iCNC > Материалы > Цветные металлы: особенности применения и обработки

Цветные металлы: особенности применения и обработки

23.07.2015

96_pic1

В насто­я­щее вре­мя все извест­ные цвет­ные метал­лы име­ют нема­ло­важ­ное зна­че­ние в про­из­вод­стве любо­го вида тех­ни­ки, неза­ви­си­мо от ее назна­че­ния. Любой металл мож­но пози­ци­о­ни­ро­вать как доволь­но про­стое веще­ство по сво­е­му хими­че­ско­му соста­ву, кото­рое обла­да­ет таки­ми харак­те­ри­сти­ка­ми как ков­кость, элек­тро­про­вод­ность, теп­ло­про­вод­ность, а внешне отли­ча­ет­ся харак­тер­ным метал­ли­че­ским блес­ком. Все метал­лы при­ня­то клас­си­фи­ци­ро­вать на основ­ные груп­пы:

  1. Чер­ные метал­лы – это желе­зо и любые спла­вы с его при­сут­стви­ем;
  2. Цвет­ные метал­лы – все метал­лы, в соста­ве кото­рых пол­но­стью отсут­ству­ет желе­зо;
  3. Бла­го­род­ные метал­лы – дра­го­цен­ные метал­лы, напри­мер, сереб­ро, пла­ти­на, золо­то и все метал­лы, отно­ся­щи­е­ся к пла­ти­но­вой груп­пе;
  4. Лег­кие метал­лы – груп­па метал­лов, име­ю­щая мини­маль­ную плот­ность;
  5. Тяже­лые метал­лы – все цвет­ные метал­лы, кото­рые име­ют плот­ность, пре­вы­ша­ю­щую плот­ность желе­за.

Цвет­ной металл – это тех­ни­че­ское назва­ние кате­го­рии метал­лов и их спла­вов, за исклю­че­ни­ем желе­за и спла­вов, в состав кото­рых оно вхо­дит. В рус­ско­языч­ной тер­ми­но­ло­гии поня­тие цвет­ных метал­лов экви­ва­лент­но неже­лез­ным метал­лам в евро­пей­ской клас­си­фи­ка­ции. Мно­гие клас­си­фи­ка­ции на дру­гих язы­ках так­же цвет­ные метал­лы обо­зна­ча­ют как неже­лез­ные. В насто­я­щее вре­мя цвет­ные метал­лы при­ня­то клас­си­фи­ци­ро­вать по раз­лич­ным при­зна­кам и харак­те­ри­сти­кам, раз­би­вая их на отдель­ные груп­пы:

  1. Груп­па лег­ких метал­лов – к ней отно­сят­ся алю­ми­ний, титан и маг­ний;
  2. Груп­па тяже­лых цвет­ных метал­лов – в ее состав вхо­дят медь, цинк, никель, оло­во и сви­нец;
  3. Груп­па бла­го­род­ных метал­лов – все пла­ти­но­вые метал­лы;
  4. Туго­плав­кая груп­па метал­лов – спла­вы, кото­рые пло­хо под­да­ют­ся тер­ми­че­ской обра­бот­ке;
  5. Рас­се­ян­ные метал­лы;
  6. Груп­па ред­ко­зе­мель­ных метал­лов;
  7. Груп­па радио­ак­тив­ных метал­лов.

img1 (1)

На тер­ри­то­рии Рос­сии все цвет­ные метал­лы очень вос­тре­бо­ва­ны, поэто­му их про­из­вод­ство широ­ко рас­про­стра­не­но во всех реги­о­нах стра­ны. Цвет­ная метал­лур­гия – отрасль, кото­рая вклю­ча­ет в себя добы­чу и обо­га­ще­ние руд цвет­ных метал­лов, а так­же выплав­ку цвет­ных метал­лов и спла­вов, в состав кото­рых они вхо­дят. В насто­я­щее вре­мя при­ня­то раз­ли­чать лег­кую метал­лур­гию и метал­лур­гию тяже­лых цвет­ных метал­лов. В пре­де­лах Рос­сий­ской Феде­ра­ции было сфор­ми­ро­ва­но несколь­ко аз цвет­ной метал­лур­гии. Они раз­нят­ся меж­ду собой несхо­же­стью гео­гра­фии лег­ких и тяже­лых метал­лов, то есть это алю­ми­ни­е­вая, тита­но-маг­ни­е­вая про­мыш­лен­ность и мед­ная, цин­ко­вая и никель-кобаль­то­вая про­мыш­лен­ность.

Особенности основных цветных металлов

Алю­ми­ний – металл, кото­рый отно­сит­ся к груп­пе цвет­ных метал­лов, обла­да­ю­щий высо­ки­ми пока­за­те­ля­ми элек­тро­про­вод­но­сти, пла­стич­но­сти и низ­ки­ми меха­ни­че­ски­ми свой­ства­ми. При­ня­то клас­си­фи­ци­ро­вать этот металл на пер­вич­ный и вто­рич­ный.

Медь – металл, кото­рый мож­но пози­ци­о­ни­ро­вать в каче­стве наи­бо­лее рас­про­стра­нен­но­го из все­го клас­са цвет­ных метал­лов, обла­да­ю­щий высо­ки­ми пока­за­те­ля­ми пла­стич­но­сти, элек­тро­про­вод­но­сти и теп­ло­про­вод­но­сти. При­ме­ча­тель­но, что медь одна из немно­гих отлич­но сплав­ля­ет­ся с мно­ги­ми метал­ла­ми, обра­зуя высо­ко­ка­че­ствен­ные спла­вы, кото­рые широ­ко при­ме­ня­ют­ся в отрас­ли совре­мен­но­го маши­но­стро­е­ния.

Цинк – цвет­ной металл, кото­рый при обыч­ной тем­пе­ра­ту­ре изве­стен свое хруп­ко­стью, одна­ко при нагре­ва­нии его до тем­пе­ра­ту­ры в пре­де­лах от 100 до 150-ти гра­ду­сов он отлич­но под­да­ет­ся ков­ке и про­кат­ке. Этот металл сла­вит­ся высо­ко стой­ко­сти к кор­ро­зии, но при этом лег­ко раз­ру­ша­ет­ся при кон­так­те с кис­ло­та­ми и щело­ча­ми. Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния цин­ка доста­точ­но вели­ка – 419 гра­ду­сов.

Использование цветных металлов

В насто­я­щее вре­мя объ­е­мы исполь­зо­ва­ния цвет­ных метал­лов, а так­же спла­вов, в соста­ве кото­рых они при­сут­ству­ют, про­дол­жа­ют стре­ми­тель­но рас­ти. Отрас­ли авиа­стро­е­ния, ракет­ной и атом­ной про­мыш­лен­но­сти, а так­же хими­че­ско­го дела про­дол­жа­ют бур­но раз­ви­вать­ся, при этом в каче­стве кон­струк­ци­он­ных мате­ри­а­лов нача­ли исполь­зо­вать имен­но цвет­ные метал­лы и спла­вы, в соста­ве кото­рых они при­сут­ству­ют, напри­мер, титан, никель, молиб­ден и даже гаф­ний. При­ме­ча­тель­но, что сфе­ры при­ме­не­ния неко­то­рых цвет­ных метал­лов и их спла­вов весь­ма раз­лич­ны.

Медь и любые спла­вы из это­го цвет­но­го метал­ла успеш­но при­ме­ня­ет­ся в отрас­ли хими­че­ско­го маши­но­стро­е­ния, а так­же для про­из­вод­ства тру­бо­про­вод­ных систем раз­лич­но­го назна­че­ния, тар для жид­ко­стей, а так­же при изго­тов­ле­нии крио­ген­ной тех­ни­ки.

Алю­ми­ний и алю­ми­ни­е­вые спла­вы широ­ко исполь­зу­ют при изго­тов­ле­нии емко­стей в хими­че­ской и пище­вых отрас­лях. Спла­вы из это­го метал­ла доволь­но широ­ко исполь­зу­ют­ся в авиа­стро­е­нии, при стро­и­тель­стве ракет, судов, а так­же при воз­ве­де­нии зда­ний и раз­но­го рода соору­же­ний. Спла­вы из алю­ми­ния име­ют высо­кие пока­за­те­ли проч­но­сти при мини­маль­ной плот­но­сти, а так­же высо­кую стой­кость про­тив кор­ро­зии. Они могут сохра­нять свои свой­ства даже в неко­то­рых агрес­сив­ных сре­дах, при этом обла­дая высо­ки­ми меха­ни­че­ски­ми харак­те­ри­сти­ка­ми при мини­маль­ных тем­пе­ра­ту­рах.

29363

Характерные особенности всех цветных металлов

Боль­шин­ство цвет­ных метал­лов обла­да­ют высо­ки­ми пока­за­те­ля­ми теп­ло­про­вод­но­сти и удель­ной теп­ло­ем­ко­сти, что поз­во­ля­ет быст­ро осты­вать им в месте сва­ри­ва­ния, а так­же тре­бу­ет исполь­зо­ва­ния мощ­ных источ­ни­ков теп­ло­ты во вре­мя про­ве­де­ния сва­роч­ных работ. Ино­гда тре­бу­ет­ся даже пред­ва­ри­тель­но разо­гре­вать дета­ли перед сва­ри­ва­ни­ем. Это обсто­я­тель­ство акту­аль­но для меди, маг­ния и алю­ми­ния.

Для меди, алю­ми­ния и маг­ния, а так­же всех спла­вов, в состав кото­рых они вхо­дят, наблю­да­ет­ся стре­ми­тель­ное сни­же­ния меха­ни­че­ских харак­те­ри­стик при тер­ми­че­ской обра­бот­ке. В резуль­та­те даже при незна­чи­тель­ных уда­рах металл начи­на­ет раз­ру­шать­ся, а в слу­чае с алю­ми­ни­ем и брон­зой ино­гда может даже про­ва­лить­ся сва­роч­ная ван­на под соб­ствен­ным весом.

Все цвет­ные метал­лы при тер­ми­че­ской обра­бот­ке в боль­ших объ­е­мах могут рас­тво­рять газы окру­жа­ю­щей атмо­сфе­ры и вза­и­мо­дей­ство­вать с любы­ми газа­ми кро­ме инерт­ных по срав­не­нию с чер­ны­ми метал­ла­ми. В этом плане более актив­ны­ми явля­ют­ся туго­плав­кие и более актив­ные хими­че­ски метал­лы, напри­мер, титан, цир­ко­ний, тан­тал и молиб­ден. Имен­но эти цвет­ные метал­лы зача­стую пози­ци­о­ни­ру­ют туго­плав­ки­ми и хими­че­ски актив­ны­ми.

Особенности обработки цветных металлов

Одна из осо­бен­но­стей всех цвет­ных метал­лов в том, что они обла­да­ют высо­кой проч­но­стью и дол­го­веч­но­стью, а так­же их спо­соб­ность пере­но­сить высо­кие тем­пе­ра­ту­ры. Сре­ди недо­стат­ков мож­но отме­тить толь­ко спо­соб­ность под­да­вать­ся кор­ро­зии и раз­ру­шать­ся под воз­дей­стви­ем кис­ло­ро­да.

Для того что­бы защи­тить цвет­ные метал­лы от атмо­сфер­ной кор­ро­зии их при­ня­то покры­вать защит­ны­ми лако­кра­соч­ны­ми мате­ри­а­ла­ми. В насто­я­щее вре­мя суще­ству­ет три кате­го­рии средств для защи­ты цвет­ных метал­лов от это­го явле­ния – грун­то­вые рас­тво­ры, крас­ки и уни­вер­саль­ные соста­вы. Грун­тов­ку мож­но пози­ци­о­ни­ро­вать в каче­стве эффек­тив­но­го сред­ства в борь­бе с атмо­сфер­ной кор­ро­зи­ей. Ее нано­сят одним или несколь­ки­ми сло­я­ми на поверх­ность дета­ли перед окра­ши­ва­ни­ем. При­ме­ча­тель­но, что имен­но грун­тов­ка обес­пе­чи­ва­ет луч­шую адге­зию к осно­ва­нию дета­ли. Очень важ­но пра­виль­но выбрать тип грун­тов­ки, посколь­ку для раз­ных метал­лов состав грун­то­во­го рас­тво­ра дол­жен быть спе­ци­аль­ным.

Что каса­тель­но алю­ми­ни­е­вых дета­лей и дета­лей из спла­вов с этим метал­лом, то при­ня­то исполь­зо­вать грун­то­вые соста­вы на цин­ко­вой осно­ве или же уре­та­но­вые крас­ки. Медь, латунь или же брон­зу не при­ня­то кра­сить вовсе – на рынок их постав­ля­ют в виде с завод­ской обра­бот­кой, кото­рая защи­ща­ет поверх­ность и при этом под­чер­ки­ва­ет при­род­ную кра­со­ту этих цвет­ных метал­лов. Если целост­ность завод­ско­го покры­тия со вре­ме­нем раз­ру­шит­ся, то уда­лить его не соста­вит тру­да при помо­щи обыч­но­го рас­тво­ри­те­ля. После это­го деталь или изде­лие мож­но покрыть эпок­сид­ным или же поли­уре­та­но­вым лаком.