Химическая обработка металла это

Обновлено: 22.01.2025

Металл в разных его проявлениях, включая многочисленные сплавы, является одним из самых востребованных и широко используемых материалов. Именно из него изготовляется масса деталей, а также огромное количество других ходовых вещей. Но, чтобы получить какое-либо изделие или деталь, необходимо приложить немало усилий, изучить процессы обработки и свойства материала. Основные виды обработки металлов осуществляются по различному принципу воздействия на поверхность заготовки: термический, химический, механический, художественные воздействия, с применением резки или давления.

Виды термической обработки металлов

Термическое воздействие на материал – это влияние тепла с целью изменения необходимых параметров относительно свойств и структуры твердого вещества. Наиболее часто процесс применяется при производстве разнообразных машинных деталей, причем, на разных стадиях изготовления. Основные виды термической обработки металлов: отжиг, закалка и отпуск. Каждый процесс по-своему влияет на изделие и проводится при разных значениях температурного режима. Дополнительными типами влияния тепла на материал выступают такие операции, как обработка холодом и старение.

Технологические процессы получения деталей или заготовок посредством силового влияния на обрабатываемую поверхность включают в себя разные виды обработки металлов давлением. Среди этих операций имеется несколько наиболее популярных в использовании. Так, прокатка происходит путем обжатия заготовки между парой вращающихся валков. Валки могут быть разной формы, в зависимости от требований, предъявляемых к детали. При прессовании материал заключается в замкнутую форму, откуда после выдавливается в форму меньших размеров. Волочение – процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся отверстие. Под воздействием давления также производят ковку, объемную и листовую штамповку.

Особенности художественной обработки металлов

Творческий подход и мастерство отражают различные виды художественной обработки металлов. Среди них можно отметить пару самых древних, изученных и применяемых еще нашими предками – это литье и ковка. Хотя ненамного отстал от них по времени появления еще один способ воздействия, а именно, чеканка.

Чеканка представляет собой процесс создания картин на металлической поверхности. Сама технология включает применение давления на предварительно нанесенный рельеф. Примечательно, что чеканку можно делать как на холодной, так и на разогретой рабочей поверхности. Эти условия зависят, прежде всего, от свойств того или иного материала, а также от возможностей применяемых в работе инструментов.

Способы механической обработки металлов

Отдельного внимания заслуживают виды механической обработки металлов. По-другому механическое воздействие можно назвать методом резания. Такой метод считается традиционным и самым распространенным. Стоит заметить, что основными подвидами данного метода являются различные манипуляции с рабочим материалом: раскрой, резка, штамповка, сверление. Благодаря именно этому способу предоставляется возможность получения из прямого листа или чурки нужной детали с необходимыми размерами и формой. Еще с помощью механического воздействия можно добиться необходимых качеств материала. Часто подобный способ применяют, когда нужно сделать заготовку, пригодную для дальнейших технологических операций.

Виды обработки металлов резанием представлены точением, сверлением, фрезерованием, строганием, долблением и шлифованием. Каждый процесс отличается друг от друга, но в целом резание – это снятие верхнего слоя рабочей поверхности в виде стружки. Наиболее часто применяются методы сверления, точения и фрезерования. При сверлении деталь закрепляется в неподвижном положении, воздействие на нее происходит сверлом заданного диаметра. При точении обрабатываемая деталь вращается, а режущие инструменты перемещаются в заданных направлениях. При фрезеровании используется вращательное движение режущего инструмента относительно неподвижно закрепленной детали.

Химическая обработка металлов для повышения защитных свойств материала

Химическая обработка – практически самый простой тип воздействия на материал. Здесь не требуется больших трудозатрат или специализированного оборудования. Используются все виды химической обработки металлов, чтобы придать поверхности определенный внешний вид. Также под влиянием химического воздействия стремятся повысить защитные свойства материала - устойчивость к коррозии, механическим повреждениям.

Среди данных способов химического влияния наиболее популярны пассивация и оксидирование, хотя нередко применяется кадмирование, хромирование, меднение, никелирование, цинкование и прочие. Все методы и процессы проводятся с целью повышения различных показателей: прочности, износостойкости, твердости, сопротивляемости. Кроме того, такой тип обработки используют для придания поверхности декоративного вида.

Химическая обработка металлов

Металлы для достижения тех или иных целей, в частности перед покраской, поддают различным обработкам, особой популярностью среди которых пользуется химическая (также существует механическая и термическая). Так как почти каждый металл способен ржаветь, и ржавчина выступает настоящей болезнью металлических изделий, ухудшающей их свойства, их поверхности важно своевременно избавлять от признаков ржавчины. Это продлит срок службы техники и инструмента.

Химическая обработка металлов – это различные процессы, призванные удалить с металлической поверхности слой материала путем выполнения ряда химических реакций, а также создать защитный слой. Специальные растворы способствуют формированию окисных и прочих соединений. В результате появляется пленка, качество которой зависит от многих факторов, среди которых: химический состав раствора, температура обработки, продолжительность воздействия раствора на металл, а также степень дообработочной подготовки изделия.

Цель химической обработки – увеличение прочностных характеристик + защита от коррозии, и таким образом повышение эксплуатационного срока техники/изделий. Часто ее используют при ремонте технической базы предприятия.

Основные преимущества:

- значительная производительность, благодаря оперативности химических реакций;

- доступность обработки вязких и твердых материалов;

- отсутствие лишних влияний на металл (механического/температурного).

Методы химической обработки металлов

Их существует несколько. Выбрать нужно один, который подходит лучшим образом в конкретном случае. Стоит учесть, что для осуществления разных методов необходимы разное оборудование и инструмент.

Среди основных методов – следующие:

- распыление (воздействие на металл струей раствора под низким давлением). Лучший вариант техники – тупиковые/проходные механизмы, за счет высокого уровня наработки. При этом проходным свойственна наивысшая производительность. Специальные агрегаты могут обрабатывать без прерывания работы. Предпочтение отдается одному типу конвейера как при подготовке, так и непосредственно при выполнении основной задачи. Чтобы результат был максимально качественным, скорость движения устройства допустимо ограничивать;

- погружение (расположение металла в специально подготовленном растворе на определенное время). Здесь для подготовки понадобится оборудование, рабочее пространство которого выглядит, как отдельные расположенные в четком порядке емкости. Оно должно быть комплектовано смешивателями, трубчатыми разводками, идущими к отделению для сушки, и транспортером;

- обработка паром, или пароструйная (воздействие паров необходимой концентрации). Данный метод используется, как правило, для покраски габаритных механизмов и тогда, когда организовать производственные площади не является возможным. Здесь имеет место ручная обработка при помощи очищающего ствола и с задействованием техники (передвижной или стационарной). Предварительно поверхность важно хорошо очистить от жира. Параллельный процесс – аморфное фосфатирование основания. Подходящая температура – 140 °С. В ходе работы возможно дополнительное использование хим. компонентов;

- гидроструйная обработка (с применением соответствующих агрегатов).

Особым спросом на предприятиях металлургии, машиностроения и т.д. пользуется метод глубокого травления (хим. фрезерования). Он предпочтителен для изделий, имеющих сложную форму поверхности, произведенных из тонкого металла, и тогда, когда нужно обработать много небольших деталей.

Другие методы: оксидирование (формирование защитной оксидной пленки), анодирование (электрохим. оксидирование алюминия), воронение (нанесение оксидной пленки на сталь), цинкование (выполнение цинкового слоя-защиты), а также фторирование, хромирование, нитрирование и т.д. При этом постоянно появляются новые, более прогрессивные методы хим. обработки металлов.

Какой метод лучше в конкретной ситуации, зависит от производственных норм и площадей, конфигурации и габаритов обрабатываемых деталей, индивидуальных характеристик рабочих подразделений компании и т.д. Какой бы из методов ни был выбран, ему должны предшествовать подготовительные работы, например: обезжиривание, обработка песком, грунтование, протравливание хромитами. Их можно осуществлять с помощью спец. установок хим. подготовки.

Химия для обработки металлов

Для осуществления этой задачи могут понадобиться различные химические средства. Основные из них – кислоты, главным образом, ортофосфорная, соляная и серная. Они эффективно очищают поверхности и ликвидируют коррозионные проявления. Используются, как правило, в разбавленном виде и совместно с ингибитором коррозии – уротропином. В зависимости от размера поверхности, покрытой ржавчиной, кислоты могут наноситься с помощью кисточки или распылителя.

Все средства хим. обработки принадлежат к одному из двух типов: смываемому или несмываемому. Первый достаточно результативный, но имеет один недостаток. После обработки такие средства смываются водой, а из-за этого ржавчину может сменить коррозия. Чтобы этого не произошло, сразу же после использования воды металл необходимо высушить и обработать антикоррозионным препаратом. При использовании несмываемых веществ, когда нет необходимости дополнительно задействовать воду, плюс к высокой эффективности прибавляется удобство, исключающее трату дополнительного времени, осуществление вспомогательных процессов и расходы на средства для постобработки.

Ортофосфорная кислота. Раствор данного вещества является особенно эффективным для обработки металлов, поэтому и задействуется наиболее часто. Его рабочая концентрация, как правило – 15-30 %. Он трансформирует ржавчину на металле в прочное покрытие. Чтобы улучшить эффект, ортофосфатную кислоту можно компонировать с бутанолом или винной кислотой. Положительный эффект реализуется путем образования на поверхности ортофосфата железа, создающего покрытие-защиту коричневого окраса.

Серная кислота и соляная кислота, а точнее их 5 %-е растворы с водой, принадлежат к веществам из группы несмываемых. Они также эффективны, но без уротропина их применять не рекомендовано. Иначе будет разъедена не только ржавчина, но и сама металлическая поверхность. Сульфатная кислота особо эффективно удаляет окиси из стали, цинка и серебра.

Кроме того, на помощь может прийти молочная кислота в совокупности с вазелиновым маслом. Такая смесь действует по очень простому принципу: ржавчина превращается в соль, которую после растворяет масло. Обратите внимание, что при таком способе обработки поверхность понадобиться протереть, когда реакция будет завершена.

Сульфат цинка. Данное вещество – важнейший участник такого процесса, как цинкование. Оптимальная концентрация – 200-300 г/л. Работы должны осуществляться при комнатной t.

Чтобы улучшить структуру покрытия, дополнительно можно использовать такие соли, как сульфат натрия (для увеличения электропроводности), сульфат алюминия (для стабилизации pH) и другие вещества.

Чтобы дополнительно увеличить защиту и товарный вид после цинкования осуществляют хроматирование в растворах с хроматами и бихроматами. Как правило, это серная кислота + хромовый ангидрид. Хотя состав раствора может быть разным и зависит от электролита, в котором осаждался цинк. Результат таких действий – пассивная пленка на поверхности металла.

Реактивы для обработки металлов

При металлообработке понадобятся и некоторые другие реактивы. Что и для чего нужно, читайте далее.

Хлорид цинка. Обработка кислотами может привести к образованию на металле серых пятен. Чтобы от них избавиться, необходимо использовать раствор хлорида цинка. Помещаете в него деталь, после вынимаете, немного подогреваете до высыхания и промываете водой. В результате таких несложных манипуляций серые пятна будут удалены, а поверхность станет совершенно чистой.

Азотная кислота. Может служить дополнением при очистке меди, бронзы и латуни с помощью концентрированной H₂SO₄. Также пригодится для того, чтобы сделать поверхность матовой. Для этого берут комплекс из азотной и серной кислот, плюс поваренная соль и сульфат цинка. Чем дольше металл будет находиться в таком растворе, тем его поверхность будет более матовой. После размещения в нем изделие необходимо хорошо промыть и оперативно просушить, к примеру, в опилках.

Концентрированная азотная кислота с сосновой сажей в небольшом объеме – отличный способ избавить от окиси железо и сталь. Здесь понадобится двукратное погружение в раствор с промежуточными промывками.

Также данная кислота убирает медный слой из цинковых изделий.

Кроме того, при обработке металлов могут понадобиться различные соединения натрия: бензоат натрия, нитрит натрия, гидрокарбонат натрия и другие реактивы.

Чтобы химическая обработка металлов привела к желаемым результатам, важно хорошо ориентироваться в специфике работы с теми или иными материалами. Химия и реактивы должны быть не только подходящими, но и качественными. Поэтому закупки лучше всего осуществлять у надежных компаний.

Если вам понадобилось что-либо из вышеупомянутых химических веществ или нужны другие компоненты для хим. обработки металлических поверхностей, обращайтесь! Наши специалисты предоставят всю необходимую информацию о товаре и организуют быструю доставку в любой регион Украины!

Химико-термическая отделка железа

Химическое фрезерование придает идеальную форму изделию

Химическая отделка железа – совокупность технологических процессов, за счет которых изменяется физико-химические свойства поверхности металла. Технология практикуется только при высоких температурах и в активных средах (твердых, жидких или газообразных). Конечным результатом ХТО является изменение физико-химических свойств диффузного слоя железа.

Цели обработки

Рассматриваемый метод отделки металлических изделий позволяет увеличить показатели прочности и усилить антикоррозийную защиту изделия. Кроме этого, у обработанных веществ повышаются сроки эксплуатации. К преимуществам отделки диффузной поверхности железа относятся:

Производительность. Большинство реакций протекает быстро, что позволяет использовать технологию в промышленных масштабах; Химическое фрезерование
Универсальность. Практика показала, что даже на токарном станке можно повысить эксплуатационные качества обрабатываемого элемента при правильном выборе метода отделки;
Исключение (в большинстве случаев) термического или механического воздействия. Отсутствие названных видов воздействия повышает эксплуатационные качества обработанного сырья;

Травление (химическое фрезерование) – это самый распространенный способ отделки. Технология применяется для работы с тонкими металлическими листами и большим количеством мелких элементов. Травление широко применяется в различных направлениях и массовом производстве материалов с улучшенными техническими характеристиками.

Учился термическому делу, цементация втулок

Виды химико-термических методов

Во время ХТО протекают разные реакции, однако, на поверхности обрабатываемой детали происходят одни и те же процессы в одинаковой последовательности. Стадии химической отделки:

Начало реакции. На этом этапе происходит перенос диффундирующих веществ к обрабатываемому элементу; Химико-термическая обработка металлов
Диффузия;
Завершение реакции. На этом этапе происходит усовершенствование физико-химических свойств металла;
Финальная обработка вещества часто проводится на токарном или фрезерном станке для закрепления приобретенных свойств.

В современной металлургии практикуют несколько методов ХТО:

Цементация – это процесс насыщения металлического изделия углеродом. Химическая обработка позволяет получить уникальное вещество с прочной оболочной и мягкой сердцевиной;
Азотирование – это процесс насыщения поверхностного слоя азотом с целью улучшения устойчивости материала к изнашиванию и коррозии; Виды химико-термической обработки
Борирование – это совокупность технологических процессов по насыщению металлов бором. Сырье, насыщенное бором, отличается высокими износоустойчивыми качествами, особенно к трению и сухому скольжению. Помимо этого, бор создает на поверхности металла слой, повышающий устойчивость к холодной сварке. Также борированные материалы отличаются устойчивостью к щелочным веществам и разным видам кислот;
Алитирование – обработка металла на станке алюминием. Технология позволяет получить стойкие материалы к агрессивным газам (сероводороду или серному ангидриду);
Хромирование – процесс обогащения хромом верхних слоев металла. Хромирование не увеличивает прочность металлического изделия, зато повышает износостойкость и устойчивость к коррозии. Стоит отметить, что твердое хромирование значительно улучшает свойства металлических изделий, например, у обработанного вещества повышается прочность, износостойкость и стойкость к коррозии.

Особенности химической отделки металла на станке

Обработка металла на станке может производиться только после подготовки изделия на специальных устройствах – агрегатах первичной подготовки. Подготовка учитывает физико-химические свойства обрабатываемой детали, а также индивидуальные потребности каждого отдела на предприятии.

Способы воздействия на металл:

Распыление применяется к деталям, которые используются в тупиковых или проходных устройствах. Преимуществами этого метода являются возможность массовой подготовки элементов; Способы воздействия на металл
Погружение. Эта технология требует на производстве наличия отдельно стоящих емкостей со специальными растворами. На таком станке, обычно, стоят механизмы для разводки и смешивания металлического изделия. После погружения материал отправляется в сушильную камеру, где происходит окончательное формирование его новых физико-химических параметров. Обработанные детали отправляются на склад, откуда их развозят по предприятиям, где с ними будут работать уже другие станки; Пароструйная обработка металла
Пароструйный метод применяется для подготовки крупных механизмов или габаритных металлических листов. Процесс подготовки начинается с очищения металлической поверхности от жира и пыли. Одновременно с очисткой происходит фосфатирование обрабатываемой плоскости. Стоит отметить, что на этом этапе все работы выполняются вручную, а не на станке. Первичная обработка заканчивается термическим воздействием – поверхность заготовки обрабатывают паяльной лампой. Термическая обработка производится одновременно с добавлением активных элементов.

Для отделки материала перечисленными способами используется оборудование двух типов: стационарные и передвижные станки. Стоит отметить, что на стационарном станке величина давления может достигать 5 атмосфер. Высокое давление обеспечивает лучшее проникновение химических компонентов в верхние слои железа. Передвижное оборудование, как правило, не отличается высокой мощностью, поэтому с их участием производится только грубая обработка заготовки.

Токарная обработка металла

На токарном станке производится окончательная подготовка материала перед химической отделкой. Стоит отметить, что на токарном станке можно не только подготавливать, но и работать с заготовкой. На таком устройстве выполняется нарезание резьбы, сверление, развертывание и зенкерование разных отверстий; вытачивание канавок и отрезание частей. Стационарное устройство применяется для снятия ржавчины или удаления последствий коррозии.

Химичим дома: составы для обработки металла

Холодная обработка металла остается востребованной уже долгое время и сдавать свои позиции пока не собирается. Объясняется это не слишком высокой стоимостью оборудования относительно иных вариантов, а также огромным потенциалом метода. Впрочем, и других плюсов тут более чем достаточно.

Однако прежде чем начинать работу, нужно не только ознакомиться с возможностями конкретного способа металлообработки, но и хорошо понимать, что именно должно получиться на выходе. Тот или иной метод изменения технических характеристик материала выбирается в зависимости от конкретной ситуации, и холодная обработка металла тут не исключение.

Особенности механической обработки металлов

Главной задачей механической обработки выступает придание металлической заготовке заданных размеров и формы. Для этой цели применяются методы – резания и давления.

Для резания металлов используются различные типы станков и инструментов. Сверление, точение, резание, строгание, шлифование, вырезание пазов и канавок и другие операции производятся на токарных и фрезерных станках.
Давление металлов – механический процесс, подразумевающий изменение формы заготовки без нарушения целостности. После обработки сохраняется новая форма и размеры заготовки. Давление осуществляется разными способами – холодная и горячая прокатка, прессование, листовая штамповка, объемное штампование, ковка, волочение, гибка, высадка.

При давлении получают полуфабрикат будущего изделия – заготовку (болванку). В процессе резания (токарной, фрезерной обработки металлов) изделие приобретает законченную форму и заданные параметры с учетом величины допусков по каждому из пунктов, согласно чертежу.

Химическая и электрохимическая обработка материалов

Технологические возможности метода

На ход процесса совершенно не влияет твердость материала заготовки, что позволяет обрабатывать твердые и сверхтвердые электропроводные материалы (т.е. практически любые металлы).

2.Размеры, форма поверхностей.

Размеры обрабатываемых поверхностей принципиально не ограничены. Технологические задачи, решаемые таким методом обработки, обусловили выпуск оборудования, позволяющего обрабатывать заготовки с

максимальными габаритами менее 1м. Форма обрабатываемой поверхности может быть сколь угодно сложной и зависит от профиля

электрода инструмента при реализации процессов копирования (рис.8.1а,в) или задаваться программой перемещения электрода при реализации схемы профильной вырезки электродом-проволокой (рис.8.1б).

3.Точность и шероховатость поверхностей. Отсутствие значительных силовых нагрузок на заготовку и инструмент в процессе обработки позволяет

получать точность до 4-5 квалитетов. Шероховатость поверхности зависит от размеров кратеров, образующихся при каждом элементарном разряде.

Уменьшая мощность разрядов можно достичь шероховатости до Ra 0,1. Уменьшение мощности разрядов приводит к падению производительности обработки. Поэтому процесс часто проводят в два этапа: на черновых режимах удаляют основную массу припуска, а затем на пониженных режимах достигают заданной шероховатости поверхности.

НЕДОСТАТКОМ процессов электроэрозионной обработки являются значительные энергозатраты, на порядок и более превышающие энергозатраты при обработке резанием. Поэтому процесс следует применять только в тех случаях, когда обработка резанием невозможна.

Типичные области применения процесса:

-производство штампов и прессформ для изготовления изделий сложной формы , например, турбинных лопаток,

-обработка штампов из металлокерамических и других твердых материалов, обработка резанием которых невозможна,

-обработка сложнопрофильных матриц для реализации процесса прессования.

Химическая обработка (рис.8.2) основана на растворении определённых областей обрабатываемого изделия в активных растворителях. Большинство металлов растворяется в кислотах, но есть металлы (например, алюминий) хорошо растворяющиеся в щелочах. Ограничение областей растворения осуществляется за счет покрытия защищаемых зон каким либо веществом, не реагирующим с растворителем.

Художественная обработка металлов таким способом известна со средних веков, когда в качестве растворителей использовали соляную кислоту, а в качестве защитного покрытия пчелиный воск.

В настоящее время процесс широко применяется в промышленности для получения проводников и контактных площадок на печатных платах, применяемых для монтажа радиоэлектронной аппаратуры.

Недостатком процесса является необратимый расход электролита, значительные расходы на его регенерацию.

Электрохимическая обработка обладает значительно большими технологическими возможностями и позволяет производить полирование Изделий (рис.8.2), их размерную профильную обработку(рис.8.2,б), механическую обработку ряда труднообрабатываемых материалов (рис.8.2,а).

Процесс основан на анодном растворении при прохождении электрического тока через электролитический раствор.

Более интенсивное растворение анода происходит в тех областях, где плотность электрического тока выше. Более высокая плотность тока образуется там, где электроды расположены ближе друг к другу. Поэтому, по истечении определенного периода после начала процесса, профиль анода (заготовки) становится эквидистантен профилю катода (инструмента) (б). При работе такого оборудования специальная следящая система поддерживает определенный средний зазор между электродами , перемещая катод -инструмент по мере растворения анода-заготовки.

Таким способом можно обрабатывать сложные по форме поверхности: лопатки турбин, лопасти гребных винтов, поверхности штампов и прессформ. Отличительной особенностью процесса является независимость его протекания от механических свойств материала заготовки.

НЕДОСТАТКОМ же процесса является значительный (на 2-3 порядка) больший расход энергии, чем при механической обработке, что связано с разрушением обрабатываемого материала до молекулярного уровня.

Естественно, что способ позволяет обрабатывать только электропроводные материалы (металлы), не образующие прочных диэлектрических пленок на поверхности при анодном электролитическом процессе.

Основные виды термической обработки:

классическая термообработка – традиционная техника температурного воздействия включает отжиг, закалку и отпуск;
химико-термическая обработка – комбинация температурного и химического воздействия путем насыщения металла химическими элементами для повышения износостойкости, твердости, антикоррозийной устойчивости;
термомеханическая обработка – объединяет пластическую деформацию и температурное воздействия, позволяет улучшить механические свойства металлических сплавов (твердость, прочность).

К видам термической металлообработки относятся также старение и закалка с полимерным превращением и без, что применяются к изделиям из цветных, ценных металлов и стали.

Классификация

Химико-термическая обработка стали подразделяется на основе фазового состояния среды насыщения на жидкую, твердую, газовую.

В первом случае диффузия происходит на фрагментах контакта поверхности предмета со средой. Ввиду низкой эффективности данный способ мало распространен. Твердую фазу обычно используют с целью создания жидких или газовых сред.

Химико-термическая операция в жидкости предполагает помещение предмета в расплав соли либо металла.

При газовом методе элемент насыщения формируют реакции диссоциации, диспропорционирования, обмена, восстановления. Наиболее часто в промышленности для создания газовой и активной газовой сред используют нагрев твердых. Удобнее всего проводить работы в чисто газовой среде ввиду быстрого прогрева, легкого регулирования состава, отсутствия необходимости повторного нагрева, возможности автоматизации и механизации.

Как видно, классификация по фазе среды не всегда отражает сущность процесса, поэтому была создана классификация на основе фазы источника насыщения. В соответствии с ней химико-термическая обработка стали подразделена на насыщение из твердой, паровой, жидкой, газовой сред.

Кроме того, химико-термическая технология подразделена по типу изменения состава стали на насыщение неметаллами, металлами, удаление элементов.

По температурному режиму ее классифицируют на высоко- и низкотемпературную. Во втором случае производят нагрев до аустенитного состояния, а в первом — выше и оканчивают отпуском.

Наконец, химико-термическая обработка деталей включает следующие методы, выделяемые на основе технологии выполнения: цементацию, азотирование, металлизацию, нитроцементацию.

Диффузионная металлизация

Это поверхностное насыщение стали металлами.

Возможно проведение в жидкой, твердой, газовой средах. Твердый метод предполагает использование порошков из ферросплавов. Жидкой средой служит расплав металла (алюминий, цинк и т. д.). Газовый метод предполагает использование хлористых металлических соединений.

Металлизация дает тонкий слой. Это объясняется малой интенсивностью диффузии металлов в сравнении с азотом и углеродом, так как вместо растворов внедрения они формируют растворы замещения.

Такая химико-термическая операция производится при 900 — 1200°С. Это дорогостоящий и длительный процесс.

Основное положительное качество — жаростойкость продуктов. Ввиду этого металлизацию применяют для производства предметов для эксплуатационных температур 1000 — 1200°С из углеродистых сталей.

По насыщающим элементам металлизацию подразделяют на алитирование (алюминием), хромирование, борирование, сицилирование (кремнием).

Первая химико-термическая технология придает материалу стойкость к окалине коррозии, однако на поверхности после нее остается алюминий. Алитирование возможно в порошковых смесях либо в расплаве при меньшей температуре. Второй способ быстрее, дешевле и проще.

Хромирование тоже увеличивает стойкость к коррозии и окалине, а также к воздействию кислот и т. д. У высоко- и среднеуглеродистых сталей оно также улучшает износостойкость и твердость. Данная химико-термическая операция в основном производится в порошковых смесях, иногда в вакууме.

Основное назначение борирования состоит в улучшении стойкости к абразивному износу. Распространена электролизная технология с применением расплавов боросодержащих солей. Существует и безэлектролизный метод, предполагающий использование хлористых солей с ферробором или карбидом бора.

Сицилирование увеличивает стойкость к коррозии в соленой воде и кислотах, к износу и окалине некоторых металлов.

Особенности химической обработки

Суть химической обработки заключается в образовании различных соединений на поверхности металла под воздействием специальных растворов.

К разновидностям химической обработки относятся:

гальванические покрытия – технологический процесс, при котором на поверхность металла наносится слой другого элемента (никель, хром, цинк, вольфрам), что улучшает качество и декоративные характеристики;
азотирование – насыщение поверхностного слоя металла азотом, позволяет улучшить коррозийную устойчивость и микротвердость;
цементация – насыщение поверхностного слоя стали углеродом разными способами (в твердом или газовом карбюризаторе, в растворах электролитов, в пастах, кипящем слое), обработка повышает износоустойчивость и твердость сплава;
пассивирование – обработка нержавеющей стали легирующими элементами (кобальт, никель, молибден, марганец, хром, ниобий) для повышения устойчивости к различным видам коррозии и снижения химической активности.

Химическая обработка металлов часто сочетается с термическим воздействием. С помощью объединения этих технологий изменяются химические характеристики сплавов.

Цианирование, нитроцементация

Это технология насыщения стали азотом и углеродом. Таким способом обрабатывают стали с количеством углерода 0,3 — 0,4%.

Соотношение между углеродом и азотом определяется температурным режимом. С его ростом возрастает доля углерода. В случае пересыщения обоими элементами слой обретает хрупкость.

На размер слоя влияет длительность выдержки и температура.

Цианирование проводится в жидкой и газовой средах. Первый способ называют также нитроцементацией. Кроме того, по температурному режиму оба типа подразделяют на высоко- и низкотемпературные.

При жидком способе используют соли с цианистым натрием. Основной недостаток — их токсичность. Высокотемпературный вариант отличается от цементации быстротой, большими износостойкостью и твердостью, меньшей деформацией материала. Нитроцементация дешевле и безопаснее.

Предварительно производят окончательную механическую обработку, а не подлежащие цианированию фрагменты покрывают слоем меди в 18 — 25 мкм толщиной.

Литье

С помощью нагрева металлов до жидкого состояния и разливания в формы определенной конфигурации создаются фасонные детали (отливки). После охлаждения и затвердения получается готовое изделие заданной формы или заготовка для последующей обработки. В зависимости от технологии, типа и предназначения изделий литейная оснастка подразделяется на формообразующие (основные) или универсальные (вспомогательные). Производство изделий с помощью литься осуществляется из литейных материалов:

чугуны;
сталь;
магниевые, алюминиевые, медные сплавы.

Где заказать металлообработку

Компания Профлазермет предлагает весь спектр услуг по обработке металлов. Наше производство оснащено современным оборудованием для изготовления металлических изделий любого типа. Мы работаем по заданному техническому заданию, чертежу, производим детали с высокой точностью и четко соблюдаем весь процесс металлообработки, включая сложные сочетания различных типов. У нас вы можете заказать любую партию изделий.

Обзор методов химической обработки металлов

В металлообрабатывающей сфере распространенным способом работы с металлическими сплавами является химическая обработка металлов. Используя такой метод воздействия на металлическую основу, осуществляют удаление, определенного технологическими параметрами изделия, слоя заготовки. Снятия слоя происходит за счет воздействия на металл, образовавшихся на обрабатываемом участке, химических реакций.

Способы химической обработки металлов

Все виды химической обработки металлов имеют свои преимущества, в отношении к другим способам металлообработки. Для химического воздействия на изделие используют струйную обработку с низким давлением. Такой способ называется распыление. Также к химическим процессам металлообрабатывающих производств относят такие методы, как погружение заготовки в химическую среду, обработка деталей паром, нанесение химических элементов на поверхность обрабатываемого изделия гидроструйными установками.

Для выполнения задач связанных с химической подготовкой поверхности применяют специальное оборудование, которое так и называют – агрегаты химической подготовки поверхности (АХПП). В выборе конкретного способа химической обработки, в первую очередь руководствуются нормами производительных программ, конфигурационными и габаритными параметрами деталей, индивидуальными особенностями рабочего сектора предприятия.

Выполняя распыление, используют оборудование для химической обработки металлов тупикового и проходного принципа функционирования. Но проходные АХПП предпочтительней, так как они могут обеспечить максимально высокий уровень производительной наработки. Такое оборудование способно работать в беспрерывном режиме. Также положительным моментом является возможность использования одного и того же конвейерного приспособления для подготовительных процедур и непосредственного нанесения окрасочных средств на поверхность.

Для химической обработки металлов методом погружения, применяют агрегаты химподготовки, основной рабочей зоной которых, является ряд емкостей расположенных в определенной последовательности. Также данное оборудование оснащено смешивающими механизмами, транспортерным приспособлением и специальными трубными разводками, которые ведут в сушильный отсек. Обрабатываемые заготовки подаются в зону действия АХПП, а по окончанию рабочих процедур уже готовые изделия перемещаются в сектор складирования, при помощи кран-балок, тельфера или автооператоров.

Особенности пароструйного способа обработки металлов

Химическая обработка металлов пароструйным способом наиболее целесообразна для окрашивания изделий с большими габаритными размерами. Перед окраской заготовки пароструйным способом осуществляется удаление жирного слоя с поверхности, одновременно выполняя аморфное фосфатирование обрабатываемого участка. Обработка металлов производится ручным способом. Оператор, используя специальный ствол для очистки, проводит равномерное распыление пароводяной массы. Данные действия необходимо выполнять в температурном режиме до ста сорока градусов. При распылении осуществляют добавление определенных химических компонентов.

Для химической обработки металлов пароструйным способом используют оборудование передвижного и стационарного типа. В агрегатах стационарного функционирования нагревающий пар подается под давлением до пяти атмосфер. Все способы химической обработки производятся для увеличения прочностных характеристик изделия, придание материала антикоррозионных свойств. После обработки таким методом изделие обретает длительный эксплуатационный период.

Читайте также: