Высоколегированные стали обладают рядом уникальных характеристик и свойств, благодаря чему сфера применения этих материалов столь широка. Готовой продукции характерны следующие эксплуатационные параметры: прочность, пластичность, деформационная и коррозионная стойкость.

В сравнении с углеродистыми сталями легированные обладают большей пластичностью. Все легированные сплавы обладают пригодностью к сварке и свойствами свариваемости. Машиностроительные материалы также обладают немагнитностью, тепловой закаленностью, упругостью. Высокая прочность достигается путем термической обработки обрабатываемого состава.

Легированная сталь – это железоуглеродистый сплав, в состав которого кроме рядовых компонентов введены специальные примеси для изменения основных физических или механических свойств готового продукта металлургии. Вводимые в сплав элементы называют легирующими. Чаще всего используют такие элементы как никель, ванадий, медь, хром и многие другие.

В зависимости от процентного содержания легирующих добавок различают следующие виды стали:

Низколегированную (в состав входит до 2,5 % легирующих компонентов);

Среднелегированную (добавок от 2,5 до 10 %);

Высоколегированную (свыше 10 до 50 %).

Различают несколько видов высоколегированных сталей и их сплавов, каждый из которых подходят только для определенных условий эксплуатации. По свойствам различают два основных вида сталей:

Коррозионно-стойкие;

Жаропрочные, жаростойкие.

В зависимости от того какого легирующего компонента больше, различают следующие виды сталей:

Хромистые;

Хромоникелевые;

Хромомарганцевые.

Высоколегированная сталь и ее сплавы – важные материалы. Их широко применяют в разных сферах человеческой деятельности. Наибольший спрос в нефтяной промышленности, энергетическом машиностроении, для химической индустрии, а также для изготовления специальных конструкций, которые работают в условиях агрессивной среды (широкий разбег рабочей температуры и ее перепады). Высоколегированная сталь в некоторых направлениях применяется как хладостойкий элемент. При легировании удается добиться определенных механических свойств.

Наибольшим спросом пользуются аустенитные высоколегированные стали. Это сплав на основе железа, легированный до 55%. В состав также входят два основных компонента: никель (не более 8%) и хром (содержание 18%). Подбор легирующих компонентов для такого сплава определяет его служебное предназначение и ключевые свойства.

Для газовой среды и условий эксплуатации продукта в щелочных кислотах применяют коррозионно-стойкие легированные стали. Характерное отличие – это сниженное содержание углерода в основном составе – всего 0,12%. При дальнейшем легировании и специальной термической обработке получают стойкий сплав, способный противостоять разрушающему действию жидкометаллической или газовой среде.

Стали с содержанием молибдена или вольфрама по 7% (компоненты относятся к группе упрочнителей), а также бора (присадка позволяет измельчать зерна) могут эксплуатироваться длительное время в средах с высокими температурами до 1100 градусов. Для специальных условий сплав легируется алюминием или кремнием, что повышает окалиностойкость продукта. Элементы могут применяться в печах или в качестве нагревательных элементов.

Формула исходного сплава различна, соответственно, свойства могут быть получены самые разные. Структуру легко изменить термической обработкой и легированием тем или иным компонентом, поэтому конечные параметры продукта можно получить те, которые требуются по условиям технического проекта. Например, в состав 18%-ной хромистой стали может быть введен легирующий компонент – никель. Это уменьшает рост зерна и позволяет добиться свойства хладноломкости и коррозионной стойкости сплава.

Изделия, полученные методом штампосварки из высоколегированных сталей, могут эксплуатироваться при критически низких температурах до -253 градуса. Благодаря специальной обработке кремнием получают материалы (их также называют ферросилидами), которые можно применять в азотной, фосфорной и многих других сильных кислотах. Легированная сталь характеризуются твердостью, высокой сопротивляемостью истиранию, хрупкостью. Кислотоупорные материалы различают двух марок – С15 и С17. Износостойкость сплава повышается путем легирования такими компонентами как хром, ванадий и марганец. При продолжении легирования последним компонентом повышается прочность готового материала.

Элинвар (Х8Н36). Материал обладает постоянным модулем упругости и способен “работать” без разрушений основной структуры в пределах температур от -50 до +100 градусов по С. Сфера применения – изготавливают детали для показывающих и измеряющих приборов, используют для часовых пружин;

Инвар (И36). Коэффициент теплового расширения равен нулю. Из этого сплава получают детали для стандартов, калибровочных элементов, эталонов;

Платинит (ЭН42) обладает коэффициентом теплового расширения как у стекла. Оптимально подходит для изготовления электродов ламп накаливания.

Интересным свойством коррозионно-стойкой легированной стали (только пищевая нержавейка) является некоторая магнитность, тогда как работники складов, принимая подобные сплавы, абсолютно уверены, что “нержавейка немагнитна”. В действующей классификации различают магнитные и немагнитные стали, в свою очередь, их делят на магнитомягкие (например, чистое железо, электротехническая сталь) и магнитотвердые (например, магнето, постоянные магниты) сплавы. Последние содержат такие компоненты как хром и кобальт.

На сегодняшний день применяют различные способы обработки металла. Это традиционные механические способы, которые неизменно удерживают позиции популярности и спроса, и современные высокотехнологичные, такие как лазерная, плазменная, газовая и прочие. Термические методы обработки металлов не могут применяться в частных условиях, так как процесс осуществляется с применением специальных инструментов и оборудования.

ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ РЕЗКИ МЕТАЛЛА ГИЛЬОТИНОЙ

Основной режущий инструмент – это гильотина или гильотинные ножи и ножницы. Это простая в использовании установка, отличается высокой производительностью. Единственное ограничение – это толщина исходной заготовки. Параметр не должен превышать предела в 20 мм. Рубка может выполняться в двух основных направлениях – в продольном и поперечном. Это обуславливает основную сферу применения гильотин. Чаще всего, это изготовление простых деталей с ровным контуром. Качество кромки получается высоким, без заусенцев и смятой кромки. Резка сложных конфигураций производится другими методами.

Гильотиный метод рубрики металла – самый эффективный в области обработки заготовок определенного (стандартного) размера. Резка производится по всей длине или ширине листа сплошным лезвием (нет изгибов или стыков рубки). Это исключает появление кривизны среза. В сравнении с ручной обработкой металла, гильотина обеспечивает минимум брака, при этом метод отличается дешевизной и значительной экономией времени. Функциональные гильотины способны обрабатывать резкой и кройкой листовой прокат черных металлов. Режущие ножи подбирают в соответствии с толщиной обрабатываемой заготовки. Механический способ рубки металлов оптимально подходит для заготовок толщиной 3-16 мм. и для кройки полос длиной до 3 метров.

Механическая резка может быть применена в любых условиях, например, в гараже или на заводе. Благодаря простоте и доступности процесс может выполнить любой желающий, но даже при недостатке навыков и смелости эти способы при заказе у подрядчиков обработки металлических заготовок в разы дешевле термических аналогов.

КАЧЕСТВО РУБКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИСТОВ И ПРОКАТА

При обработке листового материала очень важно получить ровный край среза. Не должно быть дефектов, заусениц, зазубрин, сколов, окалин и прочих дефектов. Именно такой край обеспечивает гильотинный способ механической обработки металла. Ножи должны быть наточены и подобраны в соответствии с толщиной обрабатываемой заготовки и ее формой. Гильотина обеспечивает высокую скорость выполнения работ. Это особо актуально в серийном производстве. Гильотинные станки отличаются надежностью и долговечностью, при этом обеспечивают высокое качество рубки, поэтому оборудование оптимально подходит для применения на средних и крупных производствах.

ПРЕИМУЩЕСТВА ГИЛЬОТИНОЙ РУБКИ

Разрешает полностью ликвидировать потери материала;
Оптимизация процесса кроя металлического листа уменьшает объем отходов, при этом производится минимальное число рубов. Это снижает итоговую цену;
Отсутствие на кромке дефектов;
Низкая энергоемкость технологии обработки металла механическим способом.

РУБКА ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛОПРОКАТА ПРИМЕНЯЕТСЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ:
косынок и полос;
деталей нестандартных размеров;
закладных деталей;
подходит для металла, стеклоткани, кабельной бумаги и прочих материалов.

Механическая обработка – простой технологический процесс, но требует внимательность и аккуратности. Особо эффективно применять их на раскрое мелких деталей без сложного контура резки толщиной до 30 мм. и длиной не более 6 м. Лезвие имеет специальную высококачественную заточку, поэтому кромка не имеет заминов, зазубрин и заусениц. При условиях рубки толстого материала на гильотину устанавливают специальные лезвия, которые не образуют вертикальных скосов на кромке.

НА ПРАКТИКЕ ИСПОЛЬЗУЮТ ТРИ ВИДА ГИЛЬОТИН:

С электромеханическим приводом. Эти станки оснащаются: современной системой поддержки заготовки; управлением гидравлическими прижимными механизмами; конвейером приема продуктов. Кроме того, станки работают в автоматическом режиме (станки с ЧПУ). Гильотины данного типа способны рубить заготовки толщиной 8 мм. Срез получается качественным при минимальных трудозатратах. Эти агрегаты позволяют кроить листы и стальные полосы любых размеров, оптимально подходят для серийных резов, например, изготовление профнастила, элементов зданий, вентиляционных, кровельных и водосточных систем и многого другого;

С гидравлическим или пневматическим приводом. Станки данного типа отличаются высокой мощностью, операции выполняются на высокой скорости, брак исключен. Машина имеет малый уровень вибрации и шума. В управлении – это легкие станки, способные обеспечивать высокое качество кромки. Пневматические гильотины потребляют мало электроэнергии, поэтому выгодны в применении;

Ручные – подходят для рубки тонкого металла толщиной листа 1 мм. Чаще всего вручную обрабатывают: металлопрофиль, оргстекло, резину, пластмассу и толстый картон.

Поковки отличаются высокой точностью размеров, отличным качеством поверхности, при этом методе имеется возможность получать более сложные конфигурации деталей, которые имеют меньшие допуски.

Это обеспечивает существенную экономию исходного материала, при этом трудоемкость процесса минимальна, что немаловажно в кузнечном деле.

Изделия из металла сложной формы изготавливаются разными методами под давлением – поковки. Это некий набор заготовок или деталей, часто, это один самостоятельный элемент, изготавливаемый в кузнечно-штамповочном производстве несколькими основными методами. Такая заготовка приобретается один раз, и применяются многократно.

В качестве исходных материалов для поковок применяется инструментальная, высокоуглеродистая и высоколегированная сталь.

Допускается применять жаростойкие, теплоустойчивые, нержавеющие стали. В качестве исходного материала применяют следующие элементы: слитки, обжатые болванки (или блюмсы), кованые детали, катанки.

Поковка металла может изготавливаться при помощи специального оборудования или инструмента ( подходят любые агрегаты, способные оказывать на материал давление или сжимать его):
Молоты;
Пресс-машины;
Горизонтально-ковочные машины;
Раскатка;
Ковочно-вальцовочная машина.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОКОВКИ МЕТАЛЛА

Методом ковки или “свободная” поковка. Процесс протекает при значительном разогреве. Термически обработанная заготовка способна легко деформироваться. Для этого применяют следующие инструменты: обжимки, кувалды, молоты, раскатки или патроны. Такое оборудование позволяет изготавливать детали с максимальной длиной 1800 мм. и диаметром до 700 мм.

С помощью штампов. Чаще всего применяется объемная горячая штамповка. При этом методе поковка металла производится более быстро, так как исходный материал подается под высоким давлением и температурой (для каждого металла строго определенная), а форма и размеры образца определяются конфигурацией штампа. Этот же метод позволяет изменить форму исходной заготовки, например, цилиндрическую или призматическую в более сложную конфигурацию (могут быть выступы). Заготовки отрезают гидравлическими ножницами с усилием 10 000 кН. при температуре до 700 градусов.

Методом простой ковки получить очень сложные конфигурации практически невозможно, так как получаются напуски, допуски в 3-4 раза больше, чем при штамповке. Горячее литье металла позволяет получать ровную поверхность, которую не требуется обрабатывать. В основном выполняется только шлифование поверхности детали.

Поковка не должна иметь трещин, флокенов, усадочной рыхлости. Производительность штампа достаточно высока. Выход более 100 заготовок в час.

Общая технология горячей штамповки включает в себя ряд операций: осадка и высадка, протяжка и выдалбливание, гибка, плющение, калибровка, изготовление отверстий и углублений, утолщений или выступов и прочих особенностей изделий. Данный метод позволяет получить такие детали, как коленчатые валы, зубчатые колеса, кривошипы и шатуны, рычаги, крепеж, лопасти, подшипниковые кольца и прочие изделия автомобильной, авиационной, транспортной и тракторной сферах.

ШТАМПОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКОВОК ДЕЛИТСЯ НА ДВА ВИДА:

Горячая или термическая протекает при температуре 200-1300 градусов (параметр подбирается в зависимости от исходного сплава металла). В качестве исходного материала используются прокатные втулки, разделенные на мерные заготовки. Исходный материал берется из расчета получения неизбежных отходов;

Холодная. Обработка металла без его нагрева. Используют метод для получения деталей повышенной прочности (применяются в ответственных механизмах). Это объясняется тем, что в металле отсутствует рекристаллизация.

Поковки, изготовленные методом горячего объемного штампования, обладают свойствами хорошей свариваемости (могут применяться все виды сварки), отсутствует склонность к хрупкости, при правильной термической обработке достигается нормируемая твердость поковки.

Готовые заготовки могут обладать свойствами пластичности, благодаря чему упрощается финишная обработка изделия.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ПАКОВКИ МЕТАЛЛОВ
Прибыльность. Поковки используются многократно;
Высокое качество исполнения;
Твердость по Бринеллю (определяется по ГОСТ 9012-59);
Высокие стабильные механические свойства;
Качество деталей – нет заусениц, зазубрин, наплывов, раковин, расселин, а также в процессе обработки металла не происходит его обесцинкование и обезуглероживание.

Металлические поковки всех видов широко применяются в машиностроении (наибольший спрос – производство деталей для автомобилей УАЗ и КамАЗ), электроэнергетике, а также в химической, судостроительной, горнодобывающей и атомной промышленности. На сегодняшний день поковки имеют спрос и в сфере искусства, например, для изготовления художественных изделий. Основная номенклатура поковок металла соответствует ГОСТ 8479-70.

Вид механической обработки черных металлов путем резания отверстий вращающимися механизмами называют сверлением.

Различают простое и глубокое сверление.

Во втором случае глубина отверстия должна быть более 10 см., или размером вглубь более 5 исходных диаметров (5*d). При помощи сверл получают отверстия различной глубины и диаметра или многогранного сечения.

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВКИ С ЦЕЛЬЮ ЕЕ СВЕРЛЕНИЯ МОЖЕТ ПРОИЗВОДИТЬСЯ НЕСКОЛЬКИМИ СПОСОБАМИ:

Заготовка вращается, при этом одновременно производится продольная подача не вращающегося сверлильного инструмента;
Заготовка не вращается, зафиксирована;
Одновременное вращение заготовки и инструмента.

Все эти способы широко применяются на практике. Наибольший спрос на процесс глубокого сверления есть в следующих сферах: металлургия, производство труб, нефтегазовая и аэрокосмическая промышленность, выпуск плит теплообменников и бойлеров и многие другие. Наиболее часто применяют следующие детали с глубокими отверстиями: роторы, валы, оси, втулки, гильзы, цилиндры, бандажи, металлические скорлупы и многое другое.

РАЗНОВИДНОСТИ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ

По схеме удаления высверливаемого материала (стружки) различают: сплошное и кольцевое глубокое сверление. В первом варианте высверливаемый материал удаляется в виде стружки, во втором – часть кольцевой плоскости удаляется в виде стержня, остальное – также в виде стружки;

По способу резания различают следующие виды:

Одноштанговая система (система STS). Данный метод оптимально подходит для обработки деталей на высокопроизводительном или серийном производстве. Сложность процесса состоит в том, что требуется применять маслоприемник с многочисленными подающими шлангами, при этом заготовка вращается. Одноштанговая система считается самой эффективной для получения высококачественных отверстий;

Эжекторная система. Метод глубокого сверления со средними параметрами выпуска заготовок. Позволяет осуществлять сверление на многофункциональных станках (например, токарных или сверлильных), систему дополняют стационарной или мобильной насосной станцией. Эжекторный метод подходит для получения отверстий d=20-60 мм. и глубиной до 1200 мм., не исключая получение прерывистых отверстий;

Система сверления ружейными или трубчато-лопаточными сверлами с внутренней подачей смазочно-охлаждающего материала. Этот метод подходит для малых предприятий, где по условиям технологии требуется получить глубокие отверстия небольшого диаметра. Однорезцовые сверла легко встраиваются в универсальные станки. Резец изготавливается из твердых сплавов и по всей длине сверлильного стержня имеет V-образную канавку, угол кривизны которой может составлять от 110 до 1200 градусов. Рекомендуемый dотв.=35-40 мм., длиной до 50*d. При данном методе отпадает надобность проводить такие операции как зенкерование и развертывание.

В зависимости от степени автоматизации управления процессом сверления различают глубокое сверление с автоматическим изменением одного или нескольких параметров режима (например, скорость вращения, подача смазочного материала).

ПОДАЧА ЖИДКОСТИ ЯВЛЯЕТСЯ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ ЭТАПОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ТАК КАК:

Обеспечивается эффективный отвод стружки из зоны резания по отводным каналам;

Уменьшается сила трения между трущимися частями;

Производится отвод тепла, которое образуется в процессе длительного сверления, обеспечивая тем самым сохранности сверла от прогорания;

Осуществляется дополнительная обработка отверстия.

С увеличением глубины сверления возрастают трудности с обработкой отверстия.

Для глубокого сверления применяют специальный инструмент, оборудование и способы обработки.

Простые сверла и дрели для этого не подходят, так как не удастся достичь точности сверления по всему диаметру, заданной шероховатости поверхности, прямолинейность отверстия.

Важным параметром также является сохранение поверхности углубления с минимальным отклонением от округлости.

Применение традиционного инструмента делает процесс глубокого сверления низкопроизводительным, трудоемким, а в некоторых случаях (зависит от глубины отверстий) – невозможным.

На практике в машиностроительной сфере используют специализированное оборудование с технической оснасткой, с дополнительным применением специальных режущих и прочих вспомогательных инструментов.

Нередко требуются нестандартные приспособления для выполнения технологических приемов.

ОСОБЕННОСТИ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ

При глубоком сверлении очень важно соблюдать главные принципы технологии. Во-первых, производится подбор скорости вращения сверлильной части инструмента или оптимальная скорость резания (подачи свергла). Во-вторых, должно быть обеспечено нормальное дробление стружки, а также полный отвод отходов из канала. Важным моментом во время измельчения отходов сверления является сохранность режущей части инструмента, не должно быть повреждений сверла, образования на нем заусениц или иных дефектов. Далее, ключевым фактором качественной обработки поверхностей заготовок или деталей является эффективная и грамотная подача смазочно-охлаждающей жидкости.

Процесс сверления проходит с обязательной подачей смазочно-охлаждающей жидкости под давлением и с определенным расходом.

Для этого в системе работает насосное оборудование – маслонасосы или насосы для перекачки вязких жидкостей.

Производительность системы выбирается в соответствии с расходом жидкости и требуемым давлением подачи смазочного материала.

Существуют несколько видов разрезания металла. Каждый из них выбирается в зависимости от разновидности листового металлического материала.

РАСКРОЙ МЕТАЛЛА МОЖНО ПРОИЗВОДИТЬ:
ножницами;
гильотиной;
циркулярной пилой;
фрезером;
лазером;
гидроабразивом;
сверлением;
электроэрозией;
электроискровой;
плазмой.

МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСКРОЙ.

Это один из самых старых методов раскроя металлического материала. В наши дни существует множество более современных способов. Однако этот традиционный вид резки тоже применяется на практике. Механическую резку можно осуществлять самостоятельно. Если не хватает опыта и навыков можно заказать раскрой металлических листов в мастерской. Этот метод самый дешёвый из всех типов обработки металла.

РАСКРОЙ МЕТАЛЛА С ПОМОЩЬЮ ЦИРКУЛЯРНОЙ ПИЛЫ

Для раскроя металла потребуются специальные диски. Применяется использование:
Армированных абразивных отрезных кругов.
Дисков, имеющих напайки из твёрдого металла.

Отрезными кругами режут алюминий, дисками – более твёрдые металлы. Этот способ разрезания металлических материалов даёт точный и качественный результат. Циркулярной пилой можно резать лист под разными углами. Однако, имеются и недостатки. Разрез получается довольно широкий, поэтому теряется много материала (до 6 мм). Пропил ограничен до 10 мм. Скорость обработки небольшая.

РАСКРОЙ НА ЛЕНТОЧНОПИЛЬНОМ СТАНКЕ

Этот станок воздействует на металлический лист пилочной лентой. Такой пилой без труда разрезаются трубы, арматура, пруты и тому подобное. Ленточный аппарат хорош тем, что может разрезать изделие из любого металла, имеет не очень широкий разрез, может действовать в наклон до достижения 600. При этом получается красивая ровная кромка.

РЕЗКА ПРИ ПОМОЩИ ГИЛЬОТИНЫ

Это устройство очень продуктивно. Но разрезать лист толще 20 мм оно не сможет. Ещё один недостаток этого агрегата: раскрой сложных деталей на нём невозможен.
Но если нужен простой разрез, то дешевле этого способа не найти.

ТЕРМИЧЕСКИЙ РАСКРОЙ

Термическая резка осуществляется с помощью трёх основных видов воздействия.
Лазерное.
Плазменное.
Газовое.

Рассмотрим каждый из них.

РАСКРОЙ ЛАЗЕРОМ.

Лазерные станки воздействуют на металлический материал посредством лазерного луча. Металлический лист устанавливается на рабочую поверхность и закрепляется. С помощью лазерного устройства (волоконного, твердотельного или газового) происходит разрезание. Режим мощности излучения устанавливается по выбору. Воздействие может быть импульсным и непрерывным.

Этот метод раскроя металлических деталей довольно часто используется. Однако далеко не все желающие могут себе позволить такое оборудование. Дело в том, что оно очень недёшево. Себестоимость изделий, обработанных на таких станках, будет довольно высокая. Окупаться оборудование будет долго. Для небольших предприятий это не выгодно.

Если говорить о преимуществах, то лазерный агрегат, прожигающий материал и осуществляющий таким образом разрезание металла, имеет их довольно много.

Он справится с любыми сплавами.

Качественно обработает хрупкий материал. Этого удаётся достичь благодаря тому, что отсутствует непосредственный контакт с обрабатываемой поверхностью.

Лазером можно быстро обработать большое количество материала.

Подсоединение к компьютеру или ЧПУ дают возможность выполнять очень сложные и трудоёмкие операции.

ПЛАЗМЕННЫЙ РАСКРОЙ.

При использовании этой технологии раскрой металла производится путём действия на материал разогретой плазменной струёй. Этот вид раскроя имеет большую популярность. Такой струёй можно резать материалы, не проводящие электричество. Расплав может удаляться при помощи плазменной дуги. К числу достоинств этого способа относится:

Разрезание металла происходит очень быстро.

Края реза получаются качественные и ровные.

Струя нагревает металл только в области реза.

Не наблюдается деформация металлического материала.

ГАЗОВЫЙ РАСКРОЙ.

Газовое, а точнее кислородное воздействие на металл – метод дешёвый и часто используемый. В зону реза направляется струя кислорода, при этом нагрев материала в этой зоне достигает 12000°C. Этот метод хорошо подходит, когда нужно разрезать углеродистую, низко- и среднелегированную сталь. К преимуществам данного способа можно отнести:

Невысокую стоимость раскроя.
Ровную кромку реза.
Воздействие на металлический лист под любым наклоном.
Способность разрезать толстые листы металла.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

Технологические рекомендации предлагают применять шовную контактную сварку к нержавеющей и низкоуглеродистой стали небольшой толщины типа Х18Н9.

Соединение двух частей из низкоуглеродистой стали имеющим толщину 1 мм производят посредством роликов с напуском 6 мм. Давление на материал должно быть 4 кН, длина импульсов от 0,04 до 0,06 с, подающийся ток – 8-15 кА. Сварные работы будут производиться со скоростью 2 м/мин. Если соединяются два листа по 2 мм, то технические характеристики изменятся. Если используется нержавейка, то все приведённые данные уменьшаются на 40%.

При соединении двух алюминиевых деталей встык, используется ток до 40 кА. Сварка производится в небольшом скоростном режиме (1 м/мин). Насколько долго и качественно будет происходить эксплуатация сварочного аппарата, зависит от того, сколько прослужат электроды. Это зависит от многих аспектов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОДОВ.

Сварочные агрегаты имеют различные по форме электроды, конструкция напрямую зависит от того, какие именно изделия будут подвержены сварке. ГОСТ № 14111 предусматривает основные типы этих деталей и их аналоги.

Так, например, соединение деталей из цветного металла осуществляют с помощью сплошных электродов, которые обладают сферической формой, либо их аналоги. Корпус таких электродов состоит из сплава, имеющего высокую проводимость. Съёмная часть электродной детали изготавливается из материалов, имеющих высокий показатель прочности. Эти ролики применяют при производстве сварочных операций в многоэлектродных агрегатах. В качестве аналогов выступают диски из особенных электродных сплавов.

Электроды роликовой сварки изготавливаются из меди М1, бронзы (хромистой, бериллиевой, кадмиевой), а так же из других сплавов. При сварке различных материалов применяют разного вида ролики. Если соединяются детали из лёгких металлов, то используют ролики, имеющие округлую форму. Для рельефной сварки могут использоваться как сферические, так и плоские электроды.

ГУБКИ ДЛЯ РОЛИКОВ.

Губки для сварки встык выбирают, исходя из обрабатываемых деталей. Когда свариваются цилиндровые, округлые детали (стержни, прутки), то применяют призматическую губку. При сварке деталей, имеющих плоскую поверхность (листы, бруски) – плоскую губку.

Тонкостенные трубы изготавливают с применением губки, имеющей цилиндрические проточки. При сваривании профильных материалов используют губку, имеющую фигурные выемки.

СВАРКА ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ.

Для соединения деталей из нержавейки шовным контактным способом пригодны листы, имеющие толщину не более 1,5 мм. Такую сталь скрепляют только с помощью прерывистой сварки. Края листов должны находить друг на друга. Воздействие осуществляется в импульсном режиме, в результате чего получается точечный шов.

Прерывистая сварка производится двумя способами.

Ролики движутся с остановками, во время которых происходит воздействие тока на материал.
Ролики передвигаются без остановок, не меняя скорости вращения, ток воздействует импульсно.

В первом случае отмечается действие сложной технологии, поэтому такой способ используют редко.

Второй способ, при котором ролики находятся в постоянном движении, а ток подаётся с остановками, может давать хорошие результаты при соблюдении некоторых условий. Скорость движения должна быть довольно большой, при этом периодичный выброс переменного тока осуществляется естественным образом при нормативной частоте. При каждом полупериоде тока происходит скрепление только в одной точке. При положенной частоте переменного тока 50 периодов в секунду, производится скрепление 100 точек за секунду. Промежуток от точки до точки 2-3 мм считается нормативным. В данном случае скорость производства контактной сварки доходит до 18 метров в минуту.

ТУ – это техническая документация, которую оформляют по желанию клиента или производителя. Документы технических условий входят в состав конструкторского или иного пакета документов. Если таковые отсутствуют, то в технических условиях должно быть отражены критерии и требования к изделию, технологии его производства, принятию и контролю.

Как именно данная информация должна быть отражена в документе, определено нормативами ГОСТа, включённого в ЕСКД. Тех. условия не обязательны для оформления. Однако, существуют некоторые виды продукции, на которую ТУ требуется в обязательном порядке. К ним относятся производства из категории “опасных”.

В большинстве случаев оформление технического условия обязательно, если подаётся заявление на выдачу сертификатов. Если необходимо разрешение уполномоченных органов Роспотребнадзора, а так же оценка санитарно-эпидемиологического состояния отечественных товаров, то наличие тех. условий обязательно.

ТЕХ. ЗАДАНИЕ

Техническим заданием именуется документация, являющаяся отправным условием для разработки проекта строительства сооружений, конструкций технических агрегатов, например, аппаратов, станков, машин, механизмов, приборов, систем управления и так далее. Также тех.задание необходимо при разработке систем обработки и передачи информации и для осуществления научно-исследовательской работы.

Тех. задание должно содержать критерии и нормативы, которые необходимо соблюдать при возведении сооружений, разработки изделий, оказании услуг.

В документации должен быть прописан перечень исходных данных.

В тех. задании подробно перечисляют назначение и сферу эксплуатации данного технического, производственного или строительного объекта.

В документе должны быть отражены все этапы оформления и разработки пакета документов: проектного, технологического, программного и так далее, с указанием его состава и сроков выполнения.

Необходимо прописать все специфические указания, которые имеются в рамках особенностей именного этого объекта или того, как он будет использоваться.

Тех. задание оформляется для лучшего взаимопонимания между производителем и клиентом и для правильного и полного выполнения поставленных задач. Благодаря этой документации будет удобно производить контроль над этапами разработок и проверку конечного результата. Тех. задание поможет исключить ошибки, которые могут быть вследствие изменения требований или недостаточности информации.

В большинстве случаев тех. задание прописывается, исходя из предварительных исследований и анализа, путём расчётов и создания моделей объекта. Тех. задание оформляется по желанию заказчика, если планируется осуществлять выпуск научно-технической продукции. За исходные данные принимаются планируемые методы использования объекта и те требования, которые к нему предъявляются.

Содержание тех. задания должно отличаться краткостью, точностью, лаконичностью. В нём недопустимы различные толкования. В тех. задании должны понятно и полно отображаться цели и задачи, запланированные при намеченных работах. Результаты, которые ожидаются в итоге, должны быть методично прописаны.

Для заказчика техническое задание служит наглядным пособием, которое помогает ему точно сформулировать свои требования, правильно оценить свои силы и возможности в техническом ракурсе. Исходя из данной документации, заказчик сможет потребовать от исполнителя поэтапного соответствия всех операций и точного их выполнения.

Для исполнителя тех. задание будет полезно тем, что точно обозначит все характеристики и особенности будущего объекта, будь то автоматизированная линия, управляющая программа или аппарат. Документ поможет изготовителю произвести планирование всех работ и придерживаться впоследствии намеченного плана. Если заказчик захочет в процессе производства исполнения дополнительных задач, то исполнитель имеет полное право не делать то, что не было указано в тех. задании.

Токарные виды работ – распространенный метод по отделке деталей резанием. Выполняют этот вид работы на токарных станках, которые могут резать металл.

При производстве изделие вращается, а резец действует на него в поступательном движении. При этом с детали срезают лишний металлический слой. Это выполняется вплоть до момента когда она будет иметь определенную конфигурацию, поверхность, запланированные размеры.

При помощи данного оборудования могут обрабатывать различные виды металлических изделий разного предназначения. Есть точение черновое, когда работу выполняют с наиболее допустимым видом заготовки. А после чистового – могут получить детали с уже определенными параметрами, заранее запланированными.

Для работы используют различные виды резцов. Рабочая их часть – это головки, с помощью которой они закрепляются в суппорте оборудования. Резцы могут быть проходного вида, отрезного, расточного, резьбового, подрезного, фасонного. Каждый их перечисленных видов может применяться только для целенаправленной работы. Например, проходные, прямые или отогнутые подходят для работы по снятию фасок с заготовок или точения их поверхностей снаружи и прочее.

РАБОТЫ С МЕТАЛЛАМИ НА РУСИ В ДРЕВНОСТИ

История токарной обработки

Для того чтобы изучить старинные технологии с металлом, обследовалась продукция от древнерусских кузнецов. Она могла быть в виде изделий из железа, стали, имеющих разнообразные формы. Изучению подвергалось множество старинных элементов и поделок. На основании исследования было точно определено множество инструментов для ремесленников, утвари и других металлических изделий.

Так были выявлены и обобщены технические их характеристики. Приемы старинной работы, применяемые для этого виды технологических процессов. Основным способом исследования служил металлографический анализ. Чтобы провести его правильно, у каждого исследуемого изделия необходимо было вырезать образец.

При многочисленных исследованиях было точно установлено, что главным видом по работе с металлом была обработка его давлением. Это означает, что работа с заготовкой выполнялась в ее горячем состоянии при помощи ковки или штамповки. Также были еще операции, когда металлы могли резать, опиливать напильником, обтачивать на круге, разрубать зубилом, прочее.

Все перечисленные операции на деталях могли предназначаться для их окончательной доводки. Чтобы получить после работы детали с уже окончательными размерами. Формы могли получаться различными, их вид напрямую мог зависеть от того инструмента, который был применен для работы с деталями.

Обтачивание – метод который относился уже к холодной обработке резанием. Его использовали тогда, когда требовалось, придать изделию гладкость, светлый оттенок или устроить определенные элементы. Данный процесс выполнялся для каждого предмета. Так изготавливались все виды режущих инструментов: косы, виды ножей, копья. Процесс обточки был основным действием для придании им формы. Также было при производстве многослойных лезвий.

Обточка выполнялась брусками или при помощи точильных кругов. Для них материалом был естественный камень. При раскопках очень часто встречаются песчаники, наждаки и корунды. Данные материалы и сейчас имеют такое же предназначение. Искусственные материалы могли использовать для цели мягкого шлифования деталей и заготовок.

В различных местах раскопок часто находили различные виды точильных брусков. Они служили мастеру при выполнении заточки затупленных кос, ножниц, лезвий ножей, прочих орудий или инструментов. Основной операцией была опиловка заготовок напильником.

Она исстари была распространенной и применялась постоянно. Ее применяли в производстве механизмов для замков. Ведь они были разнообразными, иногда очень сложными. Все заготовки или предметы, имеющие режущие поверхности, обрабатывались специально назначенным инструментом только для определенной операции!

В машиностроении применяют черную сталь. Это железоуглеродистый сплав обыкновенного качества. Материал отвечает всем техническим требованиям действующего ГОСТ 380-94 (здесь же указаны марки). Это важнейший конструкционный материал, применяемый в технике и промышленном производстве. Сплав обладает высокими эксплуатационными характеристиками. Благодаря легкой добыче и относительно несложной выплавке черной стали получают недорогой материал, широко применяемый в промышленности и машиностроении.

КЛАССИФИКАЦИИ И ОСНОВНАЯ СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Различают два основных вида черной стали по способу получения проката (при этом регламентируемые характеристики разделяются на 6 основных категорий, обозначаются цифровой комбинацией):

ГОРЯЧЕКАТАНАЯ. В ЭТУ ГРУППУ ВХОДЯТ:
сортовая,
фасонная,
толстолистовая,
тонколистовая,
широкополосная сталь (часто называют универсальной)

ХОЛОДНОКАТАНАЯ. В ЭТОЙ ГРУППУ ВХОДИТ:
тонколистовая сталь.

Сортовой металлопрокат – это изделия специального назначения. Получают из низкоуглеродистой стали (содержание углерода не более 0,25%). Среди многообразия в черной металлургии различают следующие изделия: арматуру, рельсы, балки, катанки, круг, полосу, пруток и прочие. Наибольшим спросом данные изделия пользуются в монолитно-каркасном строительстве. Например, балки применяются при обустройстве перекрытий зданий. По форме данные изделия представляют собой двутавр.

Катанка – это металлический прокат из стали обычного качества. Получают из низкоуглеродистой стали, в которую вводят от 0,25-1,5% марганца и алюминия. Это необходимо для получения свойств вязкости. Получают проволоку разного диаметра в бухтах свободной мотки. Исходники могут подвергаться реке, штамповке, ковке. Особым спросом пользуется гладкая или периодического профиля арматура в производстве железобетонных изделий.

Фасонный прокат – уголки, швеллера, двутавры и другие. Эти элементы применяют в основном в строительной сфере, например, в строительстве быстровозводимых домов. Швеллер – стержневое приспособление, используемое при строительстве несущих конструкций в зданиях различного назначения.

Листовой прокат – холоднокатаные, оцинкованные, стальные, горячекатаные листы. Получают из низкоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,1%. Это позволяет обеспечить свойства повышения способности к горячему деформированию или холодному волочению. Наибольшее применение данные изделия черной металлургии применяют в машиностроении (например, корпусы автомобилей) и строительстве. Полоса часто применяется для изготовления металлоконструкций и режущих инструментов.

Холоднокатаный прокат различают по способности к вытяжке: может быть глубоким или нормальным. Классифицируют прокат на два вида: с термической обработкой или дрессированный. По исходным условиям технического проекта может быть изготовлен недрессированный прокат холодной деформации.

Готовый продукт может иметь следующие формы:

Листы. Изготавливают с обрабатываемой кромкой – обрезка;

Рулоны с последовательно намотанными слоями. Кромка может быть обрезана по требованиям технического проекта или выпускается необрезной.

Прокат классифицируется по группам прочности. Всего 10 видов. Укажем их: К260В, К270В, ОКЗООВ, К310В, КЗЗОВ, К350В, ОК360В, ОК390В, ОК400В, К490В, где буквенно-цифровая комбинация расшифровывается как:
ОК – обыкновенного качества;
К – качественный;

Цифровое значение – группа прочности записывается 3-мя цифрами (входят в основное обозначение). Обозначают нижний предел временного сопротивления.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ЧЕРНОЙ СТАЛИ

Основную долю черной металлургии занимает углеродистая сталь. С увеличением содержания углерода повышаются и механические свойства – возрастает твердость и прочность сплава. Материал данного вида обладает нормированной ударной вязкостью, гарантированной прокаливаемостью, удельной электропроводностью (более 9 См*м/мм2). Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления, а также твердость (меняется в соответствии с содержанием углерода) и легкость в обработке, кроме трудносвариваемой стали, для которой требуется разогрев исходника до 200-300 градусов.

Сталь с содержанием углерода от 0,1-0,25% или низкоуглеродистые сплавы имеют низкую пластичность, но при этом достаточно прочная и твердая, но способна подвергаться к разрыву. Прочность поверхности повышают путем цементации. При низком легировании получают высокую вязкость и пластичность.

Черная сталь с содержанием углерода до 0,25% обладает свойством легкой свариваемости. Для повышения коррозионной и атмосферной стойкости обязательно подвергают сталь высокому легированию. Данная категория – быстрорежущие стали и их сплавы.

Среднеуглеродистые стали содержат 0,30-0,55 % углерода и 0,60-1,65 % марганца. Это спокойные сплавы, которые могут подвергаться обработке, часто – ковке. Группа этих сталей подходит для получения изделия путем холодной деформации. Для получения требуемых эксплуатационных показателей проводят ряд операций: отжиг, нормализацию, закалку с отпуском.

Высокоуглеродистые стали, содержащие 0,55-1,0% углерода. Это дорогостоящий материал, который обладает малой пластичной и плохой свариваемостью, сложно подвергаются термической обработке. Его отличает высокая износоустойчивость, прочность. Не обладают свойством диффузии.

Алюминий – тринадцатый элемент периодической системы Менделеева. Легкий и мягкий металл, который легко поддается обработке. В нашей стране добывают его на Урале. Оксидная пленка, образующаяся на поверхности в воздушной среде, защищает металл от коррозии, а это полезное свойство делает его столь востребованным в автомобилестроении. Вероятно, вам приходилось слышать, что алюминий называют крылатым металлом, поскольку его используют в самолетостроении – примерно на две трети самолет состоит из алюминия и сплавов на его основе. Применяют его и в машиностроении, электропромышленности, пищевой промышленности. В производстве металлов алюминий на втором месте после железа .

Получают его методом электролиза оксида Al2O3 . По ГОСТу (11069-74) существуют марки алюминия: А, АЕ, АО, А5, А6, А7, А8, А85, А95, А97, А99, А999 и А995. Марки от А до А85 содержат не более 2 % примесей и называются алюминием технической чистоты. А примеси – это кремний и железо, они (а особенно железо) неблагоприятно влияют на свойства алюминия: ухудшают электропроводность, пластичность и стойкость к коррозиям. Полезными они бывают, только если речь идет о жаропрочных сплавах.

Повышенной устойчивостью к коррозиям обладают сплавы алюминия с менее коррозионностойких металлов (с марганцем, магнием), зато сплавы с металлами, превосходящих алюминий в этом свойстве, получаются, напротив, менее устойчивыми к коррозиям, например, Al-Cu. В целом, сплавы обладают чаще всего лучшими по сравнению с чистым алюминием механическими качествами.

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЯ МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА ДВЕ ГРУППЫ: ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ (ТЕ, ЧТО ОБРАБАТЫВАЮТСЯ ДАВЛЕНИЕМ).

Помимо указанных буквенных обозначений, к ним могут добавлять буквы, обозначающие вид обработки и состояние изделия: Т – закаленное и естественно состаренное состояние, Т1 – закаленное и искусственно состаренное при 135 – 180 °С, М – обожженное состояние, Н – нагартованное, П – полунагартованное, ПЧ и Ч – указывает на наличие примесей.

ДЕФОРМИРУЕМЫЕ:

Технический алюминий,

Дюралюминий с медью и магнием – Д1, Д16. Сплав Д19 становится прочнее при закалке 500 – 515 °С в воде и естественным старением порядка десяти суток. Немного изменяется его пластичность. Все виды полуфабрикатов выпускают из него. Д21 применяют для штамповок и прессованных заготовок.

Сплав АМЦ (алюминиевомарганцевый),

Высокопрочные сплавы с магнием, цинком и медью – В92, В95. Сплав В92 становится прочнее и при естественном и при искусственном старении. После закалки 400-460 °С и искусственного старения при 100 С его механические свойства его достигают максимума. Применяется для всех видов полуфабрикатов.

«Авиаль» с кремнием и магнием АД 31, АД35 и АД38, кроме них еще А8, но в него входит еще небольшое количество меди. Сплав ВАД23 ( AI – Сu – Мg ) среди прочих деформируемых сплавов алюминия отличается наивысшими и значениями временного сопротивления и предела текучести при нормальных и повышенных (до 160-180 °С) температурах.

Магниевые сплавы – Амг (с цифровым обозначением содержания магния). Сплав АМг6 больше других распространен в технике. Он прекрасно сваривается, устойчив к коррозиям, пластичен, при термообработке упрочняется.

Жаропрочные (ковочные) с маркировкой АК (АК2, АК 4 и т.д.)

ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СООТВЕТСТВЕННО, ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК.

Это сплавы:

Al + Si – силумины. АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ34. Отлично льются, свариваются и анодируются, режутся.

Al + Cu – дюрали,

Al + Mg (Амг).

Сплавы из алюминия отличаются удельной прочностью и простотой изготовления деталей из них, устойчивы к коррозии ( в 10-20 раз выше, чем у конструкционной стали), пластичностью даже при низких температурах, при ударе не дают искр, а кроме того имеют отличный внешний вид.

Прочность алюминиевых сплавов находится в зависимости от их марки, состояния, формы и размера заготовки и других факторов.

Алюминий подвергается лазерной резки до 16 мм., и гидроабразивной резки до 300 мм.

Во множестве отраслей промышленности, хозяйства, экономики и культуры применима технология резки гидроабразивом. Конечно, чаще всего применяется она в промышленности.

В машиностроении, как правило, применяется для производства заготовок деталей из листового металла, поскольку на современном оборудовании есть возможность обработки крупных деталей, при том последующая механическая обработка их не требуется. Гидроабразивную резку применяют и в точном машиностроении, ведь этот способ может обеспечить высокое качество реза и точность криволинейных разрезов. На гидроабразиве можно резать как сверхтвердые сплавы, так и слоистые композиты.

В электротехнической промышленности: изготовление печатных плат, корпусов, неметаллических деталей, слюды, стеклотекстолитов, целлюлозы. Применение гидроабразивной резки позволяет выполнять пропилы минимального размера, при этом обеспечивает полное отсутствие пыли. Поэтому в данной области эта технология незаменима.

В авиационной и аэрокосмической промышленности данный вид резки материалов тоже незаменим – точный рез жаропрочных сплавов, алюминия, титана и других материалов, применяемых при изготовлении авиационных и ракетных двигателей, самолетов и вертолетов.

В строительстве без гидроабразивной резки не обойтись в производстве отделочных и декоративных материалов: мрамора, гранита и керамогранита, керамики, природного камня.

Инструментальное производство: способность резать самые твердые сплавы – инструментальные стали, карбид вольфрама, другие трудно-обрабатываемые материалы – используется в производстве инструментов.

Скорость, качество и универсальность технологии гидроабразивной резки позволяют применять ее также в резинотехнической, стекольной, обувной, бумажной и других отраслях промышленности.