Что значит плакированный металл
Технология плакирования металлов
Плакирование металлов — это покрытие деталей тонким слоем другого металла. Краткое описание технологии и методов плакирования. Применение в электротехнике, строительстве, изготовлении художественных изделий и для антикоррозионной защиты.
Плакирование металлов — это покрытие поверхностей деталей равномерным слоем другого металла посредством сильного сжатия и пластической деформации. В основе этой технологии лежит хорошо известный метод холодной сварки, при котором соединение металлических деталей происходит путем создания атомарных связей между их металлическими поверхностями без взаимного проникновения соединяемых материалов друг в друга. Чаще всего плакирование применяют для создания защитных, контактных или декоративных слоев различных металлов на изделиях из конструкционной и нержавеющей стали, а также меди, алюминия и их сплавов.
Медное покрытие на кухонной утвари из нержавейки, омедненные провода и контакты из стали и алюминия, «никелевые» и «латунные» монеты — все это производится с применением технологии плакирования.
Суть и описание процесса плакирования
Вне зависимости от того, каким методом осуществляется сжатие материалов, процесс плакирования изделия в общем виде состоит из следующих этапов:
Плакирование применяют для покрытия как штучных, так и погонных изделий (лента, труба, пруток). При этом используются различные виды специализированного кузнечно-прессового оборудования (штамповочное, экструзионное и прокатное), а также установки для сварки взрывом и лазерные аппараты. Поэтому технологические процессы нанесения плакировки могут быть как циклическими, так и непрерывными.
В зависимости от производственных задач при плакировании может обрабатываться до пяти-шести слоев металла (вместе с основными), при этом толщина плакирующих слоев может составлять от десятых до единиц миллиметров.
Следует также отметить, что важным условием плакирования является сочетаемость металлов основы и плакирующего слоя, которая зависит от однородности их кристаллических решеток.
Методы плакирования
Для придания металлам пластичности в некоторых случаях их разогревают до заданной температуры с использованием СВЧ-излучателей.
Одна из новейших разработок в области плакирования металлов — это нанесение покрытия на основу с помощью лазерных технологий. В рабочей головке такой установки металлический порошок подается непосредственно в лазерный луч, плавится и в виде направленной струи жидкого металла поступает на поверхность заготовки.
Назначение и сферы применения
Омедненная стальная проволока широко применяется в антеннах с большими пролетами, грозозащитных сетках и разрядниках, а также в качестве присадочного материала в сварочных полуавтоматах MIG/MAG. А покрытые медью алюминиевые провода легко паяются, намного дешевле медных, имеют значительно меньший вес и практически такую же проводимость на высоких частотах (это достигается за счет скин-эффекта). Их массово используют в звуковых катушках наушников и динамиков, а также в высокочастотных коаксиальных кабелях и антеннах.
В качестве декоративного и защитного покрытия плакирование применяют при производстве материалов для стеновых панелей и крыш, кухонной посуды, масляных радиаторов, контактов электротехнических приборов и многого другого. Эту технологию также массово применяют при изготовлении монет. При этом чаще всего используется покрытие стали медно-никелевыми сплавами (как в российской пятирублевой монете) или латунью. В художественном производстве часто используют покрытие металлов сусальным золотом, что также относится к технологии плакирования.
Одним из интересных примеров применения этой технологии является покрытие изделий из алюминиевых сплавов чистым алюминием. А какие оригинальные примеры плакирования знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, своей информацией в отзывах к этой статье.
Достоинства и особенности технологии плакирования
Металл во все времена считался наиболее подходящим сырьем для изготовления износостойких механизмов и деталей. Однако многие металлы со временем покрываются слоем ржавчины, из-за чего изделия из них становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации. Но такая технология, как плакирование, позволяет защитить металлы от коррозии.
Суть плакирования
Плакирование представляет собой нанесение на матрицу базового металла листов иного металла, а также горячую прокатку, позволяющую скрепить металлы. Во время плакирования металл, неустойчивый к процессу коррозии, обкладывается двумя листами другого металла с обеих сторон. Далее выполняется операция прокатки.
Как выглядит плакирование в сечении?
Металлы для плакирования
Металлы, используемые в качестве защитного слоя:
Толщина плакирующего слоя составляет от 3 до 40 % от толщины металла, требующего защиты от коррозии. Сталь плакированная без труда подвергается механической обработке, что делает ее ценным сырьем в промышленном производстве.
Главным преимуществом технологии плакирования считается то, что она позволяет усилить износостойкость запчастей и механизмов. Также этот метод обработки металлов обеспечивает рациональное использование дорогостоящих металлов и их сплавов.
Что такое плакирование и как оно проводится
Плакирование — это технологический процесс, при котором различные слои металлов соединяют друг с другом с помощью высокого давления или температур. Чтобы защитить основу от воздействия коррозийных процессов, наносится дополнительный лист металла
Плакирование
Что такое плакирование
Не многие люди, начинающие заниматься металлургией, знают особенности плакирования. Это технологический процесс, который подразумевает под собой нанесения защитного металлического покрытия на основу. Для этого применяется метод горячей прокатки. С его помощью можно не только нанести дополнительное защитное покрытие, но и укрепить верхние слои основной детали. Чаще всего, плакированию подвергаются стали, которые подвержены влиянию коррозии. Обработке подлежат сплавы не устойчивые к воздействию кислот и щелочей.
Плакированная сталь, покрытая металлическим слоем, называется биометаллом. Она защищена от воздействия факторов окружающей среды, а также воздействия органических кислот. В качестве защиты может использоваться титан, никель, нержавеющая сталь, серебро, медь, золото, молибден.
После проведения обработки в характеристиках обрабатываемого изделия наблюдаются такие изменения:
Однако у этого технологического процесса есть и недостатки:
Плакирование — это «удешевленный» способ защиты материалов от коррозии. Заготовка может покрываться с разных сторон разными металлами. Например, с одной стороны закрепляют молибден, а с другой цинк. Таким образом можно увеличить показатель износоустойчивости заготовки с одной стороны и защитить её от разрушительного воздействия кислот с другой.
Для чего и где применяется?
Поскольку плакированный металл устойчив к развитию коррозии, его используют для изготовления деталей, соприкасающихся с жидкостями. С помощью плакирования обрабатываются детали, на которые будет приходится повышенное механическое воздействие. Связано это с тем, что после нанесения защитного покрытия, увеличивается показатель износоустойчивости. Таким образом можно защитить механизмы дешёвыми материалами и сэкономить на покупке цельных изделий из дорогостоящих металлов или сплавов.
Этот вид обработки популярен в ювелирном деле в тех случаях, когда на серебряное украшение требуется нанести золото. Оно применяется при чеканке монет. Детали после плакирования используются при создании ядерных реакторов.
Двухслойные стали популярны в судостроении. Если при обшивке каркаса корабля используется сталь или дюралюминий, то дополнительно этот материал покрывается алюминием, нержавеющей сталью или другими металлами с высокими антикоррозийными показателями.
Плакирование металла
Технология нанесения защитного покрытия разделяется на два метода:
Толщину покрытия мастер выбирает в зависимости от того, насколько нужно изменить характеристики материала.
Особенности
Лучшим материалом для проведения обработки считается сталь, покрытая слоем алюминия. С помощью специального оборудования мастер наносит защитное покрытие методом распыления на рабочую поверхность. Производится этот процесс с помощью кислородной горелки. Чтобы увеличить эффективность метода нанесения, требуется использовать плазмотрон. Надёжно закрепить защитный слой помогает процесс диффузного отжига. При его проведении заготовка подвергается термической обработке при температуре до 950 градусов по Цельсию. Во время этого процесса атомы железа и алюминия вступают в реакцию и образуют плёнку, которая защищает поверхность от образования ржавчины.
Толщина дополнительного слоя может занимать от 3 до 40% от общей толщины заготовки. Оптимальная толщина для защиты от воздействия от факторов окружающей среды — 0.15 мм.
Плакирование считается дополнительным процессом в металлообработке, который позволяет бюджетным способом защитить металлическую поверхность от коррозийного разрушения. Наносится слой металла как с одной, так и с двух сторон заготовки. Это позволяет увеличивать различные характеристики рабочих поверхностей в независимости друг от друга.
Что такое плакирование и как оно проводится
Плакирование металлов — это покрытие поверхностей деталей равномерным слоем другого металла посредством сильного сжатия и пластической деформации. В основе этой технологии лежит хорошо известный метод холодной сварки, при котором соединение металлических деталей происходит путем создания атомарных связей между их металлическими поверхностями без взаимного проникновения соединяемых материалов друг в друга. Чаще всего плакирование применяют для создания защитных, контактных или декоративных слоев различных металлов на изделиях из конструкционной и нержавеющей стали, а также меди, алюминия и их сплавов.
Медное покрытие на кухонной утвари из нержавейки, омедненные провода и контакты из стали и алюминия, «никелевые» и «латунные» монеты — все это производится с применением технологии плакирования.
Суть и описание процесса плакирования
Вне зависимости от того, каким методом осуществляется сжатие материалов, процесс плакирования изделия в общем виде состоит из следующих этапов:
Плакирование применяют для покрытия как штучных, так и погонных изделий (лента, труба, пруток). При этом используются различные виды специализированного кузнечно-прессового оборудования (штамповочное, экструзионное и прокатное), а также установки для сварки взрывом и лазерные аппараты. Поэтому технологические процессы нанесения плакировки могут быть как циклическими, так и непрерывными.
В зависимости от производственных задач при плакировании может обрабатываться до пяти-шести слоев металла (вместе с основными), при этом толщина плакирующих слоев может составлять от десятых до единиц миллиметров.
Следует также отметить, что важным условием плакирования является сочетаемость металлов основы и плакирующего слоя, которая зависит от однородности их кристаллических решеток.
Производство плакированных металлов
Плакированными называются металлы, покрытые каким-либо металлическим или неметаллическим материалом. Если плакирующий слой металлический, то такой материал называется биметаллом или двухслойным металлом. Может быть соединено три и более различных металлов и неметаллов, такой материал называется трехслойным или композиционным.
Конструкционные материалы, применяемые в судостроении (сталь, дюралюминий), плакируют более коррозионно-стойким металлом (нержавеющей сталью, алюминием и др.). В плакированных металлах толщина плакирующего слоя колеблется от десятых долей до нескольких миллиметров, что значительно больше, чем слой лаков, красок, смол, различных пластиков, и обеспечивает более надежную защиту от коррозии. Металлический плакирующий слой физически неразделим с основой при обработке и эксплуатации материала. Используемые в судостроении двухслойные стали, состоящие из углеродистой или низколегированной основы и высоколегированного нержавеющего покрытия, изготовляют методом горячей совместной прокатки пакета из листов основы и покрытия либо прокаткой двухслойного слитка, полученного отливкой. При пакетной прокатке на сляб или плиту накладывают лист плакирующего металла. Соединяемые поверхности их должны быть тщательно очищены. Для улучшения сцепления между ними в ряде случаев на внутреннюю поверхность плакирующего металла гальваническим способом наносят слой третьего металла толщиной до 0,2 мм. Из листов, толщины которых примерно соответствуют отношению толщин слоев готового биметалла, складывают пакет, состоящий из двух слоев основного и двух слоев плакирующего металла. При этом слои плакирующего металла располагают внутри пакета и разделяют огнеупорной обмазкой, препятствующей их сцеплению. Затем кромки пакета сваривают по периметру, после чего пакет нагревают и прокатывают. После обрезки кромок готовые биметаллические листы отделяют один от другого. При общей толщине листа 5—10 мм плакирующий слой составляет 2—3 мм. С увеличением толщины листа до 35 мм плакирующий слой возрастает до 5 мм. Подобным способом производят покрытие дюралюминия чистым алюминием для повышения коррозионной стойкости и получают другие биметаллы. Пакеты алюминиевых и других легкоплавких сплавов можно прокатывать в холодном состоянии. Для повышения их пластичности между операциями прокатки применяют рекристаллизационный отжиг путем нагрева выше температуры рекристаллизации Трек = 0,3 Тпл, где Тпл — температура плавления более тугоплавкого из двух соединяемых металлов.
Высокими коррозионной стойкостью и жаростойкостью обладает биметалл сталь — алюминий (алюминированная сталь). Наиболее распространенный метод нанесения плакирующего слоя алюминия на сталь — распыление чистого алюминия или его сплава с кремнием. Материал для распыления в виде проволоки или порошка вносят в пламя кислородной горелки. Он расплавляется и под действием сжатого воздуха направляется на плакируемую поверхность. Сцепление между покрытием и основой получается механическое, поэтому плакируемая поверхность должна быть тщательно подготовлена. Можно применять более производительный способ распыления и нанесения плакирующего слоя плазменной струей плазмотрона. Для обеспечения эксплуатации при высоких температурах плакированный материал после нанесения покрытия подвергают термообработке—диффузионному отжигу при 600—950 °С. Во время отжига атомы железа и алюминия диффундируют, образуя на поверхности биметалла сплав алюминия с железом с относительно высокой температурой плавления и плотной пленкой окиси алюминия Al2O3, которая защищает металл от окисления. Для защиты от атмосферной коррозии толщина покрытия 0,10—0,15 мм считается достаточной. Для защиты от высокотемпературного окисления применяют более толстые покрытия (0,15—0,20 мм).
В последнее время в судостроении находит применение сталь, плакированная титаном. Наиболее экономичный и простой способ плакирования — соединение листов титана с листами низколегированной стали без промежуточных прослоек. Прочность на срез биметалла сталь — титан получается при этом выше прочности биметалла углеродистая сталь — нержавеющая сталь. Технология плакирования стали титаном остается той же, что и технология сочетания других металлов, но требует более тщательной очистки соединяемых поверхностей и нагрева пакета перед прокаткой в среде аргона. Температура прокатки не должна превышать 950 °С из-за возможности образования Fe3Ti —хрупких интерметаллических соединений титана с железом. Для предотвращения подобных соединений иногда между титаном и сталью предусматривают промежуточный слой различных металлов: кобальта, хрома, никеля, молибдена и др.
Находят применение также биметаллы с контактно приваренным плакирующим слоем. При плакировании этим способом на поверхность изделия из основного металла кладут лист плакирующего металла. Образовавшийся пакет просовывают между электродами контактно-сварочной машины. Образуется биметаллическое изделие с прочно приваренным плакирующим слоем большой толщины (до 5—8 мм), которое необходимо механически обработать (шлифованием, полированием), так как поверхность получается недостаточно ровной и имеет отпечатки электродов.
Методы плакирования
Для создания плакирующего слоя методом сжатия используют хорошо известные технологические методы и традиционное оборудование. Основные среди них:
Для придания металлам пластичности в некоторых случаях их разогревают до заданной температуры с использованием СВЧ-излучателей.
Одна из новейших разработок в области плакирования металлов — это нанесение покрытия на основу с помощью лазерных технологий. В рабочей головке такой установки металлический порошок подается непосредственно в лазерный луч, плавится и в виде направленной струи жидкого металла поступает на поверхность заготовки.
Техника выполнения плакирования
Операция плакирования может выполняться как в отдельном формате, так и в рамках общего технологического процесса производства или обработки детали. В обоих случаях базовый метод реализации технологии предусматривает послойное нанесение сплавов на целевую поверхность. Применительно к металлам эта операция выполняется в ходе горячей прокатки, волочения или прессования. На этапах соединения пластов технология плакирования предусматривает выполнение термической деформации, при которой создаются условия для диффузии горячей заготовки.
Таким способом могут накладываться и сплавляться целые группы металлов, среди которых — сталь, медь, алюминий, коррозионно-стойкие сплавы и т. д. На современном этапе развития технологии также практикуется включение полимерных самостоятельных слоев и модификаторов, улучшающих отдельные свойства нанесенного покрытия.
Назначение и сферы применения
Одним из главных направлений использования метода плакирования является создание изделий из металла с улучшенными электротехническими характеристиками. Плакированная медью сталь имеет лучшую по сравнению с базовым металлом проводимость и способность к пайке, сохраняя при этом все свои прочностные характеристики. Из этого материала изготавливают шины заземления, отводы от медных проводных линий к металлическим конструкциям, шины громоотводов, внутренних проводников коаксиальных кабелей.
Омедненная стальная проволока широко применяется в антеннах с большими пролетами, грозозащитных сетках и разрядниках, а также в качестве присадочного материала в сварочных полуавтоматах MIG/MAG. А покрытые медью алюминиевые провода легко паяются, намного дешевле медных, имеют значительно меньший вес и практически такую же проводимость на высоких частотах (это достигается за счет скин-эффекта). Их массово используют в звуковых катушках наушников и динамиков, а также в высокочастотных коаксиальных кабелях и антеннах.
В качестве декоративного и защитного покрытия плакирование применяют при производстве материалов для стеновых панелей и крыш, кухонной посуды, масляных радиаторов, контактов электротехнических приборов и многого другого. Эту технологию также массово применяют при изготовлении монет. При этом чаще всего используется покрытие стали медно-никелевыми сплавами (как в российской пятирублевой монете) или латунью. В художественном производстве часто используют покрытие металлов сусальным золотом, что также относится к технологии плакирования.
Одним из интересных примеров применения этой технологии является покрытие изделий из алюминиевых сплавов чистым алюминием. А какие оригинальные примеры плакирования знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, своей информацией в отзывах к этой статье.
Применение плакирующей ленты
В целях оптимизации технологического процесса плакирования была разработана концепция укладки готового многослойного покрытия. Его представляет биметаллическая лента, которая содержит в своей структуре несколько разнородных пластов, полученных в результате холодной прокатки. Основу данной заготовки составляют как черные металлы, так и композиционные материалы, в чистом виде применяющиеся машиностроительной, электротехнической, пищевой, химической и другими отраслями промышленности.
В качестве основы для ленты почти всегда используется низкоуглеродистая сталь, благодаря которой осуществляется основной процесс плакирования – это своего рода промежуточная связка, расплав которой соединяет заготовку и функциональное покрытие ленты. К слову, отличия многослойных лент такого типа не ограничиваются подходом к структурному устройству покрытия и охватывают спектр задач новых слоев. На плакирующей оболочке изначально могут размещаться рабочие узлы и детали наподобие токоподводящих контуров, наконечников, биметаллических контактов, ножей-разъединителей, электротехнических зажимов и т.д.
Для чего и где применяется?
Поскольку плакированный металл устойчив к развитию коррозии, его используют для изготовления деталей, соприкасающихся с жидкостями. С помощью плакирования обрабатываются детали, на которые будет приходится повышенное механическое воздействие. Связано это с тем, что после нанесения защитного покрытия, увеличивается показатель износоустойчивости. Таким образом можно защитить механизмы дешёвыми материалами и сэкономить на покупке цельных изделий из дорогостоящих металлов или сплавов.
Этот вид обработки популярен в ювелирном деле в тех случаях, когда на серебряное украшение требуется нанести золото. Оно применяется при чеканке монет. Детали после плакирования используются при создании ядерных реакторов.
Двухслойные стали популярны в судостроении. Если при обшивке каркаса корабля используется сталь или дюралюминий, то дополнительно этот материал покрывается алюминием, нержавеющей сталью или другими металлами с высокими антикоррозийными показателями.
Плакирование металлов
Современные производители труб и трубопроводной арматуры всерьез задумываются о необходимости продления срока службы своей продукции. Чтобы добиться желаемого результата необходимо использовать новые материалы, созданные по инновационным технологиям. Одним из самых популярных способов улучшения качественных характеристик является плакировка. Плакирование металлов – это термомеханическое нанесение на его поверхность тонкого защитного слоя другого металла или сплавов. Таким способом покрываются листы, плиты, проволока, трубная продукция.
Плакировка: понятие и методы
Плакировка: понятие и методыПлакирование применяют для того, чтобы создать на поверхности материала слой, обладающий определенными свойствами. Это может быть твердость и износостойкость, а также устойчивость к:
Таким способом можно не только создавать оборудование и детали, но и восстанавливать их после изнашивания.
Защитное покрытие может наноситься с одной или с двух сторон. Его толщина может составлять от десятой доли до нескольких миллиметров (3-40% от толщины металла на который наносится). Таким способом обычно улучшают качественные характеристики таких металлов, как углеродистые и устойчивые к воздействию кислоты стали, сплавы титана или меди.
На них наносят слой:
Какой метод плакирования выбрать? Обычно используются такие способы:
Выбор способа зависит от вида продукции, на которую наносится защита.
Для чего и где применяется плакирование?
Плакирование – это универсальная технология, позволяющая создать или отремонтировать детали, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию неблагоприятных сред. Это может быть:
Использование такой методики позволяет сэкономить средства на приобретении новых деталей. Способ позволяет получить биметалл (триметалл), который существенно удлиняет срок безремонтной эксплуатации трубопроводных магистралей и конструкций, созданных из этого материала.
Смешанные двух металлов позволяет отказаться от использования изделий из более дорогих материалов. Благодаря этой особенности элементы, выполненные при помощи плакировки стали активно использоваться при строительстве трубопроводных систем, постепенно вытесняя изделия, созданные из более дорогих, но менее устойчивых к неблагоприятным воздействиям материалов.
Технологии плакирования активно используются в ювелирном деле. Они позволяют создавать нестандартные украшения или более доступную продукцию (например, при нанесении золотого покрытия на серебро).
Способ применяют также при производстве монет.
Вместо резюме
Организация деятельности современного производства – это не только поиск качественных расходных материалов и надежного сбыта, а и сокращение расходов на создание продукции. Именно поэтому многие предприятия, осуществляющие создание металлических деталей и конструкций все чаще отдают предпочтение плакированию. Созданный по такой технологии материал надежен, способен выдержать большие нагрузки и прослужить гораздо более длительный период времени. Область применения би- и триметаллов постепенно разрастается, и это вполне нормально. Использование деталей, выполненных из плакированных металлов не только сокращают расходы на создание той или иной системы, но и значительно увеличивают срок ее эксплуатации. При заказе таких изделий следует обращать внимание на репутацию компании-производителя, наличие гарантии и возможность получения всей технической документации.
Канализация – это важная составляющая инженерных коммуникаций, без создания которой не обходится возведение любых построек. Такие системы сооружаются при строительстве крупных жилых комплексов и частных домов. Правильно подобранные трубы позволят не только…
Компания ЗАО «ЭНЕРГИЯ» представила новый продукт от DENDOR–клиновые задвижки для систем пожаротушения с механическим указателем положения и выключателями для контроля положений открыто-закрыто, закрыто, открыто. Задвижки DENDOR для систем пожаротушения…