32.Хозяйственные товары из металлов: факторы, формирующие потребительские свойства (способы обработки, методы изготовления и обработки поверхностей, способы защиты от коррозии).

Качество металлотоваров, т. е. совокупность их потребитель­ских свойств, во многом зависит от свойств металлов и сплавов, применяемых при изготовлении изделий, а также от качества технологических процессов, их полноты и последовательности проведения.

1. Способы обработки

·Метод литья является самым распространенным способом изготовления металлических деталей и изделий. Его сущность заключается в том, что расплавленный металл, залитый в форму, застывает в ней и приобретает заданные очертания и размеры. Заготовки, полученные методом литья, называют отливками. К специальным способам литья относятся: -литье в металлические формы (кокильное литье); литье в оболочковые (скорлупчатые) формы; центробежное литье; литье под давлением; литье по выплавляемым моделям

·Металл может обрабатываться давлением в горячем и в хо­лодном состоянии.

·Прокатка - пропускание металлической заготовки между дву­мя системами валков прокатного стана, вращающихся в противопо­ложных направлениях. Прокат различают листовой и сортовой (или профильный), последний имеет в поперечном сечении сложную форму. Кроме того, прокатка может быть холодной и горячей.

· Штамповка - придание металлу определенной формы с по­мощью давления штампа. Различают объемную и листовую штам­повку.

· Волочение - процесс протягивания заготовки через отверстие волоки. При волочении уменьшается поперечное сечение заготовки и увеличивается длина. Изделие приобретает точные размеры, глад­кую поверхность. Получают в основном прутки и проволоку.

·Чеканка - получение на листовой заготовке выпукло-вогну­того рельефа за счет незначительного перемещения металла под штампом. Применяется в производстве монет, жетонов, медалей после операции штамповки.

2. Дальнейшая обработка заготовок может производиться меха­ническими, физико-химическими, термическими и химико-тер­мическими способами.

1)Механическая обработка заготовок (или обработка резани­ем).В процессе обработки резанием заготовка приобретает окончатель­ную форму, заданные размеры и требуемую чистоту поверхности. 2)Физико-химические методы обработки. Этими методами можно с боль­шой точностью и высокой эффективностью получать полости или отверстия очень малых размеров или сложных форм, изготовлять детали с узкими криволинейными пазами. К ней относят электроискровой, электроимпульсный, электроконтактный и анодномеханический способы. Такая обработка основана на явлении местного разрушения металла под действием электричества. 3)Термической обработкой называют совокупность операций нагревания, выдержки и охлаждения металлов и сплавов с целью изменения их структуры и свойств.

Основными виды:

Отжигом называется операция, при которой изделие нагрева­ют до определенной температуры (около 600 °С), какое-то время выдерживают при заданной температуре и охлаждают с опреде­ленной скоростью (очень медленно). В результате отжига сталь приобретает устойчивую структуру, освобождается от внутренних напряжений, становится более пластичной.

Нормализацией называют вид термической обработки, при котором стальные заготовки нагревают сильнее, чем при отжиге (около 650 °С), определенное время выдерживают при этой темпе­ратуре и свободно охлаждают на воздухе. Нормализация снимает внутренние напряжения, улучшает обрабатываемость резанием, позволяет исправлять структуру сварного шва.

Закалкой называется операция нагрева заготовки до темпера­тур порядка 800-950 °С, выдерживание в течение определенного времени и моментального (очень быстрого) охлаждения в специ­альных средах (вода, эмульсии и минеральные масла). Закалка способствует увеличению твердости, прочности и износостойкости поверхностного слоя изделий.

Отпуском называют операцию термической обработки, при которой стальные детали, прошедшие закалку, нагревают до тем­пературы около 650 °С и медленно охлаждают до комнатной тем­пературы (на воздухе или в минеральном масле). Отпуск умень­шает остаточные внутренние напряжения, повышает упругость и вязкость без снижения твердости.

4)Химико-термическая обработка изделий применяется в тех случаях, когда поверхность изделия должна обладать высокой твердостью и износостойкостью при сохранении мягкой и плас­тичной сердцевины.

Основными ее видами являются цементация, азотирование, цианирование и диффузная металлизация.

Цементацией называют процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Она позволяет увеличить твердость, изно­соустойчивость и усталостную прочность поверхностного слоя изделия.

Азотирование - это процесс насыщения поверхности стальных изделий азотом, что повышает твердость, износостойкость и кор­розионную устойчивость поверхностного слоя изделий.

Цианированием называют процесс, при котором поверхность стали одновременно насыщается углеродом и азотом, что повыша­ет твердость, усталостную прочность и коррозионную стойкость поверхности изделия.

Диффузной металлизацией называют процесс насыщения поверхности стальных деталей алюминием, хромом, кремнием и другими элементами. При насыщении стали алюминием процесс называют алитированием, при этом поверхность деталей приоб­ретает повышенную окалиностойкость. При насыщении хромом -хромированием, поверхность приобретает повышенную твердость и коррозионную устойчивость.

3. Нанесение защитных и защитно-декоративных покрытия

В зависимости от назначения различают покрытия защитные и защитино-декоративные. Первые выполняют только защитные функции (в основном защита от коррозии), вторые, кроме того, повышают эстетические свойства изделия, улучшая его внешний вид. Наносимые на металлоизделия покрытия по своей природе подразделяются на металлические и неметаллические, последние могут быть органическими и неорганическими. Из металлических наиболее распространены покрытия оловом (лужение), цинком, никелем, хромом, латунью, медью, бронзой, се­ребром и золотом. Из неорганических неметаллических покрытий для бытовых металлотоваров чаще всего используют силикатное эмалирование. В качестве неметаллических покрытий органиче­ского происхождения используют лаки, краски, пленочные поли­мерные материалы и смазки различной консистенции. Цинковое применяется в качестве защитно-декоративных покрытий стальных изделий. Никелевое покрытие обеспечивает высокую коррозионную стойкость и де­коративную отделку поверхности. Хромовое покрытие обеспечивает высокую коррозионную стойкость, твердость поверх­ностного слоя и сопротивление механическому износу. Оловянное покрытие - защитное от коррозии. Воронение (химическое оксидирование) применяется для по­вышения антикоррозионных свойств стальных изделий.

Анодирование применяется в качестве защитно-декоративного покрытия.

Силикатное эмалирование - это получение эмалевых покры­тий на основе стеклообразующих материалов с целью создания защиты от коррозии при повышенных температурах и придания декоративного вида. Эмалевое покрытие состоит из грунтовой и лицевой эмалей.