Обработка поверхностей металлических поверхностей

Обновлено: 26.04.2024

Почти три тысячелетия люди производят из металлов и сплавов различные изделия: предметы быта и рабочие инструменты, механизмы, оружие и пр. Но чтобы получить готовую деталь, предварительно заготовка должна пройти обработку.

Так называются технологические процессы, вследствие которых изменяются размер, форма и другие характеристики заготовок. Существуют различные виды обработки металлов.

Какой нужно использовать, выбирают в зависимости от типа материала и результата, который требуется получить. Это может быть один из механических или термических способов, сварка или литье. Какие бывают виды обработки металлов, в чем разница между ними, читайте в нашей статье.

Основные виды обработки металлов

Металлообработка представляет собой технологические процессы, позволяющие изменить размеры, форму и остальные характеристики заготовок. Основными видами обработки металлов являются литье, механообработка, то есть использование резания и давления, сварка, а также термическая, электрическая, художественная обработка.

Каждый материал имеет свои физические и химические характеристики, поэтому требует применения особого подхода. При выборе метода учитывают такие показатели:

температуру плавления и закалки, если планируется термообработка;
твердость и прочность при применении резания, точения.

Стоит пояснить, что твердость и прочность влияют на выполнение конкретной задачи, например, на шлифовку, формирование фигурной поверхности, штамповку, распиловку, то есть отделение одного фрагмента, пр.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В зависимости от запланированного результата выбирают технологию и определенный набор оборудования. Чаще всего используются такие виды обработки металлов:

Виды механической обработки металлов

Механическая металлообработка отличается от других подходов тем, что не изменяет химическую структуру металла или сплава, влияя только на размеры и конфигурацию изделия. В процессе работы заготовки подгоняются под заданные чертежом параметры при помощи режущего инструмента, сварки.

Готовые детали полностью соответствуют чертежу, имеют идеальную форму, точные габариты и ровную поверхность.

Механическое воздействие может оказываться различным металлорежущим оборудованием. С учетом используемого инструмента выделяют два вида механической обработки металлов:

Резание

Данный подход позволяет сформировать новую поверхность металла с помощью деформирования и удаления, срезания поверхностного слоя заготовки. В процессе работы неизбежно образуется стружка из верхнего слоя металла, то есть избыточный материал – его обозначают как припуск.

Чтобы снизить трудоемкость и затраты на обработку, его делают минимальным. Однако его размеры не должны негативно отражаться на качестве и ключевых характеристиках изделия.

Принято говорить о нескольких видах обработки металлов резанием в соответствии с применяемым инструментом:

Точение, при котором будущее изделие закрепляется во вращающейся оснастке. Далее резцом удаляют лишний слой металла, чтобы добиться заданных характеристик. Благодаря данному методу изготавливаются детали, имеющие форму тела вращения.
Сверление позволяет формировать в материале отверстия круглой формы. Для этого деталь жестко фиксируется, к ней медленно подают инструмент в продольном направлении. А вращающееся вокруг своей оси сверло погружается в деталь.

Фрезерование, в отличие от сверления, предполагает использование инструмента, где режущим является не только острие, но и боковые поверхности. Вращающаяся фреза может перемещаться в вертикальном направлении, а также в стороны и вперед/назад. Данный вид обработки металлов дает возможность изготавливать изделия практически любой формы.
Строгание позволяет формировать продольные пазы и предполагает, что резец движется назад и вперед относительно неподвижной заготовки. При каждом проходе он удаляет продольную полосу металла. Стоит оговориться, что существуют станки, в которых двигается деталь, а резец остается статичен.
Шлифование предполагает использование абразивного материала, который вращается либо совершает продольные возвратно-поступательные движения. Он удаляет тонкие слои металла с поверхности будущего изделия. Метод задействуется при финальной обработке поверхностей, подготовке перед нанесением покрытий.

Также на предприятиях применяется немало вспомогательных видов обработки металлов резанием. Они подбираются в соответствии с внешними показателями детали, позволяют работать с наружной и внутренней цилиндрической поверхностью либо плоскостями.

Пластическая деформация и электрофизическая обработка

К пластической деформации относят ковку, прессование, штамповку, накатку и другие способы. К ним прибегают, когда необходимо изменить форму, конфигурацию, габариты и физико-механические характеристики заготовки.

Для этого на производствах используется большой набор инструментов, призванных повысить эффективность обработки металла.

Чаще всего при данном виде обработки металлов специалисты работают с таким оборудованием:

токарные станки;
сверлильно-расточные аппараты;
шлифовальные машины;
фрезерные станки;
протяжные станки;
прессы.

После стотонного прессования или ковки на металл наносят различные покрытия посредством электрохимического метода. Таким образом изделия удается латунировать, никелировать, лудить и осуществлять другие операции.

Обработка металлов давлением

Люди начали активно использовать один из видов обработки металла давлением еще несколько тысячелетий назад. Современные методы сильно отличаются от тех, что применялись ранее, но суть остается неизменной: воздействие физической силы или давления позволяет придать заготовке необходимую форму и размер.

Существует семь методов обработки давлением, причем для каждого из них предназначено специальное оборудование:

Горячая прокатка используется при изготовлении листового, трубного, сортового, фасонного проката. Также горячекатаные заготовки могут в дальнейшем подвергаться холодному деформированию различными способами.
Холодная прокатка позволяет повысить показатели горячекатаных изделий, например, добиться более точных размеров, улучшить качество поверхности.

Холодное и горячее волочение предполагает протягивание заготовки через отверстие нужной формы – таким образом задают необходимое поперечное сечение длинномерного проката.

Для данного вида обработки металлов важно, чтобы площадь сечения отверстия была меньше аналогичного показателя заготовки. Этим методом изготавливают круглые, квадратные, многоугольные прутки, фасонный прокат с малым сечением, тонкостенные трубы, имеющие небольшой диаметр.

Горячая и холодная штамповка используется людьми уже много веков. Долгое время холодная штамповка оставалась главным способом создания металлической посуды, так как метод не отличался сложностью и большими затратами.

Штамповка может быть листовой и объемной. Первая позволяет изготавливать изделия разных размеров: от небольших деталей до корпусов транспорта. Во втором случае обеспечивается пространственное изменение формы объемной заготовки. Так, из простой формы, например, шара, цилиндра, параллелепипеда, куба, получают более сложные изделия.

Холодное и горячее прессование или экструдирование позволяет получать длинномерные профильные изделия и предполагает выдавливание заготовок через один или несколько каналов.

При этом виде обработки мягких цветных металлов, например, алюминия и меди, а также сплавов на их основе, удается отказаться от дополнительного нагрева. Работа со сталью предполагает горячее прессование.

Обработка металлов сваркой

Данный вид обработки предполагает нагрев металла до температуры пластичности или до плавления кромок. После чего детали соединяют в неразъемную конструкцию.

Специалисты выделяют три вида обработки металла сваркой:

Химический, при котором повышение температуры достигается при помощи химической реакции. Этот способ становится единственным выходом, если не удается использовать электрооборудование, газовый баллон.
Газовый предполагает нагревание металла газовой горелкой перед сваркой или резкой.
Электросварка используется чаще других методов, позволяет нагревать и плавить металл для дальнейшего соединения.

Существуют следующие разновидности электросварки:

Дуговая. В ее основе лежит применение тепла электрической дуги, а все работы осуществляются сварочным оборудованием и электродами в среде инертных газов.
Контактная. Требует нагревания сильным электрическим током и может быть точечная или роликовая. В первом случае элементы соединяют в отдельных точках, тогда как во втором формируют сплошной шов по всей поверхности стыка.

Этот вид обработки металлов позволяет соединять элементы трубопроводов, строительных конструкций, изготавливать кузова для автомобилей. Немаловажно, что сварка может без проблем комбинироваться с другими способами металлообработки.

Токарная обработка металлов

В данном случае с металлической заготовки срезается тонкий слой металла до придания ей необходимой формы и шероховатости. Работа проводится на токарном оборудовании с использованием набора режущих инструментов.

Токарная обработка близка к расклиниванию приповерхностного слоя металла острой кромкой рабочего инструмента. Благодаря механическому усилию кромка врезается в заготовку, снимает тонкий слой материала, то есть припуск, который превращается в стружку.

Высокое качество при этом виде обработки металлов достигается благодаря непрерывности и высокой скорости резки. Нужно учитывать, что скорость подбирается для каждого случая индивидуально.

Токарное оборудование позволяет изготавливать детали типа тел вращения, а именно:

втулки;
шкивы;
валы;
кольца;
зубчатые колеса;
гайки;
муфты;
прочее.

Обработка металлов литьем

Много веков назад люди научились создавать различные предметы, нагревая металл до жидкого состояния и разливая в литейные формы. Далее материал остывал и затвердевал – в результате получалась отливка, дублирующая заливочную форму.

Постепенно данный вид обработки металлов менялся. Сегодня существует несколько способов литья, в том числе с дополнительным применением давления. Благодаря самым современным подходам изготавливают даже маленькие отливки с предельной точностью сохранения всех параметров.

Термическая обработка металлов

Различают три вида термической обработки металла:

Термообработка металла

Речь идет о нескольких способах воздействия, связанных с температурным режимом и позволяющих корректировать физические и механические свойства материала:

Закалка металла

Заготовку нагревают до достижения пластичного состояния, некоторое время выдерживают, чтобы стабилизировались молекулярные структуры, и быстро охлаждают. Для этого изделие погружают в воду либо масло.

Получившийся материал значительно превосходит обычный по твердости и хрупкости. Он применяется для изготовления конструкций, подвергающихся минимальным динамическим и сильным статическим нагрузкам.

Отжиг металла

В данном случае также происходит нагрев до пластичности. Разница в том, что процесс остужения проходит прямо в печи, поэтому достигается обратный закалке эффект. Металл теряет свою твердость, снимается внутреннее напряжение, он становится более пластичным, что позволяет использовать его для ковки, раскатки, штамповки.

Старение металла

Такой вид обработки используется преимущественно с декоративными целями и предполагает фазовые превращения материала. Иными словами, он в ускоренном темпе претерпевает все стадии естественного старения.

Отпуск металла

Является следующим этапом после закаливания, который призван снизить хрупкость материала, появившуюся на предыдущей стадии обработки. Деталь нагревается до высокой температуры, но не достигающей показателей, используемых во время закалки, далее ее постепенно охлаждают.

Данная операция выполняется при изготовлении инструментов.

Нормализация металла

Подобная обработка позволяет сформировать структуру с мелким зерном, благодаря чему возрастает ковкость, но сохраняется необходимая твердость. Нормализация нередко предшествует закаливанию и резке. Сам процесс близок к отжигу с той лишь разницей, что заготовка остывает на воздухе, а не в печи.

Большинство видов термической обработки металлов предполагает нагревание и последующее охлаждение. Разница состоит только в нюансах.

Химико-термическая обработка позволяет обогатить поверхность металла дополнительными компонентами, например, углеродом. Способ связан с использованием максимальных температур нагрева и значительных периодов выдержки – таким образом сплав получается однородным.
Термомеханическая обработка обеспечивает металлу лучшие механические характеристики, чем те, что достижимы при классической термообработке.

Электрическая обработка металлов

В данном случае используется воздействие электрическим током.

Какие виды обработки металлов относятся к данной группе? Это:

Электроискровый. Предполагает воздействие искусственным разрядом, что приводит к точечному повышению температуры заготовки до +8 000…+10 000 °C.
Электрохимический. Необходим для формирования блестящей поверхности изделия.

Указанные способы могут применяться при работе даже с наиболее твердыми разновидностями сплавов.

Химическая обработка металлов

К помощи химии прибегают, если нужно подготовить металлические поверхности к другим операциям или добиться более высоких эстетических показателей.

При этом виде обработки на металл воздействуют специальными веществами, повышающими его стойкость к появлению ржавчины, улучшающими внешний вид. Также химические составы позволяют очистить поверхность перед окрашиванием или сваркой.

На данный момент очень распространен гальванический метод электрохимической обработки, который необходим для формирования надежных защитных покрытий на поверхности изделий.

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.

Обработка металла перед покраской

Обработка металла перед покраской необходима для нанесения качественного ЛКП и предотвращения дальнейшей коррозии. Если этап подготовки пропустить, то лакокрасочный слой на изделии продержится недолго, что приведет к его преждевременному старению.

Применяется как механическая, так и химическая обработка металлической поверхности перед нанесением слоя краски. Первая заключается в удалении ржавчины, изъянов, вторая – в обезжиривании, грунтовании, фосфатировании. О том, как правильно проводится обработка металла перед покраской, вы узнаете из нашего материала.

Причины коррозии металла под лакокрасочным покрытием

Лакокрасочные покрытия не способны обеспечить металлу полную защиту от влаги, действуя по принципу полупроницаемой мембраны. Эксплуатация в непростых климатических условиях с высокой влажностью, скачками температуры приводит к тому, что под действием осмотического давления влага попадает на само изделие через поры покрытия. В результате на металлической подложке запускаются коррозионные процессы. Ржавчина негативно сказывается на адгезии между конструкцией и лакокрасочным слоем, поэтому со временем последнее начинает отслаиваться.

Использование химических средств для обработки металла перед покраской приводит к формированию конверсионных покрытий. Они улучшают физико-механические и защитные характеристики лакокрасочного слоя, продлевая срок службы окрашенных металлических поверхностей.

Обработка металла перед покраской предполагает обязательную очистку и создание защитного конверсионного покрытия. Покрытия представляют собой неорганические соединения, которые формируются на поверхности металлов под воздействием специальных химических составов. Это могут быть фосфатные, хроматные и оксидные соединения – все зависит от использованного для подготовки средства.

За счет микрокристаллической структуры конверсионные покрытия обладают разветвленной поверхностью, что позволяет им формировать прочные адгезионные связи с лакокрасочным слоем.

Такого рода покрытия стабильны и затормаживают подпленочную коррозию. А при появлении царапин или сколов на лакокрасочном слое не позволяют ржавчине распространяться по всему изделию.

4 этапа обработки металла перед покраской

От добросовестной обработки холоднокатаного и иного металла перед покраской на 50–60 % зависит качество итогового покрытия, а также его срок службы.

Большинство металлических поверхностей нуждается в очистке перед окрашиванием, что наиболее актуально для изделий, прежде уже обрабатывавшихся краской. Подготовка зависит от металла изделия, его общего состояния, назначение покрытия и требований к его свойствам.

Прежде чем наносить грунтовку, необходимо выполнить такие этапы:

Очистить поверхность от грязи и пятен масла

Это обязательный шаг обработки металла перед порошковой или любой другой покраской. Когда на предмете есть лишь загрязнения, такие как смазка, пыль, можно ограничиться обезжириванием с применением растворителей и щелочных водных моющих средств. Возможно использование механической обработки.

Однако если на металле есть следы коррозии, окалина, старая краска, новое покрытие наносить нельзя. Все загрязнения необходимо убрать химическим способом, то есть травлением, например, может использовать обработка металла ортофосфорной кислотой перед покраской, либо при помощи механических методов.

Процедуру травления проводят после обезжиривания либо параллельно с ним.

Обезжиривание металла

В роли действующего средства здесь выступают растворители. Они одновременно убирают пыль, мусор и удаляют все виды жира, так как последние способны изменить свойства красящего состава. После обезжиривания поверхность оставляют на несколько минут, чтобы она успела просохнуть.

Если на изделии присутствует сильно въевшаяся ржавчина, рекомендуется протереть его десятипроцентным раствором уксусной кислоты. После такой обработки металла от ржавчины перед покраской важно тщательно смыть кислоту водой и просушить предмет.

Грунтование

Грунтовка позволяет решить сразу несколько задач: создать дополнительную защиту, придать поверхности большую ровность и обеспечить хорошее сцепление финишного покрытия и основания.

Для нанесения грунтовки могут использоваться разные инструменты:

Валик. С ним просто работать, однако данный способ предполагает значительный расход состава и низкую скорость нанесения в сравнении с краскораспылителем.
Кисть. Может использоваться лишь в труднодоступных местах.
Краскораспылитель. Обеспечивает низкий расход грунтовки. Так, при работе с данным устройством на квадратный метр поверхности уходит 60 г грунта ГФ-021, а в случае с кистью и валиком этот показатель находится на уровне 100 г/м2. Скорость окрашивания распылителем в 10–20 раз выше, чем другими способами.

Здесь важно равномерно нанести грунтовку на поверхность изделия и дать ему время высохнуть.

Устранение локальных инородных включений

Покрытую грунтовкой поверхность обрабатывают мелкой наждачной бумагой – таким образом удаляются соринки, оказавшиеся на металле вместе с защитным составом. Далее изделие протирают чистой тряпкой, после чего можно переходить к нанесению краски.

Обработку металла перед покраской ручным или механизированным инструментом выбирают в соответствии с тем, из какого именно материала изготовлена конструкция.

Поскольку подготовка поверхности к нанесению ЛКП предполагает несколько этапов, необходимо после каждого из них отслеживать качество проведенных работ. Обычно для этого используют преимущественно визуальный контроль.

Методы механической обработки металла перед покраской

Подобная обработка металла осуществляется при помощи ручного или механизированного инструмента с применением разнообразных абразивных материалов и механических установок.

За счет механической обработки с поверхности снимают окалину, следы коррозии и обугливания, окислы, остатки прежнего покрытия, грубые загрязнения, песок и шлак. Кроме того, данный подход позволяет создать шероховатую поверхность, что положительно сказывается на адгезии красочного слоя.

Прежде чем заниматься механической очисткой, изделия со следами масла очищают уайт-спиритом, растворителем Р-4 либо щелочным водным раствором. Если металл имеет толщину от 6 мм, значительные органические слои загрязнений можно убрать посредством газопламенной очистки кислородно-ацетиленовой горелкой.

Ручные инструменты, такие как проволочные щетки, шпатели, скребки, идут в ход при небольшом количестве работ. Тогда как с большими объемами справляются механизированным способом, применяя щетки, шарошки, абразивные круги, бесконечную абразивную ленту, игольчатые пистолеты.

Также может использоваться галтовка и виброабразивная обработка – оба способа предполагают использование насыпных абразивов.

Галтовка представляет собой метод обработки металла перед покраской, при котором мелкие детали очищаются во вращающихся барабанах. Существует две разновидности галтовки: сухая, то есть используется лишь абразив, и мокрая. Во втором случае абразив дополняется специальными жидкими составами. В любом случае, с поверхности изделий удаляется окалина, заусенцы, неровности, снижается шероховатость.

Виброабразивная обработка – это механический либо химико-механический процесс, при помощи которого с обрабатываемого изделия снимают мельчайшие частицы металла и его оксиды. Немаловажно, что данный подход способствует сглаживанию небольших дефектов за счет множества микроударов абразивом.

Также сегодня активно используется струйная очистка металла с применением абразивных материалов. Это может быть сухая или водная абразивная очистка, а также водная струйная очистка. Все названные виды обработки металла перед покраской требуют применения специализированного оборудования. Роль абразивов обычно играют металлический песок либо дробь, стеклянные шарики, шлаки.

Очистка струйным абразивным методом подходит только для металла толщиной от 3 мм. Обработка тонкостенных изделий может проводиться лишь при условии, что она не приведет к изменению геометрии предмета. По завершению сухой чистки изделия избавляют от пыли и обезжиривают, если это требуется.

После данной процедуры металл очень активен, поэтому его важно как можно скорее покрыть грунтовкой либо покрасить, чтобы не допустить формирования вторичной коррозии. По той же причине при механической очистке нужно следить, чтобы влажность воздуха не выходила за пределы 85 %, а температура изделия была выше точки росы минимум на 3 °C.

Механические методы обработки металла перед покраской выгодно отличаются от других тем, что подходят для изделий из черных и цветных металлов вне зависимости от их габаритов. Также подготовка конструкции осуществляется без ее перемещения в другие цеха – прямо на рабочем месте.

Среди минусов данного способа стоит назвать высокую цену и большие трудозатраты. Кроме того, он не может использоваться для тонкостенных изделий сложной конфигурации.

За счет механической обработки создается шероховатая поверхность, а значит, обеспечивается лучшая адгезия лакокрасочного покрытия. Однако метод не способен защитить металл от ржавчины. Добиться сразу двух целей можно химическими способами.

Химическая обработка металла перед покраской

Данная технология предполагает работу в несколько этапов и использование водных растворов специальных составов. Количество стадий подбирают в соответствии с типом металла, состоянием поверхности, условиями эксплуатации изделий в будущем.

Чаще всего в процесс химической обработки металла перед покраской входят такие этапы:

Обезжиривание, очистка.
Удаление следов ржавчины, окислов.
Активация.
Конверсионная обработка.
Финальная обработка или пассивация, промывка обессоленной водой.
Просушивание.

После каждого этапа изделия промывают водой, в некоторых случаях даже дважды.

Если планируется использовать конструкцию в тяжелых условиях, то есть на открытом воздухе, выполняют всю описанную подготовку с нанесением защитных конверсионных покрытий. Для изделий, которые будут использоваться в закрытых помещениях при нормальной влажности, достаточно лишь обезжиривания.

Если поверхность конструкции из черного металла прошла только очистку от следов жира, ее защищают пассивацией от вторичной коррозии в процессе сушки. Рекомендуется применять средства на базе трех- либо шестивалентного хрома. Важно подчеркнуть, что здесь нельзя использовать растворы нитрита натрия, три- и моноэтаноламина.

Химическая подготовка черных металлов к покраске

Обработка металла перед покраской с формированием конверсионных покрытий также во многом зависит от типа металла.

Черные металлы, к которым относятся сталь, чугун, фосфатируют. Алюминий, магний и сплавы на их основе – хроматируют. Для цинка и кадмия, оцинкованной стали и цинковых сплавов допускаются оба названных типа обработки.

По составу среди фосфатных покрытий выделяют кристаллические или цинкофосфатные и аморфные, то есть железофосфатные. Первые имеют более высокую стойкость к ржавчине, поэтому их советуют выбирать для обработки металла перед покраской, если конструкция будет эксплуатироваться в сложных климатических условиях.

Именно цинкфосфатирование позволяет подготовить поверхности автомобильных кузовов, сельхозтехники, строительных конструкций. Железофосфатирование необходимо для обработки заготовок металлической мебели, бытовых приборов, светильников, пр.

Весь процесс фосфатирования включает в себя не менее 5-6 этапов, при этом могут использоваться методы погружения и распыления. Если данную обработку совмещают с обезжириванием, удается сократить число стадий до 3-4.

Наиболее современные фосфатирующие составы призваны улучшить потребительские свойства фосфатных покрытий и экологическую составляющую данного вида обработки металла перед покраской. Для этого в состав вводят катионы никеля и марганца, а также сокращают долю цинка.

Химическая подготовка цветных металлов к покраске

Когда цветные металлы обрабатывают вместе со сталью, стараются использовать фосфатирование. Нужно отметить, что далее идет этап пассивирования, который должен присутствовать в обработке любых металлов перед покраской.

Учитывая дальнейшие условия эксплуатации конструкции, иногда можно отказаться от сложной подготовки в пользу одного обезжиривания. Тогда важно помнить про недостаточную стойкость цветных металлов к воздействию щелочных моющих средств. Дело в том, что обработка сильнощелочными водными растворами приводит к травлению и потемнению поверхности. А значит, лучше обезжиривать подобные материалы специализированными моющими составами.

Полная подготовка алюминия с нанесением конверсионного хроматного или бесхроматного покрытия отличается своими тонкостями. Важно избавиться от оксидной пленки на поверхности заготовки травлением в сильнощелочных или в кислых растворах.

Если присутствует незначительная зажиренность изделия, травление допускается совместить с обезжириванием.

Среди российских производителей распространено мнение, что таким металлам, как алюминий и оцинкованная сталь не требуется полной обработки перед покраской с нанесением конверсионных покрытий. Однако это не так.

Использование предметов из этих металлов при высокой влажности чревато тем, что без хроматирования, пассивации, фосфатирования под ЛКП появится легкая белая коррозия. Она приводит к потере надежного сцепления металла с краской, что может вызывать отслаивание последней.

Сейчас самым эффективным методом обработки металла перед покраской считается хроматирование, на производствах применяют желтое и зеленое хроматирование. Но высокая токсичность соединений хрома вносит свои коррективы в возможность повсеместного использования этих процессов.

Передовые западные предприятия переходят на бесхроматную обработку цветных металлов, в основе которой лежит применение средств на основе комплексных фторидных соединений циркония, титана. Либо на производствах формируют защитные покрытия из сложных окислов никеля, кобальта, оксисиланов.

Если требуется подготовка к покраске цинка и оцинкованной стали, хроматирование может быть заменено фосфатированием, что наиболее актуально, когда параллельно ведутся работы с предметами из стали.

Нужно понимать, что выбор технологии обработки металла перед покраской и используемых материалов представляет собой ответственный этап. Поэтому его осуществляют квалифицированные специалисты с учетом особенностей конкретной ситуации.

Чем обработать металл, чтобы не ржавел: химические средства и народные методы

В каждом доме есть множество металлических изделий. Они достаточно износостойкие и практичные, но со временем подвергаются коррозии. Это связано с тем, что железо легко вступает в реакцию с окружающей средой, из-за чего покрывается ржавчиной. Чтобы предупредить такой разрушительный процесс, рекомендуем узнать, чем покрыть металл от коррозии, и периодически проводить профилактические мероприятия. Если коррозийное повреждение на поверхности уже возникло, его необходимо правильно обработать. Для этого применяются как специальные средства, так и народные методы.

Почему образуется ржавчина

Любая среда считается агрессивной для незащищенного металла. По этой причине его поверхностный слой постоянно подвергается всевозможным химическим реакциям. Впоследствии возникают ржавые пятна, теряется внешний вид изделия, ухудшаются его прочностные характеристики.

Вдобавок от коррозии страдают устройства из железа, постоянно находящиеся в условиях чрезмерных температур: элементы двигателей, печная арматура, турбинные лопасти. Коррозионному разрушению также подвержены металлические основания, которые продолжительно соприкасаются с различными жидкостями (водой, спиртом).

Как бороться со ржавчиной

На практике применяются много проверенных методов, позволяющих продлить эксплуатационный срок железных изделий. Но самые действенные из них – обработка химпрепаратами (например, ингибиторными составами). После нанесения их тонким слоем металлическая поверхность приобретает надежную защиту от разрушения. Подобные составы зачастую применяются с профилактической целью. Среди прочих высокоэффективных способов стоит отметить устранение ржавчины вручную либо электроинструментами, народные средства, нанесение антикоррозийных веществ.

Механическая чистка

Ручная обработка железа от коррозии предполагает применение жесткой щетки либо крупнозернистой наждачки. Детали допускается обрабатывать во влажном или сухом виде. В первом случае наждачная бумага смачивается в керосине, во втором – происходит простое соскабливание ржавчины.

Вдобавок выполнить механическую чистку ржавеющих материалов возможно при помощи таких инструментов:

болгарка;
электродрель (в качестве насадки – щетка для металла);
шлифовальная машинка;
пескоструйный аппарат.

Ручной способ используется на малых площадях, позволяет очистить поверхности тщательно. Электроинструменты значительно ускоряют процесс, в то же время способны навредить деталям. При их обработке удаляется сравнительно большой слой металла. Аккуратно убрать коррозию поможет пескоструйное устройство. Оно не всем доступно из-за высокой стоимости.

Обработка химическими средствами

Все химпрепараты разделяют на 2 группы: преобразователи ржавчины и кислоты. Под последними нередко подозревают обыкновенные растворители.

Влажной тряпкой протереть железо от пыли.
Убрать с основания остатки влаги.
Используя силиконовую кисть, тонким слоем нанести на предмет кислотосодержащий раствор.
Выждать полчаса, пока вещество прореагирует с поврежденной поверхностью.
Вытереть обработанный участок сухой ветошью.

Внимание! Прежде чем применять химические препараты, нужно надеть спецодежду, защитные перчатки.

Ортофосфорная кислота обладает многими преимуществами перед иными составами: щадяще влияют на поврежденные изделия, хорошо очищает, впоследствии обеспечивает защиту стали от коррозии.

Преобразователями ржавчины обыкновенно покрывается вся металлическая поверхность. В итоге образуется слой, который в будущем предупреждает коррозийное разрушение предмета. Как только раствор хорошо высохнет, основание можно покрасить. На сегодня выпускается огромное количество таких препаратов, среди самых востребованных стоит отметить:

Модификатор ржавчины Berner. Зачастую применяется для болтов либо гаек, которые невозможно демонтировать.
Аэрозоль «Цинкор». Оказывает обезжиривающий эффект, восстанавливает ржавые предметы, образует на них сплошную защитную пленку.
Уничтожитель ржавчины В-52. Быстродействующий гель, который после нанесения не растекается, устраняет даже глубокую коррозию.
Преобразователь СФ-1. Применяется для изделий, сделанных из чугуна, алюминия, а также оцинкованных. Удаляет ржавые пятна, после обработки обеспечивает защиту металла от ржавчины, увеличивает период его полезной эксплуатации.

Применение антикоррозийных препаратов

Известная фирма «Rocket Chemical» выпускает огромный ассортимент качественной противокоррозионной продукции. Высокой эффективностью отличаются такие средства:

Литиевая смазка. После покрытия петель дверей, тросов, цепей и прочих элементов обеспечивает надежную защиту от ржавчины. Вместе с тем на поверхности обработанных изделий формируется устойчивая к влиянию воды пленка.
Ингибитор продолжительного воздействия. Впоследствии обработки металлические детали могут размещаться в уличных условиях на протяжении года: они надежно защищены от атмосферного влияния, провоцирующего коррозию.
Силиконовая смазка. Допускается наносить на металлические основания с включениями из пластика, резины. Она мгновенно высыхает, в результате образуется прозрачное защитное покрытие.
Раствор для устранения коррозийных пятен. Не содержит токсичные компоненты, используется для обработки стройматериалов, кухонных принадлежностей.
Спрей от ржавчины. Подходит для применения в труднодоступных зонах, где требуется глубокое проникновение. После нанесения препятствует повторному появлению ржавых пятнышек. Это средство нередко применяется для противокоррозионной защиты резьбовых соединений, болтов.

Важно! Антикоррозийные препараты состоят из токсичных химических компонентов. Работать с ними необходимо в респираторе. Это позволит обезопасить дыхательную систему от раздражения.

Универсальный спрей улучшает откручивание болтовых соединений, вытесняет влагу, защищает от коррозии тонкой пленкой Источник img2.mx-quad.fr

Видео описание

Разрушитель ржавчины-убийца WD-40,или лайфхак с WD-40

Народные средства

Если химические составы отсутствуют либо работать с ними нельзя, ржавчину с металлических изделий можно попробовать убрать с помощью бытовой химии, прочих эффективных растворов. Некоторые из них придется приготовить самостоятельно.

Cilit

Гель предназначен для устранения ржавчины в кухне, ванной. Его часто применяют для очищения кранов, смесителей, металлических приборов, иных железных изделий. Прежде чем использовать состав, важно учесть, что он способен разъесть краску.

Керосин и парафин

Рекомендуемое соотношение ингредиентов – 10:1. После соединения компонентов средство необходимо выдержать на протяжении суток, затем нанести на поврежденные ржавчиной элементы. Спустя 12 часов обработанное место следует протереть сухой тряпкой. Подобный метод отлично подойдет для стройматериалов, инструментов.

Coca Cola

Щелочной состав напитка уничтожает коррозийные пятна. Способ применения: погрузить поврежденный предмет в жидкость либо обильно смочить тряпкой. По прошествии суток изделие следует промыть проточной водой.

Каустическая сода

Для приготовления средства необходимо подготовить:

формалин (40%) – 250 г;
вода – 0,3 л;
аммоний, каустическая сода – по 50 г.

Получившуюся после соединения указанных ингредиентов пасту следует разбавить в литре воды, потом в готовый раствор опустить ржавые детали. Время чистки напрямую зависит от степени повреждения материала, может составлять 15-30 минут. На завершающем этапе металлическое изделие необходимо прополоскать, затем вытереть насухо.

Перекись водорода

Устранить ржавчину с железных деталей возможно с помощью раствора из таких компонентов:

лимонная кислота – 40 г;
соль – столовая ложка;
перекись водорода – 100 г.

Приготовленную смесь следует поместить в удобную емкость, опустить в нее ржавые элементы. Начало реакции наблюдается практически сразу же, спустя два часа с железа полностью исчезают красные оксиды.

Чтобы продлить срок службы металлических изделий, всегда важно помнить: защита от ржавчины нужна для каждого предмета, который изготовлен из металла. Если не предпринимать профилактические меры, впоследствии придется устранять ржавые пятна при помощи сильнодействующих препаратов.

Термообработка

Эффективный способ выполнить тепловую очистку пораженных металлических поверхностей – применить промышленный парогенератор. В домашних условиях возможно воспользоваться строительным феном. Горячая воздушная струя отлично размягчит верхний слой поврежденного основания, затем ржавчина начнет дробиться на мелкие частицы, легко удаляться потоком воздуха. Подобный метод чрезвычайно актуален в местах, где снять предмет затруднительно.

Еще один альтернативный вариант термообработки железа – использовать кислородно-ацетиленовую горелку. Во время ее применения возникает слишком яркое пламя. Через него нельзя увидеть уцелевшие остатки ржавчины. Потому выжигания коррозии следует продолжать до полного исчезновения поражения.

Обработки поверхности кипятком. Затем нужно будет вручную убрать рыхлую часть.
Нагрева огнем. Снимать налет требуется в процессе работы. Катализатором может служить перекись водорода.
Применения паровой швабры, отпаривателя. Очищение происходит под воздействием сильной струи горячего пара.

Внимание! Во всех вариантах тепловой очистки предварительно важно убедиться, что деталь не содержит пластмассовых или деревянных элементов, которые легко плавятся, воспламеняются.

Удаление ржавчины. Парогенератор: быстро, эффективно.

Заключение

Поскольку металлические изделия применяются повсеместно, за ними необходимо ухаживать. Первым делом следует узнать, как защитить металл от ржавчины. Своевременные профилактические мероприятия не допустят возникновения ржавых пятен, а значит с ними впоследствии не придется бороться. Если же коррозионные процессы все же начали развиваться, в первую очередь желательно испробовать щадящие народные средства. Если желаемый результат достигнуть не получилось, остается прибегнуть к химическим препаратам, сильнодействующим составам.

Классы чистоты обработки металла

Классы обработки металла являются показателем качества выполненной работы. А от этого в свою очередь зависят прочностные характеристики деталей, их стойкость к износу и даже внешний вид.

Благодаря введению классификации степени обработки поверхности изделий стало гораздо легче определять их соответствие стандартам. Это не только способствует увеличению срока эксплуатации полученных деталей, но и предупреждает разногласия между исполнителем и заказчиком.

Понятие качества поверхности металла после обработки

После обработки на фрезерном станке, как и после других работ с заготовкой, на ее поверхности образуются неровности – гребешки и впадины (иначе говоря, шероховатости и волнистости). В верхних слоях материала также появляется остаточное напряжение, на некоторых глубинах проката возникает разность твердости, которая проявляется как упрочнение или наклеп. Такие изменения влияют на свойства готовых изделий и, следовательно, на качество их поверхностей. Все эти характеристики и определяют класс обработки металла.

Качество готовых деталей определяется как их физическими, так и геометрическими показателями.

Качество поверхности изделия определяется соотношением физических и механических свойств его центральной части с наружной.

Во время обработки металлических заготовок их поверхность подвержена пластическим изменениям, поэтому и прочие характеристики материала в готовом изделии отличаются от первоначальных. Внешняя часть пластины при этом упрочняется, в ней появляются внутренние напряжения.

После финального этапа обработки металла на фрезерной установке упрочненный слой распространяется всего на несколько сотых миллиметра, тогда как после первичного воздействия цилиндрической фрезой его толщина в среднем составляет 0,04–0,08 мм, достигая при этом и 0,12 мм. При воздействии торцевой фрезой параметр равняется 0,06–0,1 мм, хотя может быть и 0,2 мм. Возникающие внутренние напряжения и упрочнения поверхности понижают класс обработки металла за счет уменьшения усталостной прочности изделия. Такие деформации сокращают эксплуатационный срок детали, что приводит к необходимости ее скорой замены.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Микрогеометрические критерии качества.

При грубой черновой обработке зубчатой фрезой на больших оборотах и при повышенной глубине сечения на кромке изделия остаются неровности, которые заметны невооруженным глазом и легко определяются на ощупь. Шероховатости и волнистости, образующиеся при промежуточной и чистовой обработке на малых оборотах и при неглубокой резке, визуально незаметны и едва прощупываются.

Класс геометрической точности обработки металла зависит от наличия на поверхности изделия неровностей: впадин, гребешков, шероховатостей и пр. Подобные дефекты на малой площади поверхности называются ее микрогеометрией.

Микрогеометрия поверхности при обработке проката зависит от:

геометрии фрезы, ее качества и степени износа;
вибраций, возникающих из-за недостаточной жесткости станка или его рабочих элементов;
установленных настроек работы фрезерной машины (скорости и глубины раскроя, подачи на зуб, охлаждения);
механических свойств обрабатываемого листа и самой фрезы.

Влияние шероховатости на работу деталей

Как упоминалось ранее, в процессе придания металлическому листу нужной конфигурации на местах воздействия остаются шероховатости – небольшие впадины и гребешки, влияющие на определение класса обработки металла. Они могут возникнуть вследствие неровности режущего инструмента или вибраций, возникающих в ходе работы, остаться как отпечаток неровности на самом штампе или форме и т. д.

Наличие шероховатости детали, установленной в машину или другой агрегат, может привести к:

некорректному сопряжению элементов за счет смятия материала или ускоренному износу выступов детали;
падению прочности соединения, дефектам при наложении лакокрасочных и гальванических покрытий;
некорректным результатам геометрических измерений элемента;
снижению жесткости стыковых соединений;
разрушению уплотнений, сопряженных с поверхностями валов;
снижению усталой прочности элемента за счет концентрации напряжения в шероховатостях;
ускоренному окислению и порче металла и др.

Категории чистоты обработки металла

Класс чистоты обработки металла зависит от степени шероховатости его поверхности. Он рассчитывается как высота неровностей и периодичность их повторений. На этот показатель влияет два основных фактора: метод воздействия и используемый инструмент.

Существует четыре категории чистоты обработки металлических заготовок:

Грубая, когда шероховатости видны невооруженным глазом. Получается вследствие ручной обработки при помощи крупного напильника или при использовании фрез, ножей, сверл на первичном этапе машинной обработки.
Получистая, когда неровности едва заметны или незаметны при визуальном осмотре. Достигается при использовании ручного мелкоабразивного напильника или специализированного станка в качестве чистовой обработки.
Чистая, когда дефекты поверхности различимы только при использовании дополнительных инструментов. Получается при чистовой обработке бархатным напильником или при использовании специального шлифовального агрегата.
Очень чистая, когда неровности поверхности отсутствуют практически полностью. Достигается в результате использования притирки или при высокоточной ручной шлифовке напильниками с минимальной степенью абразивности. Этот класс чистоты обработки металла считается эталонным.

14 классов обработки поверхности металла

Шероховатость готового изделия определяется специальным прибором. Единица измерения данного критерия – микрометр. Причем существует две категории шершавости: исходный, достигаемый за счет производственной обработки поверхности, и равновесный, который получается в процессе эксплуатации детали за счет ее естественного износа.

Чистота обработки металла регламентируется ГОСТом, который содержит четкие требования к характеристикам деталей той или иной категории. Всего существует 14 классов, при этом первый класс – наиболее грубый, четырнадцатый – максимально чистый.

Степень неровности поверхности определяется посредством трех числовых критериев:

L – длина участка поверхности (мм);
Rz – высота неровности (мкм);
Ra – среднеарифметическое отклонение профиля (мкм).

Показатель среднеарифметического отклонения свидетельствует о степени шероховатости поверхности. Классы чистоты обработки металла с 6-го по 14-й имеют три разряда (а, б, в), поскольку характеризуются минимальными погрешностями.

Таблица. Значения параметров Ra и Rz, соответствующих той или иной категории шероховатости. Стоит отметить, что теоретически лучше использовать в качестве контрольного показателя Ra вместо Rz.

Класс чистоты обработки металла

Базовая длина l, мм

Ra предпочт., мкм

Ra допустимые, мкм

320; 250; 200; 160

1,60; 1,25; 1,00; 0,80

0,80; 0,63; 0,50; 0,40

0,40; 0,32; 0,25; 0,20

0,20; 0,16; 0,125; 0,100

0,100; 0,080; 0,063; 0,050

Методы определения степени шероховатости

Неровность поверхности определяется при помощи разных методик. В одних случаях она оценивается визуально, в других – посредством особых приборов. Причем контроль может производиться на разных этапах обработки. Стоит отметить, что визуальный осмотр не позволяет с точностью оценить уровень шероховатости изделия и, следовательно, определить класс обработки металла. Он лишь показывает, есть ли на детали выраженные дефекты.

Существует также два метода определения степени неровности металла: поэлементный, когда сравниваются отдельные показатели, и комплексный, когда проводится сравнение данного изделия с эталоном. Первый метод считается более точным. Его можно воплотить следующими способами:

1. Щуповой способ оценки класса обработки металла.

Замер осуществляется посредством непосредственного контакта с изделием при использовании особого прибора – профилометра. Он обладает тонкой и острой алмазной иглой, с помощью которой производится замер, а чувствительный датчик записывает показатели.

Алмазная игла устанавливается перпендикулярно измеряемой поверхности и равномерно перемещается. При обнаружении даже минимальных неровностей возникают механические колебания наконечника. Они направляются в датчик, который преобразует обычное волнение в сигнал, усиливает его с помощью преобразователя и замеряет. Полученные показатели предельно точно повторяют характеристики измеряемого объекта.

В зависимости от типа преобразователя профилометры делятся на электронные, пьезоэлектрические, индукционные и индуктивные. Последние являются наиболее распространенными.

Профилометры позволяют лишь измерить имеющиеся шероховатости, а полиграфы также обладают функцией их записи в рамках заранее определенного масштаба.

2. Оптический способ оценки класса обработки металла.

Определение неровности происходит бесконтактно. Существует целый ряд методов применения оптической оценки. К наиболее распространенным относятся: прием светового свечения и теневой метод, растровый и микроинтерференционный.

Прием светового свечения и теневой метод.

Способ светового свечения предполагает следующий сценарий: поток света проходит через узкую щель, превращаясь в тонкий пучок световых волн.При помощи объектива этот пучок под определенным углом направляется на металлическую поверхность. Отражаясь от нее, поток света вновь проходит через объектив и, попадая на окуляр, генерирует изображение щели. Если изделие не имеет шероховатостей, то на окуляре проявится идеально ровная полоса света, если дефекты поверхности есть, то и световая линия будет искривленной.

Теневой метод – это, можно сказать, дополненный световой. Основное отличие состоит в том, что возле металлического изделия устанавливается линейка со скошенным краем. Световой луч подается на исследуемую поверхность и словно срезается ребром линейки. Из-за этого на детали появляется тень, которая точно повторяет ее форму. Для определения класса обработки металла таким способом полученную тень рассматривают под микроскопом и делают соответствующие выводы.

При оценке поверхности металлического изделия растровым методом на нее накладывается стеклянная пластина с нанесенными параллельными линиями, которые находятся на одинаково малом расстоянии друг от друга. При подаче на пластину светового луча под углом в местах шероховатостей тень от линий, нанесенных на стеклянную пластину, накладывается на реальные контуры. Образуются так называемые муаровые полосы, которые и говорят о наличии гребешков и впадин. Для более точной оценки показателей шершавости используют растровый микроскоп.

Метод предполагает применение особого устройства, который состоит из интерферометра и измерительного микроскопа. Первый элемент позволяет получить интерференционную карту поверхности с искривленными линиями в местах шероховатостей, а второй помогает их измерить.

Для оценки класса обработки металла в труднодоступных местах или на элементах со сложной геометрией можно применить метод слепков. Он предполагает выполнение негативных копий изделий при помощи гипса, парафина или воска и их исследование щуповым способом. То есть метод слепков является вспомогательным, а не самостоятельным и применить его можно только в комплексе с одним из измерительных приемов, описанных выше.

Внедрение категорий чистоты поверхностей металлических изделий позволило установить общепринятые нормы и проводить оценку деталей в соответствии с ними, составлять требования качества не для отдельных элементов детали, а целых групп, объединенных общими характеристиками. Разделение на классы обработки металла стало катализатором проектирования приборов, отвечающих тем или иным параметрам, появления единых принципов измерения и, как следствие, совершенствования процесса изготовления типовых элементов.

Читайте также: