Обработка цветных металлов и синтетических материалов

Легкие и цветные металлы

Легкие сплавы имеют некоторые особенности в их технологической обработке: резке, гибке, штамповке, прессовании по сравнению со сталями.

Резка листов и профилей из легких сплавов бывает газоэлектрической и механической.

Газоэлектрическую резку выполняют вручную — на установках ЭДР-60, РДМ-1—60 и ЭДР-60 (переносная с машинным резаком), а также на стационарной газорезательной машине СГУ, оборудованной устройством для дуговой резки. Электродами при резке служат прутки из лантанированного вольфрама марки ВЛ (вольфрам с присадкой окиси лантана). При резке в среде аргона (или аргона с водородом) можно применять только вольфрамовые прутки. При помощи газоэлектрической резки можно выполнять разделку кромок деталей толщиной более 12 мм под сварку.

Механическую резку листов и плит из алюминиевых сплавов делят на прямолинейную и криволинейную. Для первой используют гильотинные ножницы, пресс-ножницы, дисковые и ленточные пилы;
для второй — копировально-фрезерные станки, роликовые, вибрационные ножницы и пресс-ножницы. Резку по криволинейным кромкам листового материала толщиной до 10 мм и вырезку в нем отверстий производят на стационарных вибрационных ножницах Н-535 или на копировально-фрезерном станке СТФ-1М. Тонкие листы (до 3 мм) разрезают по прямым и кривым линиям пневматическими ножницами-кусачками ПНК-3. Профили режут дисковыми и ленточными пилами, на пресс-ножницах, отрезных или ножовочных станках, под прессами в штампах.

Гибку листового и профильного материала выполняют в холодном и горячем состоянии.

Холодную гибку осуществляют в вальцах, штампах под прессами, на фланцегибочных и листогибочных (МС) станках или выколоточными молотками, при этом к состоянию поверхностей оборудования и приспособлений, применяемых при гибке алюминиевых сплавов, предъявляют особенно жесткие требования. На рабочей поверхности валков не должно быть местных выработок и забоин; перед гибкой валки тщательно осматривают, протирают ветошью.

Небольшие детали и короткие фланцы гнут обычным ручным способом в тисках или на каркасе, изготовленном из профильной стали; доводку деталей толщиной до 4 мм  выполняют на деревянных столах или тумбах молотками (киянками) из легкого сплава или твердой резины. Минимальные радиусы гибки профилей зависят от формы профиля, высоты стенки и направления изгиба.

Горячую гибку листов и профилей из алюминиевых сплавов выполняют лишь тогда, когда очень сложную форму изгиба невозможно получить холодной гибкой. Заготовку нагревают в электропечах, имеющих приборы для контроля температуры. Температура нагрева деталей для гибки не должна превышать 480° С; продолжительность выдержки деталей при этой температуре зависит от их толщины. Заканчивать гибку необходимо при температуре не ниже 250° С. Детали из сплавов марок АМг5, АМг6 и АМг61 после горячей гибки должны быть подвергнуты отжигу, режим которого назначают в зависимости от марки сплава. При температуре отжига деталь выдерживают в течение 30—45 мин.

Штамповка алюминиевых сплавов в основном не отличается от штамповки стали и может выполняться на аналогичном оборудовании вместе с вырубкой, вытяжкой и отбортовкой, которые производятся в обычных штампах на эксцентриковых, фрикционных и кривошипных прессах.

Выдавливание — экономичный способ изготовления деталей, имеющих небольшую толщину, на автоматическом или полуавтоматическом оборудовании. Детали формируются по патрону (модели) под действием давления, прикладываемого к вращаемой заготовке. Патроны делают из дерева твердой породы, алюминиевых сплавов или мягкой стали (при массовом производстве).

Прессование алюминиевых сплавов выполняют в холодном состоянии. В результате изменяются механические свойства сплавов: твердость и прочность повышаются, а относительное удлинение, ударная вязкость и коррозионная стойкость понижаются, так как получается наклеп; для восстановления кристаллической структуры, утраченной в связи с наклепом, применяют отжиг, в процессе которого происходит рекристаллизация.

В процессе прессования в контейнер пресса закладывают заготовку из алюминиевого сплава и при ходе поршня пресса металл выдавливается пресс-гибкой через матрицу. Форма поперечного сечения прессованных элементов (профилей или панелей) зависит от формы отверстия в матрице и практически может быть любой.

Сверление, зенкование, строгание и фрезерование деталей из алюминиевых сплавов производят на специально оборудованных участках, отделенных от участков обработки тяжелых металлов, чтобы не смешивать стружку. Режущим инструментом при штучной обработке деталей служат стандартные сверла и зенкеры, применяемые при обработке стали. Обычные сверла применяют при сверлении отверстий в деталях толщиной до 20 мм. Строгание и фрезерование выполняют на обычных станках режущим инструментом, применяемым при обработке стали.

Особенности клепки корпусов из легких сплавов. Клепку деталей из алюминиевых сплавов производят алюминиевыми заклепками диаметром до 16 мм в холодном состоянии. Диаметр заклепочных отверстий должен немного превышать диаметр заклепок, чтобы не было зазоров между стержнем заклепки и листом. Клепку производят пневматическими клепальными молотками обратным способом, когда со стороны закладной головки производят удары молотком, а со стороны замыкающей головки ставят поддержку.

Защита алюминиевых сплавов от коррозии. Наиболее эффективным и надежным способом защиты алюминиевых сплавов является химическое и электрохимическое (основной способ) оксидирование. При этом на поверхностях листов или профилях образуются большой плотности окисные (оксидные) пленки, предохраняющие металл от коррозии. Химическое содержание, толщина и свойства окисных пленок зависят от состава и свойств оксидируемого металла, состава оксидирующей среды и других условий.

Оксидированию предшествуют подготовительные операции: удаление консервирующей смазки и краски, химическое обезжиривание, промывка деталей в горячей и холодной воде, осветление (раствором едкого натрия или серной кислоты) и повторная промывка.

При электрохимическом оксидировании (анодировании) металл помещают в электролитную ванну постоянного или переменного тока, содержащую раствор серной кислоты три температуре 13—25° С; деталь выдерживают 30—40 мин, после чего ее вынимают и промывают холодной водой, уплотняющей окисную пленку.

В целях предохранения конструкций от коррозии применяют лакокрасочные покрытия.