Р. Металлы и сплавы


Применяемые для гравирования металлы делятся на три основные группы: черные, цветные и благородные. К первой группе относится сталь; ко второй —медь, цинк, алюминий, олово, свинец, магний и их сплавы; к третьей —серебро, золото, платина.
Металлы в чистом виде в качестве конструкционного материала почти не применяют, заменяя их сплавами. Пластичные материалы, такие как красная медь, алюминий, латунь марки J162, олово, свинец и др., вследствие своей большой мягкости для гравирования малопригодны. Все эти металлы употребляют главным образом при штамповке, клеймении и набивке пуансонами. Для гравирования как ручным способом (штихелями), так и механическим (при помощи пантографа) следует подбирать менее пластичные материалы. Лучшими материалами являются сталь марок У8А,У10А, У12А, латунь марки ЛС59, дюралюминий. Иногда в силу необходимости граверные работы производят и на мягких материалах —малоуглеродистой стали, цинке, бронзе и др.
Углеродистые стали. Этим материалам в производстве уделяется особое внимание, так как сталь используется не только для граверных работ, но и для изготовления граверного режущего инструмента.
Сталь —сплав железа с углеродом (2%) и другими элементами, получаемый главным образом из смеси чугуна, выплавляемого в доменных печах, со стальным ломом. По химическому составу она подразделяется на углеродистую и легированную. Углеродистая сталь наряду с железом и углеродом содержит марганец (до 1%), кремний (до 0,4%) и вредные примеси —серу и фосфор. В состав легированных сталей помимо указанных компонентов входят так называемые легирующие элементы (хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан и др.), которые повышают качество сталей и придают им особые свойства. В СССР установлены единые условные обозначения (из букв и цифр). Первые две цифры показывают среднее содержание углерода (в сотых долях процента для конструкционных сталей и в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Буквами обозначают легирующие элементы (алюминий —Ю; бор—Р; вольфрам—В; кобальт—К, кремний—С, марганец — Г, медь — Д, молибден — М, никель — Н, ниобий — Б, хром — X, титан — Т, углерод — У), а цифрами справа от букв — их среднее содержание (например, сталь 2Х17Н2 содержит 0,2% углерода, 17% хрома и 2% никеля. Если за буквой не стоят цифры, это значит, что содержание легирующего элемента не превышает 1,5%.
По назначению стали делятся на конструкционные, инструментальные, на стали с особыми физическими и химическими свойствами — нержавеющие, жаропрочные, электротехнические и др.
Различают следующие марки инструментальных углеродистых сталей, применяемых в гравировании: У7, У8, У10, У12, У7А, У8А и т. д. Одной из широко используемых марок является сталь У8А. Из нее изготовляют цифровые и буквенные пуансоны, клейма, т. е. инструменты, которые должны обладать достаточной пластичностью при высокой твердости, так как они подвергаются ударам. Эту марку стали используют также для производства матриц при холодной штамповке. Из стали марок У11А и У12А делают режущий инструмент, например резцы для пантографа и резцы для нанесения штрихов, линий и знаков, штихели различной конфигурации для ручного гравирования, калибрующие маточники и т. п. Когда требуется изготовить режущий инструмент с более высокой стойкостью режущей кромки для обработки твердых материалов (штихели, граверные резцы для пантографа, различные клейма сложной конфигурации), рекомендуется брать для этого легированную инструментальную сталь марки ХВ5.
Цветные металлы. В современном приборостроении цветные металлы и их сплавы находят широкое применение при изготовлении шкал, сеток, лимбов и подобных им изделий.
Медь —металл красного цвета, хорошо поддается ковке, прокатке и штамповке в холодном и горячем виде, на ней легко гравировать цифры, знаки, обозначения и линии. Из-за свойства деформироваться и дороговизну медь в чистом виде в гравировальном производстве применяется редко.
Алюминий — металл белого цвета, на воздухе быстро окисляется, но окисная пленка предохраняет его от коррозии. Алюминий хорошо куется, прокатывается и штампуется. В чистом виде алюминий очень мягок и пластичен, но гравировать на нем знаки, линии и обозначения трудно. Более пригодны для гравирования его сплавы g другими цветными металлами. Основным преимуществом алюминия является его легкость.
Цинк —металл голубовато-белого цвета. Как и алюминий, на воздухе быстро окисляется, при этом на его поверхности образуется тонкая пленка, предохраняющая его от дальнейшего окисления. В холодном виде обычно хрупок, легко гравируется, а при нагревании до 120° хорошо куется, принимая всевозможные формы.
При дальнейшем нагревании цинк снова становится хрупким.
Олово — металл белого цвета, мягкий и тягучий, свободно поддающийся ковке и прокатке. Олово хорошо противостоит действию влаги, воздуха и кислот, легко гравируется. В сплаве со свинцом йрименяется как припой для пайки.
Свинец — металл серого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Особенностью свинца является его высокая плотность и чрезвычайная мягкость. Любая механическая обработка свинца производится в холодном виде. Свинцовая пыль при плавлении свинца и выделяющиеся газы очень вредны для человеческого организма и вызывают тяжелые отравления.
Цветные сплавы. При изготовлении технических изделий с последующим производством гра ерных работ наиболее широко применяются латунь, бронза, дюралюминий, гарт и т. д.
Латунь — сплав меди с цинком. Свойства латуни определяются процентным содержанием цинка и других легирующих элементов. Содержание цинка в латуни —от 10 до 42%. Цифра в марках латуни указывает на процентное содержание в ней меди. Например, марка Л62 обозначает латунь, в состав которой входит 62% меди, остальное'—цинк. Эта марка латуни отличается пластичностью и применяется в граверном деле для штамповки, тиснения клеймами и стальными пуансонами. Латунь марки ЛС59 одинаково успешно используется и для ручного и для механического гравирования (на станке-пантографе), так как дает высокий класс шероховатости.
Бронза — сплав меди с другими цветными металлами (оловом, алюминием, никелем,' кремнием, марганцем и т. д.). Свойства и назначение бронзы различны в зависимости от химического состава. Бронзы подразделяются на алюминиевую, кремнистую, оловянистую, бериллиевую и др. Бронзы широко применяются при гравировании.
Дюралюминий —достаточно пластичный и вместе с тем прочный сплав. Дюралюминий содержит кроме алюминия медь, магний, кремний и др. Особенно хорошо гравируется механическим способом, т. е. на пантографе. />Типографские сплавы (гарт и др.) являются сплавами свинца, сурьмы и олова. На них хорошо и легко гравировать. Из гарта изготовляют клише с гравировкой и печати различной конфигурации под краску, факсимиле и пр. Применяют и свинцово- сурьмяный баббит, который наиболее дешев и не имеет в своем составе дефицитного металла —олова. Этот сплав легок, а выгравированные на нем изображения сохраняются длительное время.
Материалом заготовок для металлических штриховых мер могут быть: медь, латунь марок ЛС59 или ЛС62, бериллиевая бронза Бр2БТ, нейзильбер, инструментальная сталь марки УВД, нержавеющая сталь марки 1Х18Н9Т, молибден, алюминиево-магниевые и железо-никелевые сплавы, инварстабиль (сплав железа с никелем) марки ЭИ797, дюралюминий и др.
Для изготовления образцовых штриховых мер чаще всего используются плоские, X- и Y-образные заготовки из инварстабиля марки ЭИ797. К штриховым мерам предъявляются жесткие требования в отношении точности геометрических размеров и качества поверхностей, а следовательно, такие же требования должны предъявляться и к заготовкам. Так как заготовки имеют сложное поперечное сечение, технологический процесс их изготовления состоит из большого числа трудоемких операций. Под заготовки используют специальные поковки, имеющие квадратное поперечное сечение.От поковки отрезают дисковыми пилами брусок длиной 1050 мм. На торец бруска наносят клеймо (номер плавки, порядковый номер линейки и т. д.), затем брусок подвергают механической обработке с целью придания ему необходимой конфигурации [4, 5].
В технологический процесс обработки бруска входят следующие операции: строгальные обдирочные, фрезерная, расточная, сверлильная, слесарные, шлифовальная обдирочная, чистовые шлифовальные, строгальная и притирочная. Причем механическая обработка сопровождается термической, назначение которой —¦ снятие внутренних напряжений в материале, возникающих вследствие его деформации в процессе механической обработки. Подготовленную заготовку подают на делительный участок, где на специальных делительных машинах на штриховой дорожке наносят 1010 штрихов через 1 мм.
Для изготовления диафрагм, сеток и т. д. применяется тонкая прокатная лента из различных цветных металлов. Для устранения в прокатной ленте остаточных деформаций, возникающих после термической обработки, необходимо проводить низкотемпературный отжиг; так, латунную ленту подвергают термообработке при температуре 300 °С (нагрев и охлаждение вместе с термостатом). Бронзы имеют более равномерную остаточную деформацию, поэтому они более предпочтительны при жестких требованиях сохранения угловых размеров между штрихами лимбов. 
<< | >>
Источник: Федотов А. И., Улановский О. О.. Граверное дело: Учеб. пособие для профессионально- технич. училищ.—Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние,. — 240 с.,. 1981

Еще по теме Р. Металлы и сплавы:

  1. Г Л А В А I. НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЕ МЕТАЛЛОВ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
  2. ЗАЩИТА ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
  3. ПЕРВЫЙ СПЛАВ ПО АМУРУ.
  4. ЗАЩИТА ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
  5. ВТОРОЙ СПЛАВ 1855 ГОДА.
  6. Металлы
  7. ПЕРЕХОД К ВЕКУ МЕТАЛЛА
  8. Щелочные металлы
  9. ПРОЧИЕ МЕТАЛЛЫ
  10. Металлы побочных подгрупп
  11. 4.2.1. Тяжелые металлы
  12. МЕТАЛЛЫ
  13. Выщелачивание металлов из руд