Антикоррозионная защита требуется любым инструментальным и конструкционным изделиям, изготовленным из металла, так как в той или иной мере все они испытывают на себе негативное коррозионное влияние среды, окружающей нас.

1

Под коррозией понимают разрушение поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна в результате электрохимического и химического воздействия. Она просто-напросто портит металл, разъедает его, делая тем самым непригодным для последующей эксплуатации.

Специалисты доказали, что каждый год примерно 10 процентов от всего добытого металла на Земле тратится на покрытие потерь (обратите внимание – они считаются безвозвратными) от коррозии, ведущей к распылению металла, а также к выходу из строя и порче металлических изделий.

Стальные и чугунные конструкции на первых этапах воздействия коррозии снижают свою герметичность, прочность, электро- и теплопроводность, пластичность, отражательный потенциал и ряд других важных характеристик. Впоследствии конструкции становятся и вовсе непригодными для эксплуатации.

Кроме того, коррозионные явления - причина производственных и бытовых аварий, а иногда и настоящих экологических катастроф. Из проржавевших и прохудившихся трубопроводов для нефти и газа в любой момент может хлынуть поток опасных для жизни человека и для природы соединений. Учитывая все вышесказанное, любой может понять то, насколько важна качественная и эффективная защита от коррозии с применением традиционных и новейших средств и методов.

Полностью избежать коррозии, когда речь идет о стальных сплавах и металлах, невозможно. А вот задержать и снизить негативные последствия ржавления вполне реально. Для этих целей нынче существует множество антикоррозионных средств и технологий.

Все современные методы борьбы с коррозией можно разделить на несколько групп:

• применение электрохимических способов защиты изделий;
• использование защитных покрытий;
• проектирование и выпуск инновационных, высокоустойчивых к процессам ржавления конструкционных материалов;
• введение в коррозионную среду соединений, способных уменьшить коррозионную активность;
• рациональное строительство и эксплуатация деталей и сооружений из металлов.

2

Чтобы защитное покрытие справлялось с задачами, которые возлагаются на него, оно должно обладать целым рядом особых качеств:

• быть износостойким и максимально твердым;
• характеризоваться высоким показателем прочности сцепления с поверхностью обрабатываемого изделия (то есть обладать повышенной адгезией);
• иметь такую величину теплового расширения, которая бы незначительно отличалась от расширения защищаемой конструкции;
• быть максимально недоступным для вредных факторов окружающей среды.

Также покрытие должно наноситься на всю конструкцию как можно более равномерно и сплошным слоем.

Все используемые в наши дни защитные покрытия делят на:

• металлические и неметаллические;
• органические и неорганические.

3

Самым распространенным и сравнительно несложным вариантом защиты металлов от ржавления, известным уже очень давно, признается использование лакокрасочных составов. Антикоррозионная обработка материалов такими соединениями характеризуется не только простотой и дешевизной, но еще и следующими положительными свойствами:

• возможностью нанесения покрытий разных цветовых оттенков - что и элегантный облик конструкциям придает, и надежно защищает их от ржавчины;
• элементарностью восстановления защитного слоя в случае его повреждения.

К сожалению, лакокрасочные составы имеют совсем небольшой коэффициент термической стойкости, малую стойкость в воде и относительно низкую механическую прочность. По этой причине в соответствии с существующими СНиП их рекомендовано применять в тех случаях, когда на изделия действует коррозия со скоростью не более 0,05 миллиметров в год, а запланированный срок их эксплуатации не превышает десяти лет.

К составляющим современных лакокрасочных составов относят такие элементы:

• краски: суспензии пигментов с минеральной структурой;
• лаки: растворы (коллоидные) смол и масел в растворителях органического происхождения (защита от коррозии при их применении достигается после полимеризации смолы либо масла или их испарения под влиянием дополнительного катализатора, а также при нагреве);
• искусственные и природные соединения, называемые пленкообразователями (например, олифа – самый, пожалуй, популярный неметаллический "защитник" чугуна и стали);
• эмали: лаковые растворы с комплексом подобранных пигментов в измельченном виде;
• смягчители и разнообразные пластификаторы: адипиновая кислота в виде эфиров, дибутилфтолат, касторовое масло, трикрезилфосфат, каучук, другие элементы, которые увеличивают эластичность защитного слоя;
• этилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон и другие (данные компоненты нужны для того, чтобы лакокрасочные составы без проблем наносились на обрабатываемую поверхность);
• инертные наполнители: мельчайшие частицы асбеста, тальк, мел, каолин (они делают антикоррозионные возможности пленок более высокими, а также уменьшают траты других составляющих лакокрасочных покрытий);
• пигменты и краски;
• катализаторы (на языке профессионалов – сиккативы): необходимые для быстрого высыхания защитных составов кобальтовые и магниевые соли жирных органических кислот.

Лакокрасочные соединения выбирают с учетом того, в каких условиях эксплуатируется обрабатываемое изделие. Составы на базе эпоксидных элементов рекомендованы для использования в атмосферах, где постоянно присутствуют испарения хлороформа, двухвалентного хлора, а также для обработки конструкций, находящихся в различных кислотах (азотная, фосфорная, соляная и т. п.).

К кислотам также устойчивы и лакокрасочные составы с полихровинилом. Они, кроме того, применяются для предохранения металла от воздействия масел и щелочей. А вот для защиты конструкций от газов чаще применяются составы на базе полимеров (эпоксидных, фторорганических и иных).

Очень важно при подборе защитного слоя учитывать требования российских СНиП для разных отраслей промышленности. В таких саннормах четко указывается, какие составы и методы защиты от коррозии можно использовать, а от каких лучше отказаться. Например, в СНиП 3.04.03-85 изложены рекомендации по защите различных строительных сооружений:

• магистральных газо- и нефтепроводов;
• обсадных труб из стали;
• тепломагистралей;
• железобетонных и стальных конструкций.

4

На металлических изделиях вполне можно формировать посредством электрохимической либо химической обработки специальные пленки для защиты их от ржавления. Чаще всего создаются фосфатные и оксидные пленки (опять-таки, обязательно принимаются во внимание положения СНиП, так как механизмы защиты таких соединений разные для различных изделий).

Фосфатные пленки подходят для антикоррозионной защиты цветных и черных металлов. Суть такого процесса заключается в погружении изделий в нагретый до определенной температуры (в районе 97 градусов) раствор цинка, железа или марганца с кислыми фосфорными солями. Получающаяся при этом пленка идеальна для нанесения на нее лакокрасочного состава.

Заметим, что фосфатный слой сам по себе не отличается длительным сроком применения. Он малоэластичный и совсем непрочный. Используется фосфатирование для защиты деталей, которые работают при высоких температурах или в соленой воде (например, в морской).

Также ограниченно используются и оксидные защитные пленки. Получают их при обработке металлов в растворах щелочей под действием тока. Известным раствором для оксидирования является едкий натр (четырехпроцентный). Операцию получения оксидного слоя нередко называют воронением, так как на поверхности мало- и высокоуглеродистых сталей пленка характеризуется красивым черным цветом.

Оксидирование производится в ситуациях, когда начальные геометрические параметры нужно сохранить в неизменном виде. Оксидный слой обычно наносят на точные приборы, стрелковое вооружение. Толщина такой пленки в большинстве случаев не превышает полутора микронов.

Другие способы защиты от коррозии с применением неорганических покрытий:

5

Если изделия из металла подвергнуть поляризации, скорость ржавления, обусловленного электрохимическими факторами, можно существенно уменьшить. Электрохимическая антикоррозионная защита бывает двух видов:

• анодной;
• катодной.

Анодная технология подходит для материалов из:

• сплавов (высоколегированных) на базе железа;
• с малым уровнем легирования;
• углеродистых сталей.

Суть методики анодной защиты проста: металлическое изделие, которому требуется придать антикоррозионные свойства, подключается к катодному протектору либо к "плюсу" источника (внешнего) тока. Данная процедура обеспечивает уменьшение скорости ржавления в несколько тысяч раз. В качестве катодного протектора могут выступать элементы и соединения с высоким положительным потенциалом (свинец, платина, диоксид свинца, платинированная латунь, тантал, магнетит, углерод и другие).

Анодная антикоррозионная защита будет результативной только в том случае, если аппарат для обработки конструкций отвечает далее указанным запросам:

• на нем нет заклепок;
• сварка всех элементов выполнена максимально качественно;
• пассивирование металла выполняется в технологической среде;
• число зазоров и щелей минимально (или же они отсутствуют).

Описанный вид электрохимической защиты небезопасен из-за риска активного анодного растворения конструкций во время приостановки подачи тока. В связи с этим он осуществляется только тогда, когда имеется специальная система контроля выполнения всех предусмотренных технологической схемой операций.

Более распространенной и менее опасной считается катодная защита, которая годится для металлов, не имеющих склонности к пассивации. Подобный метод предполагает подсоединение конструкции к электродному отрицательному потенциалу или к "минусу" источника тока. Катодная защита используется для следующих видов оборудования:

• емкости и аппараты (их внутренние части), эксплуатируемые на химических предприятиях;
• буровые установки, кабели, трубопроводы и иные подземные сооружения;
• элементы береговых конструкций, которые соприкасаются с соленой водой;
• механизмы, изготовленные из , высокохромистых и медных сплавов.

Анодом в данном случае выступает уголь, чугун, металлолом, графит, сталь.

6

На производственных предприятиях с коррозией можно с успехом справляться посредством модификации состава агрессивной атмосферы, в которой работают металлические детали и конструкции. Существует два варианта снижения агрессивности среды:

• введение в нее ингибиторов (замедлителей) коррозии;
• удаление из среды тех соединений, которые являются причиной возникновения коррозии.

Ингибиторы, как правило, используются в системах охлаждения, цистернах, ваннах для выполнения травильных операций, различных резервуарах и прочих системах, в коих коррозионная среда имеет примерно постоянный объем. Замедлители подразделяют на:

• органические, неорганические, летучие;
• анодные, катодные, смешанные;
• работающие в щелочной, кислой, нейтральной среде.

Ниже указаны самые известные и часто используемые ингибиторы коррозии, которые отвечают требованиям СНиП для разных производственных объектов:

• бикарбонат кальция;
• бораты и полифосфаты;
• бихроматы и хроматы;
• нитриты;
• органические замедлители (многоосновные спирты, тиолы, амины, аминоспирты, аминокислоты с поликарбоксильными свойствами, летучие составы "ИФХАН-8А", "ВНХ-Л-20", "НДА").

А вот уменьшить агрессивность коррозионной атмосферы можно такими методами:

• вакуумированием;
• нейтрализацией кислот при помощи едкого натра либо извести (гашеной);
• деаэрацией с целью удаления из кислорода.

Как видим, на сегодняшний день существует немало способов защиты металлических конструкций и изделий. Важно лишь грамотно подобрать оптимальный для каждого конкретного случая вариант, и тогда детали и сооружения из стали и чугуна будут служить очень и очень долго.

7

Мы хотим очень кратко рассмотреть данные СНиП, описывающие требования к защите от ржавчины строительных (алюминиевых, металлических, стальных, железобетонных и иных) конструкций. В них даются рекомендации по использованию разных методов антикоррозионной защиты.

СНиП 2.03.11 предусматривают защиту поверхностей строительных конструкций следующими способами:

• пропиткой (уплотняющего типа) материалами с повышенной химической стойкостью;
• оклейкой пленочными материалами;
• применением разнообразных лакокрасочных, мастичных, оксидных, металлизированных покрытий.

По сути, данные СНиП позволяют использовать все описанные нами способы защиты металлов от ржавления. При этом правила оговаривают состав конкретных защитных средств в зависимости от того, в какой среде располагается строительное сооружение. С этой точки зрения среды могу быть: средне-, слабо- и сильноагрессивными, а также полностью неагрессивными. Также в СНиП принято деление сред на биологически и химически активные, на твердые, жидкие и газообразные.

Полностью предотвратить образование коррозии металла практически невозможно: рано или поздно металл начнет ржаветь. При этом существуют способы значительно продлить срок службы материала, если соблюдать правила эксплуатации металлического изделия и использовать специальные средства, замедляющие коррозийные процессы. Если ржавчина уже появилась, необходимо ее удалить (химическим или механическим способами), чтобы не дать развиться коррозийным процессам.

Чтобы предотвратить пагубное действие коррозии, рекомендуется использовать специальные химические средства защиты. К таким средствам относятся ингибиторы, который представляют собой вещества, замедляющие или полностью останавливающие тот или иной химический процесс. В результате действия ингибитора на поверхности материала появляется тонкое покрытие в виде защитной пленки. Именно эта пленка и предохраняет металл от ржавления.

Один из самых популярных на сегодняшний день ингибиторов - «Rust stop». Препарат имеет проникающее действие, в результате чего с материала удаляется влага, и на поверхности создается полимолекулярный слой. Средство нетоксично, отличается простотой применения.

Для механической обработки ржавчины понадобится металлическая щетка или абразивная крупнозернистая шкурка. С помощью шкурки можно очистить материал «сухим» способом или «мокрым» (смочив шкурку керосином или Уайт-спиритом).

Другие варианты механической очистки включают использование следующих аппаратных средств:

• орбитальной шлифмашины с абразивными кругами;
• пескоструйного аппарата;
• насадки на электродрель;
• болгарки.

Применение ручных средств (щетки или наждачной бумаги) оправдано на незначительных по площади поверхностях. Преимущество обработки поверхности руками состоит в возможности более тщательного прохода в небольших или труднодоступных участков.

Насадка на электродрель, шлифовальная машина или болгарка могут ускорить очистку поверхности в разы. Однако такие методы не отличаются высокой точностью: снимается слишком большой слой металла.

Пескоструйное оборудование – оптимальный способ удаления ржавчины.

Удаление коррозийных продуктов происходит за счет обработки металла мощной струей песка. При этом неповрежденный металл полностью сохраняет свою структуру.

Недостаток методики – высокая стоимость нового оборудования.

Химические методики предполагают использование следующих групп препаратов:

Данное вещество относится к классическим растворителям и входит в состав многих средств для борьбы со ржавчиной.

Способ применения ортофосфорной кислоты описан ниже:

1. Вещество наносят тонким слоем на место, пораженное коррозией.
2. Далее нужно подождать в течение 30 минут, пока завершится реакция.
3. Завершается процедура протиранием насухо обработанной поверхности.

Ортофосфорная кислота удаляет следы ржавчины, а также способствует образованию фосфатной водоотталкивающей пленки. Эта пленка притормаживает процесс окисления металла, предотвращая дальнейшее развитие коррозийного процесса.

Для удаления ржавчины применяется 30% раствор кислоты. Преимущество ортофосфорной кислоты по сравнению с другими кислотами (например, серной) заключается в более щадящем воздействии на металл.

Принцип действия средств преобразования ржавчины состоит в преобразовании коррозийных продуктов в безвредный или защитный слой, который затем может быть обработан краской или лаком.

Ниже перечислены наиболее известные преобразователи ржавчины, предлагаемые на рынке:

1. ВСН-1. После нанесения этого кислотного нейтрализатора обработанное место приобретает серый цвет. Остается лишь стереть пятно сухой тряпкой вместе с остатками ржавчины.
2. Спрей-аэрозоль на основе цинка «Цинкор-Авто». Данное средство представляет собой обезжиривающий раствор, способный удалять следы коррозии с металлической поверхности. После нанесения раствора на поверхности образуется защитная пленка.
3. Преобразователь ржавчины СФ-1. Состав производится на основе фосфатов. Используется для обработки стальных, чугунных, алюминиевых и оцинкованных поверхностей до нанесения лака или краски. Модификатор обладает ингибирующим действием, так как пленка, возникающая на металле после его обработки, продлевает срок службы окрашенной поверхности на срок 10-12 лет.
4. Модификатор ржавчины «Berner». Препарат обладает раскисляющим действием. Основа модификатора – молибден. Средство эффективно по отношению даже к сильно заржавленным поверхностям. К примеру, преобразователем обрабатывают ржавые болты, которые не получается демонтировать стандартными средствами. Выпускается в виде спрея.
5. Средство против коррозии B-52. Этот кислотный модификатор выпускается в виде геля. Его главное достоинство – отсутствие растекаемости по поверхности. После растворения ржавчины, остатки геля смываются с металла.

Американская компания «Rocket Chemical» производит популярную на рынке линейку средств борьбы с коррозией – «WD-40». Препараты широко применяются как профессионалами, так и домашними мастерами.

Линейка включает в себя пять продуктов: ингибитор продолжительного действия, защитную литиевую смазку, водостойкую силиконовую смазку, спрей и раствор для удаления ржавчины.

Препарат используется для круглогодичной защиты изделий из металла, расположенных на улице. Компания-производитель гарантирует защиту от ржавления в течение двух лет, если изделие находится в помещении, а для находящихся на открытом воздухе предметов гарантия распространяется на год.

Состав представляет собой спрей, включающий в себя парофазный антикоррозийный ингибитор, который создает защитный слой на металлической поверхности, предотвращая прямые контакты материала с воздухом и влагой. Ингибитор рекомендуется использовать для защиты замков, газовых баллонов, рабочих инструментов, дверных петель, технологических цепей и тросов, стальных дверей, автомобильных деталей. Также препарат можно использовать для обработки любых других предметов, эксплуатация которых осуществляется в условиях повышенной влажности.

Препарат наносится на металл с целью профилактической защиты, то есть по своей сути является ингибитором. На поверхности образуется тонкая защитная пленка. Причем пленка не смывается под действием атмосферных осадков, не плавится на солнце и не замерзает в холодную погоду.

Кроме того, литиевую смазку часто используют для консервации изделий, размещаемых на складе для длительного хранения.

Характерная особенность смазки заключается в ее способности быстро высыхать. Также стоит заметить, что смазка практически не оставляет следов после смазывания деталей. Кроме описанных сфер использования для ингибиторов, силиконовую смазку рекомендуется применять для обработки движущихся механизмов. Смазка не содержит нефтепродуктов, а потому не повреждает резиновые, пластиковые и виниловые поверхности. После высыхания образуется прозрачное нелипкое покрытие.

Работа спрея основа на капиллярном принципе, в соответствии с которым жидкость передвигается по небольшим каналам и трещинам, несмотря на силу гравитации. За счет этой особенности спрей применим для обработки труднодоступных участков, где удалить ржавчину сложно даже ручными способами.

Спрей способен не только удалять ржавчину, но и выступать в качестве ингибитора, предотвращая ее повторное появление в будущем. Препарат используют для обработки сильно заржавленных поверхностей, в том числе болтов и резьбовых соединений. Спрей безопасен для неметаллических поверхностей.

Содержимое раствора состоит из нетоксичных элементов, разлагаемых биологическими организмами. Раствор предназначен для удаления с поверхностей последствий коррозии. Для очистки металла от ржавчины деталь погружают в емкость с раствором на 3-4 часа. Если изделие сильно заржавлено, на процедуру понадобится 7-8 часов. Раствор подходит как для обработки миниатюрных деталей, так и для очистки крупногабаритных изделий (при наличии соответствующей емкости).

Помимо препаратов заводского производства, для удаления ржавчины можно применять так называемые народные рецепты. Чаще всего речь идет о напитке «Coca Cola», чистящем средстве «Cilit» или смеси керосина с парафином.

Ниже представлено больше информации о каждом из средств:

1. Эффективность воздействия напитка «Coca Cola» на ржавчину связана с присутствием в составе напитка ортофосфорной кислоты. Для удаления ржавчины необходимо нанести напиток на проблемное место. Можно использовать промоченную ветошь или кусок фольги. Также используется метод погружения в емкость с напитком.
2. «Cilit» часто применяется для удаления ржавчины на бытовых приборах в ванных комнатах и кухнях. При этом чистящее средство можно применять для удаления следов коррозии и на других металлических предметах, например, автомобильных деталях. Однако следует иметь в виду, что данное средство способно разъедать краску.
3. Очистить поверхность от ржавчины можно также раствором керосина и парафина в соотношении 10 к 1. До применения состав нужно выдержать в течение 24 часов. Далее смесь наносится на проржавленное место на 12 часов. Завершается процедура очисткой поверхности с помощью тряпки.

При обращении с химическими препаратами следует соблюдать технику безопасности. Прежде всего, необходимо защитить кожу, органы дыхания и зрения от попадания в них опасных частиц. Понадобится респиратор, защитные очки и перчатки.

Все мы сталкивались в жизни с коррозией металлических предметов – ржавыми пятнами. Пораженные коррозией замки, болты и инструменты не только имеют непривлекательный внешний вид, но и не являются пригодными для применения. На сегодняшний день изобретено множество препаратов для борьбы с коррозионными разрушениями металлических предметов.

При взаимодействии с водой и окислении происходит разрушение металла и образуется ржавчина. Давайте рассмотрим советы профессионалов о том, чем обработать металл от ржавчины и предотвратить ее дальнейшее возникновение.

Профилактика появления ржавчины

Основным этапом в борьбе с коррозионными разрушениями считается профилактика. Самым простым и действенным способом предотвращения появления ржавых пятен считается окрашивание металлических предметов и поверхностей, которое не только обновит внешний вид Вашего интерьера, но и создаст дополнительную защиту от воздействия влаги и кислорода.

• прежде чем начать покраску, нужно очистить старый слой шпателем и отшлифовать пораженные ржавчиной участки шлифовальной машиной или наждачкой;
• проведите обработку поверхности обезжиривающим средством;
• нанесите на металл антикоррозионную грунтовку для соответствующего типа металлических конструкций;
• проводите стойкое окрашивание металлических поверхностей в ясную погоду, чтобы влага не попала под краситель;
• можно применять как масляные, так и эмалевые красители, но обратите внимание на их свойства и устойчивость к высоким температурам;
• ровную поверхность будет удобнее обрабатывать мягким валиком, а в труднодоступных – местах длинной кистью.

В качестве альтернативы можно использовать грунт-эмаль, которая может предотвратить образование ржавых пятен и обеспечит защиту конструкции.

Методы очистки ржавчины с помощью подручных средств

Для очистки коррозии в домашних условиях можно применять керосин, скипидар, молочную кислоту и хлористый цинк. Керосин предназначен для удаления свежих следов ржавчины, а скипидар используется для борьбы с застарелыми коррозионными пятнами. Молочной кислотой гидроксид железа преобразовывается в эмульгирующие соли, которые потом просто снимаются при помощи вазелина. Хлористый цинк создает кислую среду и растворяет коррозионные пятна.

Использование преобразователя ржавчины

Нейтральный преобразователь ржавчины пользуются большим спросом благодаря своему природному составу и отсутствию вредных химических компонентов. Вначале нужно убрать рыхлую ржавчину, затем размешать средство до однородной массы и нанести при помощи кисти или распылителя на поверхность на определенный промежуток времени в соответствии с инструкцией по применению. Когда рыжий цвет пятен сменится на черный оттенок, это будет свидетельством успешного расщепления ржавчины. Если коррозионный слой большой толщины, то нужно будет нанести средство еще несколько раз. После исчезновения проявлений коррозии оставьте конструкцию до полного высыхания.

Металлы и их сплавы издавна используются человеком для изготовления инструментов и оружия, украшений и ритуальных предметов, домашней утвари и деталей механизмов.

Чтобы превратить металлические слитки в деталь или изделие, их требуется обработать, или изменить их форму, размеры и физико-химические свойства. За несколько тысячелетий было разработано и отлажено множество способов обработки металлов.

Особенности обработки металла

Многочисленные виды металлообработки можно отнести к одной из больших групп:

• механическая (обработка резанием);
• литье;
• термическая;
• давлением;
• сварка;
• электрическая;
• химическая.

С помощью сварки соединяют детали механизмов, строительные конструкции, трубопроводы, корпуса судов и автомобилей и многое другое. Сварка хорошо сочетается с другими видами обработки металлов.

Электрическая обработка

Метод основан на частичном разрушении металлических деталей под воздействием электрических разрядов высокой интенсивности.

Его применяют для прожигания отверстий в тонколистовом металле, при заточке инструмента и обработке заготовок из твердых сплавов. Он также помогает достать из отверстия обломившийся и застрявший кончик сверла или резьбового метчика.

Графитовый или латунный электрод, на который подано высокое напряжение, подводят к месту обработки. Проскакивает искра, металл частично оплавляется и разбрызгивается. Для улавливания частиц металла промежуток между электродом и деталью заполняют специальным маслом.

К электрическим способам обработки металлов относят и ультразвуковой. В детали возбуждаются колебания высокой интенсивности с частотой свыше 20 кгц. Они вызывают локальный резонанс и точечные разрушения поверхностного слоя, метод применяют для обработки прочных сплавов, нержавейки и драгоценностей.

Особенности художественной обработки металлов

К художественным видам обработки металлов относят литье, ковку и чеканку. В средине XX века к ним добавилась сварка. Каждый способ требует своих инструментов и приспособлений. С их помощью мастер либо создает отдельное художественное произведение, либо дополнительно украшает утилитарное изделие, придавая ему эстетическое наполнение.

Чеканка — это создание рельефного изображения на поверхности металлического листа или самого готового изделия, например, кувшина. Чеканку выполняют и по нагретому металлу.

Способы механической обработки металлов

Большую группу способов механической обработки металлов объединяет одно: в каждом из них применяется острый и твердый по отношению к заготовке инструмент, к которому прикладывают механическое усилие. В результате взаимодействия от детали отделяется слой металла, и форма ее изменяется. Заготовка превышает размерами конечное изделие на величину, называемую «припуск»

Разделяют такие виды механической обработки металлов, как:

• Точение. Заготовка закрепляется во вращающейся оснастке, и к ней подводится резец, снимающий слой металла до тех пор, пока не будут достигнуты заданные конструктором размеры. Применяется для производства деталей, имеющих форму тела вращения.
• Сверление. В неподвижную деталь погружают сверло, которое быстро вращается вокруг своей оси и медленно подается к заготовке в продольном направлении. Применяется для проделывания отверстий круглой формы.
• Фрезерование. В отличие от сверления, где обработка проводится только передним концом сверла, у фрезы рабочей является и боковая поверхность, и кроме вертикального направления, вращающаяся фреза перемещается и вправо-влево и вперед-назад. Это позволяет создавать детали практически любой требуемой формы.
• Строгание. Резец движется относительно неподвижно закрепленной детали взад- вперед, каждый раз снимая продольную полоску металла. В некоторых моделях станков закреплен резец, а двигается деталью. Применяется для создания продольных пазов.
• Шлифование. Обработка производится вращающимся или совершающим продольные возвратно- поступательные движения абразивным материалом, который снимает тонкие слои с поверхности металла. Применяется для обработки поверхностей и подготовки их к нанесению покрытий.

Каждая операция требует своего специального оборудования. В детали эти операции группируются, чередуются и комбинируются для достижения оптимальной производительности и сокращения внутрицеховых расходов.

Обработка давлением

Обработка металла давлением применяется для изменения формы детали без нарушения ее целостности. Существуют следующие виды:

• Штамповка.

Перед ковкой заготовку нагревают, опирают на твердую поверхность и наносят серию ударов тяжелым молотом так, чтобы заготовка приняла нужную форму.

Исторически ковка была ручной, кузнец разогревал деталь в пламени горна, выхватывал ее клещами и клал на наковальню, а потом стучал по ней кузнечным молотом, пока не получался меч или подкова. Современный кузнец воздействует на заготовку молотом кузнечного пресса с усилием до нескольких тысяч тонн. Заготовки длиной до десятков метров разогреваются в газовых или индукционных печах и подаются на ковочную плиту транспортными системами. Вместо ручного молота применяются кузнечные штампы из высокопрочной стали.

Для штамповки требуется две зеркальные по отношению друг к другу формы — матрица и пуансон. Тонкий лист металла помещают между ними, а потом с большим усилием сдвигают. Металл, изгибаясь, принимает форму матрицы. При больших толщинах листа металл нагревают до точки пластичности. Такой процесс называют горячая штамповка.

Во время штамповки могут выполняться такие операции, как:

• гибка;
• вытягивание;
• осаживание;
• и другие.

С помощью штамповки выпускают широчайший ассортимент изделий — от корпусов бытовой техники до колесных дисков и бензобаков.

Обработка с помощью резки

Металл поступает на предприятие в виде проката — листов или профилей стандартных размеров и толщин. Чтобы разъединить лист или профиль на изделия или заготовки нужных размеров, применяют обработку резкой.

Для профиля чаще всего используют резку абразивным кругом или дисковой пилой.

В условиях промышленного производства и средних или крупных серий на первый план выходит такое понятие, как коэффициент использования металла. Он повышается как за счет более плотной раскладки деталей по площади, так и за счет прогрессивных технологий резки, дающих меньше отходов

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка металла — это воздействие на него специальными веществами с целью вызвать управляемую химическую реакцию.

Выполняются как подготовительные операции для очистки поверхности перед сваркой или покраской, так и как финишные отделочные операции для улучшения внешнего вида изделия и защиты его от коррозии.

С помощью электрохимической обработки гальваническим методом наносят защитные покрытия.

Термические виды обработки металлов

Термическая обработка металлов применяется для улучшения их физико-механических свойств. К ней относя такие операции, как:

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

Термическая обработка заключается в нагревании детали до определенной температуры и ее последующем охлаждении по специальной программе.

Отжиг

Заготовку нагревают до температуры пластичности и медленно охлаждают прямо в печи.

Применяется перед штамповкой или раскаткой. Во время отжига снимаются внутренние напряжения, возникшие при отливке или механической обработке.

Закалка

При заготовку прогревают до температуры пластичности и держат в таком состоянии в течение определенного времени, за которое стабилизируются внутренние структуры металла. Далее изделие быстро охлаждают в большом количестве воды или масла. Закалка существенно повышает твердость материала и снижает его ударную вязкость, повышая, таким образом, и хрупкость. Применяют для элементов конструкций, подверженных большим статическим и малым динамическим нагрузкам.

Отпуск

Проводится после закалки. Образец нагревают до температуры, несколько меньшей температуры закалки, и охлаждают медленно. Это позволяет компенсировать излишнюю хрупкость, появившуюся после закалки. Применяется в инструментальном производстве

Старение

Искусственное старение заключается в стимуляции фазовых превращений в массе металла. Его проводят при умеренном нагреве для придания материалу свойств, возникающих при естественном старении за долгое время.

Нормализация

Проводится для повышения ковкости без заметного снижения твердости за счет приобретения сталью мелкозернистой структуры.

Ее применяют перед закалкой и для повышения обрабатываемости резанием. Проводят так же, как и отжиг, но остывает заготовка на открытом воздухе.