Zpracování kovů: hlavní druhy, metody a technologie | Kovový servis

Zpracování kovů je proces přeměny kovového obrobku působením vnějších sil nebo faktorů, při kterém výrobek získává stanovené rozměrové, pevnostní a další fyzikální a mechanické vlastnosti. V moderním průmyslu se používá šest hlavních metod zpracování kovů.

Druhy a technologie zpracování kovů

V závislosti na způsobu dopadu na kov jsou všechny technologie zpracování kovů rozděleny do šesti hlavních kategorií.

• Mechanické – nejširší skupina zahrnující všechny druhy obrábění kovů. Patří sem soustružení a ruční obrábění kovů, frézování, vrtání a řezání, broušení, leštění atd.
• Tepelné – další velká skupina zahrnující kalení, žíhání, popouštění, normalizaci a další druhy tepelného zpracování zaměřené na změnu struktury krystalové mřížky kovu jak v celém jejím objemu, tak v jejích povrchových vrstvách za účelem zpevnění a zhutnění, zvýšení viskozity nebo elasticity, tekutosti a odolnosti proti rázovému zatížení atd.
• Chemické zpracování kovů zahrnuje vystavení kovového produktu určitým chemikáliím za účelem nasycení povrchu součásti uhlíkem, borem, chromem, dusíkem a dalšími prvky. Chemické zpracování kovů umožňuje měnit strukturu a fyzikální a mechanické vlastnosti povrchových vrstev kovu tak, aby získaly potřebné vlastnosti, včetně: a odolnost proti korozi.
• Lisování – tato kategorie zahrnuje všechny technologie tváření kovů včetně ražení a lisování, válcování, tažení, ohýbání a kování. Použití výkonných průmyslových lisů a speciálních zápustek umožňuje vysoce produktivní výrobu kovových výrobků různých tvarů v sériové výrobě.
• Lití je jednou z nejstarších metod zpracování kovů. Výrobky z litiny se vyrábějí již od doby železné, technologie lití kovů se neustále zdokonaluje a její možnosti se rozšiřují.
• Svařování je vytváření trvalých kovových spojů.

Kromě šesti uvedených metod klasického zpracování kovů existují i ​​inovativní, jako je řezání plazmou a laserem na počítačových CNC strojích. Takové high-tech metody umožňují vysoce přesné řezání plechu pomocí proudu plazmy nebo laserového paprsku bez nutnosti následného opracování hran hotového kovového dílu složitého tvaru a konfigurace vnitřních otvorů.

Podstata metod zpracování kovů

Volba technologie zpracování kovů závisí výhradně na technických specifikacích pro výrobu konkrétního dílu nebo jiného kovového výrobku, požadovaných rozměrových tolerancích, pevnostních charakteristikách atd.

Obrábění

Řezání je jedním z nejrozšířenějších druhů obrábění kovů, který zahrnuje jak ruční pilování, tak vysoce přesné práce na složitých soustruzích nebo 3D CNC frézkách. Podstatou procesu je sekvenční řezání materiálu obrobku vhodným řezným nástrojem:

• fréza pro vnější, vnitřní a koncové soustružení nebo odřezávání válcových a kulových kovových výrobků;
• fréza pro opracování rovných a zakřivených povrchů obrobku,
• vrták pro vrtání otvorů;
• závitník a matrice pro řezání závitů;
• ostřicí a brusné kotouče pro konečnou úpravu kovů.

Každý nástroj a odpovídající stroj je určen pro konkrétní technologický proces. Některé moderní univerzální počítačově řízené stroje jsou vybaveny několika pracovními nástroji, což umožňuje provádět na jednom zařízení několik druhů zpracování kovů najednou, včetně soustružení, frézování, vrtání, broušení, řezání laserem, ohýbání a elektrické svařování.

Tepelné zpracování

Tepelné zpracování umožňuje dosáhnout požadovaných fyzikálních a mechanických vlastností ohřevem kovu za určitých podmínek a ochlazením obrobku podle technologického postupu. Podstatou tepelného zpracování je změna struktury krystalové mřížky slitiny a jejího chemického složení. Charakteristiky jako pevnost, viskozita, odolnost proti zvýšenému střídavému, dynamickému, statickému, rázovému a dalšímu zatížení do značné míry závisí na strukturálních vlastnostech krystalové mřížky.

Existuje několik hlavních typů tepelného zpracování.

• Kalení je působení kritických teplotních změn na kov při ohřevu a rychlém ochlazení, jejichž hodnota se volí v závislosti na chemickém složení slitiny (rychlé nebo postupné ochlazování ve vodě, v oleji, na vzduchu atd.).
• Žíhání nebo homogenizace – získání jednotné struktury krystalové mřížky a uvolnění napětí. K žíhání patří také technologie tepelného zpracování kovů jako je normalizace a patentování (zlepšení plasticity).
• Kalení je odstranění vnitřního pnutí a zplastizování materiálu díky jeho pevnosti.

Existují i ​​méně běžné typy tepelného zpracování, jako je kryogenní úprava kovů, jejímž účelem je zpevnit kovový produkt jeho ochlazením na kriticky nízké teploty – až -153 °C.

Chemické ošetření

Chemické ošetření zahrnuje čtyři hlavní metody:

• cementace – nasycení kovu atomy uhlíku vlivem vysoké teploty v plynném prostředí;
• nitridace – nasycení povrchu obrobku atomy dusíku za vysokých teplot v prostředí amoniaku pro zlepšení vlastností zpracovávaného produktu.
• nitrokarburizace – sycení atomy uhlíku a dusíku.
• chromování – nasycení horních vrstev slitiny chromem pro ochranu proti korozi;
• boridování – sycení borem pro zvýšení odolnosti proti opotřebení.

Léčba tlakem

• Lisování je proces změny tvaru plechového přířezu pomocí matrice a razníku na výkonném průmyslovém lisu.
• Ohýbání je dalším typem kompresního zpracování, které zahrnuje změnu orientace plechového polotovaru pod daným úhlem na ohýbacích strojích.
• Kování je výroba kovaných kovových výrobků rázovým působením po zvýšení plasticity kovu při ohřevu.

Závěr

Moderní technologie umožňují vyrábět kovové výrobky a strojní součásti prakticky z jakéhokoli konstrukčního materiálu, jehož způsob zpracování závisí na konstrukčním řešení a výrobních možnostech. Použití CNC strojů a dalších high-tech kovoobráběcích zařízení zvýšilo produktivitu a výrazně snížilo náklady na práci.

Kovoobrábění je technologický proces, který zahrnuje fyzikální působení na kovy a jejich slitiny pomocí jedné nebo více metod. Hlavním účelem postupu je potřeba změnit tvar a velikost pracovního vzorku. Při práci s kovem se používají speciální zařízení a nástroje. Pro dosažení kvalitních fyzikálních a chemických ukazatelů jsou u každé slitiny zohledněny ukazatele teploty tavení a vytvrzování, pevnost a tvrdost.

Metody zpracování kovů

Pod pojmem kovoobrábění se rozumí soubor technologických postupů. Používají se následující metody:

1. Mechanické zpracování;
2. Obrábění elektrickým výbojem;
3. Tepelné zpracování;
4. Chemické ošetření;
5. Tváření kovů.

Každá metoda má své vlastní charakteristiky a vlastnosti. K provádění práce používají různé nástroje, stroje a ruční práci. Stojí za to zvážit každý z procesů podrobněji.

Obrábění

Způsob ovlivňování kovu, který nemění strukturu materiálu, ovlivňuje výhradně fyzické rozměry obrobku. Během pracovního procesu se díl upraví na parametry uvedené na výkresech. K dosažení výsledku se používají stroje, svářecí, řezné nástroje atd. Mechanické zpracování zahrnuje odstranění vrstvy kovu pro dosažení požadovaného tvaru. Tímto způsobem se vytvoří hrubý polotovar, který vyžaduje dodatečné zpracování. Technologie mechanického působení je univerzální povahy, umožňuje práci s různými slitinami a materiály. Výsledkem mechanického působení na kov je vysoce přesná součást, která odpovídá předem stanoveným parametrům. V tomto případě lze použít jeden nebo více způsobů mechanického zpracování.

Mechanické zpracování je reprezentováno různými způsoby ovlivnění:

1. řezání;
2. Deformační řezání;
3. Elektrické zpracování;
4. Plastická deformace.

Řezání se používá k získání obnoveného kovového povrchu po zpracování. Při práci se používají speciální řezné nástroje, které nejprve deformují povrch a následně odstraní přebytečné vrstvy požadované tloušťky. Kategorie řezání zahrnuje: soustružení, frézování, vrtání, drcení, broušení, protahování.

Deformační řezání je komplexní účinek na obrobek. Zahrnuje konvenční technologii řezání s následnou deformací. Tento způsob mechanického působení umožňuje obnovit opotřebované díly a dát jim požadovaný tvar a velikost.

Elektrické zpracování kovu se provádí pomocí speciálního zařízení: lis, bruska, soustruh, protahovačka, fréza, vrtací zařízení atd. Pomocí různých zařízení je možné dosáhnout speciálních vlastností materiálů s hladkým, drsným nebo perforovaným povrchem. Elektrické zpracování kovu umožňuje dopad na výrobky různých velikostí. Výsledek se může lišit velikostí, úrovní přesnosti, kvalitou povrchu.

Plastická deformace kovu se provádí působením povrchu na obrobek. Do této kategorie spadají následující procesy: lisování, kování, lisování, válcování závitů. Po vystavení lisu se obrobek nejčastěji zpracovává elektrickou metodou.

Obrábění elektrickým výbojem

Zpracování kovů touto metodou zahrnuje použití elektrického průrazu během povrchové úpravy. V okamžiku přiblížení k elektrodám, které jsou pod napětím, dochází k výboji, jehož destruktivní účinek se projevuje na anodě materiálu a ovlivňuje pracovní část. K vyplnění mezielektrodového prostoru se používá destilovaná pracovní voda, petrolej nebo speciální kapalina. Dielektrikum působí jako katalyzátor.

Pro zpracování kovů se používají následující typy elektrických erozních zařízení:

• Stroje na řezání drátem. Používá se pro řezání silných plechů. K provedení práce se používá drát malého průřezu, jehož princip činnosti je naprogramován pomocí CNC;
• Kopírování a sešívání. Používá se pro zpracování obtížně obrobitelných materiálů. Kopírovací stroje používají speciální elektrodu. Nejčastěji je vyroben z mědi.

Použití elektroerozivního obrábění umožňuje následující možnosti ovlivnění kovu: opracování dílů s perforací (síta, různé díly s průchozími otvory), řezání obrobků z kovu vysoké tvrdosti, broušení povrchu materiálu, vyvrtávání dílů, prošívání štěrbin , okénka a otvory, kopírující tvar průřezu elektrody, jiné.

Tepelné zpracování

Způsob aplikace teploty na slitiny nebo kovy. Cílem je změnit strukturu nebo vlastnosti finálního vzorku. Jako zpracovatelský materiál se používá ocel a neželezné kovy.

Tepelné zpracování kovů je rozděleno do následujících typů:

• Chemicko-tepelné zpracování. Používá se k získání určité struktury a vlastností v celém průřezu součásti obrobku. Tento typ zahrnuje nitridaci, cementaci, nitrokarburizaci, boridování, vysokoteplotní metody nanášení materiálu atd.;
• Objemové tepelné zpracování. Používá se k získání určité struktury a vlastností podle objemu pracovního materiálu. Do této skupiny patří: žíhání, normalizace, popouštění, kalení;
• Lokální tepelné zpracování. Používá se pro bodový dopad na materiál. Tato kategorie zahrnuje kalení a žíhání pomocí teploty nebo elektrického kontaktního ohřevu.

Teplotní úprava je jednou z nejoblíbenějších metod úpravy kovu. Nejde jen o teplotní efekt. Existují některé skupiny nástrojových ocelí, které vyžadují zpracování za studena. Dopad studené metody na materiál umožňuje dosáhnout maximální tvrdosti a odolnosti suroviny proti opotřebení.

Tváření kovů

Kovy se vyznačují plasticitou, díky které je dosaženo možnosti zpracování kovů tlakem. Plastická deformace umožňuje dát surovinám určitý tvar a velikost. Podstatou metody je, že atom materiálu je pod vlivem vysokého zatížení schopen zaujmout novou stabilní polohu v krystalové mřížce. V závislosti na podmínkách provedení lze použít jednu z následujících metod:

1. Opracování kovů za tepla pod tlakem. Provádí se při vysokých teplotách, které jsou vyšší než podmínky krystalizace;
2. Zpracování kovů za studena. Provádí se pod teplotou krystalizace kovů.

Tento typ zpracování se provádí několika způsoby:

• Válcování. Tlakové zpracování obrobků pomocí speciálních hřídelí. Účel práce: snížení geometrických parametrů průřezové části. Dělí se na podélné, příčné, příčné šroubovité;
• Kování. Patří do kategorie vysokoteplotních expozičních metod. Provádí se pomocí pneumatického, hydraulického a parovzdušného zařízení.;
• Výkres. Používá se pro kulaté nebo tvarované obrobky. Díl je tažen přes speciální hřídele, aby se vytvořily zadané parametry. Kreslení se provádí za sucha nebo za mokra. V druhém případě se používá mýdlová emulze;
• Lisování. Proces přemístění matrice speciálním otvorem. Vytlačovací síla je vytvářena pomocí výkonného lisu. Kovy, které jsou vysoce křehké, jsou podrobeny lisování;
• Objemové a archové ražení. Projde při použití razítka. Vnitřní dutina obrobku je omezena tvarem matrice. To omezuje tok průvlaku v požadovaném směru.

Ze všech druhů lze použít jednu nebo více kombinovaných metod.

Vlastnosti zpracování kovů

Při zpracování kovu se zohledňuje celá řada parametrů. Mezi hlavní patří teplotní charakteristiky pracovního kovu, fyzikální a chemické vlastnosti, tvrdost, pevnost a další. Na stejný materiál lze použít několik možností zpracování. Jsou to řezání, ražení, normalizace, stárnutí a další. Každý typ vám umožní nejen získat část zadaných parametrů, ale také zlepšit výkonnostní charakteristiky.

Zpracování materiálu se provádí pomocí CNC strojů, ručního nářadí a různých strojů. Každý typ zpracování má požadavky na přesnost parametrů a odpad. CNC stroje vám umožní dosáhnout minimálních chyb v rozměrech dílu. Zároveň sníží množství odpadu. Ruční práce vyžaduje vysoké dovednosti a schopnosti při práci s kovem. Použití kombinací různých technik zpracování kovů vám umožní vytvářet díly složitých tvarů a velikostí. V konečném důsledku se tak rozšiřuje rozsah použití materiálu. Například technologie lisování plechů umožňuje získat nejmenší díly pro radiotechnická zařízení. Technika zároveň umožňuje práci s velkými díly pro karoserie automobilů.

Příklady dílů

Proč byste měli kontaktovat MetalService?

Naše společnost pracuje na vlastních obráběcích strojích, což nám umožňuje provádět práce nejen rychleji než zprostředkovatelé, ale také s příznivější cenou za kovoobráběcí služby.

Pracujeme se všemi druhy oceli:

• Černé druhy ocelí;
• Neželezné oceli;
• Nerezové oceli;
• Litina.

Poskytujeme celou škálu kovoobráběcích služeb na moderních přesných zařízeních s použitím vysoce kvalitních řezných nástrojů, což našim specialistům umožňuje získat maximálně přesné díly podle výkresu zákazníka.