Способы получения изделий из металлов

Обновлено: 22.09.2024

1. Для первичного получения металлов в большинстве случаев используют три вида технологий:

· Пирометаллургия[3] – совокупность процессов получения и очистки металлов и сплавов, протекающих при высоких температурах. Пирометаллургия – основная и древнейшая область металлургии. В современной классификации пирометаллургия противопоставляется гидрометаллургии – совокупности так называемых мокрых процессов получения металлов, осуществляемых при невысоких температурах. Примерами пирометаллургических процессов могут служить доменная плавка, мартеновская плавка, плавка в конвертерах, дуговых и индукционных печах. Почти 100 % мирового производства чугуна, стали, свинца, около 95 % меди, свыше 60 % цинка получают методами пирометаллургии.

· Гидрометаллургия[4] – извлечение металлов из руд, концентратов и отходов различных производств при помощи водных растворов химических реагентов с последующим выделением металлов из этих растворов. Основные операции гидрометаллургии: механическая обработка руды (дробление, измельчение, классификация, сгущение); изменение химического состава руды или концентрата (обжиг, спекание, разложение химическими реагентами); выщелачивание; обезвоживание и промывка; осветление растворов и удаление вредных примесей; осаждение металлов или их соединений из растворов; переработка осадков. Гидрометаллургические методы широко используются при производстве меди, никеля, кобальта, платины и других цветных металлов.

· Электрометаллургия – область металлургической науки и техники, охватывающая извлечение металлов из руд и концентратов, плавку и рафинирование металлов и сплавов, а также их нагрев и придание им соответствующей структуры при помощи электрического тока. Электрометаллургия делится на две области: в первой применяются электротермические методы, т. е. используется тепловой эффект электрических явлений; во второй – электрохимические методы, а именно электролиз как при обычных (электролиз водных растворов), так и при высоких (электролиз расплавленных солей) температурах. В чёрной металлургии применяют преим. электротермические методы, а в цветной – электротермические и электрохимические. Широкое распространение получили рафинирующие переплавы (так называемая, спецэлектрометаллургия). Электрометаллургические методы широко используются при производстве алюминия, магния и других цветных металлов, образующих прочные окислы.

Побочные продукты, получающиеся при производстве черных и, особенно, цветных металлов, могут содержать большое количество ценных элементов и используются, например, для получения всех металлов платиновой группы, золота, серебра, редкоземельных элементов и т. п. Из газообразных продуктов доменных печей извлекают цинк, селен и др. ценные элементы. Сера, получающаяся при производстве ряда цветных металлов, идет на производство серной кислоты. Шлак идет на производство стройматериалов (шлакобетон, шлаковата, шлакоблоки и т. п.).

Производство чугуна и стали. Чугун выплавляют в доменных печах за счет разделения смеси железной руды, кокса и шлакообразующих на три фазы: газообразную и две жидких – шлак и чугун. Благодаря различию в плотности шлак концентрируется в средней части печи, а чугун – в нижней. Чугун, направляемый на производство стали, называют «передельным». Передельный чугун в жидком виде транспортируют в сталеплавильный цех.

Пудлинговый[5] способ получения стали известен с конца ХVIII в. Во второй половине XIX в. он был вытеснен бессемеровским, томасовским и мартеновским процессами[6]. Наиболее распространенным в мире, начиная с середины 70-х гг. ХХ в., является кислородно-конвертерный способ производства стали, пригодный для переработки чугуна и возрастающих объемов металлолома. В результате продувки кислородом и взаимодействия со специально наведенным шлаком в расплаве уменьшается содержание углерода и вредных примесей, прежде всего, серы и фосфора.

Высококачественную сталь получают в индукционных и электродуговых печах путем переработки металлолома с небольшим количеством чугуна, необходимого для создания избытка углерода. Для еще большего повышения качества сталь может быть подвергнута электрошлаковому, электродуговому, электроннолучевому и др. переплавам.

Все вышеуказанные пирометаллургические процессы производства чугуна и стали дискретны и хуже поддаются автоматизации по сравнению с непрерывными процессами, характерными для гидрометаллургии.

В настоящее время имеется тенденция прямого восстановления металлов из руд, что позволяет автоматизировать производство, отказаться от ряда промежуточных процессов, уменьшить потери металла и выбросы вредных примесей. В частности, при производстве стали начали применять железорудные окатыши, получаемые прямым восстановлением железа из руды водородом или углеродом. Из таких окатышей получают наиболее качественные стали, в которых содержится минимум вредных примесей.

2. Способы обработки металлов и сплавов

· Обработка с увеличением или уменьшением массы изделий

С уменьшением массы обрабатываемого изделия связаны такие процессы, как резанье (точение, фрезерование, шлифование, протяжка и т. д.), растворение и химическое травление, производимое для подготовки поверхности к последующей отделке.

К увеличению массы изделий приводят такие технологические приемы, как сварка, наплавка, напыление, пайка, гальванопластика, окраска и т. д. Эти процессы служат для неразъемного соединения деталей или для придания поверхности особых свойств.

· Обработка с изменением формы при неизменной массе

В промышленности широко применяются различные способы пластического деформирования: ковка, штамповка, прокатка и т. п. Деформация в этих процессах происходит под действием механических сил, энергетического импульса (например, магнитного поля) или от ударной волны, вызванной взрывом.

· Обработка, связанная с изменением агрегатного состояния

Охлаждением из жидкого состояния получают слитки, отливки, полуфабрикаты типа прутков, лент, полос, фольг и т. п. Изготовление слитков осуществляется путем разливки жидкого металла в изложницы.

Крупнейшим в ХХ веке отечественным изобретением, внедренным на самых современных заводах за рубежом, является процесс непрерывной разливки стали, позволивший получать профили постоянного сечения сложной формы (даже с внутренним отверстием, например, трубы) непрерывным способом. Такие слитки называют слитками УНС (установка непрерывной разливки стали). Литые заготовки могут иметь очень сложную форму и поэтому сокращают потери металла при резании.

Методами сверхбыстрого охлаждения жидкого металла получают материалы с аморфной структурой – металлические стекла, которые обладают уникальными физическими свойствами, например, магнитными.

· Методы управления структурой и свойствами материалов

Для изменения свойств материалов широко используются: термическая, химико-термическая, термомеханическая, термоциклическая, деформационная, радиационная, лучевая, термомагнитная и др. виды обработки, о которых будет сказано в дальнейшем.

Методы изготовления деталей

На сегодняшний день на российских предприятиях распространены различные методы изготовления деталей. Самые известные из них – это ковка, штамповка, литье и механообработка. На выбор наиболее подходящего из них влияют такие параметры, как тип детали, ее размер и назначение. Каждый из перечисленных методов изготовления деталей имеет свои особенности, обладает определенными преимуществами и недостатками. Самые распространенные из них мы и рассмотрим подробнее.

Литейное производство

Литейная обработка – один из наиболее распространенных методов изготовления деталей. В данном случае подразумевается изготовление формы, которую затем заполняют расплавленным металлом. Возможности данного способа несколько ограничены, поэтому чаще всего литье используют для создания заготовок, затем обрабатываемых на токарном станке. Если Вам необходимы конструктивно сложные заготовки – лучше попробовать прочие методы изготовления деталей. В противном случае получившиеся изделия надо дорабатывать на фрезеровочном станке.

Несмотря на эти недостатки, литье отлично подходит для создания сложных отливок – например, полых, которые трудно производить путем механической обработки. Данный способ подходит для деталей абсолютно любого веса. Для литья можно использовать как формовочные смеси («землю»), так и металлические формы.

Обработка резанием

Обработка резанием – основной метод изготовления деталей машин, использующий несколько видов заготовок: например, прокат, отливки и штамповки.

Процедура резания предельно проста: она формирует новые поверхности за счет деформирования и отделения верхних слоев материала, при этом образовывается стружка. При обработке металла снимают некоторую его часть – припуск.

Резание не так популярно, как остальные методы изготовления деталей. За счёт повышения точности исходных заготовок общий объем металлов, обрабатываемых резанием, заметно уменьшается.

Существует несколько технологий резания: сверление, протягивание, фрезерование и точение. Их общая черта – необходимость использования заготовки, форма которой должна быть близка к готовому изделию. Для этого задействуют различные типы станков – токарные, сверлильные, фрезеровочные.

Сварка деталей

В общем смысле сварка – это процесс объединения двух металлических деталей для получения третьей. Сварка занимает особое место среди остальных методов изготовления деталей. Она подходит для изготовления большинства деталей, необходимых для машиностроения, но целесообразность использования сварки в других областях зависит от конструктивных особенностей желаемой детали. В их числе:

характер расчленения детали,
метод получения заготовок,
качество обработки.

Стоит учитывать и трудоёмкость реализации сварки. Если Вас не устраивает необходимость выполнения сборочно-сварочных операций, осуществить механизацию процесса нет возможности, а готовые детали затем надо обрабатывать дополнительно – обратите внимание на остальные методы изготовления деталей в поисках подходящего.

Обработка давлением

Обработка давлением – самый обширный из методов изготовления деталей. В него входит огромное количество технологий и способов обработки. За счет хороших показателей пластичности металлу может быть придана любая форма. Структура материала при этом не нарушается, поэтому на обработку металлов давлением есть стабильный спрос.

Существует пять основных процедур с задействованием высокого давления, используемых для изготовления деталей.

прокатка,
штамповка,
ковка,
волочение,
прессование.

Обработка давлением идеально подходит, если необходимо максимально снизить стоимость производства. Детали при этом изготавливают в большом количестве и в минимальные сроки. Недостаток данного метода – более высокий процент брака по сравнению с другими технологиями. Обрабатываемая заготовка также может потрескаться и расколоться.

Механическая обработка

Механообработка подразумевает срезание металла с поверхности заготовки поэтапно. Комплекс используемых технологий (в том числе – задействование различных типов станков), позволяет:

придать детали любую нужную форму,
просверлить необходимое количество отверстий,
обеспечить ей эстетичный внешний вид путем шлифования и строгания.

За счет этих плюсов прочие методы изготовления деталей, как правило, уступают механообработке.

Данный метод позволяет изготавливать изделия в небольших количествах. Это как раз тот случай, когда использовать другие технологии невыгодно. Минимальный процент брака при механообработке делает её отличным вариантом для производства высококачественных деталей.

Механическая обработка деталей с использованием станков ЧПУ – одна из основных направлений компании «Борис-88». Специалисты нашей компании используют современное универсальное высокоточное оборудование, что гарантирует высокое качество готового продукта.

Производство изделий из металла

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

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

2 вида металла для производства изделий

При производстве изделий используют металлы двух видов:

Черные

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

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

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

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

Цветные

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

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

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

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

Преимущества производства изделий из металлов

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

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

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

Основные этапы и технологии производства изделий из металла

Придание формы и размеров

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

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Обработка поверхности

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

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

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

Обработка термическим способом

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

отжиг;
нормализация;
закаливание;
отпуск.

Вторичная обработка

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

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

Скрепление элементов

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

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

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

Плюсы использования станков с ЧПУ в производстве изделий из металла

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

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

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

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

Методы контроля качества в производстве изделий из металла

Для разных глубин и размеров дефектов применяют отдельные уровни исследования:

Субмикроскопическое изучение

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

Исследование при помощи микроанализа

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

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

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

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

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

Исследование при помощи макроанализа

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

Почему следует обращаться именно к нам

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

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

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

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

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

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

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

Изготовление металлических изделий

Изготовление металлических изделий проводится по различным технологиям, которые выбираются в зависимости от их характеристик. Чтобы подобрать нужный метод обработки, необходимо понимать особенности каждого вида изделия, в противном случае высок риск получить некачественную продукцию или не найти исполнителя работ.

Не менее важным является и выбор металла, а также способа контроля качества готовой продукции. В нашей статье мы расскажем, по каким технологиям производят металлические изделия, как составить чертежи для исполнителя и выявить бракованные детали.

Виды металлов для изготовления изделий

Всего существует две группы металлов: цветные и черные. При этом все они схожи между собой не только по свойствам, но и по применению в промышленности.

В данном случае речь идет о стали (легированной, углеродистой) и чугуне.

Особое распространение сплавы черных металлов получили в сфере изготовления металлопроката. Благодаря отличным рабочим свойствам они всегда пользуются популярностью.

Помимо того, что существуют различные виды металлов и сплавов, есть еще и марки, которые обозначаются в виде буквенно-цифровых сочетаний, например, Ст6. Для того чтобы было легче найти подходящий вид материала для определенной сферы жизнедеятельности, осуществляется группировка черных металлов.

Весь металлопрокат должен соответствовать ГОСТу по размерам, форме, а также предельным отклонениям. Если говорить о черных металлах, то к ним относится сортовой, листовой, трубный и фасонный прокат. Сюда, как уже было сказано выше, входит сталь и чугун, которые, за исключением разного количества содержащегося в них углерода, имеют очень схожие свойства.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Название этой группы металлов говорит само за себя, то есть цветовые характеристики отвечают за их внешний вид.

Когда происходит смешение нескольких металлов в разных пропорциях, получается сплав, который обладает улучшенными, чем исходный материал, свойствами.

Благодаря определенным пропорциям металлов в сплаве появляется возможность получения определенных характеристик, позволяющих использовать материал для изготовления изделий в массовом производстве. Нужно отметить, что свойства (химические, физические и механические) можно менять не только путем изменения пропорций металлов, но и с помощью механического (прессования, штамповки, пайки, прокатки, ковки, резки, сварки) и химического (термообработки, технологии старения и т. д.) воздействия.

Для изготовления большинства литых изделий, проволоки, квадратов, шестиугольников в виде мотков и прутков, а также полос, лент, фольги и листов используются цветные металлы. Кроме того, в последнее время в производстве начали использовать и порошки из них.

5 технологий изготовления металлических изделий

Для изготовления металлических деталей на предприятиях страны используются различные методы, самыми известными из которых являются штамповка, ковка, механообработка и литье. Выбор наиболее подходящего осуществляется на основании того, какую деталь и с какими параметрами необходимо получить, ее размера, а также назначения. Нужно учитывать, что каждый метод имеет свои особенности, плюсы и минусы. Остановимся более подробно на самых распространенных.

1. Литейное производство.

Этот способ изготовления металлических изделий является одним из самых популярных. Заключается он в том, что изначально делается форма, в которую затем заливают расплавленный металл. Однако из-за некоторой ограниченности возможностей данный метод используется в основном для создания заготовок, которые в дальнейшем проходят обработку на токарном станке. Если конструкция будущей детали сложная, то лучше отдать предпочтение другому способу, в противном случае изделия придется дорабатывать на фрезеровочном оборудовании.

Однако, даже несмотря на перечисленные минусы литейного производства, оно отлично подходит для отлива сложных изделий, которые трудно изготовить посредством механической обработки. С помощью данного способа делают детали различного веса, причем для литья используют как металлические формы, так и «землю» (формовочные смеси).

2. Обработка резанием.

Этот способ является основным для изготовления машинных деталей, который предполагает использование таких видов заготовок, как отливка, прокат и штамповка.

Резание не является сложной процедурой. В данном случае новые поверхности формируются за счет деформирования, а также отделения верхних слоев материала с образованием стружки. Обработка металла сопровождается снятием определенной его части (припуска).

В отличие от других способов изготовления металлических изделий, резание используется не так часто. Объем металлов, которые подвергаются данной процедуре, значительно сокращается за счет того, что точность исходных заготовок увеличивается.

Технологий резания сегодня существует несколько: протягивание, сверление, точение и фрезерование. Все они схожи тем, что в каждой из них необходимо использовать заготовки, которые имеют форму, максимально приближенную к готовому изделию. Как правило, для этого применяются сверлильные, токарные, фрезеровочные станки.

3. Сварка изделий.

Процесс заключается в соединении двух деталей из металла для того, чтобы в итоге получить третью. Среди всех методов изготовления данный метод занимает особое место. Его используют для производства металлических изделий, необходимых в машиностроительной области. Что касается других сфер, то здесь целесообразность использования сварки зависит от конструктивных особенностей получаемых деталей. К ним стоит отнести:

способ получения заготовки;
характер разборки детали;
качество обработки.

Трудоемкость реализации сварки тоже необходимо учесть. Не стоит использовать данный способ изготовления изделий из металла в том случае, если, во-первых, вас не устраивает необходимость осуществления сборочно-сварочных работ, во-вторых, нет возможности механизировать процесс, в-третьих, потребуется дополнительная обработка готовых деталей. При таких обстоятельствах следует подобрать другой, более подходящий метод.

4. Обработка давлением.

Этот способ изготовления металлических изделий является самым обширным и включает множество методов и технологий обработки. Металл обладает довольно хорошей пластичностью, поэтому придать ему определенную форму давлением не так сложно, при этом его структура не нарушается. Именно поэтому такая обработка пользуется довольно большой популярностью.

Для изготовления деталей из металла используются следующие процедуры с применением высокого давления:

штамповка изделий;
прокатка;
волочение;
ковка;
прессование.

Если есть необходимость снизить стоимость производства, то обработка давлением подойдет как нельзя лучше. Детали в данном случае изготавливаются быстро и в большом количестве. Если говорить о минусах, то это процент брака, который при использовании данной технологии более высокий, чем при других. Кроме того, заготовка, которая подвергается обработке, может расколоться или потрескаться.

5. Обработка механическим способом.

Этот метод заключается в поэтапном срезании с поверхности заготовки металла. Комплексное использование технологий и разных типов станков позволяет добиться следующего:

придать детали абсолютно любую форму;
просверлить столько отверстий, сколько необходимо;
придать изделию более эстетичный вид с помощью строгания и шлифования.

Именно благодаря этим преимуществам изготовления металлических изделий механообработка выигрывает у других методов.

С помощью данного способа есть возможность делать небольшое количество продукции, применение других технологий в этом случае будет просто невыгодным. Благодаря минимальному проценту брака механообработка является отличным способом изготовления деталей высокого качества.

Нюансы составления чертежей для изготовления металлических изделий

Нередко требуется указывать способ металлообработки по чертежам, например, лазерная резка, пробивка металла, гибка, раскрой и т. д. Часто она нужна при слесарных, токарных услугах, а также при сварке.

Прежде чем делать заказ на изготовление металлических изделий, потребуется составить техническое задание, как, впрочем, и во многих других сферах. Чаще всего работа осуществляется с чертежами, поэтому они должны содержать особенности деталей, а также их размеры. Это позволит исполнителю заказа понять, что именно вы хотите получить.

Нужно сказать, что качество готовых изделий во многом будет зависеть от чертежа, поэтому для металлообработки обязательно наличие подробного ТЗ.

Нередко в чертеж по металлообработке входят и другие детали, например, касающиеся качества и его контроля, обязанностей сторон, форс-мажорных обстоятельств и другие нюансы производственного процесса. Как правило, ни одна крупная компания не обходится без плана при оформлении заказа на обработку материала в сторонних организациях. В этом случае составляется подробный чертеж, в который входит договор, техническое задание и множество других факторов, относящихся к процедуре.

Заказчик должен составить чертеж таким образом, чтобы учесть все аспекты. Это позволит ему не попасть в сложную ситуацию. В данном случае речь идет о сроках выполнения и компенсации ущерба в случае возникновения форс-мажорных обстоятельств, все это обязательно должно быть указано в договоре. Если в чертеже будет все учтено до мелочей, то у исполнителя даже не возникнет желания изготовить какую-либо деталь по-своему, объясняя это тем, что в ТЗ не было конкретики. Только в этом случае у вас появится гарантия того, что услуга будет оказана качественно и так, как вам это необходимо.

Заказывая изготовление металлических изделий по чертежам, можно указать в документах и определенные условия контроля качества. Вы имеете полное право уточнить, что все детали должны быть изготовлены только профессионалами и на современном оборудовании. Нужно сказать, что в договоре можно отобразить все свои пожелания, однако это не значит, что исполнитель обязательно согласится их выполнить и подпишет договор. Впрочем, как и заказчик вправе отказаться.

Методы контроля качества при изготовлении металлических изделий

Контроль качества изготавливаемых металлических изделий осуществляется сегодня с помощью ревизионных и самостоятельных мероприятий.

Если говорить о втором варианте, то это техническая проверка деталей самим исполнителем на соответствие их стандартам качества. Методы для процесса предусматриваются технологической картой (ТК) на операцию. Контроль в данном случае осуществляется специальными измерительными приборами с периодичностью, которая предусмотрена инструкцией.

Если говорить о ревизионных мероприятиях, то они проводятся, как правило, специалистами, то есть контролерами, которые во время проверки руководствуются ТК на операцию.

Все существующие методы технического контроля качества изготавливаемых металлических изделий направлены на поиск бракованной продукции и определение их типа. Нужно отметить, что дефекты могут быть как исправимыми, в этом случае деталь отправляется на доработку, после чего включается в состав готовой партии, так и окончательными, когда выхода два: в отходы или на полную переработку в зависимости от сложности брака.

Техническая проверка изделий на наличие дефектов включает в себя комплекс мер:

разрабатывается проект процессов контроля;
определяются формы контроля;
подбираются методы и средства;
согласуются между собой элементы контролирующей системы;
анализируются бракованные конструкции, детали и разрабатываются способы исправления дефектов.

Все способы технического контроля можно разделить на две большие группы: разрушающие и неразрушающие, в каждую из которых входят физические, химические и комбинированные способы проверки металлических изделий.

Если говорить о техконтроле с разрушением, то он используется для проверки качества металла, а также изделий, которые из него изготовлены. Процесс заключается в следующем: на деталь оказывается максимальная нагрузка, после чего определяется время до ее полного разрушения, а также необходимое для этого усилие.

Мероприятия контроля с разрушением осуществляются с использованием динамической или статической нагрузки на изделие. Далее в документацию вносится информация относительно типа нагрузки, времени, которое было затрачено и характере разрушения материала в результате проведенной операции.

Нагрузки динамического типа позволяют оценить:

усталость металла;
вязкость и твердость материала;
истирание и изнашивание изделий из металла.

К разрушающим способам проверки металлических деталей относятся испытания:

на сжатие;
на растяжение;
на повторно-переменное воздействие;
сопротивление к ударной нагрузке;
на твердость (метод Виккерса).

Методы с разрушением относятся к контрольным. С их помощью проверяются самые первые изготовленные изделия из партии на предмет соответствия заданным характеристикам. Кроме того, осуществляются испытания впервые поступивших материалов и сплавов, предназначенных для производства продукции.

Неразрушающий контроль, или дефектоскопия, представляет собой способ, позволяющий обнаружить дефекты однородности, целостности, а также определить изменение химического состава различных материалов, металлов и сплавов без разрушения детали.

Самым простым способом контроля является слуховое или визуальное испытание, однако назвать его надежным сложно. Для выявления брака, дефектов, а также отклонений от химического состава металлов существует огромное количество различной аппаратуры:

ультразвуковая;
магнитная;
рентгенографическая (радиационной);
контроль продукции без разрушения.

Современное оборудование обладает множеством преимуществ, среди которых стоит отметить минимальные временные затраты, точность инструментов, использующихся для контроля, а также возможность проводить испытания в момент короткой остановки текущего процесса или даже во время эксплуатации. Неразрушающие методы и технологии используются, как правило, для проверки ответственных узлов, конструкций, деталей, изделий, которые предназначены для эксплуатации на протяжении длительного времени.

Зная, какие сегодня существуют технологии изготовления металлических изделий, а также контроля, сделать выбор в пользу той или иной компании, предоставляющей услуги на рынке металлообработки, будет гораздо проще.

Читайте также: