Металите имат неизменна роля в редица индустриални отрасли.От тях се изработват различни метални изделия , заварени конструкции от тръби, профили, фрезови детайли и много други изделия.
Съществуват различни машини и методи на обработка на различните видове метали в зависимост от техните специфични свойства. Легираната и неръждаемата стомана, месингът и алуминият са едни от най-широко използваните метали в индустриалната сфера.
Основните методи за обработка на метали са:
● третиране с високо налягане,
● заваряване,
● леене,
● механично възстановяване.
Металообработката включва:
● щанцоване и огъване,
● заваряване,
● струговане,
● фрезоване,
Металите подлежат на предварителна повърхностна обработка на техните повърхности при изработката на различни метални изделия.Тя може да се извърши и във финалната фаза на производствения процес.
Главната цел на този процес е подобряване на фунционалните и естетиеските характеристики на даденото изделие.
При изработката на метални изделия се извършва и финишна обработка с цел изглаждане на грапавите места на повърхността им.
Предприятията за металообработка използват широк набор от техники, оборудване и материали за почистване на метални повърхности и други операции като отстраняване на накип и котлен камък, почистване на мустаци.
Извършването на финишна обработка на металните изделия има редица ползи. Те са:
● увеличаване на издръжливостта на изделията,
● подобрява се тяхната електропроводимост,
● електросъпротивление,
● устойчивост на износване,
● химическа устойчивост,
● придобиване на по-естетичен вид.
Повърхностна обработка на метали се извършва в повечето модерни промишлени дейности. Това са например:
● автомобилостроенето,
● електрониката,
● домакинска техника,
● производството на хардуерни компоненти,
● телекомуникационни системи,
● бижута,
● тежко оборудване,
● в космическата индустрия,
● телекомуникационни системи и други.
В тази статия ще разгледаме предимствата на легираната и неръждаемата стомана, месингът и алуминият, техните отличителни свойства, начини на обработване и приложения.
Какво се изработва от стомана, месинг и алуминий?
● стелажи,
● закачалки,
● метални огради,
● навеси за резервни играчи на стадиони,
● навеси за паркиране на колела,
● кабелни скари,
● конструкции, предназначени за монтаж на производствено оборудване,
● стойки за паркиране на колела,
● помпи за ръчно изпомпване на вода от голяма дълбочина,
● тръбни възли и детайли за машини, оборудване, газови уреди,
● пневматични разпределители за компресори,
● зъбни колела,
● хидравлични разпределители,
● детайли и възли за хранително-вкусовата промишленост и машиностроенето,
● крака за маси, дивани и столове,
● закачалки, стоящи и монтирани на стена,
● двуетажни легла,
● легла и бюра, които се прибират към стената,
● метални конструкции за маси,
● сгъваеми механизми за легла, дивани и табуретки,
● медицински легла с регулируема височина,
● приспособления за повдигане на лежащо болни,
● механизми за повдигане и сваляне на матрак
Металите се използват и в производството на различни стругови детайли:
● щуцери за хидравликата и пневматиката,
● части за антивибрационни елементи,
● стругови детайли за предпазни пневматични клапани,
● детайли за машиностроенето,
● оси и валове, втулки,
● лагерни възли за селскостопанска техника.
Легирана стомана
Стоманата представлява сплав на желязо и въглерод. Съдържанието на въглерод в стоманата варира в границите от 0,025% до 2,14%. Освен въглерод, стоманата може да съдържа и други елементи – алуминий манган, силиций, малко количество кислород, азот, фосфор, сяра. Те се делят най-често на легиращи елементи и примеси.
В състава на стоманата се добавят различни други елементи с цел да се изменят определени нейни свойства. Те се наричат легиращи.
Най-често използваните легиращи елементи са:
● хром,
● никел,
● манган,
● бор,
● молибден,
● титан,
● ванадий
● ниобий.
Легираната стомана е стомана, която съдържа примеси на други елементи. Това са молибден, манган, хром, ванадий, силиций, бор и никел. Има два вида легирана стомана- високо легирана и ниско легирана.
Една добавка се нарича легираща, когато нейното съдържание е по-голямо или равно на 3%. По количественото си съдържание на легиращи добавки стоманата се дели на:
● нисколегирана- съдържание от 3 до 5 %,
● среднолегирана- от 5 до 10%,
● високолегирана- повече от 10%.
Ниско легираната и високолегираната стомана се различават по свойства. И двата вида притежават подобрените свойства на въглеродната стомана. Ниско легираната обаче има 0.2% по-малко легиращ елемент, а високо легираната има над 5% легиращ елемент.
По химичен състав ниско легираната стомана съдържа желязо, въглерод и други легиращи елементи като Ni, Cr, Mo, V, B, W, Cu. Съдържанието на въглерод в нея е по-малко от 0,2%. Високо легираната стомана съдържа въглерод, манган, никел, железен хром и други.
Видът и количеството на легиращите добавки на стоманата внимателно се подбират, за да имат определени свойства. Легиращите добавки към стоманата увеличават нейната твърдост и я правят устойчива на корозия. Също така те правят детайлите изработени от стоманата по-малко.
Високо легираната стомана се характеризира със здравина,устойчивост на оксидация и деформации. За ниско легираната са характерни устойчивостта на корозия и високата ковкост и пластичност.
Неръждаема стомана
Неръждаема се нарича обикновено тази стомана, в която се съдържа 13% или повече хром. Характеризира се със здравина, висока устойчивост на захабяване,твърдост,проводимост, заваряемост.
Сплавите на желязото с въглерод, в които има повече от 2,14% въглерод, се наричат чугуни. В сравнение със стоманата чугунът се различават по редица свойства. Той има по-ниска температура на топене, по-крехка структура и може да се отлива по-добре от нея.
Сплавите със съдържание на въглерод, което е под 0,025%, по свойства наподобяват повече чистото желязо. Те се характеризират с мекост и по-ниска якост в сравнение с желязото.
Въпреки производство на стомана по различни методи е имало още от праисторически времена, нейто масово производство стартира след като Хенри Бесемер изобретява на по-ефективен начин за нейното производство през 1856 г. Така и този процес е впоследствие кръстен на него – бесемеров конверторен процес
В наши дни стоманата е един най-широко използваните материали в света. Годишно се произвеждат над 1,3 милиарда тона стомана. Тя е основен градивен елемент при строителството на сгради, машини, кораби, автомобили, инфраструктурни съоръжения, инструменти, битови уреди и оръжия.
Алуминий
Алуминият е химичен елемент и метал. Означава се със символа Al и има атомен номер 13. При стайна температура е твърдо вещество, неразтворимо във вода. На вид алуминият е сребристо бял мек немагнитен ковък метал. Той е най-изобилният метал в земната кора и третият най-изобилен химичен елемент в нея, след кислорода и силиция.
Алуминият има широко разпространение в природата. Въпреки това алуминият рядко се среща в природата в чист вид и химическо активно състояние.
Главните качества на алуминия са:
● здравина,
● устойчивост на корозия,
● лекота,
● пластичност,
● светлоотразимост,
● проводимост.
Алуминият е най-често съставна част от някой от 270-те минерали, в които обикновено се съдържа алуминий. От всички тези минерали бокситът се явява основен източник за промишлендобив на алуминий.
От алуминиеви сплави се изработват конструктивни елементи, които имат голямо значение за авиацията. Те имат и широко приложение и в други клонове на транспорта и в строителството.
По своите качества алуминият се характеризирас ниска плътност и устойчивост на корозия. Издръжливостта му на корозия се дължи на образуването на плътен слой от оксиди на повърхността на метала.
От всички химичните съединения, в които присъства алуминият, оксидите и сулфатите са с най-голямо стопанско значение.
Поради химическите свойства алуминият е предпочитан катализатор, а също се използва и като добавъчен материал в различни химични смеси и взривни вещества, които са на основата на амониев нитрат.
В сравнение с медта електропроводимостта му е значително по-ниска. Въпреки това алуминият често се използва като заместител на медта при производството на електрически проводници. Ниската му плътност и цена го правят търсена суровина.
Месинг
Месингът е сплав, която се съдържа основно мед и цинк. С цел придаване на определени свойства на този метал се добавят към него в малки количества и други метали като алуминий и никел. Съдържанието на мед в месинга е над 50%. Температура на топене на медта е около 927 °C (1700 °F).
Характерни качества на месинга са пластичност, здравина, проводимост, износоустойчивост.
Медните сплави са в различен цвят. Той може да варира от жълт до златист, което се определя от съотношението между съставките. Медта намира основно приложение в производството на машини, музикални инструменти, часовници, декоративни елементи.
