Работа с цветными металлами

Обновлено: 02.07.2024

Несмотря на то, что такие, часто применяемые в отделке цветные металлы, как медь, цинк, латунь менее подвержены коррозии, чем железо, все равно, прежде чем наносить на них отделочное покрытие, нужно провести соответствующую подготовку поверхности.

Работа с алюминием

По сравнению с металлами на основе железа, алюминий отличается большой стойкостью к коррозии. Новейшие дверные и оконные рамы из этого цветного металла, рассчитаны на эксплуатацию без нанесения на них какого-либо защитного покрытия. Однако, если атмосферные условия слишком суровые, алюминиевая поверхность может принять грязновато-серый оттенок, бывает и так, что на поверхности образуются белые кристаллические отложения.

Для того чтобы удалить такие продукта коррозии с алюминиевых деталей интерьера, во время ремонта квартиры им нужно уделить соответствующее внимание. Смоченной в уайт-спирите мелкозернистой водостойкой шкуркой обработайте поверхность изделия, до тех пор, как поверхность вновь не примет светлый матовый оттенок. После этого, смочив кусок ткани в уайт-спирите, удалите грязь и частицы металла с поверхности. Когда изделие высохнет, на него можно наносить цинк-фосфатную грунтовку. Следует помнить, что использовать на алюминии грунтовку содержащую свинец нельзя, так как во влажной среде, между этими металлами возникает неблагоприятная химическая реакция.

Оцинкованный металл

Большинство видов красок плохо ложатся на новое цинковое покрытие, однако, если выдержать такое покрытие в течение полугода в атмосферных условиях, то его без проблем можно будет окрашивать. Во время покупки изделий или деталей интерьера из цинка, уточните, подвергалось ли оно специальной химической обработке для немедленного нанесения грунтовки или лакокрасочного покрытия, которую часто делают производители.

Грунтовка оцинкованного металла. Если в процессе отделки квартиры или дома, вам нужно немедленно окрасить поверхность оцинкованного металл, не имея возможности выдержать его в атмосферных условиях, то следует сделать защиту. Для такого защитного слоя можно воспользоваться быстросохнущей акриловой грунтовкой предназначенной специально для цветных металлов, которая наносится в два слоя.

Подготовка поврежденной цинковой поверхности. Если в местах повреждений появились небольшие ржавые пятна, то их необходимо удалить с помощью проволочной мочалки, обрабатывая только это место. Делать эту процедуру нужно с осторожностью, чтобы не повредить окружающий слой цинка. Промыв обрабатываемое место уайт-спиритом, затем нанесите цинк-фосфатную грунтовку.

Обработка латуни

Такие декоративные детали из латуни, как дверные ручки, плашки, наличники, красить нет необходимости, тем более, что существует немало лаковых защитных покрытий для этого металла на полимерной или целлюлозной основе. Такие покрытия с успехом противостоят атмосферному воздействию и придают изделию привлекательный вид. Крашеную латунь можно очистить с помощью химического средства для удаления лакокрасочных покрытий.

Чистка латуни. Под атмосферным влиянием латунь может принять тускло-коричневый оттенок, который несложно устранить простым натиранием до блеска с использованием специального полировального средства для металлов. Однако на наружных деталях отделки, которые не имеют защитного покрытия, может образоваться сильная коррозия. В таком случае, прежде чем наносить защитное покрытие, поверхность нужно будет обработать раствором уксуса и соли.

Такой раствор можно сделать, если в 275 миллилитрах горячей воды растворить по столовой ложке уксуса и соли. Используя очень тонкую проволочную мочалку, обильно нанесите полученный раствор на латунную поверхность, а потом промойте металл горячей водой с небольшим содержанием моющего средства. В заключение, ополоснув изделие, можете отполировать его мягкой тканью.

Патина на латуни

Под влиянием атмосферы, на латуни может образоваться патина - зеленые отложения. Она может оставить после себя значительные углубления в металле, поэтому ее нужно удалять как можно скорее.

Взяв какую-либо пластмассовую емкость, выложите ее изнутри обычной хозяйственной фольгой. Привяжите к каждой латунной детали веревочку и положите на фольгу. Взяв раствор хозяйственной соды в 2,2 литрах горячей воды, залейте этим раствором обрабатываемые изделия.

Выждав пару минут, взявшись за веревочки, вытащите изделия из раствора, если патина на них еще осталась, то повторно поместите в раствор. Если будет необходимо, то смените фольгу и раствор.

В конце этой процедуры, ополосните изделия горячей водой, и после их просушки можете отполировать мягкой тканью.

Обработка меди

Медные детали, чаще всего фишинги и трубы не нуждаются в защитной покраске. Однако делая отделку квартиры, вы можете решить окрасить те медные детали, которые на виду, чтобы они подходили по цвету ко всей обстановке помещения. Не следует красить голый металл – сначала обезжирьте поверхность и обработайте ее смоченной в уайт-спирите тонкой проволочной мочалкой. Удалив тряпкой смоченной в уайт-спирите снятые частички металла, можете сразу нанести два слоя краски, так как специального грунтования меди не требуется.

Как красить свинец

Для окраски старых свинцовых труб, нужна простая предварительная подготовка, заключающаяся только в очистке их поверхности, с помощью мочалки смоченной в уайт-спирите.

Коррозия свинца

На витражах и окнах из крашеного стекла, свинцовые горбыльки могут подвергнуться коррозии и покрыться белыми пятнами. Если стекло не обрабатывалось пескоструйным аппаратом и не травленное, то очистите свинцовые горбыльки намыленной проволочной мочалкой. Протерев свинец начисто, теперь промойте стекла мыльной теплой водой. При необходимости можно зачернить свинец использую нанесенный на щетку черный полироль. Работать следует поперек горбылек.

Обработка цветных металлов

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

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

Классификация и основные свойства цветных металлов

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

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

Цветные металлы можно разделить по свойствам на группы:

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

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

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

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

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

Защитная обработка цветных металлов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Горячий метод – изделие погружают в ванну с расплавленным металлом.

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

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

Современные технологии конструкционной обработки цветных металлов

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

Вот несколько наиболее популярных:

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

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

отливка;
сварка;
обработка под давлением;
обработка станочная.

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

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

Особенности художественной обработки цветных металлов

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

Литье

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

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

Ковка

Металлическому изделию придается форма за счет ударов инструмента по заготовке.

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

Чеканка

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

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

Сварка

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

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

Почему следует обращаться именно к нам

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

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

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

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

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

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

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

Токарная обработка цветных металлов

Токарная обработка цветных металлов широко распространена среди всех различных методов изготовления деталей с заданными геометрическими параметрами. Суть данного вида обработки состоит в том, что с заготовки снимают при помощи режущего инструмента необходимый слой металла, соблюдая при этом требуемые размеры и параметры шероховатости поверхностей.

Изделия из металла можно обработать с помощью различных методов, в результате которых из заготовок получаются детали, подходящие по размерам и другим параметрам к различным механизмам. Для их выполнения на токарных станках необходимы многофункциональные приспособления и режущий инструмент в виде резцов, с помощью которых можно изготавливать детали различной геометрической формы и конфигурации.

Описание цветных металлов

К цветным металлам и сплавам относятся почти все имеющиеся в природе металлы и их производные, кроме железа и сплавов, созданных на их основе. В отличие от железа, их добыча обходится значительно дороже, так как в природе они встречаются гораздо реже. Но, несмотря на это, наличие у цветных металлов особых химических и физических свойств экономически компенсируют затраты на добычу, механическую обработку и изготовление на их основе сплавов. Они обладают пластичностью, мягкостью, низкими показателями электрического сопротивления, теплопроводностью, стойкостью к воздействию коррозии и иными полезными свойствами, что, безусловно, является их значительными преимуществами.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Название «цветные металлы» они приобрели по причине специфической расцветки, например, медь имеет красноватый цвет. Сплавы на основе цветных металлов в современной индустрии получили наибольшее применение, так как эти вещества отличаются лучшими физико-химическими свойствами, чем черные металлы. При разделении на группы применяемых металлов они делятся на легкие и тяжелые сплавы.

Группы цветных металлов

По физико-химическим признакам цветные металлы подразделяются на разные группы. Например:

К тяжелым сплавам относятся олово, свинец, цинк и другие химические элементы.
К легким – титан, натрий, магний, калий, литий.
Малая категория – это ртуть, мышьяк, сурьма, кадмий.
К благородным металлам относятся золото, серебро, платина, палладий.
В рассеянную группу включаются германий, селен, рений, теллур.
К тугоплавким металлам относятся хром, ванадий, вольфрам, марганец.
В редкоземельную группу входят лантан, самарий, эрбий, иттербий.
Радиоактивные металлы – это радий, уран, америций, плутоний.

В современной промышленности чаще всего обрабатывают алюминий, медь и цинк. Рассмотрим их подробнее.

К основным свойствам алюминия относятся пластичность при низких механических характеристиках и высокая электропроводность.

Наибольшее распространение в промышленности из всех цветных металлов получила медь. Ее широко применяют в строительстве, машиностроении и электротехнической индустрии. Она характеризуется высокой теплопроводностью и пластичностью, а также низким электрическим сопротивлением – это свойство обуславливает ее широкое применение в электротехнике. При плавлении хорошо смешивается со многими другими металлами.

Для цинка характерно такое качество, как хрупкость металла. Его пластичность проявляется только при нагревании до температуры +100…+150 °С. Цинк обладает свойством высокой устойчивости к коррозии, преимущественно используется в качестве компонентов стальных сплавов и для производства покрытий со стойкими антикоррозионными свойствами.

Из множества сочетаний цветных металлов, имеющихся в настоящее время, особого внимания заслуживает такой сплав, как бронза. Человек научился соединять олово с медью несколько тысяч лет назад. Но бронзу можно получить и без применения олова, а при помощи сплавления меди с такими металлами, как алюминий, бериллий, кремний, свинец и с рядом других. К ее достоинствам причисляются такие качества, как ковкость, пластичность, прочность, устойчивость к коррозии, немагнитное свойство и гибкость.

Сфера применения цветных металлов

Цветные металлы находят все большее применение в разработках производителей современной техники. На предприятиях, специализирующихся на изготовлении атомной техники, а также в авиационном строительстве, в химической отрасли такие металлы, как ниобий, титан, молибден, пользуются повышенным спросом.

У каждого цветного металла имеется своя сфера применения. Медь и медные сплавы часто применяются для производства труб, емкостей, различных сосудов. Они повсеместно используются в химическом машиностроении.

В пищевой промышленности распространено применение алюминия и сплавов, произведенных на его основе. Из них изготавливают различные конструкционные элементы судов, ракет и самолетов. Также такие сплавы распространены в строительной индустрии. Подобная необходимость применения алюминия в различных отраслях связана с его отличными характеристиками: антикоррозионными свойствами, высокими прочностными параметрами при относительно маленькой плотности, хорошими механическими свойствами, которые не меняются даже при минусовых температурах.

При металлообработке цветных металлов и сплавов необходимо учитывать следующие факторы:

При нагреве происходит химическое взаимодействие с газами окружающей среды.
Повышенные температуры приводят к резкому снижению механических характеристик, приводящих к легкому разрушению от ударов.
Свойства высокой теплопроводности и удельной теплоемкости.

Учитывая эти и иные факторы, термическое и механическое воздействие надо осуществлять в специальном режиме, по разработанным технологическим схемам. При токарной обработке цветных металлов и сплавов на станках подбирают оптимальные режимы резания: скорость вращения, подачу и соответствующий режущий инструмент.

Цветные металлы и сплавы устойчивы к коррозионному воздействию, но под воздействием кислорода окружающей среды они со временем могут разрушаться. Лучшим способом защиты служит нанесение лакокрасочных покрытий. Существуют три разновидности таких способов – покрытие красками, грунтовками или универсальными защитными материалами.

Идеальную защиту от атмосферного окисления обеспечивают грунтовые составы. Перед покраской предварительно проводится одно- или двухслойное грунтование поверхности. Помимо защитных функций, такая технология позволяет увеличить качество наложения краски на основу. Для защиты деталей из алюминия и его сплавов применяют специальные грунтовки на основе цинка или уретановые краски.

На такие цветные металлы и сплавы, как медь, латунь или бронза, защитные лакокрасочные покрытия обычно не наносят. Изготовленные из них детали и изделия поставляются с заводской обработкой, которая одновременно играет и защитную, и эстетическую роль. Медь со временем покрывается благородным налетом, который не только защищает поверхность, но и придает изделию особый колорит. Помимо этого, в некоторых случаях применяют и технологию искусственного старения для возникновения на поверхности изделия патиновой пленки зеленоватого цвета.

Специфика механической обработки цветных металлов

К механической обработке относятся все процессы, связанные со снятием слоя металла: обработка на токарном станке, фрезерование, шлифование, строгание, гравирование. Условия механической обрабатываемости сплавов из цветных металлов зависят от тех дополнительных элементов, которые включены в сплав.

Характеристики токарной обработки цветных металлов определяются рядом факторов, которые неразрывно связаны с общим процессом механообработки, а именно:

силы резания;
износа режущего инструмента;
параметров чистоты при обработке поверхности;
формы стружки.

Другими словами, механическая обрабатываемость цветных металлов – комплексный технологический термин. На данное свойство оказывают влияние физические и химические характеристики металлических сплавов, а также способ его механической обработки.

Факторы, влияющие на выбор вида механической обработки цветных металлов:

удельная теплоемкость;
ухудшение химических свойств материала при нагреве;
способность проводить тепло;
снижение механических свойств материала при повышении температуры окружающей среды, в частых случаях при нагреве повышается вероятность разрушения металла во время ударов.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, механическая обработка цветных металлов осуществляется в соответствии со специально разработанной технологической схемой. При использовании металлорежущего оборудования особое значение придается скорости вращения заготовки или инструмента и выбору режущего инструмента.

У цветных металлов есть и недостаток – они поддаются разрушению при воздействии кислорода, а в целом обладают высокими прочностными показателями и долговечностью.

Применение металлических деталей встречается повсеместно. Они используются в различных сферах жизнедеятельности человека и преимущественно изготавливаются на токарном оборудовании. С помощью таких станков производят зубчатые колеса, шкивы, гайки, диски и многое другое.

Поэтому обработка изделий из металла на токарных станках всегда будет актуальна, особенно при применении оборудования с программным управлением. Станочные комплексы с ЧПУ позволяют обрабатывать детали с высокой точностью и получать изделия высокого качества любой сложности по разработанным чертежам.

Плюсы токарной обработки цветных металлов

При производстве деталей из металла почти всегда осуществляются токарные операции.

Достоинства токарной обработки:

Изготовление деталей сложной формы. Применение станков с программным управлением дает возможность изготовления даже самых сложных по конфигурации деталей.
Экономичность. Количество отходов при производстве минимальное – на стружку приходится не более 10 % металла, которая к тому же потом отправляется на переработку.
Получение качественных готовых деталей, которые сразу можно использовать по назначению, без добавочных операций.
Производство высокой точности. При использовании станочных комплексов с ЧПУ изделия, изготовленные из металла, в наивысшей степени удовлетворяют эстетическим и техническим параметрам. При производстве отсутствует такое понятие, как «человеческий фактор», т. е. человек в процессе обработки практически не участвует, поэтому и не допускает ошибки. Оборудование осуществляет все движения по заданной программе, и, в случае необходимости, легко перепрограммируется на изготовление другой детали.

Специфика операций, проводимых на токарных агрегатах

Главной задачей, поставленной перед оператором станка с ЧПУ, является получение детали, полностью удовлетворяющей требованиям заказчика по точности размеров, параметрам шероховатости и конфигурации.

Принцип токарных работ, осуществляемых с использованием специализированного оборудования, с применением специальных режущих инструментов заключается в снятии с металла определенного слоя.

Данные процессы можно контролировать не только в автоматическом режиме, но и в ручном. Они подразделяются на главные и дополнительные типы движения. К главному типу относится вращение закрепленной детали, а к дополнительному – подача и движение инструмента по различным траекториям.

Только при токарной обработке на специальном высококачественном оборудовании с ЧПУ можно гарантировать необходимый уровень качества работ и точность в процессе производства металлоизделий.

В технологические процессы, независимо от марки обрабатываемого материала, входит целый перечень операций:

отрезная;
резьбовая;
сверление отверстий;
точение канавок.

Токарные операции также подразделяются на черновые (предварительные) и чистовые (окончательные). Для получения качественных поверхностей стоит учитывать плавность и поступательность движений инструмента, нельзя допускать резких движений при точении.

Для достижения высокого качества при обработке требуется соблюдать ряд требований:

Выполнение регулярных проверок работоспособности, жесткости и надежности узлов станка.
Возможность вращения заготовки с большими оборотами.
За один оборот шпинделя необходимо снимать максимально возможный слой металла.
Режущий инструмент должен быть надежно закреплен для возможности воздействия на заготовку необходимыми силами.

Агрегаты для токарной обработки цветных металлов

В токарную группу, кроме станков универсального типа, входят разнообразные обрабатывающие центры и комплексы. При штучном или мелкосерийном выпуске с множеством операций применяют токарно-винторезные станки. Обработку деталей из калиброванного прутка целесообразнее производить на токарно-револьверных станках.

Заготовки крупных габаритов обрабатывают преимущественно на оборудовании токарно-карусельного типа. На них производятся операции по подрезке торцевых поверхностей, нарезании канавок. Также можно выполнить такие действия, как фрезерование, шлифование, растачивание и точение. Фланцы и диски рациональнее обрабатывать на лоботокарных агрегатах. Профессиональные станочники могут изготовить поверхности любой конфигурации и сложности: цилиндрические и конусные, а также фасонные и лобовые.

На некоторых обрабатывающих комплексах можно одновременно выполнять и токарную, и фрезерную обработку. Такое оборудование применяют для изготовления деталей со сложной конфигурацией поверхностей (например, коленчатые валы). Поэтому токарно-фрезерные обрабатывающие центры пользуются особой популярностью.

Вручную операции выполняют на универсальных токарно-винторезных станках стандартного типа, а механообработка в автоматическом режиме осуществляется на станочных агрегатах с ЧПУ без человеческого вмешательства в рабочий процесс. Машинная обработка на оборудовании с ЧПУ предназначена для выполнения высокоточных работ и повышения производительности.

Сегодня токарная обработка используется практически во всех производственных отраслях. Поэтому, несмотря на достаточно высокий уровень развития, данный вид работ с металлами продолжает стремительно развиваться, обеспечивая высочайшие качественные и скоростные характеристики.

Особенности работы с цветными металлами при художественной ковке

В цветных металлах отсутствует железо или его процент очень маленькую долю. Именно цветные металлы чаще всего используются настоящими мастерами кузнечного дела. Используя цветные металлы можно изготавливать изделия, которые будут отличаться оригинальностью, неповторимостью. Отметим, что выполнение работы с таким материалом потребуется не только специальный инструмент, но и мастерство.

Сегодня при изготовлении кованых украшений все чаще применяется медь, латунь, бронза. Основной сложностью работы со всеми этими материалами является высокая проводимость. Прогревание, и последующая обработка осуществляется в печах с возможностью контролировать температуру, в качестве топлива применяется природный газ.

Особенности художественной ковки

Бронза. Материал отлично подходит для изготовления высокохудожественных изделий, работать с таким материалом очень сложно. В работе применяется бронза с примесью кремния. Особое внимание важно уделять нагреву, как только начнет меняться оттенок нагрев следует прекращать. Опытный мастер способен довести материал до требуемой температуры, после приступают к выполнению обработки заготовки. Готовый материал отличается жесткостью, оно плохо выпрямляется, не сгибается. Однако края остаются достаточно крепкими, прочными, они подходят для выполнения тонких завитков, а также спиралей, которые после обработки сохраняют преданную им форму.
Медь. Материал достаточно простой в обработке, что обеспечивается широким диапазоном рабочей температуры. В работе может использоваться любой лом, из подготовленного материала можно выполнять изделия любых размеров. Медь предварительного отжига не требует. Нагревать заготовку необходимо до красна. Отметим, что если используется сразу большой кусок материала, дополнительный нагрев выполнять не потребуется. Сварка выполняется при помощи специального оборудования с использованием газовой смеси.
Алюминий. Этот расходный материал одновременно крепкий и легкий, надежный, прочный используется во многих отраслях промышленности. Из алюминия получаются крепкие и очень легкие изделия, за счет простоты обработка металл пользуется большим спросом в кузнечной отрасли. Нагрев осуществляется в печах, которые функционируют от электричества. Отметим, что алюминий в сравнении со сталью прогревается дольше. Прежде чем приступить к обработке заготовки прогревается инструмент до температуры 250 градусов. К штампу материал прилипает, поэтому важно убедиться в том, что рабочая поверхность идеально отполирована.
Латунь. Используется этот материал в производстве тонкостенных декорирующих изделий. Латунь достаточно прочный металл, не восприимчив к коррозии иным негативным воздействиям, однако выполненные изделия получаются негибкими. Может применяться различный сплав, часто мастера используют состав, в котором содержится большой процент меди. Такой сплав в работе очень удобный, его преимущественно используют для изготовления изделий особой сложности. Кроме этого кузнецы могут применять и иные сплавы, например с наличием легирующих компонентов.

Это основные виды цветных металлов, которые сегодня используются в производстве кованых декорирующих изделий. При условии профессионального подхода в конечном результате получаются оригинальные в исполнении изделия, среди многочисленных преимуществ которых выделяется уникальность.

Как правильно варить цветмет

Сварка металла

Сварка цветных металлов – сложная процедура, выполняемая с учетом особенностей материала. С помощью бытовых аппаратов достаточно трудно создавать качественные швы. Нужно использовать промышленные агрегаты и специализированные электроды, подавать защитный газ.

ГОСТы, регулирующие сварку цветмета

Сложности сваривания цветных металлов

Возникновению затруднений во время работы способствуют особенности материалов:

В чистом виде цветные металлы практически не встречаются. Они входят в состав сплавов.

Характеристики цветных металлов

Для каждого материала предусмотрены свои способы соединения. Это объясняется характеристиками металлов.

Алюминий

Сплавы этого металла – дюраль, алюмель или силумин – отличаются показателями свариваемости. При использовании дугового метода сварку ведут с плавящимися или вольфрамовыми электродами. Требуется оборудование, вырабатывающее постоянный ток. При подключении контактов используют принцип обратной полярности.

Рекомендован предварительный нагрев деталей, температуру выбирают с учетом толщины:

Алюминий требует сварки со средней силой тока (до 200 А). При толщине детали до 4 мм предварительная подготовка кромок не требуется. Края более массивных деталей срезают под углом.

Сила тока должна в 35-40 раз превышать толщину листа. Работу ведут в среде инертных газов. Облако не должно рассеиваться или смещаться до затвердевания шва.

Расстояние между прихватами рассчитывают с учетом параметров детали:

Толщина заготовки	Интервал между точками, см
1,5	до 3
3	до 5
5	0,5-8
10	1-12
20	2,5-20

Угольный или вольфрамовый электрод, поддерживающий дугу, устанавливают перпендикулярно присадочной проволоке. Это исключает непровар корневого шва.

Свинец

Температура плавления чистого металла сильно отличается от таковой у оксидов. Свинец разжижается при +327 °С, производные нужно нагревать до +880 °С. С учетом высокой текучести металла приходится защищать зону расплава специальной подложкой. В процессе сварки используют флюсы, содержащие канифоль и стеарин. Этими же средствами обрабатывают подложку, что препятствует прилипанию свинца.

Медь и никель

Латунь или бронзу сваривают такими методами:

дуговым способом в азотной атмосфере;
автоматической, ручной, полуавтоматической аргоновой сваркой;
электронно-лучевым методом, при котором происходит быстрый нагрев ограниченной области.

При соединении медных элементов толщиной менее 2 мм применяют постоянный ток. В качестве присадки берут плавящуюся проволоку с содержанием флюсов. Минимальный диаметр прута – 1,5 мм, наибольший – 8 мм

Для сварки сплавов меди с другими металлами используют:

Ручной дуговой способ с прямой полярностью. Расстояние между электродом и деталью должно составлять не более 35 мм. Это препятствует разбрызгиванию расплава.
Аргоновую сварку с обратной полярностью. При работе с легкоплавкими заготовками бронзовую присадку укладывают в шов быстро.

При использовании аргонодугового метода выбирают электроды с кремнием, ниобием, алюминием. Они повышают свариваемость заготовок и прочность шва. Для работы требуются аппараты, генерирующие постоянный ток.

Установка обратной полярности препятствует ионизации защитного газа. Заготовка греется меньше, чем стержень.

Магний и титан

Магниевые детали требуют полной проварки кромки. При соединении заготовок толщиной более 1 см используют мощный аппарат, подключаемый к 3-фазной сети. При установке обратной полярности дуга расплавляет оксидный налет. При работе используют нетеплопроводные подложки.

Сварку магниевых сплавов ведут в аргоновой атмосфере. Это препятствует появлению газовых включений и окалины. Подачу газа начинают до возбуждения дуги, прекращают после затвердевания верхнего слоя шва.

Расплавленный титан быстро вступает в реакцию с кислородом, азотом и водородом, поэтому нужно предотвращать поступление воздуха в сварочную ванну. Шов должен затвердевать в аргоновой атмосфере. В производственных цехах титан варят в герметичных камерах. Работать на улице не рекомендуется, это способствует рассеиванию защитного газового облака. Сварку титана ведут с током прямой полярности. Требуются глубокий прогрев заготовки, стабильное горение дуги.

Меры предосторожности

При работе с цветметом соблюдают следующие правила:

Надевают рабочий костюм, сварочную маску и рукавицы. В производственных условиях при отсутствии средств защиты не подписывают допуск.
Помещение хорошо проветривают. Желательно обеспечить принудительную вентиляцию. Выделяющиеся при сварке летучие соединения опасны для человека.
Из-за высокой теплопроводности материалов заготовки прогревают перед сваркой. Для этого используют специальные печи с датчиками, контролирующими температуру нагрева.

Необходимое оборудование

Выбор аппарата для работы с цветными металлами зависит от способа сварки и вида базового компонента сплава.

К основным приспособлениям относятся:

рабочий стол или принадлежности для сборки и фиксации конструкции;
сварочный аппарат;
источник постоянного или переменного тока;
дополнительные приспособления, зависящие от способа сварки;
кабель;
газовая горелка;
ручные инструменты;
средства защиты сварщика;
огнетушитель.

Подготовка к свариванию

Детали из цветмета сваривают после очищения от оксидной пленки, разделки кромок.

Подготовку выполняют так:

Очищают поверхности от жировых пятен, используя растворитель. Зачищают края наждачной бумагой или железной щеткой до металлического блеска.
Устанавливают детали на расстоянии 2-3 мм друг от друга. Работать рекомендуется в нижнем положении, поскольку расплавленные материалы характеризуются высокой текучестью.
Подготавливают газовый баллон с редуктором. Чаще всего применяют аргон или азот.
Приобретают вольфрамовые или графитные электроды.

Технология сварки

За 20 секунд до розжига дуги начинают подачу газа. Во время работы детали сначала прихватывают точечными швами. После этого формируют сплошное соединение, очищают его от следов окалины и шлака.

Почему лучше всего прибегать к аргонодуговой сварке

Этот способ считается оптимальным для соединения цветных металлов. Тяжелый аргон легко вытесняет воздух из сварочной ванны, обеспечивая надежную защиту. Инертность газа не позволяет ему вступать в реакции с металлом, кислородом и азотом.

Аргонодуговая сварка делится на:

ручные способы с применением вольфрамовых стержней;
автоматические методы, совместимые с любыми типа электродов.

Подробнее о разных металлах

Способ сварки выбирают с учетом физико-химических характеристик металла. Также принимают во внимание:

наличие необходимых приспособлений;
опыт работы сварщика;
себестоимость выполняемых процедур.

Возможность применения способов сварки для разных металлов отражена в таблице:

Название металла	Дуговая	В среде аргона	Электрошлаковая	Электронно-лучевая	Газовая
Алюминий	+	+	+	+	+
Магний	+	+	–	–	–
Медь	+	+	+	+
Титан	+	+	+	+	–
Никель	+	+	+	–	–
Тантал	–	+	+	–	–
Цирконий	–	+	+	–	–
Молибден	–	+	+	–	–
Гафний	–	+	+	–	–
Вольфрам	–	+	+	–	–
Ниобий	–	+	+	–	–
Серебро	+	+	+	–	–
Цинк	+	+	+	–	–
Свинец	+	+	+	–	+

Особенности сваривания разнородных цветных металлов друг с другом

Главной сложностью является взаимная растворимость материалов. При сварке разнородных сплавов используют следующие технологии:

Формирование шва импульсным лучом. Детали быстро нагреваются и схватываются.
Сварку давлением. Металл расплавляется за счет энергии, высвобождающейся при разрушении структурной решетки. Направленный поток тепла воздействует на кромки, это исключает необходимость предварительного прогрева.
Сварку с формированием промежуточного шва. Это улучшает сцепление разнородных металлов, предотвращает появление трещин.
Автоматическую или полуавтоматическую ручную сварку в аргоне. Электрод удерживают под прямым углом. Газ препятствует окислению.

Высокотемпературные технологии повышают производительность сварки. Текучие металлы заполняют щели, стык проплавляется насквозь. При выборе присадки для формирования промежуточного шва учитывают температуры плавления соединяемых металлов.

Методы контроля

При оценке качества соединения учитывают пластичность, устойчивость к нагрузкам и коррозии, структуру. Применяемые способы контроля делятся на 2 категории:

Разрушающие (механические, металлографические, коррозийные). Методы применяют на пробных образцах. Их состав должен соответствовать таковому у основной конструкции.
Неразрушающие (магнитные, ультразвуковые, радиационные). Использование образцов не требуется. Процедуры применяются на готовых конструкциях. Допускается незначительное разрушение шва.

Сварка цветных металлов и сплавов требует наличия навыков и специального оборудования. Изучить основные этапы процедуры помогает видео.

Читайте также: