Технологии изготовления изделий из металла

Металлические изделия и конструкции получили широкое распространение в различных отраслях и повседневной жизни благодаря прочности, износостойкости, длительной эксплуатации. А чтобы обеспечить их высокое качество, а также возможность изготавливать металлопродукцию разных форм, размеров и конфигураций для различных потребностей, производители применяют разнообразные технологии. 

Основные методы обработки — литье, прокат, сварка, ковка, фрезерная обработка, шлифовка. Эти технологические операции применяются для изготовления изделий из чугуна, черной и нержавеющей стали, алюминия, меди, латуни и других металлов. Технологии подбираются индивидуально в зависимости от физико-химических свойств материала, сложности изготовления готовой конструкции.

Подготовка к производству металлических конструкций и изделий

Изготовление металлических деталей и конструкций начинается с подготовительного этапа, куда входят:

• Проектирование и подготовка документации. Прежде чем приступить к работе, нужно сделать проект с учетом формы, размеров будущего изделия, наличия отверстий, крепежей, необходимых для сборки конструкции. Для проектирования используется специальное программное обеспечение, что позволяет гарантировать точное соблюдение параметров при создании модели. При разработке чертежей учитываются назначение, условия использования детали, технологические стандарты и требования клиента. В чертежах содержатся все важные особенности будущего изделия — от размеров до расчетов прочности.
• Выбор материалов и подготовка сырья. Когда чертежи готовы и одобрены заказчиком, переходим к выбору материала. В зависимости от технических требований и условий использования для этой цели используются нержавеющая или черная сталь, алюминий, медь, латунь и другие металлы и сплавы. Специалисты отбирают качественное сырье, которое обеспечивает надежность, прочность, долговечность готовой конструкции.
• Создание рабочего прототипа. Если нужно изготовить партию изделий с одинаковыми параметрами, сперва обычно создается рабочий прототип, который проходит тестирование разрушающими и неразрушающими методами.

Этапы изготовления металлических изделий

Технологии изготовления изделий из металла включают разные виды воздействий — формирование заготовок, механические, термические методы, нанесение краски и защитных покрытий.

Формовка заготовок

Методы, которые применяются для получения заготовок необходимой толщины и формы:

• Литье. Расплавленный металл заливают в формы, чтобы получить изделие определенного размера и конфигурации.
• Прокат. Холодный или горячий металл протягивают через валки, чтобы получить листы и металлический профиль нужной толщины. Холодный способ обработки подходит пластичным металлам, таким как свинец или олово, но чаще всего материал нагревают, чтобы он стал податливым.
• Ковка. Распространенный способ обработки, позволяющий получить нужную форму благодаря ударной нагрузке. Выполняется с помощью молота или путем прессования, бывает свободной и штампованной.
• Волочение. Процесс протягивания заготовки из металла через сужающееся отверстие, чтобы получить сечение определенной толщины и формы. Для большинства металлов нагревание не требуется, если возникают трудности с деформацией, применяется тепловое волочение.

Резка, механическая и термическая обработка

Для разрезания металлических листов применяются современные методы, такие как плазменная и лазерная резка. В первом случае на лист металла воздействует поток плазмы с ионизированным газом — это может быть азот, кислород, аргон. Во втором случае заготовки вырезаются на станке с помощью высокоточного лазера, который расплавляет материал в зоне воздействия. Оба этих метода отличаются высокой точностью, скоростью обработки, подходят для разрезания разных материалов, включая твердые, тугоплавкие, хрупкие.

К способам механической обработки металлоизделий относятся:

• фрезерование — обработка на фрезеровальных станках с режущим инструментом, который убирает слой материала;
• гибка — пластическая деформация металлических листов для придания ему нужной формы; для пластичных материалов применяется холодная гибка, для малопластичных — горячая;
• проделывание отверстий — получают с помощью сверла нужного диаметра;
• шлифовка — механическая обработка абразивными инструментами для устранения дефектов, выравнивания поверхности, придания гладкости.

Для изменения структуры и свойств металлов применяются методы термообработки, когда заготовку нагревают и выдерживают при определенной температуре с последующим охлаждением. С помощью термической обработки можно повысить ударопрочность, твердость, коррозионную стойкость материала, подготовить к дальнейшей обработке.

Сварка

Технологический процесс создания прочных неразъемных соединений между свариваемыми металлическими элементами. Применяется для соединения деталей с помощью расплавленного металла, в месте соединения создается прочный шов. В производстве металлических изделий применяются разные виды сварки:

• лазерная;
• электродуговая;
• плазменная;
• литейная;
• электронно-лучевая;
• газовая.

Производитель подбирает метод в зависимости от свойств материалов и требований к сборке металлоконструкции.

Защитная и декоративная отделка

Чтобы защитить металлопродукцию от коррозии и придать изделию эстетичный вид на поверхность наносятся специальные составы. С защитной и декоративной целью применяются отделка никелем, цинком, хромом, оксидирование, анодирование. Также используются полимерные покрытия и порошковая краска.

Виды металлических изделий и способы их производства

Металлопродукция в зависимости от способа изготовления, используемых материалов и назначения делится на разновидности:

• Из листовых металлов. Металлические листы проходят резку, гибку, сверление и другие методы обработки. Из них можно изготавливать профнастил, металлические емкости, ограждения, стеллажи, поддоны, в том числе сложные конструкции.
• Из черных металлов. К ним относятся чугун, черная сталь, которые отличаются прочностью, они доступные и универсальные. Для создания изделий из черных металлов заготовки подвергаются литью, ковке, механической и термической обработке. Используются в производстве металлопроката, станков, инструментов.
• Из цветных металлов. К ним относятся свинец, олово, медь, алюминий, а также сплавы — латунь и бронза. В качестве обработки применяют прокатку, волочение, штамповку, прессование, обтачивают на фрезерных станках. Повысить прочность и пластичность поможет термическая обработка, для дополнительной защиты — анодирование, хромирование, никелирование.
• Штампованные. Металлоизделия, изготовленные по технологии холодной или горячей штамповки. Сюда относятся крепежи, швеллеры, балки, инструменты, детали сложных механизмов и элементы конструкций.

Преимущества изделий из металла

Изделия из металлов, изготовленные с применением различных методов обработки, широко используются в быту и разных производственных сферах. Они ценятся за особую прочность, устойчивость к нагрузкам и внешним воздействиям, привлекательный внешний вид. На заводе “Сталькран” можно заказать изготовление деталей и металлоизделий по индивидуальному проекту. Производим металлопродукцию из отборного сырья с применением высокоточного оборудования и современных методов обработки.

Технологии изготовления изделий из металла