ПОНЯТИЕ ОБ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОНКОЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА, ЕГО ВИДАХ И СВОЙСТВАХ

Раздел 1. Основы материаловедения

Тема 1.1. Виды и назначение конструкционных материалов. Тонколистовой металл и провод

§ 2. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОНКОЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА, ЕГО ВИДАХ И СВОЙСТВАХ

1. Вспомни, какие конструкционные материалы ты уже знаешь.

2. Объясни, почему для изготовления изделий применяют разные конструкционные материалы.

3. Вспомни известные тебе свойства древесных конструкционных материалов. В чем их сущность?

Ты уже знаешь, что для изготовления полезных вещей используют разнообразные конструкционные

материалы: бумагу, ткань, древесину. Однако трудно представить нашу жизнь и без изделий из металла. Металлы – это группа относительно чистых веществ, которые характеризуются хорошей теплопроводимостью и электропроводимостью, имеют специфический металлический блеск.

Рис. 13. Виды и профили металлопроката

Рис. 14. Прокатный стан

К металлам относятся также металлические сплавы. Это конструкционные материалы со свойствами металлов, которые могут иметь другие элементы. Автомобили и самолеты, космические корабли и морские суда, бытовая

и промышленная техника, сельскохозяйственные машины, компьютеры и т. п. – для изготовления этих изделий применяют широкий ассортимент металлов (рис. 13).

Такой ассортимент металла с разным профилем изготавливают из раскаленных слитков металлов или сплавов их прокатыванием на специальных машинах – прокатных станах (рис. 14).

Прокатный стан – это система оборудования, в которой заготовке из металла под давлением придают определенную форму и размеры поперечного сечения. Для этого раскаленный слиток пропускают через много пар вращающихся валков. Валки сжимают слиток и придают ему форму загодя определенного профиля или листа.

Для обеспечения необходимой толщины и формы поперечного сечения листового металла расстояние между поверхностями вращающихся валков регулируют (рис. 15). Листовой металл толщиной до 1 мм называют тонколистовым.

Тонколистовой материал можно нарезать листами или сворачивать в рулоны (рис. 16).

Рис. 15. Прокатывание листового металла

Рис. 16. Формирование продукции тонколистового металла: а – листовой; б – рулонной

Большое количество разнообразных деталей для строительства, автомобиле – и самолетостроения изготавливают из тонколистового металла разных профилей. Он образуется за счет прохождения листовой стали между вращающимися валками соответствующего профиля (рис. 17).

Для индивидуального сгибания листового металла разного профиля в домашних условиях промышленность выпускает ручные вальцы разной конструкции (рис. 18). Предназначены они для изготовления труб, желобов, водосточных труб, сгибания листового металла и придания ему определенной формы.

Тонколистовые металлы изготавливают из стали. Этот конструкционный материал образуется в результате смешивания в расплавленном состоянии железа с углеродом. То есть сталь – это сплав железа с углеродом.

Рис. 17. Формирование листового металла с разным профилем на прокатном стане

Рис. 18. Механические вальцы

Рис. 19. Жесть: а – черная, б – белая; в – фольга

Сталь – твердый и крепкий сплав светло-серого цвета. Она хорошо обрабатывается в холодном и нагретом состоянии.

Листовую сталь толщиной 0,2…0,5 мм называют жестью. Различают два вида жести: черную и белую. Жесть без защитного покрытия называют черной, а жесть, покрытую с обеих сторон тонким слоем олова, – белой (рис. 19, а, б).

Оловянное покрытие защищает поверхность жести от воздействия внешней среды, придает материалу более привлекательный вид и расширяет область его применения. Из белой жести изготавливают консервные банки, формы для выпекания кондитерских изделий, кухонную утварь, емкости для парфюмерных изделий и т. п. (рис. 20).

Листовая сталь толщиной свыше 0,5 мм бывает белой и черной. Для защиты от воздействия внешней среды ее могут покрывать тонким слоем цинка. Такую сталь называют оцинкованной. Из оцинкованной стали изготавливают водосточные трубы, разнообразные емкости для домашнего потребления, хозяйственные вещи, металлические профили для покрытия крыш, изготовления заборов и т. п. (рис. 21).

Тонкий листовой металл толщиной 0,02…0,1 мм называют фольгой (рис. 19, в). Ее изготавливают из различных металлов и металлических сплавов. Используют фольгу в разных отраслях хозяйства: в пищевой промышленности для упаковки продуктов, в частности кондитерских изделий; для упаковки химико-фармацевтической продукции, в электротехнической, приборостроительной промышленности.

Рис. 20. Изделия домашнего потребления из жести

Рис. 21. Применение оцинкованной стали

Другим конструкционным материалом является алюминий. По распространению в природе он занимает первое место среди металлов. Чтобы получить алюминий, осуществляют переработку сырья с применением сложных химических и электротехнических технологий, о которых ты узнаешь в старших классах. После прохождения соответствующих этапов переработки сырья литейным способом выплавляют слитки для дальнейшего изготовления из них определенной продукции (рис. 22).

Алюминий – легкий и мягкий металл серебристо-белого цвета. Он устойчив к воздействию внешней среды, имеет невысокую твердость и прочность, но хорошо проводит электрический ток. Из него делают заготовки разного профиля для изготовления изделий домашнего потребления, деталей радиотехнических устройств, бытовой техники, провода для линий электропередач, листы фольги для радиотехнических устройств (рис. 23) и т. п.

Рис. 22. Слитки из алюминия

Рис. 23. Изделия из алюминия

Рис. 24. Изделия из дюралюминия

В технике чаще всего используют дюралюминий – сплав серебристо-белого цвета. В его состав входят алюминий, медь и другие компоненты. Дюралюминий характеризуется большей прочностью, чем алюминий, благодаря чему имеет широкий диапазон применения – от конструирования бытовых приборов и изделий домашнего потребления до изготовления самолетов, робототехники и космических кораблей (рис. 24).

Значительное распространение получило производство меди. Этот металл выплавляется из сырья, содержащего медь, на металлоплавильных предприятиях цветной металлургии (рис. 25).

Рис. 25. Выплавление заготовок сырья (слитков) из меди

Медь – мягкий и тяжелый металл светло-красного цвета. Он легко обрабатывается как в холодном, так и в горячем состоянии, является хорошим проводником электрического тока, мало поддается влиянию внешней среды. Из меди изготавливают детали электрической и электронной техники, автомобилей, космической техники, бытовых приборов, строительных конструкций и т. п. (рис. 26).

Специалисты-жестянщики, выполняющие работы, связанные с обработкой тонколистовых металлов и сплавов, и изготавливающие из них изделия, должны знать указанные свойства конструкционных материалов, строение и принцип действия различных станков и устройств, иметь навыки работы ручными и электрифицированными инструментами. Высококвалифицированных специалистов по выполнению работ, связанных с обработкой металлов, готовят в профессионально-технических учебных заведениях.

Рис. 26. Изделия из меди

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Определение видов металлов и сплавов по их внешним признакам

Оборудование и материалы: пронумерованные одинаковые по размеру образцы тонколистового металла (жесть черная и белая, кровельная сталь обычная черная и оцинкованная, алюминий, дюралюминий, медь, латунь), станок, рабочая тетрадь.

Последовательность выполнения работы

1. Ознакомься с внешним видом образцов металлов и сплавов.

2. Определи цвет каждого образца.

3. Определи вид металла (черный или цветной), к которому относится этот образец.

4. Определи название металла или сплава каждого образца.

5. Результаты запиши в таблицу.

№ Образца	Цвет образца	Вид металла (черный или цветной)	Название металла или сплава
1
2
3
4
5
6
7
8

– прокатный стан, медь, алюминии, дюралюминии, тонколистовой металл, белая жесть, черная жесть, кровельная сталь, фольга.

Слиток – застывший кусок расплавленного и отлитого в определенную форму металла.

Коррозия (ржавление) – разрушение поверхности металла в результате его взаимодействия с внешней средой (воздухом, влагой, химическими веществами и т. п.).

Прокатный стан – промышленное оборудование, на котором изготавливают металл разного профиля.

Профиль – форма поперечного сечения изделия.

1. На каких станках изготавливают листовые материалы из металлов и сплавов?

2. Какой материал называют жестью?

3. Как отличить черную жесть от белой?

4. Какой цвет имеет медь? латунь?

5. Как отличить алюминий от дюралюминия?

6. Для чего листовую сталь покрывают цинком?

7. Как отличить цветные металлы от стали?

Тестовые задания

1. Для изготовления каких изделий применяют белую жесть толщиной свыше 0,5 мм?

А бытовых изделий

Б емкостей для консервирования продуктов питания

В строительных конструкций

Г правильны все ответы

Д правильного ответа нет

2. Как называется жесть, с обеих сторон покрытая оловом?

А белая

Б черная

В оловянная

3. Чем покрывают с обеих сторон листовую сталь толщиной 0,2… 0,5 мм, которую используют для изготовления емкостей, предназначенных для хранения продуктов питания?

А цинком

Б оловом

В антикоррозионной краской

Г любым покрытием, которое защищает емкость от ржавления

Д правильного ответа нет

4. Какой металл наиболее распространен в природе?

А сталь

Б алюминий

В медь

5. Каким материалом покрывают листовую сталь толщиной свыше

0,5 мм для ее защиты от воздействия внешней среды?

А тонким слоем олова

Б тонким слоем цинка

В тонким слоем меди

Г тонким слоем алюминия

6. Какие из приведенных перечней содержат названия чистых металлов?

А медь, бронза, латунь

Б железо, цинк, олово

В вольфрам, свинец, дюралюминий

Г чугун, латунь, мельхиор

Д сталь, цинк, алюминий