Увод у уобичајене металне материјале и процесе површинске обраде

Данас ћемо свима свеобухватно упознати карактеристике и употребу осам уобичајених металних материјала. Веома је практичан и запамтите да га сакупите након што га прочитате!
Осам уобичајених металних материјала
1. Ливено гвожђе - флуидност
Као неприметан део нашег свакодневног животног окружења, канализационе поклопце људи ретко примећују. Разлог зашто ливено гвожђе има тако велики и широк спектар употребе је углавном због његове одличне флуидности и лаког ливења у различите сложене облике. Ливено гвожђе је заправо назив за мешавину више елемената, укључујући угљеник, силицијум и гвожђе. Што је већи садржај угљеника, то су боље његове карактеристике протока током процеса сипања. Угљеник се овде појављује у два облика: графит и карбид гвожђа.
Присуство графита у ливеном гвожђу даје поклопцима канализације одличну отпорност на хабање. Рђа се обично појављује само на површини, па је обично полирана. Међутим, и даље постоје посебне мере за спречавање рђе током процеса изливања, а то је наношење слоја асфалтног премаза на површину ливења. Асфалт продире у фине рупе на површини ливеног гвожђа, играјући на тај начин улогу превенције рђе. Традиционални процес производње материјала за ливење калупа од песка многи дизајнери сада примењују на друга новија и занимљивија поља.
Карактеристике материјала: одлична флуидност, ниска цена, добра отпорност на хабање, ниско скупљање при очвршћавању, крхкост, висока чврстоћа на притисак и добра обрадивост.
Типична употреба: Ливено гвожђе има историју примене стотинама година, укључујући области као што су архитектура, мостови, инжењерске компоненте, кућни намештај и кухињски прибор.
2 Стаинлесс Стеел - Лове Витхоут Руст
Нерђајући челик је легура направљена уградњом хрома, никла и других металних елемената у челик. Његова нерђајућа карактеристика потиче од састава хрома у легури. Хром на површини легуре формира снажан и самолечиви филм хром-оксида, који је невидљив голим оком. Однос нерђајућег челика и никла на који се обично позивамо је генерално 18:10. Термин "нерђајући челик" односи се не само на једну врсту нерђајућег челика, већ и на преко стотину индустријских нерђајућих челика, од којих сваки има одличне перформансе у својој специфичној области примене.
Почетком 20. века, нерђајући челик је уведен у област дизајна производа, а дизајнери су развили многе нове производе на основу његове жилавости и отпорности на корозију, укључујући многа поља која никада раније нису била истражена. Ова серија покушаја дизајна је веома револуционарна. На пример, уређаји који се могу поново користити након дезинфекције први пут су се појавили у медицинској индустрији.
Нерђајући челик је подељен у четири главна типа: аустенит, ферит, феритни аустенит (композит) и мартензит. Нерђајући челик који се користи у производима за домаћинство је углавном аустенит.
Карактеристике материјала: Здравствена заштита, отпорност на корозију, фина површинска обрада, висока крутост, може се формирати различитим техникама обраде, те је тешко изводити хладну обраду.
Типична употреба: Међу најчешће коришћеним нерђајућим челицима примарне боје, аустенитни нерђајући челик је најпогоднији материјал за бојење, који може постићи задовољавајући изглед и облик боје. Аустенитни нерђајући челик се углавном користи у декоративним грађевинским материјалима, производима за домаћинство, индустријским цевоводима и грађевинским конструкцијама; Мартензитни нерђајући челик се углавном користи за израду резних алата и лопатица турбине; Феритни нерђајући челик има својства против корозије и углавном се користи у издржљивим машинама за прање веша и компонентама котлова; Композитни нерђајући челик има јачу отпорност на корозију, па се често користи у корозивним срединама.
3 фунте цинка -730 у животу
Цинк, са сребрним сјајем и наговештајем плаво сиве, је трећи најчешће коришћени обојени метал после алуминијума и бакра. Статистика америчког Бироа за рударство показује да просечна особа потроши укупно 331 килограм цинка током свог живота. Цинк има веома ниску тачку топљења, тако да је такође идеалан материјал за ливење.
Одливци на бази цинка су веома чести у нашем свакодневном животу: материјали као што су ручке на вратима, сатови, славине, електронске компоненте, итд. испод површинског слоја. Цинк има изузетно високе антикорозивне особине, што му даје још једну основну функцију, а то је да служи као површински материјал за облагање челика. Поред горе наведених функција, цинк је такође легирани материјал који се користи за синтезу месинга заједно са бакром. Његова отпорност на корозију се не примењује само на челичне површинске премазе - она ​​такође помаже да се побољша наш људски имуни систем.
Карактеристике материјала: хигијена, отпорност на корозију, одлична способност ливења, одлична отпорност на корозију, висока чврстоћа, висока тврдоћа, јефтине сировине, ниска тачка топљења, отпорност на пузање, лако се формирају легуре са другим металима, са здравственим предностима, крхке на собној температури и дуктилност на око 100 степени Целзијуса.
Типична употреба: Електронске компоненте производа. Цинк је један од легура материјала који се користе за формирање бронзе. Цинк такође има карактеристике чистоће, хигијене и отпорности на корозију. Поред тога, цинк се такође користи у кровним материјалима, плочама за гравирање фотографија, антенама за мобилне телефоне и затварачима у фотоапаратима.
4 Алуминијум (Ал) - Модерни материјали
У поређењу са златом, које има историју употребе од 9000 година, алуминијум, бели метал са благим плавим светлом, може се сматрати бебом само међу металним материјалима. Алуминијум је уведен и именован почетком 18. века. За разлику од других металних елемената, алуминијум не постоји у природи као директан метални елемент, већ се екстрахује из боксита који садржи 50% глинице (такође познат као боксит). Алуминијум, који постоји у минералима у овом облику, такође је један од најзаступљенијих металних елемената на Земљи.
Када се алуминијум, метал, први пут појавио, није одмах примењен у животима људи. Касније се постепено појавила серија нових производа који циљају на његове јединствене функције и карактеристике, а овај високотехнолошки материјал је такође постепено добијао шире тржиште. Иако је историја примене алуминијума релативно кратка, производња алуминијумских производа на тржишту сада далеко премашује збир осталих производа од обојених метала.
Карактеристике материјала: флексибилан и савитљив, лаке за прављење легуре, висок однос чврстоће и тежине, одлична отпорност на корозију, лака за провођење струје и топлоте, може се рециклирати.
Типична употреба: скелет возила, компоненте авиона, кухињски прибор, паковање и намештај. Алуминијум се такође често користи за ојачавање великих грађевинских конструкција, као што је статуа Бога љубави на Пикадили скверу у Лондону и врх Цхрислер Мотор Буилдинг-а у Њујорку, који су сви ојачани алуминијумским материјалима.
5 Легура магнезијума - ултра танак естетски дизајн
Магнезијум је изузетно важан обојени метал. Лакши је од алуминијума и може формирати легуре високе чврстоће са другим металима. Легуре магнезијума имају предности као што су густина светлости, висока специфична чврстоћа и крутост, добра топлотна проводљивост, добре перформансе пригушења и електромагнетне заштите, лака обрада и обликовање и лака рециклажа. Међутим, дуго времена, због високих цена и технолошких ограничења, магнезијум и легуре магнезијума су коришћене само у малим количинама у ваздухопловству, ваздухопловству и војној индустрији, па су стога познате као „племенити метали“. Магнезијум је тренутно трећи највећи материјал за метални инжењеринг после челика и алуминијума и има широку примену у ваздухопловству, аутомобилској индустрији, електроници, мобилној комуникацији, металургији и другим областима. Може се очекивати да ће због повећања трошкова производње осталих конструкцијских метала значај металног магнезијума постати још већи у будућности.
Легура магнезијума чини 68% легуре алуминијума, 27% легуре цинка и 23% челика. Обично се користи у аутомобилским деловима, кућиштима 3Ц производа, грађевинским материјалима итд. Већина ултра танких кућишта лаптопа и мобилних телефона направљена је од легуре магнезијума.
Отпорност на корозију легуре магнезијума је 8 пута већа од угљеничног челика, 4 пута већа од легуре алуминијума и више од 10 пута од пластике. Његова отпорност на корозију је најбоља међу легурама. Често коришћена легура магнезијума није запаљива, посебно када се користи у аутомобилским компонентама и грађевинским материјалима, што може избећи тренутно сагоревање. Већина магнезијумских сировина се екстрахује из морске воде, тако да су њени ресурси стабилни и богати.
Карактеристике материјала: лагана структура, висока крутост и отпорност на удар, одлична отпорност на корозију, добра топлотна проводљивост и електромагнетна заштита, добра незапаљивост, слаба отпорност на топлоту и лака рециклажа.
Типичне примене: Широко се користи у ваздухопловству, аутомобилској индустрији, електроници, мобилној комуникацији, металургији и другим областима.
6 Бакар - Људски сапутник
Бакар је једноставно невероватан свестран метал који је тако блиско повезан са нашим животима. Многа рана оруђа и оружје човечанства направљени су од бакра. Његов латински назив „цупрум“ потиче из места званог Кипар, које је острво са богатим ресурсима бакра. Људи користе скраћеницу Цу за име острва да назову овај метални материјал, тако да бакар има своје тренутно кодно име.
Бакар игра веома важну улогу у савременом друштву: широко се користи у грађевинским конструкцијама као носач за пренос електричне енергије. Поред тога, хиљадама година се користи као сировина за израду украса за тело од стране људи из различитих културних средина. Од једноставног декодирања и преноса до играња кључне улоге у сложеним савременим комуникационим апликацијама, овај дуктилни метал наранџасте боје је пратио наш развој и напредак до краја. Бакар је одличан проводник, са проводљивошћу на другом месту после сребра. Што се тиче временске историје људи који су користили металне материјале, бакар је најстарији метал који су људи користили, одмах иза злата. Ово је углавном због лакоће рударења бакра и чињенице да је индустрију бакра релативно лако одвојити од бакра.
Карактеристике материјала: одлична отпорност на корозију, одлична топлотна проводљивост, проводљивост, тврдоћа, флексибилност, дуктилност, јединствени ефекат након полирања.
Типичне примене: жице, калемови мотора, штампана кола, материјали за кровове, материјали за цеви, материјали за грејање, накит, посуђе. Такође је једна од главних компоненти легуре за прављење бронзе.
7 Хром - Високи сјај након третмана
Најчешћи облик хрома се користи као легирајући елемент у нерђајућем челику да би се побољшала његова тврдоћа. Процеси хромирања се обично деле у три типа: декоративни премази, премази од тврдог хрома и премази од црног хрома. Хромирање се широко користи у области инжењерства, а декоративно хромирање се обично примењује као највиши слој изван слоја никла. Поплата има деликатан ефекат полирања попут огледала. Као декоративни процес накнадне обраде, дебљина превлаке хрома је само 0.006 милиметара. Када планирате да користите процес хромирања, важно је у потпуности размотрити опасности овог процеса. Тренд замене хексавалентне декоративне воде са хромом водом са тривалентним хромом постаје све очигледнији, јер прва има јаку канцерогеност, док се друга сматра релативно мање токсичном.
Карактеристике материјала: веома висока глаткоћа, одличне антикорозивне перформансе, чврста и издржљива, лака за чишћење и низак коефицијент трења.
Типична употреба: Декоративна хромирана облога је материјал за облагање за многе аутомобилске компоненте, укључујући ручке на вратима и бранике. Поред тога, хром се такође користи за делове за бицикле, славине за купатила, намештај, кухињски прибор, прибор за јело и друго. Тврди хром се чешће користи у индустријским областима, укључујући меморију са случајним приступом у блоковима за контролу посла, компонентама млазног мотора, пластичним калупима и амортизерима. Црни хром се углавном користи за декорацију инструмената и коришћење соларне енергије.
8 Титанијум - Лаган и чврст
Титанијум је веома посебан метал, веома лагане текстуре, али и веома жилав и отпоран на корозију, задржавајући свој тон боје доживотно на собној температури. Тачка топљења титанијума се не разликује много од оне платине, тако да се обично користи у прецизним компонентама у ваздухопловној и војној индустрији. Након додавања струје и хемијског третмана, производиће се различите боје. Титанијум има одличну отпорност на киселину и алкалну корозију. Након неколико година намакања у акуа региа, титан и даље сија и сија. Ако се титанијум дода нерђајућем челику, додавање само око 1% може значајно побољшати његову отпорност на рђу.
Титанијум има одличне карактеристике као што су ниска густина, отпорност на високе температуре и отпорност на корозију. Легуре титанијума имају густину упола мању од челика и чврстоћу сличну густини челика; Титанијум је отпоран на високе и ниске температуре. Може да одржава високу чврстоћу у широком температурном опсегу од -253 степени до 500 степени. Ове предности су од суштинског значаја за свемирске метале. Легура титанијума је добар материјал за израду шкољки ракетних мотора, вештачких сателита и свемирских летелица, а позната је као „свемирски метал“.
Титанијум је чист метал и управо због своје чистоће супстанце не пролазе хемијске реакције у контакту са њим. Наиме, због своје високе отпорности на корозију и стабилности, титанијум не утиче на своју суштину ни након дуготрајног контакта са људима, тако да неће изазвати алергије код људи. То је једини метал који нема утицај на људски аутономни нервни систем и укус, а познат је као "биофилни метал".
Највећи недостатак титанијума је што га је тешко извући. То је углавном зато што се титанијум може комбиновати са кисеоником, угљеником, азотом и многим другим елементима на високим температурама.
Карактеристике материјала: веома висока чврстоћа, одлична отпорност на корозију у поређењу са тежином, тежак за хладан рад, добра заварљивост, приближно 40% лакши од челика и 60% тежи од алуминијума, ниска проводљивост, ниска стопа термичког ширења и висока тачка топљења.
Типичне употребе: палице за голф, тениски рекети, преносиви рачунари, камере, пртљаг, хируршки имплантати, скелети авиона, хемијска опрема и поморска опрема. Поред тога, титан се такође користи као бели пигмент за папир, фарбање и пластику.
Процес обраде металне површине
1. Увод у процес површинске обраде
Процес коришћења савремених техника физике, хемије, металургије и топлотне обраде за промену стања површине и особина делова, оптимизацију њихове комбинације са основним материјалима и постизање унапред одређених захтева за перформансе назива се процес површинске обраде.
Функција површинске обраде:
(1) Побољшајте површинску отпорност на корозију и отпорност на хабање, успорите, елиминишете и поправите промене и оштећења на површини материјала;
(2) Омогућити обичним материјалима да добију површине са посебним функцијама;
(3) Уштедите енергију, смањите трошкове и побољшајте животну средину.
2. Класификација процеса обраде металних површина

Може се поделити у четири категорије: технологија модификације површине, технологија површинског легирања, технологија површинске конверзије филма и технологија површинског премаза.
1, Технологија модификације површине
1. Површинско гашење
Површинско гашење се односи на методу топлотне обраде која користи брзо загревање за аустенитизацију површине без промене хемијског састава и структуре језгра челика, а затим га гаси да би ојачала површину делова.
Главне методе површинског гашења укључују гашење пламеном и индукционо загревање, а најчешће коришћени извори топлоте укључују пламен као што су оксиацетилен или оксипропан.
2. Ласерско јачање површине
Ласерско површинско ојачање је процес коришћења фокусираног ласерског зрака за пуцање на површину радног предмета, загревање изузетно танког материјала на површини радног предмета до температуре изнад температуре фазног прелаза или тачке топљења у веома кратком временском периоду , а затим га хлади у врло кратком временском периоду како би се очврснула и ојачала површина радног предмета.

Ласерско површинско јачање може се поделити на третман за јачање ласерске трансформације, третман ласерског површинског легирања и третман ласерске облоге.

Ласерско површинско ојачање има малу зону утицаја топлоте, малу деформацију и погодан рад. Углавном се користи за локално ојачане делове, као што су матрице за пробијање, радилице, брегасте осовине, брегасте осовине, клинасте осовине, прецизне вођице инструмената, алати за сечење брзог челика, зупчаници и облоге цилиндара мотора са унутрашњим сагоревањем.
3. Мечирање
Ојачање ударцем је технологија која распршује велики број покретних пројектила великом брзином на површину дела, попут безбројних малих чекића који ударају о металну површину, изазивајући одређене пластичне деформације површине и подповршинских слојева дела ради постизања ојачања.

Функција:
(1) Побољшати механичку чврстоћу, отпорност на хабање, отпорност на замор и отпорност делова на корозију;
(2) Користи се за површинско гашење и уклањање каменца;
(3) Елиминисати заостала напрезања у одливцима, отковцима и завареним деловима.
4. Роллинг
Ваљање је процес површинске обраде који користи тврди ваљак или ваљак за притисак на ротирајућу површину радног предмета на собној температури и кретање дуж правца генератрикса, изазивајући пластичну деформацију и очвршћавање површине радног предмета, како би се добио тачан, глатка и ојачана површина или специфичан узорак.

Примена: Делови са релативно једноставним облицима као што су цилиндричне површине, коничне површине и равне површине.
5. Цртање жице
Извлачење жице се односи на методу површинске обраде у којој се метал провлачи кроз калуп под спољним силама, сабијајући површину попречног пресека метала и добијајући потребан облик и величину површине попречног пресека.

Цртеж се може направити у неколико типова према декоративним потребама, укључујући равне линије, неправилне линије, таласе и спиралне линије.
6. Полирање
Полирање је метода завршне обраде којом се модификује површина дела. Генерално, може добити само глатку површину и не може побољшати или чак одржати оригиналну тачност обраде. У зависности од услова претходне обраде, вредност Ра после полирања може да достигне 1,6~0.008 μМ.

Генерално се дели на механичко полирање и хемијско полирање.

 

2, технологија површинског легирања
Хемијска површинска топлотна обрада
Типичан процес технологије површинског легирања је хемијска површинска топлотна обрада. То је процес термичке обраде који ставља радни предмет у специфичан медијум за загревање и изолацију, омогућавајући активним атомима у медијуму да продру у површину радног предмета, мењајући тако хемијски састав и структуру површине радног предмета, а тиме и мењајући своје перформансе.

У поређењу са површинским гашењем, хемијска површинска топлотна обрада не само да мења површинску структуру челика, већ и мења његов хемијски састав. Према различитим инфилтрираним елементима, хемијска топлотна обрада се може поделити на карбуризацију, нитридацију, вишекомпонентну коинфилтрацију, инфилтрацију других елемената, итд. Процес хемијске топлотне обраде обухвата три основна процеса: разлагање, апсорпцију и дифузију.
Две главне методе хемијске површинске термичке обраде су карбуризација и нитрирање.

 

3, технологија површинске конверзије филма
1. Црњење и фосфатирање
поцрњење:
Процес загревања челичних или челичних компоненти у ваздушној воденој пари или хемијским агенсима до одговарајуће температуре да би се на њиховој површини формирао слој плавог или црног оксидног филма. Познато и као плаво.
фосфатизација:
Процес у коме се радни предмет (челик, алуминијум, цинк делови) урони у раствор фосфата (раствор који се углавном састоји од киселих фосфата) и депонује на површини да би се формирао кристални фосфатни конверзиони филм који је нерастворљив у води назива се фосфатирање.
2. Анодизација
Углавном се односи на елоксирање алуминијума и легура алуминијума. Анодизација је процес потапања делова алуминијума или легуре алуминијума у ​​кисели електролит и његовог коришћења као аноде под дејством спољне струје да би се формирао слој оксидног филма отпорног на корозију чврсто везан за подлогу на површини делова. Овај оксидни филм има посебне карактеристике као што су заштита, декорација, изолација и отпорност на хабање.

Пре анодизације, треба извршити претходну обраду као што је полирање, одмашћивање и чишћење, након чега следи испирање, бојење и заптивање.
Примена: Обично се користи за заштитну обраду одређених специјалних компоненти аутомобила и авиона, као и за декоративну обраду рукотворина и свакодневних хардверских производа.

 

4, Технологија површинског премаза
1. Термичко прскање
Термичко распршивање је процес загревања и топљења металних или неметалних материјала, континуирано дување компримованог гаса на површину радног предмета да би се формирао премаз који чврсто пријања на подлогу и добијање потребних физичких и хемијских својстава са површине радног предмета. радни комад.

Употреба технологије термичког прскања може побољшати отпорност на хабање, отпорност на корозију, отпорност на топлоту и изолациона својства материјала.
Примене: Скоро све области, укључујући најсавременије технологије као што су ваздухопловство, атомска енергија и електроника.
2. Вакумирање
Вакуумско наношење је процес површинске обраде у коме се разни метални и неметални танки филмови наносе на металну површину у условима вакуума дестилацијом или распршивањем.
Вакуумским наношењем може се добити врло танак површински премаз, који има предности велике брзине, добре адхезије и ниске загађености.

Принцип вакуумског распршивања
Према различитим процесима, вакуумско полагање се може поделити на вакуумско испаравање, вакуумско распршивање и вакуумско јонско облагање.
3. галванизација

Галванизација је електрохемијски и редокс процес. Узимајући никловање као пример: потопите метални радни предмет у раствор металне соли (НиСО4) као катоду, а металну никловану плочу као аноду. Након повезивања ДЦ напајања, метални никловани слој ће бити одложен на радни предмет.
Методе галванизације се деле на обичну галванизацију и специјалну галванизацију.

Галванизација је електрохемијски и редокс процес. Узимајући никловање као пример: потопите метални радни предмет у раствор металне соли (НиСО4) као катоду, а металну никловану плочу као аноду. Након повезивања ДЦ напајања, метални никловани слој ће бити одложен на радни предмет.
Методе галванизације се деле на обичну галванизацију и специјалну галванизацију.