Определяющие признаки материалов

Функциональные свойства

– физические (износостойкость)

– механические (вид материала: твердое, жидкое, газообразное, плазменное)

– химические (в определенных средах и температурах)

– биологические (на органы дыхания и физиологию человека)

– технологические (процессы обработки)

Эстетические свойства:

– инженерно - психологическое (оптимизация материалов и предметов к

психофизиологическим характеристикам человека)

а)геометрия формы, б)пропорциональность, в)цветовой фон, г)светлотность, д)насыщенность, е)фактура, ж)текстура

Экономические свойства:

– оптимизация по применению с другими материалами и предметами

а)статичное применение, б)динамичное применение

– патентоспособность

3) Признаки, определяющие материалы.

Определяющие признаки материалов

Происхождение (природные или искусственные материалы);

Виды продукции (рулонные, штучные и т. д. материалы);

Исходное сырье - минеральное, или органическое;

Назначение (конструкционные, конструкционно-отделочные, декоративно-отделочные и другие материалы);

Область применения (бытовая техника, строительство, интерьер, экстерьер, шитье одежды и др.).

При классификации соседних групп материалов между ними не просматривается четкая граница и материал можно отнести в равной степени как к той, так и к другой группе.

Классификация материалов и изделий по назначению наиболее удобна, поскольку позволяет сопоставлять варианты возможных решений и выбирать наиболее рациональные. Тем не менее, такая классификация не отменяет деления их по другим признакам.

4) Натуральные и искусственные материалы, область их применения.

Материалы делят на естественные (природные) и искусственные.

К естественным материалам относятся, природные каменные материалы,

другие горные породы (глины, пески и др.). Природные материалы редко

используются без их подготовки. Они почти всегда подвергаются

технологической переработке (например, размол, просев, переплав,

механическая обработка и т. д.).

Естественныематериалы используют в создании искусственных

Материалов.

Термин искусственный означает «не встречающийся в природе».

Лишь незначительная часть искусственных материалов получается

простым перемешиванием компонентов в обычных атмосферных условиях.

Для получения искусственных материалов часто необходимы

повышенные температура и давление, заданный состав газовой

среды и многие другие условия, а также использование

различных технологий, машин и аппаратов.

Группа искусственных материалов более обширна по номенклатуре:

керамика, стекло, синтетические полимерные материалы и многое другое.

5) Металлы, неметаллы и композиционные материалы, их характеристика.

Металлы в твердом кристаллическом состоянии имеют упорядоченную, однородную структуру, при плавлении (эндотермический процесс), и его кристаллизации (экзотермический процесс).

Неметаллические материалы (часто оксидные расплавы) не имеют однозначной температуры плавления и при нагреве «плавно» переходят в вязкое, а затем во все более жидкоподвижное состояние.

Жидкости имеют аморфную структуру. Аморфное состояние могут иметь некоторые твердые тела - стекла, ряд органических смол и пластмасс и т. д. При охлаждении аморфные вещества вновь становятся твердыми и представляют собой «твердую переохлажденную жидкость».

Одиночный кристалл называется монокристаллом, в отличие от поликристаллической структуры, в которой отдельные кристаллы, в том числе разные по составу и структурному состоянию, объединяются в более крупные образования – кристаллиты (кристаллические зерна), которые ориентированы произвольно относительно друг друга.

У некоторых кристаллических материалов (металлов и неметаллов) кристаллиты бывают достаточно крупных размеров, таких, что их можно увидеть и оценить визуально (в изломе материала, или, на его шлифованных, полированных и травленых поверхностях).

Композиционные материалы (от лат. composito - сочетание) – материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними.

6) Состав композиционного материала. Примеры композитов, характер его применения.

СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ

Обесфосфоривание. При удалении фосфора [P] из расплава металла, он удаляется при помощи шлака, в котором должны быть свободные (CaO) и (FeO) в отношении 1/3, при температуре более минимальной. Для ускорения реакции шлак с металлом нужно перемешивать и после прохождении реакции, шлак удалить не повышая температуры.

Обессеривание. Протеканию реакции благоприятствует повышенная температура и контакт с высокоосновным шлаком (CaO) дает пониженное содержание [FeS] в шлаке и кислорода в металле.

Удаление неметаллических включений. Включения крупного размера (более 1 мм) быстро поглощаются шлаком. Для удаления мелких включений требуется: кипение ванны, вакуумирование стали или ее продувка снизу газами (CO).

Удаление газов. Из металла, газы (H2, N2) эффективно удаляются в вакууме или при обработке стали инертным газом. Понижая давление их в газовой среде, вакуумом или инертным газом, достигается условие выхода большинства растворенных газов самостоятельно.

16) Разновидности микроструктур плотных веществ.

Микроструктура может быть однородной (однофазной) и неоднородной (многофазной).

Под фазой понимается однородная по химическому составу и физическим

свойствам структурная составляющая, отделенная от других фаз, имеющих иные свойства, четкой границей.

Подавляющее число твердых тел, – металлов и неметаллов, кристаллические вещества. Исключение являются стекла и некоторые гелеобразные вещества, аморфные, т.е. не имеют кристаллической структуры.

Характер связей между частицами образует пространственную кристаллическую решетку. Она может быть образована нейтральными атомами одного элемента (например, в алмазе), ионами, которые бывают одноименно заряженными (как в металлах), или разноименно заряженными, например: углекислый кальций CaCO3 или целыми молекулами (например, вода в виде льда).

17) Теплопроводность материала. Связь теплопроводности материала от его толщины и площади.

Теплопроводность - свойство материала проводить тепло (создавать тепловой поток) от одной поверхности к другой,зависит от вида и свойств веществ.

Передача тепла только кондуктивной теплопроводностью характерна для плотных материалов. Кроме того, тепло переносится конвекцией и излучением.

При теплопередаче в пористых телах возникают конвекционные потоки на перенос тепла. Это влияние снижается при достаточном количестве закрытых пор. Теплоемкость - свойство материала при его нагревании поглощать тепло, определяемое отношением количества теплоты, усвояемой массой материала.

18) Передача тепла пористыми и плотными материалами.

Передача тепла только кондуктивной теплопроводностью характерна для плотных материалов. Кроме того, тепло переносится конвекцией и излучением.

При теплопередаче в пористых телах возникают конвекционные потоки на перенос тепла. Это влияние снижается при достаточном количестве закрытых пор. Теплоемкость - свойство материала при его нагревании поглощать тепло, определяемое отношением количества теплоты, усвояемой массой материала.

19) Теплоемкость материала. Зависимость теплоемкости материала от его массы.

Теплоемкость - свойство материала при его нагревании поглощать тепло, определяемое отношением количества теплоты, усвояемой массой материала.

20) Термостойкость, огнестойкость материалов.

Термостойкость - свойство материала сохранять свои основные характеристики,

не разрушаясь при воздействии на него периодически изменяющейся

температуры, способность материала противостоять термическим напряжениям. Термостойкость полимерных материалов характеризуется верхней границей интервала температур, в котором эти материалы могут испытывать механические нагрузки без изменения своей формы, химических превращений и недопустимых деформаций (так называемая деформационная термостойкость).

Огнестойкость - способность материалов сохранять свойства при воздействии огня и высоких температур (до 1000 0С). Огнестойкость конструкционных материалов характеризуется пределом огнестойкости, то есть временем (в ч) сопротивления воздействию огня и температуры до потери прочности. По степени огнестойкости материалы подразделяются на сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.

21) Теплофизические свойства материалов, их перечень.

Термостойкость - свойство материала сохранять свои основные характеристики,

не разрушаясь при воздействии на него периодически изменяющейся

температуры, способность материала противостоять термическим напряжениям. Термостойкость полимерных материалов характеризуется верхней границей интервала температур, в котором эти материалы могут испытывать механические нагрузки без изменения своей формы, химических превращений и недопустимых деформаций (так называемая деформационная термостойкость).

Огнестойкость - способность материалов сохранять свойства при воздействии огня и высоких температур (до 1000 0С). Огнестойкость конструкционных материалов характеризуется пределом огнестойкости, то есть временем (в ч) сопротивления воздействию огня и температуры до потери прочности. По степени огнестойкости материалы подразделяются на сгораемые, трудносгораемые и несгораемые.

Сгораемые материалы под действием огня и высокой температуры воспламеняются, горят или тлеют, причем горение продолжается после удаления источника огня от материала (например, древесина, многие полимерные и др.).

Трудносгораемые материалы под действием огня и высокой температуры воспламеняются, тлеют и обугливаются, но горение происходит только при наличии источника огня (например, древесина, пропитанная огнезащитными составами, стеклопластики и др.).

Несгораемые материалы при контакте с огнем не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются. Например, глиняные и огнеупорные кирпичи, черепица, асбестовые и асбоцементные изделия и др.

В отдельную группу материалов по огнестойкости можно отнести материалы, у которых пониженная горючесть достигается специальной обработкой (огнезащитой) поверхности слоем несгораемого или трудносгораемого покрытия, с введением в состав материала веществ (антипиринов), понижающих их горючесть. Материалы и изделия, обладающие огнеупорностью не ниже 1580 С, называются огнеупорами.

По огнеупорности материалы делят на легкоплавкие (огнеупорность < 1350 С), тугоплавкие, выдерживающие температуры 1350 – 1580 С, собственно огнеупорные – 1580 – 1770 С, высокоогнеупорные – 1770 – 2000 С, высшей огнеупорности – > 2000 С.

Хладостойкость - свойство материала сохранять свои эксплуатационные характеристики (например, пластичность, вязкость, эластичность) при пониженных температурах (не путать с морозостойкостью – свойством, характерным для пористых материалов). Эта характеристика преимущественно касается металлов и пластмасс. Хладостойкость характеризуется критической температурой хрупкости, при которой происходит переход из пластического состояния в хрупкое состояние.

Хладноломкость - способность материала переходить в хрупкое состояние при низкой температуре. Она зависит от химического состава и структуры материала, изменений его свойств при эксплуатации, старении, характере напряженно-деформированного состояния.

Хладноломкость – свойство, противоположное хладостойкость. Оба эти свойства материалов особенно важны, когда изделия (сооружения) из них эксплуатируются в условиях низких температур (например, в северных районах).

22) Гидрофизические свойства материалов.

Пористость - свойство материала, характеризующее степень заполнения его объема порами. Пористые материалы делят на материалы с открытой пористостью, когда поры сообщаются между собой, материалы с закрытой пористостью, когда поры не сообщаются между собой, и материалы со смешанной пористостью, когда ряд пор сообщается между собой.

Пористость сопричастна к некоторым свойствам, характеризующим материал: гигроскопичность, водо- и газопроницаемость, звукопоглощающая и теплоизолирующая способность и т.п.

Поверхностное натяжение характерно для жидкостей. Поверхность любой жидкости обладает потенциальной (поверхностной) энергией, стремящейся придать ей сфероидальное состояние, для минимальной поверхности данного объема.

Смачиваниемость поверхности твердого тела, когда преобладает сцепление частиц между жидкостью и твердым телом (ионов, атомов, молекул).

Жидкость образует мениск вогнутым когда смачивает капилляр,

и выпуклым когда несмачивает стенки капилляра.

Вогнутый мениск помогает движении жидкости в капилляре,

в силу поверхностного натяжения (пропитываемость).

23) Структура решеток металлов.

Подавляющее число твердых тел, – металлов и неметаллов, кристаллические вещества. Исключение являются стекла и некоторые гелеобразные вещества, аморфные, т.е. не имеют кристаллической структуры.

Характер связей между частицами образует пространственную кристаллическую решетку. Она может быть образована нейтральными атомами одного элемента (например, в алмазе), ионами, которые бывают одноименно заряженными (как в металлах), или разноименно заряженными, например: углекислый кальций CaCO3 или целыми молекулами (например, вода в виде льда).

Для металлов наиболее характерными являются три типа кристаллических решеток: объемно-центрированная кубическая (о. ц. к), характерная для хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и др., гранецентрированная кубическая (г. ц. к.), характерная для никеля, меди, алюминия, свинца и др., и гексагональная плотноупакованная (г. п. у.), характерная для цинка, магния, бериллия, кадмия и др.

24) Композитный материал, его составные части.

Композиционные материалы (от лат. composito - сочетание) – материалы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними.

Матрица (металлы, металлические сплавы, керамика, неорганические и органические полимеры и др.)-один из компонентов, обладающий непрерывностью по всему объему.

Упрочняющими (армирующими) компонентами в волокнистых композитах являются волокна (нитевидные кристаллы, упрочненные волокна), в дисперсионно-упрочненных композитах – дисперсные частицы.

По прочности, жесткости и свойствам композиты превосходят обычные конструкционные материалы (реализуется их синергетический эффект). Обладая легкостью, многие композиты отличаются высокой удельной прочностью. По этому показателю они превосходят стали по прочности до 15 раз. Такие материалы позволяют создавать легкие, прочные, габаритные, тонкостенные конструкции. К композитам следует отнести ряд строительных материалов: бетон, железобетон, фибробетон, древесностружечные и древесноволокнистые плиты.

25) Свойства жидкости в пропитываемом и не пропитываемом материале.

Пористость - свойство материала, характеризующее степень заполнения его объема порами. Пористые материалы делят на материалы с открытой пористостью, когда поры сообщаются между собой, материалы с закрытой пористостью, когда поры не сообщаются между собой, и материалы со смешанной пористостью, когда ряд пор сообщается между собой.

Пористость сопричастна к некоторым свойствам, характеризующим материал: гигроскопичность, водо- и газопроницаемость, звукопоглощающая и теплоизолирующая способность и т.п.

Поверхностное натяжение характерно для жидкостей. Поверхность любой жидкости обладает потенциальной (поверхностной) энергией, стремящейся придать ей сфероидальное состояние, для минимальной поверхности данного объема.

Смачиваниемость поверхности твердого тела, когда преобладает сцепление частиц между жидкостью и твердым телом (ионов, атомов, молекул).

Жидкость образует мениск вогнутым когда смачивает капилляр,

и выпуклым когда несмачивает стенки капилляра.

Вогнутый мениск помогает движении жидкости в капилляре,

в силу поверхностного натяжения (пропитываемость).

26) Естественные и искусственные материалы.

Материалы делят на естественные (природные) и искусственные.

К естественным материалам относятся, природные каменные материалы,

другие горные породы (глины, пески и др.). Природные материалы редко

используются без их подготовки. Они почти всегда подвергаются

технологической переработке (например, размол, просев, переплав,

механическая обработка и т. д.).

Естественныематериалы используют в создании искусственных

Материалов.

Термин искусственный означает «не встречающийся в природе».

Лишь незначительная часть искусственных материалов получается

простым перемешиванием компонентов в обычных атмосферных условиях.

Для получения искусственных материалов часто необходимы

повышенные температура и давление, заданный состав газовой

среды и многие другие условия, а также использование

различных технологий, машин и аппаратов.

Группа искусственных материалов более обширна по номенклатуре:

керамика, стекло, синтетические полимерные материалы и многое другое.

27) Высококачественная сталь, состав.

ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛЬЮ называется с низким содержанием S, P, O, H и других нежелательных примесей, обладающая высокими механическими и физическими свойствами. Особое место занимают ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ с особыми свойствами (жаропрочные, шарикоподшипниковые, электротехнические, нержавеющие, быстрорежущие и др.

Основы свойств стали закладываются при ее выплавке и определяются составом стали:

-количеством и видом примесей;

-методом термообработки;

-обработкой давлением в определенном направлении.

28) Вредные примеси металлов, их влияние на качество и способы удаления.

Прокатка

Прессование

Волочение

Ковка

Штамповка

Листовая штамповка

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

СЛЕСАРНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Рубка

Опиливание

СТАНОЧНАЯ ОБРАБОТКА

Обработка металлов на станках

(станочное резание)

Токарная обработка.

Сверлильная обработка.

Фрезерование.

Строгание.

Шлифование.

Тонкая (особо точная) обработка поверхностей

Электроэррозионная обработка.

Электрохимическая обработка.

Ультразвуковая обработка.

воздействии на материал с частотой >16 кГц.

Лучевой метод обработки.

 

31) Способы сборки металлических соединений.

СБОРКА ИЗДЕЛИЙ

МЕХАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Клепка.

Резьбовое соединение.

СКЛЕИВАНИЕ

Склеивание

Пайка

Сварка

Металлургическая (литейной) сварка

Прессовая («холодная») сварка давлением

Кузнечная сварка

Газопрессовая сварка.

Термитная сварка

Электродуговая сварка

Сварка в защитных газах,

Контактную сварку

Аккумулированной энергией.

Индукционный нагрев

Диффузионная сварка

Ультразвуковая сварка

Электронно-лучевая сварка,

Лазерная сварка лучом,

32) Сварка

Металлургическая (литейной) сварка

Прессовая («холодная») сварка давлением

Кузнечная сварка

Газопрессовая сварка.

Термитная сварка

Электродуговая сварка

Сварка в защитных газах,

Контактную сварку

Аккумулированной энергией.

Индукционный нагрев

Диффузионная сварка

Ультразвуковая сварка

Электронно-лучевая сварка,

Лазерная сварка лучом,

Резка металлов

механическим, так и тепловым путем.

Газокислородная резка

Электродуговая резка

Плазменная резка,

33) Гальванотехника.

Гальваническое покрытие

Применяется для покрытия швов, сварки, пайки алюминиевых и стальных изделий и для придания им однотонного цвета. Могут тонироваться в разнообразные цвета старых бронз после латунирования, бронзирования и оксидирования.

Латунирование

Цианистое латунирование осуществляется в электролите разного состава: цианид меди, цинка, натра, углекислого натра, соли меди, окиси цинка, сульфита натра.

Бесцианистое латунирование осуществляется в электролите разного состава: сульфат меди, цинка, щавелевая кислота, борная кислота, желатин.

Бронзирование

Осуществляется в электролитическом осаждении меди и олова разного состава: станнат натра, медноцианистый комплекс, цианид натра, едкий натр. Физико-химические свойства, цвет и оттенки меняются от процентного содержания меди и олова. От золотисто-желтого до белого цвета.

Меднение

Цианистое меднение осуществляется в электролите следующего состава: цианистая медь, цианид натра, углекислый натр, сульфит натра.

Бесцианистое меднение осуществляется в электролите следующего состава: пирофосфат натра, фосфорнокислый натр двузамещенный, сульфат меди, двузамещенный ортофосфорный натр, сегнетовая соль.

34) Сплавы. Основное применение.

Легкоплавкие сплавы, это, в основном, эвтектические сплавы металлов имеющие низкие точки плавления (как правило ниже температуры плавления олова). В основном к легкоплавким сплавам относят сплавы, стабильные на воздухе, хотя сплавы щелочных металлов способны к образованию легкоплавких эвтектик и тоже должны быть отнесены к группе легкоплавких сплавов. Для получения широкоприменяемых в технике и имеющих большое практическое значения легкоплавких сплавов, используют свинец, висмут, олово, кадмий, таллий, ртуть, индий, галлий и иногда цинк. Нижним пределом температуры расплавления среди всех известных легкоплавких сплавов принята температура плавления амальгамы таллия (-61°С), а верхним пределом температура плавления чистого олова, хотя в настоящее время имеются сплавы системы натрий-калий-цезий с рекордно низкой температурой плавления, таких как Советский Сплав (-78°С!)

• Амальгама

• Белое золото
• Бронза

• Дюралюминий

• Латунь

• Мельхиор (сплав)

• Нейзильбер
• Нихром

• Припой

• Сплав Вуда

• Нержавеющая сталь AISI 304

• Томпак

• Ферросплавы

35) Литье, его разновидности.

Литьё — технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в заполнении литейной формы расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой, некоторыми горными породами) и дальнейшей обработке полученных после затвердевания изделий.

• в песчаные формы
• в кокиль
• по выплавляемым моделям
• по газофицируемым (выжигаемым) моделям
• литьё под давлением
• вакуумное литьё
• литьё металлов с использованием машин центробежного литья

36) Литье под давлением, особенность применения.

Литье под давлением

ЛПД занимает одно из ведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет 30—50% общего выпуска (по массе) продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группу отливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литья под давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованию горячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовления отливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостью пресс-форм. Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью отливок очень разнообразна. Этим способом изготовляют литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких грамм до нескольких десятков килограмм. Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД: • Высокая производительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостью на изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным в условия массового и крупносерийного производств. • Минимальные припуски на мех-обработку или не требующие оной, минимальная шероховатость необрабатываемых поверхностей и точность размеров, позволяющая добиваться допусков до ±0,075 мм на сторону. • Четкость получаемого рельефа, позволяющая получать отливки с минимальной толщиной стенки до 0,6 мм, а также литые резьбовые профили. • Чистота поверхности на необрабатываемых поверхностях, позволяет придать отливке товарный эстетический вид. Также выделяют следующие негативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливок и невозможности их дальнейшей термообработки: • Воздушная пористость, причиной образования которой являются воздух и газы от выгораемой смазки, захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальными режимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы. • Усадочные пороки, проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненными условиями питания в процессе затвердевания. • Неметаллические и газовые включения, появляющиеся из-за не тщательной очистки сплава в раздаточной печи, а также выделяющиеся из твердого раствора.

Задавшись целью получения отливки заданной конфигурации, необходимо четко определить ее назначение: будут ли к ней предъявляться высокие требования по прочности, герметичности или же ее использование ограничится декоративной областью применения. От правильного сочетания технологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на их производство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумевает такое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований к конструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств, размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоемкости изготовления и ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимо учитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числа переменных технологических факторов, связь между которыми установить чрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы. Основные параметры, влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие: • Давление на металл во время заполнения и подпрессовки; • Скорость прессования; • Конструкция литниково-вентиляционной системы; • Температура заливаемого сплава и формы; • Режимы смазки и вакуумирования. Сочетанием и варьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влияний особенностей процесса ЛПД. Исторически выделяются следующие традиционные конструкторско-технологические решения по снижению брака (Таблица 1): • Регулирование температуры заливаемого сплава и формы; • Повышение давление на металл во время заполнения и подпрессовки; • Рафинирование и очистка сплава; • Вакуумирование; • Конструирование литниково-вентиляционной системы; Также, существует ряд нетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияние особенностей ЛПД (Таблица 1): • Заполнение формы и камеры активными газами; • Использование двойного хода запирающего механизма; • Использование двойного поршня особой конструкции; • Установка заменяемой диафрагмы; • Проточка для отвода воздуха в камере прессования;

37) Художественное литье.

художественные изделия (скульптура, решётки, архитектурные элементы и т. д.) из чугуна и бронзы, производящиеся на чугунолитейном заводе в г. Касли. При их производстве используются сложные технологии формовки и отливки изделий с их последующей ручной чеканкой.

38) Ковка, процесс ручной технологии.

Ковка или кование — механическая обработка, посредством которой тягучий металл (в нагретом состоянии) уплотняется, сращивается, или получает желаемую форму. Человек, занимающийся ковкой, называется кузнецом.

Ковку, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или переходного этапа в другой вид обработки. Для стали температурный интервал 800—1100 °С., для алюминиевых сплавов 420—480° С.

Различают:

- ковка в штампах

- свободная ковка, без применения штампов

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости.

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

39) Обработка металлов давлением, особенность процесса и виды.

Обработка металлов давлением — технологический процесс формообразования изделия без изенения исходной массы заготовки путем её пластического деформирования.

Прокатка

Прессование

Волочение

Ковка

Штамповка

Листовая штамповка

40) Технические требования к эксплуатации художественных изделий из металла.

Технические требования к эксплуатации изделий из металла

 

В городе засоренного промышленными газами, двуокисью серы и сероводородом, которые с присутствием воды и кислорода окисляются до серной кислоты, вступающей в химическую реакцию с медью и его сплавами. Например, в г. Москва, выпадающие твердые частицы до 22мг/м² в сутки, хлориды, карбонаты натрия, кальция, магния, калия, угля и песка адсорбируясь с влагой и газами создают на поверхности металла микрогальванические пары.

Требования к декоративной отделке изделий из металлов следующее:

-прочность фактуры и цвета;

-коррозийные условия эксплуатации;

-светоустойчивость отделки;

-длительная неизменяемость отделки;

-санитарно-гигиенические условия (нетоксичность).

Цвет отделки меди на воздухе темнеет, образовываются сульфиды и оксиды. Медь и бронза становится черной, могут появляться пятна или зелень, как образование ее солей.

Возможность возникновения дефектов должна учитываться в процессе проектирования изделий, предполагать ее профилактику и реставрацию. Надо учитывать и возможность механического воздействия на изделие. Санитарно-гигиенические условия относятся к металлической посуде и ювелирным изделиям. На поверхности которых, согласно нормам, не должно быть свинца, меди, кадмия, цинка и других металлов и их химических соединений, наносящих вред человеку.

Светостойкость покраски, защитных покрытий может изменяться или выгорать от условий эксплуатации.

Реставраторам в большинстве случаев приходится применять старинную технологию и методы работы.

41) Подготовка металла к декоративной отделке.

Подготовка металла к декоративной отделке

 

Перед нанесением на металл химическим или электрохимическим способом декоративное покрытие, ее поверхность подготавливают. С поверхности удаляются жиры, окислы, бура и т. п. При оксидировании неподготовленной поверхности она не образуется, и случайно образовавшаяся не прочна. Гальваническое покрытие не образуется, а если наращивание металла произойдет, то произойдет его отслоение. Плохое качество покрытия обнаруживается позднее, отслаивание происходит не сразу. Поверхность подготавливают и очищают механическим, химическим и электрохимическим способом.

 

Механическая подготовка

 

Механическая обработка должна обеспечивать качество поверхности в пределах от 6 до 8 класса чистоты по ГОСТу 2789-73.

Растворитель – очистка от смолы и жиров.

Пескоструйная очистка – обработка поверхности струей сухого песка от грубых неровностей, окалины, шлака, сжатым воздухом из сопла.

Шлифование – удаление с поверхности слоя при помощи вращающегося круга (твердого) и нанесенного абразива, от глубоких царапин, следов коррозии, литников и швов.

Полирование – комплексное физико-химическое исправление мельчайших дефектов на поверхности до блеска при помощи вращающегося круга (мягкого) и полировальной пасты, зеркального вида.

Крацевание – обработка поверхности мягкой металлической щеткой (латунной) для удаления окислов и шлама, перед нанесением гальванического покрытия. Производят при обильном смачиванием хлебном квасе, стирального порошка «Лотос».

 

Химическая и электрохимическая подготовка

 

Способы:

1. обезжиривание, для удаления жиров с поверхности;

2. травление, удаляющее окалину, ржавчину и придающее блеск и матовость;

3. декапирование, для быстрого удаления тонкого слоя окислов, улучшения сцепления наносимого металла.

Обезжиривание

Жир может быть растительным, животным или минеральным по происхождению. В зависимости от характера покрытия и свойств металла применяют следующие способы удаления жировых загрязнений:

- промывка органическими растворителями (керосин, бензин, уайт-спирит, дихлорэтан и др.), в специальных помещениях с соблюдением противопожарных правил, с вентиляцией исключающей отравление работающих;

- протирка венской известью (окись кальция и магния, для улучшения добавить 1-1,5% едкого натра или 2-3% кальцинированной соды), из негашеной извести, тонкого помола, с добавлением воды до сметанообразного состояния:

- обработка щелочными растворами, изделие помещают в горячий, кипящий раствор. Вода с хорошо обезжиренной поверхности металла стекает равномерно, без образования капель.

 

 

Травление

 

Для травления цветных металлов применяют соляную, серную и азотную кислоты. Для алюминия и его сплавов применяют щелочи 3 – 8%-ный раствор едкого натра, фосфорнокислого натра и др. выбор и способ травления зависит от рода и состояния металла и задачами его обработки. При невозможности погружения изделия в травильную ванну, ее обливают кислотой с помощью стекловаты. Далее, изделие промывают водой и сушат. Все работы проводятся под вытяжкой с соблюдением техники безопасности.

 

Травление меди и сплавов