Изготовление металлических изделий включает в себя восемь основных этапов. Их число может быть меньшим или большим в зависимости от выбранной технологии производства. Из металла изготавливают детали для узлов машин и механизмов, элементы промышленного оборудования, комплектующие, крупногабаритные конструкции.
- Как подготовить металл к производству?
- В чём преимущества металлических изделий?
- Какие технологии применяются сегодня?
Ответы на эти, а также другие популярные вопросы в материале статьи.
Готовим металл к обработке
Перед производством изделий из металла сырьё обязательно подготавливают. Это необходимо, чтобы придать ему определённые механические характеристики и физические свойств. К примеру, отжиг при высокой температуре с последующим отпуском в масляной или водяной ванне позволяет закалить поверхностный слой и снять внутренние напряжения.
В большинстве случаем металлообрабатывающие фабрики и заводы получают сталь в виде полуфабрикатов:
- чушек;
- брусков;
- прутков, листов;
- слитков.
До начала производства металл обязательно должен пройти механическую обработку: плазменную и лазерную резку, холодную или горячую протяжку, обточку, шлифовку. Практически на все изделия распространяются требования десятков государственных стандартов, действующих на территории РФ и стран СНГ. Сталь должна строго соответствовать физико-химическим свойствам, а заготовки и металлопрокат иметь определённые размеры и фасовку.
Для подготовки металла к производству изделий на предприятиях используются:
- листогибочные станки;
- лазерные станки с ЧПУ;
- токарные станки;
- гильотинные ножницы;
- гидравлические прессы.
Промышленное оборудование позволяет придать заготовкам для будущей продукции необходимые размеры, шероховатость поверхности, форму.
Преимущества изделий из металла
Сегодня стали и сплавы стоят недёшево, но имеют ряд достоинств в сравнении с другими материалами:
- Универсальность. Из стали можно воспроизвести элемент любой формы и размеров с заданной точностью;
- Характеристики. Сталь обладает самой высокой прочностью среди альтернативного сырья: дерева, пластика, полимеров;
- Долговечность. Металлические изделия при должном внимании и уходе служат практически бесконечно. А, если нанести антикоррозионное защитное покрытие, то они могут работать и в агрессивных средах.
Благодаря широкому набору полезных свойств сталей они используются во всех отраслях промышленности: медицинской, пищевой, машиностроительной, авиакосмической.
Металлы и сплавы, применяемые в производстве
Для изготовления изделий из металла используется две группы сырья:
1. Чёрные металлы. Сталь и чугун – самые востребованные компоненты. Многие сплавы имеют схожие характеристики и свойства. Разница заключается в объёмном содержании углерода и легирующих добавок. Стальные сплавы подразделяются на высоко-, средне- и низкоуглеродистые. Для конкретной отрасли промышленности выбирается свой сорт. Из сплавов чёрных металлов обычно производят листовой и фасонный прокат: трубы, листы, швеллер, двутавр;
2. Цветные металлы. Медь, алюминий, бронза, латунь стоят на порядок дороже чёрных металлов, но обладают рядом уникальных свойств. К примеру, алюминий имеет очень низкую удельную массу, латунь практически не поддаётся окислению, медь отличается исключительной электропроводностью.
Характеристики и чёрных, и цветных металлов можно улучшать с помощью термического, химического, механического воздействия.
Технология производства изделий из металла
Современные предприятия обладают высокой технологической оснащённостью. Это и автоматические листогибы, и станки с ЧПУ, и станки для лазерной и плазменной резки металла. Они позволяют работать с любыми сталями и сплавами.
Самые распространённые на сегодняшний день технологии работы с металлами – это:
- Ковка и литьё. Технологии используются и для создания деталей машин на промышленных предприятиях, и для изготовления декоративных элементов частными компаниями;
- Обработка под давлением. К данной технологии относятся штамповка, прессование, волочение, холодный или горячий прокат. Как правило, обработка давлением применяется при изготовлении профильного металлопроката. Гибку листового металла выполняют на прессах с ЧПУ – цифровым программным управлением;
- Механическая обработка подразумевает собой обработку заготовок из металла на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных станках;
- Сварка. Одна из самых востребованных технологий соединения металлов. Технологии сварки постоянно совершенствуются и автоматизируются. Сегодня наиболее востребованы аргонно-дуговая сварка, полуавтоматическая, в среде флюсов и защитных газов – все эти методы позволяют получать уникальные изделия из металла;
- Лазерная резка применяется для высокоточного раскроя листов металла и заготовок. Она отличается высокой точностью. Погрешность работы лазерного луча не превышает сотых долей миллиметра, а линия реза получается идеально ровной и чёткой;
- Термообработка позволяет изменить кристаллическую решётку металла и придать ему необходимые свойства: пластичность, твёрдость. Термообработку часто применяют для улучшения обрабатываемости. Наиболее известные виды термообработки – это отжиг, закалка, отпуск, нормализация.
Как правило, именно после термообработки на поверхность металла наносят защитное антикоррозионное покрытие.
8 этапов производства изделий из металла
Производство любых металлических изделий всегда включает в себя следующие этапы:
1. Проектирование. Разрабатывается рабочий чертёж будущего изделия, на котором отражаются размеры, допуски, шероховатости поверхностей, иные эксплуатационные условия. Это может быть и графическое изображение на бумаге, и детализированная 3D-модель;
2. Выбор стали. Конкретная деталь требует конкретного сырья с определёнными механическими характеристиками. При выборе учитываются физико-химические свойства, срок службы, окисляемость, обрабатываемость, прочность;
3. Формовка. На данном этапе заготовке из стали придаются нужные размеры и конфигурация. Заготовку направляют на механическую, термическую обработку, подвергают фрезеровке, обточке или шлифовке;
4. Термическая обработка. Сформованную заготовку закаливают, снимают внутренние напряжения, дают остыть в естественных условиях. После чего проверяют твёрдость поверхностного слоя, устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам;
5. Шлифовка. Шлифовка деталей выполняется с целью придания поверхностям шероховатостей в соответствие с требованием технического задания или чертежа. Она может производиться и на станках, и вручную с помощью УШМ или наждачной бумаги;
6. Полировка. Является разновидностью шлифовки, только более тонкой. В результате операции поверхность становится идеально гладкой, зеркальной. Полировка используется выборочно;
7. Соединение. Подготовленные детали соединяются между собой с помощью сварки, пайки, клея, болтов или клёпок;
8. Финишная химическая обработка. Часто носит «декоративный» характер. Поверхности металла придаётся определённый оттенок: матовый, глянцевый, комбинированный.
Для контроля качества готовой продукции на предприятиях применяются различные виды контроля: ВИК – визуально-инструментальный, неразрушающий, разрушающий. Выбор метода зависит от степени ответственности металлического изделия, его габаритов, условий эксплуатации.
Рекомендуем почитать
