Применение платины в технике

Важнейшими областями применения платины стали химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализаторов различных реакций сейчас используется около половины всей потребляемой платины.

Платина – лучший катализатор реакции окисления аммиака до окиси азота NO в одном из главных процессов производства азотной кислоты.

Платиновые катализаторы используют при синтезе витаминов и некоторых фармацевтических препаратов.

Платиновые катализаторы ускоряют многие другие практически важные реакции: гидрирование жиров, циклических и ароматических углеводородов, олефинов, альдегидов, ацетилена, кетонов, окисление SO₂ в SO₃ в сернокислотном производстве.

С помощью платиновых катализаторов на установках каталитического риформинга получают высокооктановый бензин, ароматические углеводороды и технический водород из бензиновых и лигроиновых фракций нефти.

Автомобильная промышленность использует каталитические свойства этого металла – для дожигания и обезвреживания выхлопных газов.

Платина незаменима для современной электротехники, автоматики и телемеханики, радиотехники и точного приборостроения. Из нее делают электроды топливных элементов.

Из сплава платины с родием делают фильеры для производства стеклянного волокна.

Платина и ее сплавы в химическом машиностроении служат превосходным коррозионностойким материалом. Аппаратура для получения многих особо чистых веществ и различных фторсодержащих соединений изнутри покрыта платиной, а иногда и целиком сделана из нее.

Платина и ее сплавы также применяются для изготовления:  - специальных зеркал для лазерной техники;  - нагревательных элементов печей сопротивления;  - анодных штанг для защиты от коррозии корпусов подводных лодок;  - нерастворимых анодов в гальванотехнике;  - гальванические покрытия;  - постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой и остаточной намагниченностью (сплав платина - кобальт ПлК-78).  - электродов для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически, использование платины обуславливает все мировое производство перекиси водорода).

Применение платины в медицине

Незначительная часть платины идет в медицинскую промышленность. Из платины и ее сплавов изготавливают хирургические инструменты, которые, не окисляясь, стерилизуются в пламени спиртовой горелки. Сплавы платины с палладием, серебром, медью, цинком, никелем служат отличным материалом для зубных протезов.

Инертность платины к любым соединениям, ее электропроводимость и неаллергенность позволяют активно использовать ее в биомедицине как компонент электростимуляторов, катетеров и другого медицинского оборудования.

Определенные платиновые комплексы используются в химиотерапии и показывают хорошую деятельность антиопухоли для небольшого количества опухолей.

Применение платины в ювелирнрм деле

Ежегодно мировая ювелирная промышленность потребляет около 50 тонн платины. Большинство платиновых ювелирных предметов торговли содержат 95% чистой платины. В ней минимум примесей, поэтому она настолько чистая, что не тускнеет, не меняет цвет и сохраняет блеск на долгие годы.

Яркий блеск платины лучше всего отражает истинное сияние бриллиантов, является прекрасной оправой для драгоценных камней и сочетается с натуральными желтыми оттенками золота. Благодаря чистоте она не раздражает кожу, так как в отличие от некоторых других металлов не содержит аллергенных примесей.

Самой важной чертой платины является прочность. Ювелирные изделия из серебра и золота могут износиться, и их придется отдавать в ремонт, чтобы заменить износившуюся часть новым металлом. Изделия из платины не изнашиваются, они практически неподвластны времени.

14. Виды обработки металлов давлением

• Прокатка

• Прессование

• Волочение

• Ковка

• Штамповка

• Листовая штамповка

• Комбинации

15.

Ковкой называется такой вид обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное, прерывистое воздействие на нагретую заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры. Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковками. Ковка подразделяется на свободную ковку и штамповку (см. далее). При получении изделий свободной ковкой исходный продукт обрабатывают многократным и прерывным воздействием универсального инструмента – кувалды, молота или пресса до приобретения им заданной формы и размеров. При этом смещаемый по высоте объем деформируемого тела имеет возможность свободного перемещения по контактной поверхности инструмента, что и обусловило название данного вида обработки металлов. 4 Кроме того, свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой. Свободная ковка находит применение при индивидуальном и мелкосерийном производстве, она может выполняться ручным способом или машинным. Ручную ковку осуществляют воздействием на металл с помощью специального инструмента – молотков (ручников), кувалд, молотов и др. видов оснастки. Широко ручная свободная ковка используется для изготовления художественных изделий. В этом случае ее можно рассматривать как процесс создания изделия как художественного образа. Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании - молотах с массой падающих частей (бабами) от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 мН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более (например, валы гидротурбин). Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и. Ручная свободная ковка, выполняемая молотком (ручником) справа и кувалдой (слева). 5 специальные манипуляторы. В этом случае ковка, как правило, является одним из экономичных способов получения заготовок деталей, из которых в дальнейшем различными способами изготавливаются конечные изделия.

16. Основные операции ковки характеризуются тем, что при их выполне- нии заготовка подвергается пластическому деформированию с целью полу- чения поковки требуемой формы и размеров. К этим операциям относятся: осадка, высадка, прошивка, пробивка, протяжка, раскатка, проколка, раз- дача, гибка, передача, скручивание и кузнечная сварка. В данном пункте будут кратко рассмотрены не все, а наиболее важные из них. Осадка, высадка

17. Осадка, высадка. При ковке осадка/высадка являются основными операциями для полу- чения формы поковки, но могут применяться также и как промежуточные операции для устранения литой структуры, анизотропии свойств металла, заварки внутренних дефектов. Осадка - это операция, при которой за счет обжатия по высоте увели- чивается площадь поперечных сечений заготовки, перпендикулярных дефо- 10 рмирующей силе, а площади продольных сечений (высотных), параллельных деформирующей силе уменьшаются по величине. При этом деформация ох- ватывает всю заготовку. Осадка бывает двух видов: открытая и закрытая. При открытой осадке трение на контактных поверхностях: «инстру- мент – заготовка» приводит к затормаживанию процесса радиальной дефор- мации и, как следствие, к образованию бочкообразной боковой поверхности. При закрытой осадке и ходе инструмента на величину h1 также образу- ется бочка, однако в дальнейшем заготовка упирается в стенки матрицы и не может свободно деформироваться как в предыдущем случае. Высадка – это разновидность операции осадки, при которой по высо- те осаживается только часть заготовки, т.е. деформацией охвачена не вся за- готовка . Высадка также бывает открытой и закрытой в зави- симости от отсутствия или наличия «сдерживающих» поверхностей инстру- мента в деформируемой части заготовки.

18. Прошивка, пробивка, проколка и раздача.

Прошивка, пробивка, проколка являются кузнечными операциями, применяемыми для изготовления в поковках сквозных отверстий, глухих углублений и пазов, а раздача для увеличения диаметров отверстий.

Прошивка – это процесс вытеснения формующим инструментом металла из заготовки для получения в ней полости необходимого размера и формы. Пробивка - операция выполнения в заготовке сквозного круглого или фасонного отверстия либо паза с удалением металла в отход (выдру) путем сдвига отделяемой части заготовки относительно тела поковки.

Проколка - выполнение в заготовке отверстия без удаления металла в отходы. С помощью этой операции получают отверстия в заготовках толщиной до 25 мм.

Раздача – операция увеличения поперечных сечений части полой заготовки путем одновременного воздействия инструмента по всему периметру сечения.

Протяжка.

Протяжка металла – одна из основных кузнечных операций, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения.

Гибка – операция, при которой образуют или изменяют углы между частями заготовки, а также придают ей криволинейную форму в соответствии с заданным контуром.

19.

К вспомогательным операциям относятся сбивка углов, надрубка и обрубка. Сбивка углов – операция, при которой с помощью кузнечного инструмента деформируют углы у заготовок квадратного или прямоугольного сечения до образования формы сечения, близкой к кругу.

Обрубкой в основном удаляют излишки металла

К отделочным операциям относятся правка, проглаживание, калибров- ка и клеймение. Правка предназначена для ликвидации, не предусмотренной чертежом кривизны поковки, ею устраняют искажения форм заготовки пластическим деформированием.

Проглаживанием устраняют неровности поверхности заготовки с помощью гладилок путем пластического деформирования.

При калибровке проглаживают внутренние поверхности путем деформирования кузнечным инструментом и правят их. Операция калибровки выполняется так же, как операция раздачи отверстий после прошивки и пробивки их. Диаметр прошивней или оправок, применяемых при калибровке, должен быть несколько больше (доли миллиметров) калибруемых отверстий и иметь гладкие поверхности. Для горячей калибровки поверхности прошивней и оправок шлифуют, а для холодной — полируют.

20.

Штамповку осуществляют на различных машинах: штамповочных молотах, кривошипных горячештамповочных прессах, гидравлических и фрикционных прессах, горизонтально-ковочных и горизонтально-гибочных машинах, ковочных вальцах и др., которые были рассмотрены ранее. Объёмная штамповка - это вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки из заготовки осуществляют с помощью специального инструмента - штампа. Штампы представляют собой массивные толстостенные детали, в которых выполнены рабочие полости - гравюры, формообразующие поковку. Иными словами штампы представляют собой стальные бойки с вырезами (ручьями), очертания которых соответствуют конфигурации изготавливаемой поковки. Штамп состоит минимум из двух частей - половин. Поверхность совпадения частей штампа называют поверхностью разъема. Штамп, состоящий из нескольких частей, каждая из которых имеет часть общей гравюры, называют многоразъемным. Штампы закрепляются при помощи "ласточкиного хвоста" в подвижной верхней части молота или пресса (бабе) и нижней штамподержателе (шаботе). В полость нижней половины штампа кладут нагретую заготовку и затем верхней половиной штампа наносят удары или давят, в результате которых металл заполняет полость штампа. Необходимо учитывать, что в отличие от универсального инструмента свободной ковки, штамп годен для изготовления только той поковки, для которой он спроектирован и изготовлен. Штампы подвергаются чрезвычайно высоким нагрузкам – механичес- ким и тепловым. При штамповке стали удельные усилия на поверхности гра- вюры достигают 1 ГН/м2 , а температура на контакте с поковкой составляет 700-800 °С, поэтому штампы изготовляют из закаленной и отпущенной шта- мповой стали, легированной хромом, никелем, вольфрамом, молибденом, ва- надием. Как пример можно привести следующие инструментальные марки стали для изготовления штампов: У8, У10, ЭХВ8, 7ХС, 5ХГС и др. В про- 5 цессе изготовления штампы подвергают закалке с низким и средним отпус- ком. Стойкость штампа определяется количеством годных поковок, изго- товленных при помощи этого штампа до износа. Стойкость горячих штампов обычно невелика - 3000-10000 шт. поковок. Учитывая высокую стоимость штампа, следует еще раз отметить, что горячая штамповка выгодна только для достаточно больших партий деталей (тысяч и десятков тысяч штук). Течение металла в штампе ограничивается поверхностями его полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ру- чей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также иногда периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя существуют технологические процессы, когда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штампово- чной машине. При использовании штамповки значительно повышается производи- тельность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точ- ность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки.