Обработка металлических изделий: обзор основных технологий
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса(ов))

Обработка металлических изделий

Обработка металлических изделий

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Основные способы обработки металлических изделий
  • О термической обработке металлических изделий
  • О лазерной обработке металлических изделий

Обработка металлических изделий производится различными способами, выбор которых обусловлен стоящими задачами и требованиями по качеству готовой детали. Понимание особенностей того или иного метода позволит выбрать наиболее оптимальный и сократить временные и финансовые затраты на обработку.

Некоторые способы могут применяться и для изделий, не требующих особой точности, и для высокоточной продукции. Одним и тем же методом (например, лазером), могут осуществляться несколько операций (резание, обработка). Чтобы лучше понимать, для каких задач использовать тот или иной способ, мы подготовили данную статью.

 

Основные способы обработки металлических изделий

Для удовлетворения потребностей производств разных отраслей (машиностроения, изготовления изделий, различных конструкций и т. д.) применяются различные способы создания заготовок. Существует множество методов обработки металлов или их сплавов.

Ключевыми технологиями считаются:

  • литье – формирование металлических изделий путем заливки материала в специальные формы;
  • использование высокого давления;
  • механическое воздействие – форма изделию придается за счет воздействия металлорежущих устройств.

Как правило, основные процессы до и после сопровождаются термической обработкой: закалкой, криогенной обработкой, отжигом, отпуском, нормализацией или старением.

Основные способы обработки металлических изделий

  • Литье.

Принцип действия заключается в том, чтобы разлить металлический расплав в специальные формы. Изделие на выходе называется отливка.

Рассматривая литье более детально, можно выделить следующие этапы:

  • подготовка металлического расплава;
  • создание специальных форм и шпилей;
  • монтаж и заливка материала;
  • отделение заготовок от форм и отправка на следующий этап обработки металлических изделий.

Такой способ используют для изготовления деталей разных типов – от несущих рам производственных станков до отопительных радиаторов, блоков цилиндров и др.

В качестве материала для заливки чаще всего используют чугун, литий или их сплавы, поскольку они характеризуются низкой себестоимостью и легкостью плавления. Для этих целей также применяют сталь и цветные металлы.

Форму для создания отлива делают из особой формировочной земли или при помощи деревянной или металлической опоки.

Литье, хоть и является классической технологией обработки металлических изделий, не стоит на месте – этот способ богат на инновации. Так, сегодня широко применяется литье под давлением, литье в выплавляемые формы и в кокиль. Такие способы позволяют получить деталь высокого качества, не нуждающуюся в дополнительной доработке, в связи с этим снижается ее финальная стоимость.

Обработка давлением

  • Обработка давлением.

Этот способ основывается на пластических свойствах металлических пластин, то есть под воздействием давления он способен изменять свою конфигурацию, но при этом не нарушает целостность детали. Благодаря этому можно не только получить элемент желаемой формы, но и повлиять на его внутреннее строение, а значит, и на свойства.

В рамках обработки металлических изделий таким способом может выполняться:

  • волочение;
  • ковка;
  • прессование;
  • прокатка;
  • штамповка.

Для усиления пластических свойств материала и снижения энергозатрат на придание ему нужной формы изделие могут предварительно нагреть. Важно подобрать оптимальную температуру для каждого металлического состава. В качестве нагревателей зачастую используют горны, индукционные системы и т. д.

Выбор нагревателя напрямую связан с составом материала и технологией обработки. Так, большинство металлов и сплавов отправляют в камерную печь или применяют к ним газовые устройства с непрерывным тепловым воздействием. Цветные металлы доводят до нужной температуры в электрических печах. Прокатные станки для переработки слябов оснащены греющими колодцами.

Обработка металлических изделий путем использования давления (штамповки) производится в следующих техниках: прокатке, волочении, прессовании, ковке и штамповке.

Прокатка – это наиболее часто встречаемая технология придания металлической заготовке необходимой конфигурации. Для этого ее пропускают через узкую щель между двумя валиками, непрерывно вращающимися в противоположные стороны. Такой способ применяют также в целях снижения сечения прутка, изготовления профиля (в т. ч. двутавровой балки) и т. д.

Волочение – такой способ позволяет получить проволоку или металлические прутки точных размеров, обеспечивает высокое качество обработки поверхности изделия.

Прессование – технология позволяет получить профиль разной толщины и площади за счет направленного усилия в 15 000 т. Такое воздействие обеспечивается гидравлическим приводом устройства. На нем можно также обрабатывать трубы, прутки и заготовки из цветных металлов.

Ковка – считается одним из первых способов обработки металлических изделий. Для этого заготовка предварительно раскаляется, кладется на наковальню и подвергается направленному воздействию ударного механизма (молота с автоматическим или ручным приводом). Современные технологии свободной ковки позволяют придавать форму изделиям с весом до 250 т.

Обработка металлических изделий путем использования давления (штамповки) производится в следующих техниках: прокатке, волочении, прессовании, ковке и штамповке

  • Механическая обработка.

Обработка металлических изделий механическим способом подразумевает придание заготовке формы, соответствующей чертежу, и оставление чистых кромок. Во время работы с заготовками (отливками, поковками и т. д.) снимается припуск – часть металлического слоя детали.

Резка является наиболее распространенным способом механической проработки изделия. Она предполагает воздействие на него движущегося режущего инструмента, вследствие чего снимается лишняя стружка материала.

Устройства для резки металлических заготовок можно разделить на несколько классов в зависимости от технологии воздействия. Типы станков при этом могут быть следующие:

  • сверлильные – применяются для выполнения отверстий и резьбы в прокате, а также обработки кромки;
  • токарно-винторезные – обладают широким выбором инструментов (в т. ч. расточными резцами), позволяют выполнять резьбу, расточку отверстий, проводить работу с телами вращения (конусами, цилиндрами);
  • фрезерные – позволяют придать детали сложную конфигурацию.

Помимо этого, существуют строгальные, шлифовальные и другие типы станков для обработки металлических изделий механическим способом.

Сегодня в производстве используются агрегаты как с ручным приводом, так и электронные автоматические устройства с ЧПУ. Их возможности позволяют также проводить манипуляции с телами вращения, выполнять точение и фрезеровку, не меняя при этом положения заготовки.

  • Обработка с применением электричества.

Производить обработку металлических изделий можно также при помощи электричества. Существует два типа технологий подобного воздействия: электроискровой и ультразвуковой.

Первый позволяет выполнять отверстия разной конфигурации в установленной заготовке. Его часто применяют для производства инструментария: штампов, пресс-форм и т. д.

Второй используют для шлифовки изделия, удаления коррозии, масляных загрязнений и т. д. Он хорошо проявляет себя при работе с твердосплавными заготовками, высоколегированными видами стали и др.

Существующие на сегодняшний день виды проработки металлических изделий имеют ряд подвидов. Применение каждого из них возможно лишь на специализированном оборудовании и при наличии должной оснастки.

Термическая обработка металлических изделий

Термическая обработка металлических изделий

Для повышения физико-механических качеств материала его подвергают термообработке. Она может проявляться в следующем:

  • отжиг;
  • закалка;
  • отпуск;
  • старение;
  • нормализация.

Суть термообработки заключается в нагревании заготовки до определенной температуры и ее последующего остывания в соответствии с выбранным алгоритмом.

  • Отжиг.

Предполагает нагревание детали в специальной печи до тех пор, пока она не станет пластичной. Твердость заготовки при этом снижается, но уровень ее податливости к изменению формы и ковкости возрастают.

Такой способ термической обработки позволяет снять напряжения в структуре изделия, возникшие во время его отлива или при механообработке. Отжиг зачастую является подготовительным этапом перед резкой или штамповкой.

  • Закалка.

Она подразумевает нагревание детали до тех пор, пока та не станет пластичной, и сохранение ее в таком состоянии на некоторое время. В этот момент происходит стабилизация структуры материала. Затем его погружают в масло или в воду для охлаждения. Такой способ обработки металлических изделий улучшает их прочностные характеристики, детали становится устойчивы к ударам, падениям и прочим механическим воздействиям. Закалку применяют к элементам конструкций, которые часто подвергаются нагрузкам во время эксплуатации.

  • Отпуск.

После закалки изделие приобретает некоторую хрупкость. Чтобы от нее избавиться, на следующем этапе проводится отпуск – заготовку нагревают до меньшей температуры, чем при закалке, а затем медленно охлаждают. Такую обработку можно встретить при изготовлении инструментов.

  • Старение.

Имитирует старение металла при естественных условиях. Для этого деталь умеренно нагревают, стимулируя протекание фазовых превращений в структуре материала.

  • Нормализация.

Придает стали мелкозернистую структуру. Это делается для того, чтобы ковкость состава увеличилась, а его твердость при этом осталась на прежнем уровне.

Процесс нормализации схож с отжигом, однако в этом случае остывание детали происходит на открытом воздухе. Такой способ воздействия применяют для облегчения резки заготовок и перед закалкой.

Лазерная обработка металлических изделий

Автомобильная промышленность и сфера приборостроения нуждаются в получении деталей высокой точности и при этом в повышении производительности заготовительных процессов. Особо важным является выполнение отверстий глубиной до 10 мм и диаметром до 1 мм. Просверлить их проблематично, поскольку найти сверла таких параметров и заточить их довольно сложно, а в процессе работы они часто ломаются.

Лазерная обработка металлических изделий

Лидером производительности среди способов обработки металлических изделий является лазерная резка. Однако она менее энергоэффективна, чем механические и электрические технологии.

Воздействие лазера сопряжено с двумя основными процессами: плавлением и испарением. Так, ширина среза проявляется за счет плавления, а его глубина – от испарения материала.

Получить идеальные отверстия на лазерном станке можно при помощи многоимпульсной технологии. В этом случае режущий луч работает в режиме импульсов определенной частоты и силы.

Если при классическом воздействии лазером можно получить отверстия диаметром до 0,5 мм, а глубиной до 5 мм, то импульсный режим расширяет эти границы. Так, соотношение h/dотв может доходить до 50 включительно. Качество резки при этом достойно восьмого квалитета.

К преимуществам выполнения отверстий лазером, по сравнению со сверлением, относится то, что сокращается время на разметку, нет необходимости удалять зазубрины, зенковать входную часть. То есть при работе на лазерном станке сокращается время как подготовительных работ, так и непосредственно производственных – скорость выполнения операций при этом повышается.

Использование лазера хорошо себя проявляет, в том числе при выполнении типовых отверстий, расположенных близко друг к другу.

  • Лазерная термическая обработка.

Энергоэффективность лазерной обработки металлических изделий зависит от соотношения отраженного и поглощенного излучения. Так, поглощенная энергия проникает во внутренние слои заготовки и превращается в тепло.

Нагрев верхнего слоя металла может достигать следующих степеней: нагрев до температуры, недостаточной для плавления, но подходящей для структурно-фазовых преобразований; нагрев до температуры, достаточной для плавления, но не стимулирующей испарение; достижение температуры интенсивного испарения.

Можно выделить две группы тепловых процессов. Первая: когда происходит нагрев поверхности изделия, не провоцирующий плавление, а после заготовка самостоятельно охлаждается.

Вторая: тепловые процессы, сопровождающиеся процессами плавления. Среди них увеличение прочности детали лазером, характеризующееся оплавлением; аморфизация поверхности; микролегирование, наплавка.

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.

  • Набивной стеллаж: конструктивные особенности, преимущества, нюансы выбора

    Набивной стеллаж: конструктивные особенности, преимущества, нюансы выбора

    Набивные стеллажи – вид складского оборудования, который в последнее время становится все более востребованным. Объясняется это просто. Данный вид конструкций позволяет максимально эффективно использовать свободную площадь склада, что в свою очередь способствует значительной экономии. Однако нельзя просто ткнуть пальцем в понравившуюся модель из каталога и на этом успокоиться. К примеру, существуют разные виды набивных стеллажей, поэтому нужно решить, какой именно окажется наиболее подходящим для конкретного склада. Да и многие другие параметры при выборе той или иной конструкции также следует иметь в виду. А значит, давайте разбираться во всем по порядку.
  • Мезонинные стеллажи – идеальное решение!

    Мезонинные стеллажи – идеальное решение!

    Мезонинные стеллажи пользуются сегодня заслуженной популярностью – во многом благодаря тому, что позволяют использовать свободное пространство по максимуму. Кроме того, подобные конструкции весьма удобны, практичны, а иногда просто незаменимы для грамотной организации работы склада. Однако чтобы использовать все преимущества данных изделий, необходимо правильно их подобрать. И тут нужно отталкиваться не только от площади помещения, где будут размещены стеллажи, но и от функциональных особенностей той или иной конструкции.
  • Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей: обзор видов и комплектующих

    Изготовление металлических профилей имеет большое значение, так как продукция используется в самых разных сферах: от строительства мостов до отделочных работ в помещениях. Соответственно, требования к характеристикам различные, и конечная продукция имеет свои особенности. Для работы с профилем используются комплектующие, которые должны отвечать определенным требованиям. А чтобы конструкция прослужила долго, необходимо знать виды дефектов, которые могут быть выявлены при изготовлении профиля. Обо всем этом расскажем в нашей статье.
  • Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки: 9 секретов улучшения

    Качество плазменной резки определяется в соответствии с такими параметрами, как угол реза, цвет обработанной заготовки, количество окалины, качество поверхности. Повлиять на эти свойства можно верной настройкой оборудования и соблюдением правил металлообработки. Неверно заданный угол, слишком высокая или низкая скорость обработки, количество подаваемого газа – все это может снизить качество выполняемых работ и привести к образованию дефектов. На что необходимо обращать внимание при выполнении плазменной резки для снижения процента брака, мы поговорим в этой статье.
  • Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж: способы изготовления и сферы применения

    Усиленный металлический стеллаж – универсальная металлоконструкция, предназначенная для временного и постоянного хранения тяжелых грузов. Используется производственными, торговыми, промышленными компаниями. Конструкция усиленных стеллажей может варьироваться в зависимости от типа хранимого груза и складского помещения, где будут установлены изделия. О том, как изготавливаются и чем могут комплектоваться усиленные стеллажи, читайте далее.
  • Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технология сварки стали: нюансы и особенности

    Технологии сварки различных видов стали предполагают применение разного оборудования, условий и расходных материалов. От правильного выбора этих составляющих зависит, насколько качественно будет произведена сварка. К примеру, технология сварки стали с низким содержанием углерода предполагает использование инвертора и специальных электродов, в то время как для легированной стали используется газ. Но обо всем по порядку.
  • Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом: способы и оборудование

    Резка трубы газом востребована на рынке металлообработки, так как является одним из наиболее применимых способов резки. Посредством такого метода разрезаются трубы любого диаметра с толщиной стенок до 300 мм. Существуют разные способы резки трубы с применением газа, для этого используется различное оборудование. О том, как осуществляется данный процесс и какие нюансы необходимо учитывать при подготовке и выполнении работ, читайте далее.
  • Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия: области применения

    Основные свойства алюминия делают этот материал по-настоящему универсальным и ценным. Его используют во всех видах промышленного производства, в сельском хозяйстве, в быту, в коммерции. Обладает огромным количеством преимуществ по отношению к стали и другим видам металла. Самые популярные сферы применения алюминия – изготовление металлоконструкций и металлообработка. О том, какие свойства металла и где конкретно они нашли свое применение, читайте далее.
  • Лазерная резка металла на станках с ЧПУ: обзор технологии и оборудования

    Лазерная резка металла на станках с ЧПУ: обзор технологии и оборудования

    Лазерная резка металла на станках с ЧПУ используется в основном для раскроя листа по сложному контуру. При этом все достоинства технологии сохраняются независимо от сложности процесса, изделия отличаются чистотой реза и точностью размеров при условии соблюдения технологии. Резка лазером на станке с ЧПУ осуществляется по специальным чертежам, которые должны быть оформлены в особом формате. В нашей статье мы расскажем обо всех особенностях лазерной резки металла на станке ЧПУ.

Экспресс расчет
стоимости заказа

Узнайте предварительную стоимость заказа,
отправив нам необходимую информацию:

Добавить файл