Для производства металлических изделий применяют разные способы. Один из них — холодная обработка металлов. Она проводится без значительного термического воздействия, поэтому не провоцирует структурных критических изменений, не уменьшает прочность.
Метод имеет особенности, которые нужно учитывать при выборе материала, а также при достижении конечных параметров заготовок. В этой статье рассмотрим принцип технологии, её отдельные виды.
Холодная металлообработка — это не обработка металлов холодом, а технологии, при которых не используется нагревание до критических температур. Термическое воздействие щадящее. Температурные значения либо комнатные, либо повышенные, но не достигающие показателей, при которых начинается рекристаллизация с перестройкой кристаллической исходной решётки, с измельчением зерна при полиморфном превращении. Глубина, интенсивность, температуры определяются с учётом пластичности.
Обработка металлов в холодном состоянии предполагает давление, провоцирующее пластическуюдеформацию. Необратимо смещаются, меняются межатомные связи. В понятие такой механической металлообработки входят разные заготовительные процессы из разряда слесарных работ. Для воздействия используются специальные острые, тупые инструменты, а также профессиональные станки с различными рабочими элементами.
Главная задача — придание исходным заготовкам конечных габаритов, форм, степени шероховатости или гладкости. Разница в размерах начальных и полученных изделий называется припуском. Это удаляемый слой металла.
Холодная обработка металлов — не одна конкретная технология, а разные работы. Их виды:
Самый распространённый способ холодной обработки металлических заготовок — это воздействие давления. Оно позволяет без интенсивного нагревания получать заданные конечные параметры — геометрию, габариты. Ниже изучим виды обработки разных металлов давлением.
Обычно ковка осуществляется со значительным нагреванием, но при холодной технологии термического воздействия нет (оно допускается в отдельных зонах сгибания, без критических температур).
Для этой технологии подходят ковкие металлы, относительно вязкие, мягкие, обладающие высокой пластичностью. Операции выполняются вручную либо на мощном оборудовании, оснащаемом молотами с гидравлической, паровыми приводами, пневматикой.
Методика подходит для пластичных низкоуглеродистых сталей, меди, бронзы, алюминия. Деталям сильными ударами или прессованием придаются формы. Структура материала практически не меняется, остаточное напряжение, снижающее прочность, не образуется (значит, его не нужно снимать термическим воздействием).
Способом холодной ковки изготавливают элементы балконных и оконных оригинальных и классических решёток, садовой мебели, уличных фонарей, интерьерных или ландшафтных украшений и аксессуаров, фигурных ограждений.
Прокатка представляет собой металлообработку обжиманием без нагрева. Операции выполняются на прокатных станках, оснащаемых системами валков. Технология для получения нужных профилей, для уменьшения габаритов сечений.
Востребованы три разновидности прокатки:
Это протягивание предмета с фасонным профилем через фильеру — волоку. Метод применим для проволок. Заготовки — катанки. Они пропускаются в зазоры между фильерами. Получается проволока нужного диаметра.
По особенностям технологии волочение делится на мокрое с жидкими эмульсиями и сухое с мылами-порошками. По степени обработки метод бывает чистовым, черновым. По количеству проходов волочение делят на однократное, многократное. При последнем сечение сокращается постепенно, за несколько циклов.
Этот способ подойдёт только для пластичных, относительно мягких металлов. Заготовки прессами продавливаются сквозь отверстия стальной высокопрочной матрицы. Получаются полые либо цельные профили с постоянными или периодическими сечениями, с рёбрами снаружи или внутри. Конечные детали применяют в авиации, машиностроении.
Холодное прессование подходит только для пластичных сплавов и металлов, например, меди, чистого алюминия, олова. Для никеля, титановых составов используют горячее.
Она предполагает получение посредством штампования объёмных изделий: посуды, деталей механизмов. Для заготовительных процессов используются закрытые штампы либо открытые. Последние отличаются зазором между подвижными элементами: через него удаляется избыточный материал (облой, который на конечных этапах убирается механически). Закрытые штамповочные элементы зазоров лишены. Весь материал остаётся внутри таких форм. Облой не образуется. Но важно правильно рассчитать объём заготовки с учётом конечных размеров, формы изделия.
Так производят изделия из ленточных, полосных, листовых заготовок. Выделяют операции двух видов. Первый — разделение. Он включает пробивку, вырубку, отрезку. Второй — придание форм. Доступны вытяжка, гибка, раздача, отбортовка, чеканка.
Листовую штамповку осуществляют на кривошипных, гидравлических станках-прессах. Их инструменты — это матрица (основа-камера) и двигающийся пуансон. Благодаря их точному настраиваемому положению можно получать изделия с заданными параметрами, не требующие дальнейшей обработки. Так изготавливают составляющие автомобильных кузовов, корпусов оборудования и бытовой техники, а также элементы электроники.
Это формовка под давлением с ротационным обжатием. Заготовки могут размещаться и обрабатываться двумя способами. Первый — обжим вращающимися валами. Второй — вращение заготовки с формовкой пуансоном. При обжиме или вращении деталь уплотняется, её поверхность меняется.
Выделяют редуцирование таких видов: правка для получения требуемой геометрии оси, гибка для изготовления пружин, всестороннее обжатие труб, накатка наружной/внутренней резьбы.
Обработке без нагревания поддаются не все металлы (сплавы), а только пластичные. К ним относят бронзу (включая алюминиевую), никелевые составы, некоторые стали (ферритные, низкоуглеродистые, аустенитные), латунь, медь, алюминий без легирования, его смеси с магнием, марганцем. Прочные, твёрдые металлы холодной обработке не подвергаются.
Холодная обработка металлических заготовок имеет достоинства и недостатки. Её плюсы:
Минусы:
К холодным технологиям некоторые специалисты относят химическую обработку — покрытие поверхностей металлов разными составами для упрочнения, предотвращения коррозии. При таких манипуляциях обычно сначала химически удаляется поверхностный слой, зачем создаётся защита — плёнка.
Покрытие формируется разными методами: распылением тонких струй под невысоким давлением, полным погружением в раствор на определённое время, гидроструйной обработкой. Выделяют травление, фторирование, цинкование, оксидирование, воронение, анодирование, нитрирование, хромирование.
Сотрудники нередко подвержены воздействию негативных факторов. Это травмирование движущимися рабочими инструментами, вредные испарения. Риски возникают обычно при несоблюдении мер безопасности, нарушении технологий.
Для безопасности сотрудникам нужно соблюдать несколько основных правил:
Холодная обработка в домашних условиях невозможна. Она осуществляется только на технически оснащённых предприятиях, где установлены профессиональные станки, используются современные технологии с соблюдением всех правил. Доверять работы следует специалистам с соответствующим образованием, высокой квалификацией, достаточным опытом.
Холодную обработку разных металлов недорого, оперативно, качественно выполняет компания Profbau. Обратитесь к нам, чтобы получить изделия с высокой точностью форм, размеров. Мы предлагаем индивидуальный подход, осуществляем мелкосерийное производство образцов и нестандартных деталей, выпуск или металлообработку крупных партий заготовок.
