Технологія виробництва металогосподарських товарів
Виготовлення металогосподарських товарів включає такі технологічні етапи:
виготовлення заготовок;
обробка заготовок різними механічними методами;
термічна або хімікотермічна обробка;
нанесення захисних або захисно-декоративних покриттів на окремі деталі або вироби в цілому.
Схему виробництва складних металічних деталей подано на рис. 5.2.
Лиття. Цей метод є найпоширенішим способом виготовлення деталей і виробів, оскільки вважається найдешевшим для отримання деталей складної конфігурації.
Також метал обробляють методом пластичної деформації (тиском): плющенням, штампуванням, куванням, пробиванням, волочінням, гнуттям, пресуванням.
Обробка металу різанням: точіння, свердління, фрезерування, слюсарна обробка.
Прокат – це обробка металів тиском шляхом обтиснення обертовими валками прокатного стана. Прокатом виготовляють листи, прутки, квадратні, смугові, круглі, кутові й інші профілі, безшовні і зварені труби.
Кування – обробка металів тиском. Здійснюється ударами кувалди при ручному куванні та кувальних молотах і пресами при машинному куванні.
Штампування металу відбувається у штампах у гарячому і холодному вигляді. Гарячим об’ємним штампуванням виготовляють болти, гайки, шестірні й ін. Холодне листове штампування застосовується для виготовлення деталей простої і складної форм з тонкими стінками. Штамповані вироби з листового металу виготовляють за одну чи декілька послідовно виконуваних операцій (штампування витяжкою). Листове штампування широко застосовується для виготовлення металевого посуду, інструментів, столових приладів та інших товарів.
Волочіння – це процес, при якому заготовка просовується через отвір волоки, розміри якого менші від розмірів перетину вихідної заготовки. Волочінням виготовляють прутки, дріт, тонкостінні труби, фасонні профілі.
Пресування – це процес обробки металів тиском шляхом видавлювання його пуансоном з контейнера через отвір у матриці. При цьому метал набуває форми, що відповідає конфігурації отвору в матриці, – круглої, квадратної.
Способи з’єднання деталей у вироби. Зварювання – це технологічний процес одержання нероз’ємних з’єднань металів і сплавів. Розрізняють зварювання плавленням (без тиску) і зварювання тиском (без плавлення). Розроблено нові способи зварювання: електропроменеве, лазерне, фотонне (світлове), ультразвукове, зварювання вибухом. Паяння – процес з’єднання металів за допомогою розплавленого присадкового матеріалу, що має температуру плавлення нижчу від температури плавлення основного металу. Останнім часом усе більш широке поширення здобуває метод одержання нероз’ємних з’єднань склеюванням деталей.
Рис. 5.2. Схема виробництва складних металічних деталей
Обробка виробів з металів. Для надання заготовці потрібної форми і розмірів, необхідної чистоти обробки поверхні, захисту від корозії і поліпшення споживчих властивостей виробів поверхню обробляють різними способами.
Необхідні геометрична форма, розміри, точність і чистота поверхонь досягаються обробкою виробів різанням. Процес включає гостріння, стругання, фрезерування і шліфування.
Для захисту металевих виробів від корозії і надання їм високих споживчих властивостей наносять захисно-декоративні покриття. Як металеві покриття використовують цинк, олово, хром, нікель, золото, срібло й інші метали. Існує кілька способів нанесення покриття: гарячий, гальванічний, металізаційний, дифузійний, плакування й ін. При гарячому способі нанесення покриття виріб занурюють у розплавлений метал (цинк, олово). При гальванічному (електрохімічному) методі виріб занурюють у ванну з електролітом і приєднують до катода джерело постійного струму. Анодом є пластини металу, що осаджується. При металізації покривний метал (цинк, алюміній) наносять на виріб шляхом розпилення. Плакуванням називають процес нанесення покривного металу прокаткою під впливом тиску і високої температури. Покриття силікатними емалями (емалювання) є розповсюдженим методом захисту від корозії металевого посуду, санітарного технічного устаткування й інших виробів.
Для підвищення естетичних властивостей виробів з алюмінію, міді часто використовують такі методи обробки поверхні, як полірування, шліфування, крацування, анодне оксидування, фосфатування, обробку «під старе срібло», «під стару мідь» та ін. Поліровані вироби мають дзеркальний блиск (обробляються до 10 – 14-го класів чистоти поверхні за допомогою повстяних чи сукняних кіл, на які наносять полірувальні чи емульсійні шари). Шліфування проводять за допомогою шліфувальних кіл до 1 – 2-го класів точності і 10-го класу чистоти. Крацування полягає в обробці поверхні виробів обертовими металевими щітками. Таким способом очищають чавунний і алюмінієвий посуд, вироблюваний литтям. Технологія анодного оксидування (анодування) передбачає одержання тонкої оксидної плівки (5 – 7 мк) при використанні сірчанокислого електроліту. Плівка прозора, добре офарблюється органічними барвниками і мінеральними солями.
Розроблено механічні способи фактурування алюмінієвих виробів, що дозволяють одержувати на їхній поверхні різноманітні сліди обробки. До них відносять декоративне штрихування, сатинірування, віброобкатування.
Термічна або хіміко-термічна обробка металів є процесом, що складається з операцій нагрівання, витримки і подальшого охолоджування заготовок. Основними видами термічної обробки є: відпал, нормалізація, гарт і відпуск.
Справжні розміри металовиробу можуть бути більші або менші від вказаних на кресленні унаслідок неточності верстата, деформації ріжучого інструменту, точності виміру, кваліфікації робітників.
Різниця між найбільшим і найменшим граничними розмірами деталі називають допуском розміру. Від величини допуску залежить клас точності обробки. Є 11 класів точності. Найвищий клас точності – 1, найнижчий – 9. Клас точності обробки виробів, залежно від їхнього призначення, вказується в ТУ і ДСТУ.
Обробку можуть здійснювати: шліфуванням, поліруванням, притиранням, хонінгуванням.
Способи з’єднання деталей для металогосподарських виробів можуть бути нероз’ємними (зварювання, клепання, зшивання, паяння) або роз’ємними (за допомогою гвинтів, болтів, гайок).
Способи захисту металевих виробів від корозії:
зміна стану довкілля;
зміна складу металів;
термічна і термохімічна обробка металів;
нанесення захисних покриттів;
раціональне конструювання металевих виробів;
електрохімічний захист.
Для оздоблення металогосподарських товарів застосовуються золочення, сріблення, карбування, гравіювання, філігрань, чернь.