинком, оловом (лужение) и другими металлами. Наносятся покрытия горячим способом (путем погружения изделия в расплав металла); плакированием (сцепление методом совместной прокатки основного и покровного металлов); химическими и электрохимическими способами.

Неметаллические покрытия включают покрытия органического происхождения (лакокрасочные, смазочные, полимерными пленками), которые обычно не обладают высокой механической, термической стойкостью и неорганического происхождения (покрытия силикатной эмалью, фосфатирование).

Нанесение оксидных покрытий (оксидирование) применяется для защиты изделий их черных металлов ("воронение"), изделий из алюминия и его сплавов (травление, анодирование). Данные виды покрытий могут дополняться осветлением, покрытиями эмалью, красочными составами.

К специальным видам декорирования металлоизделий относят: деколь; шелкографию; трафарет; аэрографию (тонирование); гравировку (рельефное украшение изделия за счет снятия поверхности металла механическим, химическим или электрохимическим способами); чеканку (рельефный рисунок, полученный с помощью деформации металла); филигрань (ажурный или накладной декор, образованный проволочками или шнурами чаще из серебра или золота); чернь (сернистые соединения металлов образуют серо-черную пленку чаще на рельефных элементах изделий, под "старинное серебро").

Выбор вида металла (сплава), способ выработки, вариант защитно-декоративного покрытия и декорирования оказывают существенное влияние на показатели потребительских свойств и цену готового изделия.

Художественная обработка металла

История материальной культуры зафиксировала удивительные изделия из металла, выполненные мастерами прошлого: литые колокола и скульптурные монументы, кованые ограды и оружие, сосуды и светильники и многое другое. В каждый такой предмет вложен труд мастера-ремесленника, знающего приемы обработки золота и серебра, бронзы и железа, умеющего подчеркнуть в изделии особенности материала, необходимые для решения художественной задачи.

Современная технология заменила многие ручные приемы обработки металла промышленными способами. Но для изготовления уникальных и малосерийных изделий ручные способы обработки сохраняются и передаются новым поколениям мастеров и художников.

Промыслы художественной обработки металла начали формироваться в России в XVII в. Многие из них существуют и сегодня. Основные способы обработки металла следующие.

Литье — древний и очень распространенный способ изготовления изделий путем заливки расплавленного металла в специальные формы. Остывшую отливку зачищают и дорабатывают.

Ковка — один из способов обработки металлов давлением, связанный с кузнечным ремеслом. В отличие от драгоценных металлов, которые поддаются холодной ковке, железо требует нагревания до температуры более 1000 °С, когда его можно гнуть, деформировать, чтобы получить конструкцию или элементы орнамента заданных формы и размеров.

Ковке близка техника просечки, когда из тонкого листового металла (жести) вырубают ажурные орнаменты.

Чеканка — выбивание рельефа в тонком металлическом листе или пластине. Чеканку выполняют ударами молотка по специальному стальному стержню, получая необходимый объем на пластине или объемный предмет.

Скань (от др. -рус. скать — сучить, свивать) — оригинальная ювелирная техника создания узоров из гладкой или крученой проволоки (свитой в веревочки). Такой орнамент может стать накладным украшением предмета из металла, дерева, камня или из него можно изготовить ажурные вазочки, шкатулки, ювелирные украшения. Скань часто дополняют металлическими шариками (зернью), которые обогащают поверхность орнамента. Напаянная на поверхность предмета из металла скань образует контурный рисунок для перегородчатой эмали или вставки цветного камня.

Финифть, или живописная эмаль, — уникальная роспись металлических изделий эмалевыми красками по белому эмалевому грунту. Уникальность и сложность этой техники декорирования изделий определили ее ограниченное использование в центрах художественной обработки металлов. Стеклообразное покрытие, составляющее основу эмали, обеспечивает тонкий, блестящий слой поверхности расписных и обожженных пластин, закрепляемых в оправу из скани. Прозрачность, чистота и звучность эмалевых красок придают изделиям с финифтью нарядность и декоративность.

Чернение — один из традиционных видов декорирования серебра и золота — основано на вплавлении в резной, гравированный рисунок черни — сплава из серебра, меди, свинца или олова и серы. После обжига излишки черни снимают напильниками, поверхность изделия шлифуют и полируют. Сплав остается в гравюре, контрастно выделяясь на фоне светлого металла.

Великоустюгское черненое серебро. В Великом Устюге уже в XVI в. начали появляться различные ремесла, в том числе по обработке серебра, меди, железа. Славу Великого Устюга на долгое время составило черненое серебро, которое не только приобрело свой художественный почерк, но и оказало влияние на развитие черненого дела в Москве. Великоустюгские изделия XVIII в. — это гравюры на металле, штрихи которой заполнены черным металлическим сплавом. Покрытый позолотой углубленный матовый фон подчеркивал глубину черненого рисунка на коробочках, табакерках, флаконах для духов. Тема оформления соответствовала назначению веши. Так, на табакерках изображали сцены охоты, военные баталии, на шкатулках для женских украшений — мотивы прогулок, торжественных выездов.

К началу XIX в. с переходом искусства к стилю «классицизм» формы изделий становятся проще, рисунок приобретает больше ясности. Мастера редко применяют позолоту, а на свободном поле светлого серебра черненую гравюру выполняют почти как рисунок на бумаге. На табакерки переносят вполне реалистические портреты, планы городов с большим числом надписей.

Современные мастера создают в основном черненые ювелирные украшения. На пластинах разной формы они гравируют розетку, развертывающийся бутон цветка или спиралевидный завиток орнамента, оставляя небольшое свободное поле серебра. Благодаря этому приему даже маленькие серьги приобретают декоративную выразительность, которая подчеркивается позолотой орнамента или обрамлением пластин.

Ростовская финифть. Мастера г. Ростова Ярославской области первоначально расписывали эмалью иконки, кресты, пластины для украшения церковных книг и сосудов (потиров). На эмалевых пластинах изображали фигуры святых, библейские сцены, монастыри.

В XIX в. наблюдается переход к реалистическим изображениям. Большое место в творчестве мастеров занимает портрет, иногда написанный в одной тональности: эмалью коричневого или черного цвета.

Дальнейшее развитие искусства ростовской финифти пошло по пути активного восстановления цветочных и растительных композиций в декоре брошей, пудрениц, маленьких зеркал, туалетных коробочек. Мастера продолжали совершенствовать и сюжетную живопись. Пейзажи Москвы и своего родного города, архитектурные памятники, а затем и композиции тематического содержания все больше закрепляются в творчестве художников.

Совершенствование эмалевой живописи связано с использованием в композиции изделий скани (филиграни). Она стала полноправной и неотъемлемой частью ювелирных украшений. Подвески из скани дополняют серьги и кулоны, скань образует выразительную оправу брошей.

Красносельский ювелирный промысел. Этот промысел в Костромской области — наиболее крупный центр производства ювелирных изделий из цветных металлов разных видов обработки. Промысел получил развитие в конце XIX в.

Современное творчество красносельских ювелиров традиционно ориентировано на изготовление ювелирных изделий, а также посуды: кувшинов, стопок, чашечек. Среди многих работ наибольшей оригинальностью и многообразием орнамента выделяется филигрань. Ее используют для создания крупных кубков и ваз, декоративных тарелок и ювелирных украшений.

Казаковская филигрань. Казаковская филигрань сложилась в середине 1930-х гг. как самобытное направление обработки металла в с. Казаково Нижегородской области. В этой технике создают объемные предметы: подстаканники, конфетницы, тарелки для фруктов. Их конструкцию и орнаментальное убранство составляет ажурная филигрань. В орнаменте казаковской филиграни прослеживаются изменение и развитие рисунка от геометрических зигзагообразных лент к мотивам растительного характера, умело переведенным в декоративные формы. Некоторое подражание кружевоплетению перешло в металлический узор, для которого типична упругость завитков и сочленений, связанная конструктивными тягами. Орнамент отличается чистотой и тщательностью отделки, что позволило дополнить ассортимент изделий коробочками, шкатулками, вазочками, которые украшает также растительный орнамент.

Мстёрский промысел. Мстёрский промысел развился в XIX в. Сначала из металла изготовляли чеканные оклады для икон.

В советское время мастера переключились на изготовление посуды из цветных металлов с последующим ее серебрением и золочением. Для украшения на подносах, подстаканниках, вазочках-конфетницах гравировали орнамент в виде скромных букетиков, веточек, розеток. Участки гравированного рисунка, как правило, золотили и полировали, остальная поверхность металла оставалась матовой.

Производство изделий из металла

Производство изделий из металла

Производство изделий из металла включает в себя множество отдельных этапов и операций в зависимости от поставленных задач и применяемых материалов. Понимание технологий изготовления поможет выбрать наиболее подходящий метод реализации для вашей продукции, что сэкономит время и деньги.

Не менее важной частью процесса производства является контроль качества полученных изделий. В нашей статье мы расскажем, какие этапы и технологии используются в производстве, а также поговорим о дефектах и их выявлении в готовой продукции.

2 вида металла для производства изделий

При производстве изделий используют металлы двух видов:

Черные

В данном классе существуют подвиды, а именно чугун и сталь, которые близки друг к другу по характеристикам, но главная разница между ними состоит в доле углерода в металле. Если отдельно говорить о сталях, то они бывают углеродистыми или легированными.

Черные

Доступные сегодня различные виды черных сплавов активно применяются при изготовлении металлопроката. Их востребованность на рынке объясняется тем, что подобные металлы и изделия из них отличаются отличными рабочими свойствами.

Классификация металлов и сплавов предполагает выделение марок, которые указывают в буквенно-цифровом виде, например – Ст16ГС. Благодаря группировке марок, применяемой в производстве металлопроката, удается серьезно упростить подбор видов черного металла для различных сфер человеческой жизнедеятельности.

Ко всем разновидностям металлопроката предъявляются строгие требования – изделия должны отвечать нормам ГОСТа по форме, размерам и предельным отклонениям. Из черного металла изготавливают листовой, сортовый, фасонный, трубный прокат.

Цветные

Название этой группы объясняется наличием у металлов и сплавов особых оттенков. Так, медь – красная, поэтому ее сплавы отличаются красноватым тоном.

При массовом производстве изделий из металла необходимых свойств добиваются за счет использования сплавов в определенных пропорциях. Их механические, физические и химические качества удается варьировать за счет изменения соотношения исходных металлов.

Цветные

Стоит пояснить, что для получения сплавов металлы смешивают в разных пропорциях – в итоге появляется новый продукт со значительно более высокими характеристиками. Кроме того, качества сплавов меняют при помощи дополнительного механического или химического воздействия. Под последним понимают термообработку, технологию старения, пр. Тогда как в качестве механической обработки может использоваться штамповка, ковка, прессование, прокатка, пайка, сварка, резка.

Из цветных металлов производят большинство литых изделий, проволоку, квадраты, шестиугольники в виде прутков и мотков, ленты и полосы, листы и фольгу. Не так давно предприятия начали применять подобные металлы в форме порошков.

Преимущества производства изделий из металлов

Металлоизделиями называют любую продукцию из металла, при этом не учитывается способ производства и марка. Данные характеристики подбираются под особенности использования будущей продукции и влияют на качество, технические особенности и надежность в процессе эксплуатации.

Преимущества производства изделий из металлов

Металлоизделия выгодно выделяются на фоне аналогов из прочих материалов такими качествами:

  1. Большой выбор – он объясняется тем, что металлические элементы могут иметь различную форму, размеры, при этом не теряют прочности и предполагают большой срок службы.
  2. Разнообразные характеристики – при производстве изделий из металла используются такие методы, как формовка, ковка, прокат, волочение, при этом за счет каждого подхода изделию сообщаются конкретные качества. Это может быть прочность на разрыв, пластичность, твердость, пр. При помощи грамотного выбора способа обработки удается изготовить универсальную или узкоспециальную продукцию с заранее заданными свойствами.
  3. Относительно низкая цена, которая объясняется стоимостью сырья, применяемого при производстве изделий из металла. Кроме того, по цене последние близки к пластиковым аналогам, но превосходят их практически по всем эксплуатационным свойствам.
  4. Эстетичность, прекрасные декоративные характеристики. Добиться подобного эффекта можно исключительно при соблюдении технологии производства. Не менее важно, чтобы работой занимался настоящий специалист, а не новичок, оставляющий капли сварки и забывающий о шлифовке поверхности.
  5. Прочность и большой срок службы, что достигается даже без дополнительной обработки металлоизделий – они могут исправно выполнять свои функции долгие годы, сохраняя основные характеристики. За счет применения защитных покрытий, препятствующих развитию очагов ржавчины, продолжительность эксплуатации возрастает в разы.
  6. Возможность проведения санитарной обработки – данное свойство дает возможность пользоваться изделиями из некоторых видов нержавеющей стали в пищевой и медицинской промышленности. Материал выдерживает частое мытье с применением агрессивных средств, а предмет не меняет внешнего вида и важных с точки зрения эксплуатации качеств.

Основные этапы и технологии производства изделий из металла

Придание формы и размеров

На стадии формообразования применяются несколько технологий: литье, резка, воздействие высоким давлением. Под последним понимают ковку, штамповку, прессование, волочение, прокатку.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Обработка поверхности

Дальнейшее производство изделий из металла предполагает механическую обработку с целью придания заготовке необходимых габаритов, формы и прочих характеристик. Нужного эффекта достигают при помощи ручной опиловки напильником или использования металлорежущих токарных, фрезерных, строгальных и других станков.

Когда применяется второй подход, то деталь закрепляют на станке, после чего подвергают воздействию режущего инструмента. В результате, если стружка снимается с заготовки резцом – речь идет о точении, фреза используется при фрезеровании, сверло – при сверлении, шлифовальный круг – при шлифовке.

В любом случае с заготовок удаляют оставленный припуск на обработку, облой, неровности, чтобы получить изделия, полностью соответствующие требованиям чертежей. Нужно понимать, что после механической обработки поверхность деталей покрыта микронеровностями – их размер определяется «чистотой» проведения названных выше операций. Подобные дефекты невозможно разглядеть невооруженным глазом, однако из-за них происходит более стремительное развитие коррозии, что негативно сказывается на сроке службы изделий.

Рекомендуем статьи:

Обработка термическим способом

Речь идет о таких операциях, как нагрев, выдержка, охлаждение. За счет их последовательного осуществления удается повлиять на внутреннее строение сплава, избавиться от напряжения материала, сообщить ему все необходимые свойства. Во время производства изделий из металла используют следующие способы термической обработки:

  1. отжиг;
  2. нормализация;
  3. закаливание;
  4. отпуск.

Обработка термическим способом

Вторичная обработка

На данном шаге на поверхности изделий воздействуют механическими методами, такими как шлифовка, полировка. Либо возможно применение электрофизических и физико-химических подходов, что позволяет обеспечить деталям дополнительные преимущества в технологическом плане.

Отказ от механических методов в пользу электрического, физического, химического воздействия обеспечивает более высокую точность, качество обработки, так как при удалении припуска используются минимальные механические усилия. Указанные подходы могут применяться для изготовления металлических предметов, вне зависимости от прочности, вязкости материала. Обычно за счет этих технологий удается добиться предельно тонкого дефектного слоя на поверхности деталей после обработки. А значит, появляется возможность работать с изделиями очень сложной формы, обеспечивая высокое качество деталей даже в труднодоступных местах.

Скрепление элементов

Этот этап производства изделий из металла выполняют при помощи технологии пайки и сварки.

Сваривание предполагает использование технологии плавления или соединения элементов под давлением. В первом случае кромки изделий нагревают, из-за чего образуется ванна расплава. В нее обычно вводят присадочный металл, призванный перекрыть зазор между заготовками, однако есть технологии, позволяющие отказаться от дополнительных присадок.

Остывая, горячий металл скрепляет части изделия в единое целое, формируя атомно-молекулярные связи между кромками – таким образом получается необходимое неразъемное соединение.

Плюсы использования станков с ЧПУ в производстве изделий из металла

Станок с ЧПУ позволяет изготавливать детали без непосредственного участия человека, а значит, снижается вероятность ошибки, брака. Единственным минусом подобных станков является высокая цена их использования.

Применение данного подхода в производстве изделий из металла имеет смысл, когда:

  • Речь идет о потоковом, регулярном изготовлении большого количества однотипных деталей. Ключевую роль играет их количество, скорость работы и идентичность изделий.
  • Речь идет о потоковом, регулярном изготовлении большого количества однотипных деталей. Ключевую роль играет их количество, скорость работы и идентичность изделий.
  • Требуется предельно точное исполнение.
  • Заготовки имеют сложную поверхность, из-за чего невозможно использование других способов либо они оказываются слишком затратными в плане ресурсов, времени.

Производство металлических изделий по чертежам на станках с ЧПУ является удобным и быстрым. Немаловажно, что таким образом удается выполнять самые мелкие работы, в том числе гравировку, нанесение канавок, резьбы, сверление отверстий.

Методы контроля качества в производстве изделий из металла

Для разных глубин и размеров дефектов применяют отдельные уровни исследования:

Субмикроскопическое изучение

Позволяет обнаружить дефекты на границах кристаллов или зерен. Нужно понимать, что неравномерная кристаллизация, недостаточное питание зародышей жидким раствором приводит к формированию тонких прослоек между блоками кристаллов. Также проблема бывает связана с выделением твердой фазы нерастворимых соединений и элементов на поверхности кристаллов. Например, фосфор и некоторые другие тугоплавкие металлы не могут соединяться с железом, входящим в состав сталей, поэтому скапливаются на границах зерен.

Исследование при помощи микроанализа

Проблемы, появившиеся после производства изделий из металла, определяют при помощи микроскопов, которые способны обеспечить увеличение свыше 100 крат. Во время поиска литейных дефектов в большинстве случаев пользуются именно микроанализом, ведь данный подход дает возможность установить балл зерна, структуру металла, наличие и количество неметаллических включений, присутствие в составе меди, серы и фосфора.

Количество углерода и легирующих элементов в стали влияет на то, какие твердые фазы будут выделяться в процессе кристаллизации. Нужно понимать, что они обладают свойственной только им прочностью, твердостью, пластичностью. В марках стали, стойких к коррозии, формируются фазы аустенита, мартенсита или ледобурита – здесь все зависит от температуры охлаждения.

Помимо этого, качество металла зависит от балла зерна. Его снижение приводит к росту пластичности и параллельному падению прочности. Тогда прибегают к легированию карбидообразователями или тугоплавкими материалами, чтобы, сохранив изначальную пластичность, обеспечить повышенную прочность стали.

В первую очередь, микроанализ позволяет узнать, какое количество в процентах вредных примесей и неметаллических включений содержится в сплаве. Обычно вредными примесями оказываются сера и фосфор, вызывающие красноломкость и хладноломкость стали при производстве изделий из металла. Материал сможет использоваться в промышленности лишь при условии, что содержание данных элементов не выходит за пределы нормы.

За счет контроля доли неметаллических включений определяют, сколько в стали содержится оксидов, сульфидов, нитридов и других соединений. Все названные примеси могут оказывать положительное или негативное воздействие на свойства металла.

Исследование при помощи макроанализа

Речь идет о визуальном поиске дефектов поверхности или глубинных слоев материла, при котором изделия рассматриваются под тридцатикратным увеличением. Макроскопические изъяны появляются на любом этапе производства изделий из металла – от выплавки до содержания в условиях склада. Если в процессе исследования были найдены деформации, изделие отправляют в брак либо на доработку.

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.

Промыслы по металлу

Царь-колокол, Царь-пушка. Помните эти символы русского государства из школьных учебников? Наша история буквально отлита в металле. Золото царских регалий и сталь русского оружия. Драгоценные оклады икон и луковки куполов. Тончайшие ювелирные украшения и сокровища Кремля.

Без художественной обработки металлов нельзя представить наши города и храмы, шедевры архитектуры и интерьеры домов — историю нашей страны и ее наследие.

Народные промыслы по металлу в России

История развития

Работать с металлами человечество начало на самой заре своего существования. Именно обработка металла когда-то в древности стала первым отдельно выделившимся ремеслом.

Так, обрабатывать металлы умели еще скифские племена в VII–IV веках до н. э. Древние славяне также знали секреты ковки, а в Киевской Руси кузнецы владели почти всеми основными видами обработки металла, включая литье, чеканку, скань и зернь. Причем к XI веку русские кузнецы в своем мастерстве могли не просто тягаться — но и опережали мастеров Западной Европы.

К XI в. русские кузнецы мастерством опережали мастеров Европы. Фото: Shutterstock

овременные мастера-оружейники хранят традиции своих предшественников. Фото: Владимир Веленгурин КП

Традиции

В конце XV века в Москве был создан Пушечный двор, ставший центром пушечно-литейного и колокольного производства на ближайшие пару столетий.

Следующим важным витком в развитии металлических промыслов стало открытие Уральских заводов. Именно здесь отливается чугунное кружево оград, решеток, ворот новой столицы империи — Санкт-Петербурга. А в XIX веке на фабриках по всей стране налаживается промышленное производство изделий в большинстве традиционных техник работы по металлу.

Особое место среди промыслов по металлу на Руси всегда занимало мастерство литья колоколов. Они появились на Руси одновременно с принятием христианства — еще в конце X века. Звон колоколов созывал русских людей не только на церковные службы, но и на вече, поднимал на оборону от захватчиков, встречал победителей. На российской земле сформировалась своя, неповторимая традиция литья колоколов. Если в западноевропейских церквях звон раздается с помощью расшатывания самого колокола, то в русских — раскачивается язык. Именно это позволило создавать на нашей земле удивительные и не превзойденные больше нигде в мире колокола-«тысячники».

Томский «Царь-колокол». Фото: Фотобанк Лори

Виды промыслов по металлу в России

В советские годы некоторые традиционные исторические виды промыслов по металлу, к сожалению, забылись. Но до наших времен удалось сохранить многие другие художественные ремесла. Традиции каслинского литья, ростовской финифти, великоустюжской черни не просто живы, эти направления активно развиваются, следуют меняющейся моде, вкусам, сохраняя многовековое наследие русских мастеров.

Металлические промыслы
Виды промысла Описание Регионы
Художественная ковка Способ механической обработки металлов при высокой температуре, при которой заготовка деформируется под ударами кузнечного молота Москва, Тула
Литье Способ изготовления изделий с помощью заливки расплавленного металла в специальные формы Касли Челябинской области
Финифть Роспись яркими эмалевыми красками по металлической основе Ростов Великий, Вологда
Чернение, или чернь Создание на серебряных и золотых изделиях узоров с помощью смеси сульфидов серебра, свинца и меди Великий Устюг
Чеканка, гравировка Выбивание рельефа на металле, нанесение рисунка методом вырезания или выжигания Златоуст Челябинской области
Скань (филигрань) Плетение ювелирных ажурных узоров из тонкой золотой, серебряной, медной проволоки Казаково Нижегородской области, Красное-на-Волге Костромской области, Павлово Нижегородской области

Литье

Художественное литье — один из тех древнейших художественных промыслов, которые и сейчас окружают нас буквально повсеместно. Бронзовые памятники и чугунные ограды наших городов, статуэтки, посуда, предметы мебели и архитектурные детали.
Очень рано человек начал получать сложные металлические изделия, заливая жидкий металл в формы. И сейчас литейное производство — очень важная отрасль машиностроения. А параллельно с промышленным продолжает существовать и художественное литье.

Особое место в России заняло искусство чугунного литья. Оно расцвело на Урале с XVIII века. Настоящий центр чугунного литья в России — небольшой город Касли в Челябинской области. Именно здесь уже веками сохраняется и развивается особая техника литья художественных изделий из чугуна. Каслинское литье отличает тонкость деталей, графичность силуэтов, особая игра бликов на металле.

Скань

Вспомните шапку Мономаха: соболиная опушка, жемчуг, драгоценные камни, крест — и тонкие, сложные, витые узоры на золоте. Это и есть скань. Так называется ювелирная техника, столетиями развивавшаяся на Руси. Ажурные узоры, сплетенные мастером из золотой, серебряной или медной проволоки. Изделия из скани — это настоящие металлические кружева.

В технике скани исполняются самые разные предметы. Ювелирные украшения, посуда, вазы, скульптуры, шкатулки, церковная утварь. Скань позволяет сочетать благородные металлы с эмалью, стеклом, драгоценными и полудрагоценными камнями.

Само слово «скань» пошло от древнерусского «съкати», то есть «свивать» или «скручивать». Есть еще латинское название техники — «филигрань». В Древней Руси скань появилась в IX–X веках, а ее расцветом считаются XVIII–XIX века. Во времена СССР мастерство скани не только не забылось, но и было объявлено народным историческим промыслом и дошло до наших дней.

Интересные факты
о промыслах по металлу

Безвозвратно утерян секрет «мороза по жести» — уникальной техники мастеров Великого Устюга, с помощью которой на тонких металлических пластинах расцветали удивительные узоры.

Прославленный Царь-колокол весом 208 тонн так и не прозвонил ни разу А вот 64-тонный Успенский до сих пор действует на колокольне Ивана Великого в Москве.

Читайте также: