Материал: Производство хозяйственных товаров

ІІ

Металло-хозяйственные товары

Металлы - вещества, обладающие высокой тепло- и электропроводностью, ковкостью, блеском и другими характерными свойствами.

Классификация металлов может осуществляться по различным признакам.

Например, по характеру компонентов металлы и сплавы разделяются на черные и цветные. Черные металлы имеют серый и темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления, относительно высокую твердость. К ним относят железо (и ферросплавы). Цветные металлы чаще всего имеют характерный цвет (красный, желтый, белый). К ним относят медь, алюминий, цинк и др. Физические свойства этих металлов очень разнообразны. Двадцать лет назад более 95% всех бытовых металло-товаров изготовлялось из черных металлов и сплавов. В настоящее время все более очевидна тенденция использовать для производства бытовых металлоизделий цветные металлы и сплавы.

По плотности металлы и сплавы классифицируют на легкие (плотность менее 5000 кг/м³) и тяжелые (плотность более 5000 кг/м³). К легким металлам относят алюминий, магний, титан, к тяжелым - медь, никель, цинк и другие.

В зависимости от температуры плавления металлы подразделяют на тугоплавкие - температура плавления выше, чем у железа (температура плавления железа - 1539 °С) и легкоплавкие. Среди тугоплавких можно выделить вольфрам, молибден, титан, платину. К легкоплавкимотносят олово, свинец, цинк, магний, алюминий, серебро.

К физическим свойствам относят плотность, температуру плавления, теплопроводность, электропроводность, магнитную проницаемость, тепловое расширение, оптические характеристики и др. К наиболее важным механическим свойствам - прочность, упругость, пластичность, твердость, вязкость, выносливость (усталостную прочность).

К химическим свойствам относят химическую стойкость к действию кислот, щелочей, пресной и морской воды, воздуха, различных газов и т. д. Металлы обладают неодинаковой стойкостью к различным средам. Например, свинец стоек к щелочам, а медь быстро разрушается в этой среде. Никель стоек к растворам кислот органического происхождения, но быстро разрушается под действием неорганических кислот.

Металлический сплав - это вещество, получаемое при соединении двух или более элементов, называемых компонентами сплава, из которых основным является металл. Остальные компоненты сплава (лигатура) могут быть представлены как металлами, так и неметаллами: углеродом, азотом, фосфором или серой. Например, латунь - сплав меди с цинком, сталь - сплав железа с углеродом, силумин - сплав алюминия с кремнием.

Черные металлы и сплавы

К черным металлам и сплавам относят ферросплавы, т. е. сплавы на основе железа;

Железо (технически чистое) - металл серебристо-белого цвета, содержит 99,8-99,9% чистого железа и 0,1-0,2% примесей. Плотность железа - 7860 кг/м³, температура плавления - 1539 °С, при комнатной температуре предел прочности при растяжении -25 кгс/мм², твердость НВ 80. В твердом состоянии железо может находиться в а- и у-модификациях. Со многими элементами железо способно образовывать твердые растворы: с металлами - твердые растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом - твердые растворы внедрения.

Основное промышленное значение имеют стали и чугуны, которые являются сплавами железа с углеродом с различным содержанием последнего.

Чугуны.

Чугуны - сплав железа с углеродом с содержанием углерода от 2,14% до 6%.

Чугуны выплавляют в доменных печах. Они подразделяются на передельные и литейные. Первые предназначены для передела в сталь. Вторые (литейные) применяют для изготовления различных изделий.

В производстве черных металлов и сплавов есть такое понятие, как передел:

первый передел: из руды выплавляют чугун;

второй передел: из чугуна выплавляют сталь;

Литейные чугуны подразделяются на белые и серые. Дело в том, что при охлаждении чугуна после выплавки большое значение имеет скорость охлаждения. При медленном охлаждении получается серый чугун, при быстром охлаждении - белый. Передельные чугуны - белые.

В белом чугуне практически весь углерод находится в форме химического соединения с железом - цементита (карбида железа). Свежий излом имеет светло-серый цвет и характерный металлический блеск. Белый чугун обладает повышенной твердостью (в 10 раз тверже железа), но он очень хрупок, не поддается обработке режущим инструментом, что является большим недостатком.

В сером чугуне практически весь углерод находится в форме графитовых включений. Серые чугуны с содержанием углерода до 3,8% можно обрабатывать режущими инструментами. Серый чугун обладает хорошей жидкотекучестью (способностью проникать в малые пространства, не остывая). Он обладает малой усадкой при затвердевании; относительно дешев.

Кроме железа и углерода в чугуне есть и другие элементы (или примеси). Основные: фосфор, сера, марганец, кремний. Примеси могут быть как полезными (т. е. улучшать потребительские и технологические свойства), так и вредными.

Фосфор в чугунах является полезной примесью. Его содержание колеблется от 0,3 до 0,8%. Он увеличивает жидкотекучестьсерого чугуна, повышает твердость и износостойкость.

Сера. В чугунах допускается не более 0,1% серы. Сера является очень вредной примесью, т. к. она ухудшает жидко-текучестьматериала, повышает его хрупкость и отбеливает чугуны.

Марганец. Содержание марганца в чугунах обычно 0,4-1,3%. Он повышает твердость материала, но в больших количествах также отбеливает чугуны.

Кремний. Содержание кремния в чугунах колеблется от 0,5 до 4,5%., Он способствует графитизации чугуна, соответственно при получении белого чугуна кремния должно быть не более 0,5%.

Чугуны обрабатываются только в горячем состоянии, поэтому товары широкого потребления из чугуна изготавливают, как правило, методом литья.

Стали.

Сталь - сплав железа с углеродом, с содержанием последнего менее 2,14%, По содержанию углерода различают стали низкоуглеродистые (менее 0,25%), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,6%) и высокоуглеродистые (0,6-2,14%). От процентного содержания углерода в стали зависит такое важнейшее свойство, как прочность и пластичность. При содержании углерода более 1,4% прочность стали начинает резко уменьшаться, поэтому в практике редко используют стали с содержанием углерода более 1,4%.

По сравнению с чугуном сталь имеет более высокие физико-механические свойства, она характеризуется большей прочностью и пластичностью, ее можно ковать, прокатывать, обрабатывать резаньем, она обладает достаточной жидкотекучестью для получения изделий и деталей методом литья. Стали имеют достаточную упругость, гибкость, твердость, легкость, хорошие магнитные свойства, относительно высокую коррозионную устойчивость.

Так же как в чугуне, в стали, кроме железа и углерода, присутствуют примеси. Основные: фосфор, сера, марганец, кремний, кислород. Примеси могут быть как полезными, так и вредными.

Фосфор в сталях (в отличие от чугунов) является вредной примесью. Фосфор резко снижает пластичность стали. Содержание фосфора не должно превышать 0,05%.

Сера признается очень вредной примесью, ее содержание в сталях не должно превышать 0,05%. из-за высокого содержания серы стали приобретают «красноломкость», т. е. снижается их способность обрабатываться металлорежущим инструментом

Формирование свойств металло-хозяйственных товаров в процессе производства

Качество металлотоваров, т. е. совокупность их потребительских свойств, во многом зависит от свойств металлов и сплавов, применяемых при изготовлении изделий, а также от качества технологических процессов, их полноты и последовательности проведения.

Технологический цикл, т. е. совокупность и последовательность технологических процессов и операций, при изготовлении металлотоваров может предусматривать:

получение черновых изделий или деталей (заготовок);

обработку заготовок (механическую, термическую, физико- химическую, химико-термическую);

сборку изделий;

нанесение защитно-декоративных покрытий;

заключительную отделку;

контроль качества готовых изделий.

Какие именно технологические операции будут произведены, зависит от вида изделия, а также общих и специфических требований, предъявляемых к нему. Так, производство чугунной сковороды без ручек, будет включать в себя литье заготовки и обработку ее поверхности; а при производстве складного ножа будут задействованы все группы технологических процессов и операций.

Черновые заготовки получают чаще всего либо литьем, либо методами пластической деформации. Существуют сплавы, обработка которых возможна только методом литья, например чугун, силумин.

Ассортимент и качество металло-хозяйственных товаров

Металло-хозяйственные изделия относят к товарам культурно-бытового и хозяйственного назначения. Ассортимент товаров данной группы очень многообразен.

В данном разделе будут рассмотрены только те товары, которые используются в быту. Они называются металло-хозяйственными товарами. К ним относятся следующие товарные группы: металлическая посуда, ножевые изделия и столовые приборы, металло-хозяйственные приборы, облегчающие домашний труд, приборы для окон и дверей, крепежные изделия, инструментальные товары и металлическая галантерея. Эти группы сформированы исходя из назначения изделий. В качестве признаков, по которым товары будут классифицироваться внутри этих групп, могут служить более узкое назначение изделия, металл (сплав), применяемый при изготовлении, конструктивные особенности, характер отделки поверхности и другие.

Металлическая посуда.

Металлическая посуда - это тонкостенные полые изделия из металлов и сплавов, применяемые для приготовления, приема и хранения пищи и пищевых продуктов, а также для разнообразных хозяйственных нужд.

Ножевые товары и столовые приборы.

В эту группу включены ножи, ножницы, столовые приборы, столовые и кухонные наборы.

Приборы, облегчающие домашний труд.

В эту группу входят приборы для приготовления пищи, для домашнего консервирования, уборки квартир, стирки белья и т. п.

Крепежные изделия.

Крепежные металлические изделия предназначены для соединения металлических, пластмассовых и деревянных деталей частей хозяйственных машин, приборов, для строительства и ремонта помещений. Сюда относят болты, винты, гайки, шурупы, заклепки, гвозди.

Приборы для окон и дверей.

В эту группу входят металлоизделия для оснащения окон и две рей, применяемые при строительстве и ремонте помещений. По назначению они подразделяются на следующие группы: ручки, петли, замки и защелки, запорные изделия, вспомогательные изделия.