Как прививать косточковые и семечковые. Все о вениках для русской бани... ("Сделай сам" №2∙2012)

Как закалить металл

Каждый современный человек в своей повседневной жизни имеет дело с предметами из металла, используя самые разнообразные их свойства: выдавить без особых усилий зубную пасту из тюбика можно благодаря пластичности алюминия; заточить карандаш — благодаря твердости стали, из которой сделано лезвие перочинного ножа. Принцип работы английской булавки и канцелярской скрепки основан на упругости металла. В быту довольно часто приходится сталкиваться и с коррозией металла. При влажном воздухе окисляются посуда, ювелирные украшения и другие металлические предметы. О видах металлов, о способах обработки, чистки и пайки вы узнаете из этого материала

При работе с металлами необходимо учитывать их свойства.

Малоуглеродистые стали паяются и свариваются. Из них изготавливают проволоку, сетку, сварные конструкции, крепежные изделия средней прочности.

Углеродистые стали с содержанием углерода 0,5 %, как подвергающиеся закалке, используются для изготовления деталей повышенной прочности, работающих на истирание.

Инструментальные стали могут подвергаться всем видам термообработки. Стали марок У7 и У8 пригодны для изготовления молотков, зубил, отверток, столярного инструмента, пил для металла. Из стали марок У12 и У13 изготовляются метчики, плашки, сверла, напильники, шаберы, измерительный инструмент. Сталь с содержанием хрома идет на изготовление токарных резцов, в том числе и для твердых материалов, Сталь, с содержанием марганца или кремния используется для изготовления пружин холодным способом, пружинных шайб и т. п.

Медь — металл с малым удельным электрическим сопротивлением, используется для моточного провода, токонесущих деталей переключателей и др.

Сплавы меди (латунь, бронза и др.) идут на различные поделки в любительской практике, например сердечники, декоративные элементы. Медь и ее сплавы легко поддаются механической обработке, никелируются, хромируются, серебрятся, а так же окрашиваются в различные оригинальные цвета.

Алюминии марок A1, А2, АЗ обладает высокими пластическими свойствами, что позволяет использовать его для, пластин конденсаторов, экранов к контурным катушкам и др.

Дюралюминий — сплав алюминия с различными компонентами, повышающими прочность, что позволяет выполнять из него детали, работающие род нагрузкой. На листовом дюралюминии проставляется марка, последние буквы которой обозначают: горячекатаные листы — буква А (Д1А), отожженные — буква М (Д1АМ), закаленные и естественно состаренные — буква Т (Д1АТ) и т. д.

Определение марки стали довольно точно можно произвести по пучку искр, образующемуся при обработке на наждачном круге. Форма и длина нитей искр, цвет искр, форма пучка различны для разных марок стали: малоуглеродистая сталь — непрерывные соломенно-желтые нити искр с небольшим количеством звездочек на концах нитей;

углеродистая сталь (с содержанием углерода около 0,5 %) — пучок светло-желтых нитей искр со звездочками.

инструментальная сталь У7-У10 — расходящийся пучок светло-желтых нитей с большим количеством звездочек;

инструментальная сталь У12, У13 — плотный и короткий пучок искр с очень большим количеством звездочек; звездочки более «разветвленные»;

инструментальная сталь с содержанием хрома — плотный пучок темно-красных нитей искр с большим количеством желтых звездочек; звездочки — сильно «разветвленные»;

быстрорежущая сталь с содержанием хрома и вольфрама — пучок прерывистых темно-красных нитей искр, на концах которых более светлые звездочки каплеобразной формы;

пружинная сталь с содержанием кремния — широкий пучок темно-желтых искр с более светлыми звездочками на концах нитей?

быстрорежущая сталь с содержанием кобальта — широкий пучок темно-желтых нитей искр без звездочек.

Термическая обработка металлов и сплавов, используемая в любительской практике, подразделяется на отжиг, закалку и отпуск.

Отжиг стальной детали производят для уменьшения ее твердости, что необходимо для облегчения механической, в том числе пластической, обработки. Отжиг целесообразен в тех случаях, когда необходимо изготовить какой-либо инструмент, используя металл другого, закаленного ранее инструмента.

Полный отжиг происходит при нагревании детали или заготовки до 900 °C, выдержке при этой температуре для прогрева детали по всему объему, а затем медленном охлаждении до комнатной температуры.

Температуру раскаленной детали можно определять по свечению материала (табл. 1).

Отжиг цветных металлов смотрите в таблице 1.

Таблица 1

Закалка дает стальной детали большую твердость и износостойкость. Деталь нагревают до определенной температуры, выдерживают некоторое время, необходимое для прогрева всего объема материала, а затем быстро охлаждают. Обычно детали конструкционных сталей нагревают до 880–900 °C, из инструментальных — до 750–760 °C, из нержавеющей стали — до 1050–1100 °C. Для охлаждения применяют раствор поваренной соли или масло. При охлаждении в масле на поверхности стали образуется плотная пленка оксидов, которая является хорошим антикоррозийным покрытием.

При закалке мелких деталей можно легко перекалить их. Во избежание этого пользуются оправдавшим себя способом: раскаляют плоскую крупную болванку, на которую кладут мелкую деталь. Температуру закаливаемой детали определяют по цвету свечения болванки.

Необходимо, чтобы в процессе охлаждения детали температура жидкости оставалась почти неизменной, поэтому масса жидкости должна быть в 30–50 раз большей массы закаливаемой детали. Для интенсивного охлаждения деталь следует перемещать во всех направлениях

Тонкие широкие детали нельзя погружать в жидкость плашмя, так как при этом деталь будет коробиться.

Отпуск закаленных деталей позволяет снизить их хрупкость до допустимых пределов, сохранив при этом твердость, приобретенную сталью в результате закалки.

Температуру разогрева стальной закаленной детали при отпуске можно определить по изменению цвета оксидной пленки (табл. 2).

Таблица 2

Ниже приведены рекомендуемые температуры отпуска для некоторых инструментов и деталей (в градусах Цельсия);

Дюралюминиевые детали при закалке нагревают до 360–400 °C, выдерживают некоторою время при этой температуре, а затем погружают в воду комнатной температуры и оставляют, до полного охлаждения. После этого дюралюминий становится мягким и пластичным, легко гнется и куется. Повышенную же твердость он приобретает спустя 3–4 дня: твердость и хрупкость его увеличиваются настолько, что он не выдерживает изгиба даже на небольшой угол. При отжиге деталь разогревают до 360 °C, выдерживают некоторое время, после чего охлаждают на воздухе. Для отпуска деталь слегка нагревают и натирают хозяйственным мылом. Затем продолжают нагревать до тех пор, пока слой мыла не почернеет, после чего дают остыть на воздухе (Почернение происходит при температуре отпуска).

Приближенно температуру нагрева дюралюминиевой детали можно определит следующим образом. При температуре 350–360 °C конец спички, свободный от серы, которым проводят по раскаленной поверхности детали, обугливается и оставляет темный след. Достаточно точно температуру можно определить с помощью небольшого (со спичечную головку) кусочка медной фольги, который кладут на поверхность разогреваемой детали. При температуре 400 °C над фольгой появляется зеленоватое пламя.

Закалка предварительно разогретой детали из меди происходит при медленном остывании на воздухе. Для отжига разогретую деталь быстро охлаждают в воде При отжиге медь нагревают до красного каления (600 °C), при закалке — до 400 °C, определяя температуру также с помощью кусочка медной фольги.

Для того чтобы латунь стала мягкой, легко гнулась, ковалась и хорошо вытягивалась, ее отжигают путем нагрева до 500 °C и медленного охлаждения на воздухе при комнатной температуре.

Удаление ржавчины с металлических поверхностей производят обычно стальными щетками (кардощетками) или наждачной бумагой, но более эффективны химические средства, например «Автопреобразователь ржавчины». При пользовании им металлическую поверхность следует очистить шпателем от рыхлой и пластовой ржавчины, после чего обезжирить уайт-спиритом или бензином. Затем, тщательно размешав, состав наносят на поверхность с помощью кисти. О взаимодействии состава со ржавчиной свидетельствует изменение цвета поверхности — она становится синевато-фиолетовой.

Работать следует в резиновых перчатках и защитных очках. При попадании средства на кожу — сразу смыть водой.

Другое средство — паста «Автоочиститель ржавчины». Ее наносят на металлическую поверхность, предварительно очищенную от рыхлой и пластовой ржавчины и обезжиренную, слоем толщиной в 2–3 мм и выдерживают 30 мин. Эту операцию можно повторить несколько раз, до тех пор, пока металл не освободится от ржавчины.

Хорошие результаты получаются при очистке составом, который приготовляют из двух растворов:

Перед погружением детали в состав ее тщательно обезжиривают в бензине и сушат. В составе деталь оставляют на 10–30 мин до полного растворения оксидов. После обработки деталь промывают горячей водой и насухо протирают.

Ржавчину можно удалить и электрохимическим способом. К ржавой детали прикрепляют небольшой кусочек цинка и погружают вместе с ним в воду, слегла подкисленную серной кислотой. При хорошем контакте цинка с деталью ржавчина исчезает через несколько дней. Очищенную деталь прорывают в теплой воде и протирают тканью.

Ржавую поверхность хорошо очищать рыбьим жиром, оставляя слой жира на 1,5–2 ч. После выдержки ржавчина легко удаляется. Необходимо отметить, что рыбий жир, проникая на всю глубину ржавчины, образует под ней пленку, препятствующую дальнейшему ржавлению детали.

Если необходимо быстро удалить ржавчину, то сначала деталь промывают несколько минут в насыщенном растворе хлорного олова, а затем — в теплой воде и насухо протирают.

Небольшие пятна ржавчины можно удалить тампоном, смоченным в керосине, а также тампоном с кашицей из толченого древесного угля, замешанного на машинном масле. В последнем случае деталь не только зачищается, но и полируется.

Очищенные от ржавчины места протирают мелким горячим песком или древесной золой, в необходимых случаях — закрашивают.

Правка (рихтовка) волнистости полосы или краев листа осуществляется ударами киянки или стального молотка с гладко отшлифованным выпуклым бойком — от середины к краям выпуклости. Более сильные удары наносят в середине и уменьшают силу удара по мере приближения к краям.

Правку длинных узких, серповидно изогнутых заготовок, производят на плите. Заготовку кладут на плиту, одной рукой прижимают и молотком наносят удары, начиная с более короткой (вогнутой) кромки. В начале правки удары должны быть более сильным, а затем — постепенно ослабляться по мере приближения к противоположной кромке.

Перед началом правки выпуклых мест (выпучин) их обводят мелом дли карандашом, затем заготовку кладут на плиту выпуклостью вверх и начинают наносить удары в направления от краев выпуклости к ее центру. Удары наносят частые, но не сильные. По мере приближения к центру удары должны быть слабее. Нельзя ударять сразу по самому выпуклому месту — от этого оно еще больше увеличится по площади.

Полосы из мягких алюминиевых и медных сплавов лучше править через прокладку из гетинакса или текстолита толщиной 1,5–3 мм. В этом случае ровная неповрежденная поверхность получается даже при работе обычным стальным молотком.

Тонкий (до 0,5 мм) листовой металл правят на стальной плите с помощью металлического или деревянного бруска с закругленными кромками.

Разметка заготовки заключается в переносе с чертежа или образца на поверхность заготовки точек и линий (рисок). Для этого достаточно иметь: две стальные измерительные линейки длиной 150–300 мм, чертилку кернер, небольшой молоток массой 100–200 г, обычный чертежный циркуль, слесарный угольник и штангенциркуль с глубиномером.

Чертилка представляет собой отрезок (150–200 мм) проволоки диаметром 3,5–4,5 мм из стали У10 или У12. Один конец ее длиной 20–30 мм закален и остро заточен, а другой — согнут в кольцо диаметром 15–25 мм. Для разметки в труднодоступных местах удобно пользоваться чертилкой, в которой заточенный (рабочий) конец отогнут под углом 90° и после этого закален. Чем острее рабочая часть чертили, тем большей точности можно добиться при разметке. Линию лучше проводить один раз, т. е. наверняка, так как второй раз труднее попасть точно в то же место.

Если необходимо нанести различные линии, то целесообразно провести сначала горизонтальные, затем вертикальные и наклонные и только после этого — дуги, закругления и окружности.

На точность разметочных работ влияет состояние поверхности размечаемого материала: ее нужно очистить от грязи, окалины, ржавчины.

Чтобы линии, наносимые чертилкой, были четкими, поверхность стальных и чугунных заготовок перед разметкой окрашивают мелом или покрывают раствором медного купороса (омедняют). При разметке на мягких металлах и сплавах, например на дюралюминии, латуни и других, пользуются хорошо заточенным твердым карандашом (2Т, 3Т). Применять стальную чертилку нельзя, так как при нанесении рисок разрушается защитный слой и создаются условия для появления коррозии.

Разметку листовых материалов можно производить следующим образом. Предварительно наносят разметочные линии на лист миллиметровой бумаги. Этот лист наклеивают с помощью нескольких капель резинового клея на заготовку и через него кернером намечают все центры отверстий и узловые точки контура детали. После этого миллиметровку удаляют и производят окончательную разметку и обработку детали.

Простой способ разметки центрового отверстия в торце цилиндрической детали проиллюстрирован на рис 1. Кусочек жести сгибают под прямым углом таким образом, чтобы ширина верхней полки его была приблизительно равна радиусу цилиндра (рис. 1-а). Уголок прижимают к боковой поверхности детали и на торце проводят четыре линии под углом примерно 90°. Центр торца детали оказывается внутри небольшого пространства, ограниченного линиями, и отметить его кернером можно достаточно точно (рис. 1–б).

Рис 1. Разметка центрового отверстия в торце цилиндрической детали.

Перед сверлением отверстий по контуру (в случае необходимости получить отверстие большого диаметра или криволинейной формы) требуется разметка центров «контурных» отверстий кернением. Эта трудоемкая операция значительно упростится, если воспользоваться несложным приспособлением: кернер оснащают выдвигающейся заостренной ножкой. Выставив с ее помощью необходимое межцентровое расстояние, приступают к кернению, совмещая острие ножки с предыдущим размеченным центром.

Гибка заготовки производится путем сгибания ее вокруг какой-либо оправки, форму которой она принимает, а также в тисках или на плите — на нужный угол. Гибку толстых заготовок осуществляют ударами молотка, лучше всего — деревянного, не оставляющего на металле следов.

В процессе гибки неизменным по длине остается так называемый нейтральный слой, который у симметричных по сечению заготовок проходит через центр симметрии, а у несимметричных — через центр тяжести сечения. Внутренний слой претерпевает сжатие, наружный — растяжение. Если радиус гибки очень мал, то в металле могут образоваться трещины. Чтобы этого избежать, не следует гнуть на радиус, меньший двойной толщины заготовки.

Листовой металл после прокатки имеет волокнистую структуру. Чтобы не получалось трещин, его следует гнуть поперек волокон или так, чтобы линия изгиба составляла с направлением прокатки угол более 45°. Чтобы избежать излома при гибке листового дюралюминия, по линии изгиба производят отжиг материала (см. «Термическая обработка металлов и сплавов»).

Гибка труб, особенно большого диаметра (30–40 мм), может производиться с использованием пружины.

Определив длину изгибаемой части трубы, навивают пружину, длина которой должна быть равна изгибаемой части или чуть больше ее. Наружный диаметр пружины должен быть на 1,5–2 мм меньше внутреннего диаметра трубы. В качестве материала для пружины используют проволоку диаметром 1–4 мм (в зависимости от толщины стенки трубы). Намотка ведется так, чтобы между витками был зазор 1,5–2 мм. Пружину устанавливают в трубе — в месте изгиба. Гибку производят на болванке с радиусом, равным внутреннему радиусу изгиба, предварительно разогрев место изгиба паяльной лампой. Изгиб получается аккуратным, без помятостей. После окончания работы пружину удаляют. Пружины можно изготовить из стальной проволоки на специальной оправке, зажатой в патрон дрели, которая, в свою очередь, закреплена в тисках. Оправка представляет собой стальной пруток соответствующего диаметра с резьбой, гайкой и продольным пазом на одном конце, который остается свободным при креплении прутка в дрели. Конец пружинной проволоки вставляют в паз и зажимают гайкой, после чего, вращая патрон дрели, производят навивку пружины. Для создания необходимого растяжения проволоку пропускают между двумя плотно сжатыми деревянными планками. Окончив навивку, гайку отвинчивают и пружину снимают с оправки. Эту же оправку можно использовать для навивки пружин большего диаметра, если предварительно намотать на нее в несколько слоев металлическую фольгу или плотную бумагу.

Аккуратный изгиб трубы можно получить и другими способами.

1. С одного конца трубу закрывают металлической пробкой, а с другого — заливают расплавленный свинец или оловянно-свинцовый припой. (Во избежание ожогов трубу необходимо предварительно хорошо просушить.) После гибки свинец (припой) выплавляют, нагревая трубу паяльной лампой.

2. Трубу предварительно заполняют горячим песком.

3. В трубу заливают воду и замораживают каким-либо способом (например, в морозильной камере холодильника, если позволяют размеры). Затем трубу изгибают, после чего нагревают и выпускают воду.

При большом числе отверстий разного диаметра вначале рекомендуется просверлить их все сверлом, диаметр которого равен диаметру самого малого отверстия, а уж затем рассверлить остальные отверстия до нужных размеров. Во избежание ошибок одинаковые отверстия помечают. Следует учитывать при этом, что отверстия, диаметр которые всего в 1,2–1,5 раза больше диаметра самого малого отверстия, сверлят сразу сверлом необходимого размера.

Зенкование отверстий делают для придания им законченного вида. Зенкование выполняют на небольшую глубину (0,2–0,3, мм) с обеих сторон специальным инструментом (зенковкой) или сверлом, диаметр которого примерно вдвое больше диаметра отверстия. Сверло затачивают под углом 90°.

При сверлении отверстий в стали, алюминии и его сплавах необходимо использовать смазочно-охлаждающие вещества: для мягких сталей — технический вазелин; для нержавеющих сталей — олеиновую кислоту; для твердого алюминиевого сплава (типа Д16Т) — хозяйственное или туалетное мыло; для алюминия, органического стекла, гетинакса — мыльную воду.

Клепка используется для неразъемного соединения деталей. Заклепки обычно изготовляют из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов и сплавов, поддающихся ковке. Длина стержня заклепки берется исходя из суммарной толщины склепываемых деталей и выступающей части стержня, необходимой для образования замыкающей головки. Для образования плоской (потайной) головки выступающий конец должен быть равен половине диаметра стержня, а для полукруглой головки — полутора диаметрам. Диаметр стержня заклепки выбирают в зависимости от толщины склепываемых листов или деталей:

d = 2S,

где S — наименьшая толщина склепываемых деталей (листов).

Диаметр отверстий под заклепки делают на 0,1–0,2 мм большим диаметра стержня заклепок, а выступающий конец стержня — слегка коническим. Это облегчает вставку заклепок в отверстия. С помощью натяжки (стальной стержень с углублением-лункой в торце, причем диаметр и глубина лунки несколько больше чем у выступающей части заклепки), ударяя по ней молотком, плотно сжимают склепываемые детали. Затем расклепывают стержень заклепки, стремясь, чтобы количество ударов было минимальным. Для этого сначала сильными ударами осаживают стержень, затем легкими ударами молотка формуют головку, а окончательно формируют ее обжимкой (стержень с лункой в торце по форме головки заклепки). Если на выступающий конец заклепки устанавливать обжимку и, ударяя по ней, одновременно расклепывать и оформлять головку, то при этом возможно смещение головки относительно оси заклепки, что нежелательно.

Заклепки можно изготовить самому из медной или алюминиевой проволоки с помощью несложного приспособления, показанного на рис. 2. Оно представляет собой стальную пластину с отверстием, диаметр которого равен диаметру проволоки. Толщина пластины должна быть равна длине заклепки. Для заклепок с полукруглой головкой длина заготовки должна быть больше длины заклепки на 1,3–1,5 диаметра.

Рис. 2. Изготовление обжимки, (а) и формовка головки заклёпки (б) с помощью обжимки

Пластину 4 кладут на стадную плиту 5, в отверстие пластины вставляют заготовку 3 и легкими ударами молотка расклепывают выступающую часть заготовки, стараясь придать ей форму, близкую к полусферической. Окончательно формовку головки заклепки производят с помощью обжимки 1. Готовую заклепку выбивают из пластины с обратной стороны стальным стержнем, диаметр которого на 0,1–0,2 мм меньше диаметра отверстия.

Обжимку изготовляют из стального или латунного прутка подходящего диаметра. В торце прутка сверлом, диаметр которого примерно вдвое больше диаметра заклепки, делают углубление. Затем на стальную плиту кладут стальной шарик 2 одинакового со сверлом диаметра, на него устанавливают обжимку (углублением к шарику) и ударами молотка по свободному концу обжимки придают углублению полусферическую форму.

Если необходимо изготовить заклепки с потайной головкой, то отверстие в пластине зенкуют с одной стороны сверлом, заточенным под углом 90°. В этом случае длина заготовки из проволоки должна быть больше длины заклепки на 0,6–0,8 диаметра.

Резьба в отверстиях нарезается с помощью метчиков. Для каждого стандартного размера резьбы в комплект, как правило, входят два метчика: первый маркируется одной кольцевой риской, второй — буквой Е. Резьбу нарезают сначала первым метчиком, затем — вторым. Для скалывания стружки метчик после каждого оборота по часовой стрелке поворачивают на пол-оборота в обратном направлении. При работе метчики закрепляют в специальных держателях (воротках). Удобно при резьбе размером менее М4 использовать для этой цели ручки («клювики») от переключателей. Для улучшения качества резьбы рекомендуется применять те же смазочно-охлаждающие вещества, что и при сверлении. Диаметр отверстия под резьбу приближенно определяют, умножив размер резьбы на 0,8 (например, для резьбы М2 сверло должно иметь диаметр 1,6 мм, для М3 — 2,4 мм, для М4 -3,2 мм и т. д.).

Для надежности резьбового соединения размер резьбы выбирают так, чтобы в резьбовом отверстии было не меньше трех полных ниток резьбы. Так, при толщине материала 2 мм нужно нарезать резьбу М2 и М3, у которой шаг 0,4 и 0,5 мм соответственно. Резьбу М4 применять нецелесообразно, так как шаг у нее 0,7 мм.

При нарезании резьбы в глухих отверстиях, чтобы не сломать метчик, после каждых двух-трех полных оборотов его следует вывинчивать и удалять стружку. При этом полезно контролировать глубину отверстия и положение метчика, чтобы предупредить его поломку.

Наружная резьба на прутках нарезается плашками, закрепленными в плашкодержателях. Для получения чистой резьбы диаметр прутка должен быть несколько меньшим размера резьбы. Перед нарезкой обрабатываемую часть прутка смазывают машинным маслом или техническим вазелином. Для скалывания стружки после каждого оборота плашку поворачивают на полоборота в обратном направлении.

Очистка загрязненных поверхностей деталей из алюминиевых сплавов производится травлением. Для этого в течение 1–2 мин обрабатывают деталь в 5 %-ном растворе едкого натра, промывают в воде, опускают в азотную кислоту и снова промывают. После этого металл приобретает чистый серебристый цвет.

Значительно улучшится вид деталей из дюралюминия, если смазать их поверхность водным раствором буры (1 г буры на 100 мл кипяченой воды) с добавлением нескольких капель нашатырного спирта. Через 30 мин детали протирают чистой суконной ветошью.

Поверхности медных, латунных и бронзовых деталей очищают пастор состоящей из равных частей талька и древесных опилок, смешанных со столовым уксусом до получения тестообразной массы. Хорошие результаты получают при использовании пасты составленной из равных частей поваренной соли и мела замешанных на молочной сыворотке.

Фосфатирование стальных деталей обеспечивает образование на поверхности металла защитной пленки с высокими антикоррозийными свойствами.

Зачищенную, отполированную, обезжиренную (например, бензином) и декапированную (в течение 1 мин в 5 %-ном растворе серной кислоты) стальную деталь погружают в горячий раствор (35 г/л) мажефа — фосфорнокислый солей марганца и железа. Температура раствора должна быть 97–99 °C. При этом наблюдается бурный химический процесс с выделением большого количества водорода. Через час-полтора выделение водорода прекращается, деталь выдерживают в растворе еще 10–15 мин, после чего тщательно промывают горячей водой, сушат и смазывают маслом (вазелином).

Оксидирование стали (железа) являются разновидностью антикоррозийного и декоративного покрытия. Среди таких способов, как фосфатирование, химическое никелирование, оксидирование, последний является наиболее простым, нетрудоемким, не требующим особых затрат.

Зачищенную отполированную деталь декапируют (на 1 мин опускают в 5 %-ный раствор серной кислоты), затем промывают и воде комнатной температуры и пассивируют кипячением около 5 мин в мыльной воде (50 г хозяйственного мыла растворяют в литре воды). После этого в эмалированной, а лучше — в специальной керамической, посуде обрабатывают деталь в одном из растворов, приведенных в табл. 3.

Воронение придает хороший внешний вид стальным деталям. При этом деталь покрывается пленкой оксидов, предотвращающей коррозию металла и имеющей приятный тон — от синего до черного.

Перед воронением деталь тщательно шлифуют в полируют, затем ее обезжиривают, протирая тампоном, смоченным в бензине. Для обезжиривания можно использовать водный раствор стирального порошка. После этого деталь нагревают до температуры 250–300 °C и протирают тампоном, пропитанным конопляным маслом. Для повышения антикоррозийных свойств остывшую деталь протирают техническим вазелином, затем насухо вытирают.

Существует и другой способ воронения: обезжиренную деталь погружают в расплавленную натриевую селитру (310–350 °C). В течение 3–5 мин на поверхности погруженной детали образуется тонкая, но очень прочная пленка красивого синеватого оттенка.

Анодирование алюминия и алюминиевых сплавов обеспечивает образование устойчивой защитной пленки, которая может быть окрашена в любой цвет.

При анодировании постоянным током деталь сначала полируют до зеркального блеска (царапин и вмятин не должно быть), обезжиривают ацетоном и затем, в течение 3–5 мин — раствором едкого натра (50 г/л). Температура раствора должна быть около 50 °C.

После обезжиривания желательно провести химическое полирование. Для этого деталь необходимо поместить на 5-10 мин в состав из 75 объемных долей ортофосфорной кислоты и 25 серной кислоты. Температура состава должна быть 90—100 °C.

Деталь после полирования промывают и опускают в ванну, заполненную 20 %-ным раствором серной кислоты (температура электролита не более 20 °C). Ванной может служить стеклянная, керамическая или эмалированная посуда. Подвеска для детали должна быть алюминиевой. Анод — деталь. Катод — свинцовая пластинка. Контакты токопроводов (алюминиевых) с анодом и катодом должны быть очень надежными (их лучше всего выполнять клепкой или пайкой). Напряжения на электродах поддерживают 10–15 В. Плотность анодного тока для алюминиевых деталей 0,15-0,20 А/дм², для деталей из дюралюминия — 2–3 А/дм². Необходимую плотность тока можно обеспечить изменением напряжения в указанных пределах и изменением расстояния между электродами. Время анодирования 25–50 мин.

Качество анодирования проверяют следующим образом. Химическим карандашом проводят черту по анодированной поверхности детали (в незаметном месте). Если черта не будет смываться проточной водой, анодирование выполнено хорошо. Деталь после проверки промывают и опускают в водный раствор анилинового красителя на 10–15 мин. Температура раствора 50–60 °C. Если деталь опустить в 10 %-ный раствор двухромовокислого калия (хромпика на 10–12 мин при 90 °C, то она окрасится в золотистый цвет.

Окончательный процесс — уплотнение (закрытие) пор пленки. Поры уплотняются после кипячения детали в воде в течение 15–20 мин.

Деталь после просушки можно покрыть бесцветным лаком или клеем БФ-2, БФ-4.

При анодировании переменным током все подготовительные и заключительные операции аналогичны описанным выше. Различие состоит в том, что анодируются сразу две детали (если деталь одна, то в качестве второго электрода используют алюминиевый лист или болванку). При переменном напряжении 10–12 В добиваются такой же плотности тока, как при анодировании постоянным током. Время анодирования 25–30 мин.

Оксидирование алюминия и алюминиевых сплавов обеспечивает защиту деталей от коррозии.

Детали очищают от загрязнений, тщательно обезжиривают в бензине или, если они сильно загрязнены, в кипящем растворе кальцинированной (безводной) соды, после чего промывают в теплой (50–60 °C), а затем — в холодной воде до тех пор, пока вся поверхность не станет равномерно смачиваться.

Для оксидирования приготовляют раствор, содержащий 50 г кальцинированной соды, 15 г хромовокислого натрия и 1 г силиката натрия на один литр дистиллированной (в крайнем случае — кипяченой) воды. В подогретый до 80 °C раствор деталь опускают на 10 мин. Затем ее тщательно промывают в проточной воде.

Можно предложить и другой способ оксидирования алюминия. Деталь крацуют (чистят поверхность кардо-щеткой), делая небольшие штрихи в разных направлениях, создавая определенный рисунок. Стружку и грязь удаляют чистой ветошью. Затем поверхность детали покрывают ровным слоем 10 %-ного раствора едкого натра (температура раствора 90-100 °C). После высыхания раствора на поверхности детали образуется красивая пленка с перламутровым отливом. Сверху пленку покрывают бесцветным лаком. Пленка получится более красивой, если перед нанесением раствора едкого натра деталь нагреть до 80–90 °C.

Окрашивание оксидированных деталей из алюминия и алюминиевых сплавов в различные цвета производится путем последовательной химической обработки в двух 1 %-ных водных растворах солей металлов (табл. 4).

Для окрашивания в черный цвет оксидированную деталь поочередно обрабатывают в растворах следующего состава: 1-й раствор — 50 г/л щавелево-кислого аммония железа (температура раствора 60 °C, выдержка детали 0,5–1 мин); 2-й раствор — 50 г/л уксуснокислого кобальта (50 °C, 1–3 мин); 3-й раствор — 50 г/л марганцовокислого калия (80 °C, 3–5 мин). Перед обработкой в каждом следующем растворе деталь промывают в воде.

Золотисто-зеленый цвет можно придать детали, если обрабатывать ее 2–4 мин в подогретом до 100 °C растворе следующего состава: 15 г двухромовокислого калия и 4 г кальцинированной соды на 1 л воды.

Химическое никелирование деталей из стали, меди и медных сплавов можно выполнить одним из следующих способов.

Поверхность детали шлифуют, полируют, а затем обезжиривают. Для обезжиривания стальных деталей применяют водный раствор такого состава (в граммах на литр): едкий натр или едкий калий — 20–30, сода кальцинированная — 25–50, жидкое стекло (или силикатный клей) — 5-10. Водный раствор для обезжиривания меди и медных сплавов (в граммах на литр): тринатрийфосфат — 100, жидкое стекло — 10–20. Обезжиривание в растворе комнатной температуры длится 40–60 мин. При нагревании раствора до 75–85 °C процесс значительно ускоряется.

Обезжиренную деталь тщательно промывают в проточной воде и погружают в 5 %-ный раствор соляной кислоты на 0,5–1 мин для декапирования. Температура раствора должна быть не выше 20 °C. Затем деталь тщательно промывают и сразу переносят в раствор для никелирования (на воздухе деталь быстро покрывается оксидной пленкой).

Раствор для никелирования приготовляют следующим образом. В одном литре воды, нагретой до 60 °C, растворяют 30 г хлористого никеля и 10 г уксуснокислого натрия. Температуру раствора доводят до 80 °C, добавляют 15 г гипосульфита натрия и погружают в раствор деталь. Раствор с деталью подогревают до температуры 90–95 °C, которую поддерживают до конца никелирования. При температуре ниже 90 °C процесс никелирования протекает медленно, а при нагревании выше 95 °C раствор портится.

Объем раствора в литрах численно должен быть равен одной трети площади детали в квадратных дециметрах.

Скорость наращивания пленки приблизительно 10 мкм/ч.

Другой способ позволяет никелировать медные, латунные и бронзовые детали, обеспечивает плотную блестящую пленку, обладающую хорошими антикоррозийными свойствами. Способ не требует сложного оборудования и особых затрат на материалы.

Деталь зачищают, полируют. Обезжиривают в растворе, рецепт которого приведен выше. Декапировать при этом необязательно.

В эмалированную посуду наливают 10 %-ный раствор хлористого цинка («паяльной кислоты») и к нему добавляют сернокислый никель до тех пор, пока раствор не станет густо-зеленого цвета. Полученный раствор нагревают до кипения и опускают в него деталь. В кипящем растворе деталь должна находиться 1–2 ч, затем ее переносят в меловую воду (50–75 г мела на литр воды) и слегка протирают ветошью. Далее деталь промывают и протирают ветошью насухо.

Для повторного применения раствор может храниться в течение 6 месяцев в плотно закупоренной посуде.

Химическое никелирование алюминия почти не отличается от химического никелирования стали, за исключением того, что декапирование алюминия производят погружением детали на 2–3 мин в 50 %-ный раствор азотной кислоты.

Чтобы покрытие было прочным, металл тщательно зачищают и грунтуют, причем каждому виду краски должен соответствовать определенный тип фунта. Детали при зачистке на длительное время погружают в керосин, затем, снимают с них ржавчину и обезжиривают. Ржавчину можно снимать и другими способами (см. «Удаление ржавчины»).

Особенностью грунта является повышенная адгезия (способность сцепляться с поверхностью детали). Таким образом обеспечивается прочность всего покрытия (грунт плюс краска). Грунт кладут на поверхность детали слоем не более 0,2 мм толщиной и после высыхания зачищают наждачной шкуркой до полного выравнивания. В качестве своеобразного грунта можно применять уксусную эссенцию, которой протирают хорошо зачищенную и обезжиренную деталь. На такой «грунт» хорошо ложится большинство красок, лаков и эмалей.

Окрашивают детали мягкой кистью не менее чем в два слоя. Причем каждый следующий слой наносят в направлении, перпендикулярном предыдущему.

Окрашивать удобно и с помощью распылителя, приняв меры предосторожности для защиты свежего покрытия от засорения. При этом могут быть использованы нитроэмали, синтетические меламиноалкидные и алкидные эмали.

Нитроэмали высыхают быстро даже при комнатной температуре, но очень чувствительны к влаге: когда относительная влажность воздуха выше 70 %, пленка краски при высыхании может покрыться белыми пятнами. После высыхания образуется полуглянцевое покрытие, блеск которого может быть усилен до желаемой степени шлифованием и полированием. Процессы полирования и шлифования длительны и трудоемки. Адгезия нитроэмалей к металлу невысока, поэтому перед окрашиванием необходимо предварительное грунтование. Нитроэмали «обратимы». Эта означает, что наносить кистью повторный слой нитроэмали нельзя без риска растворить ранее нанесенный слой.

Синтетические меламиноалкидные эмали образуют прочную глянцевую пленку. При температуре 100–130 °C (в зависимости от сорта эмали) свеженанесенная пленка высыхает за 30 мин. Выше 130 °C эмаль нагревать нельзя. При комнатной же температуре такая эмаль, к сожалению, совсем не высыхает. Шлифовать высохшую эмаль нельзя. Полируют ее составами, содержащими воск. Адгезия к металлу хорошая, поэтому можно красить без грунтовки.

Алкидные эмали близки по природе к масляным краскам, по прочности — аналогичны синтетическим меламиноалкидным эмалям и так же реагируют на шлифование и полирование. В отличие от синтетических эмалей они высыхают при комнатной температуре за 2 суток (при повышении температуры это время может быть значительно сокращено).

Некоторые эмали выпускаются в аэрозольной упаковке. В баллоны с эмалью закладываются стальные шарики. Их назначение — помочь равномерно перемешать содержащиеся в баллоне эмаль и растворитель. Поэтому перед пользованием необходимо встряхивать баллон до тех пор, пока не послышатся звуки ударов шариков о стенки баллона. Более того, встряхивание надо продолжать после этого еще в течение двух-трех минут и лишь затем приступать к окрашиванию. Из предосторожности струю направляют куда-либо в сторону, а уж потом, убедившись в равномерной подаче эмали, — на окрашиваемую поверхность

В течение всего процесса окрашивания нужно совершать непрерывные равномерные движения рукой с баллоном, держа его на расстоянии 25–30 см от поверхности. Струя краски должна быть перпендикулярной к поверхности. При перерыве в работе необходимо продуть клапан баллона, иначе эмаль в клапане высохнет и он засорится. Для этого надо перевернуть баллон и нажать на пусковую кнопку: как только струя, выходящая из сопла, станет бесцветной (краска перестанет поступать), продувание следует прекратить.

Удаление старых покрытий с металлических изделий осуществляют с помощью смывок и смывочных паст (табл. 5).

Смывку или пасту наносят на удаляемое покрытие. Через некоторое время покрытие размягчается, и его можно легко удалить. Наличие парафина (воска) делает состав более густым или даже пастообразным. Работать с пастообразным составом удобнее, чем со смывкой, которую приходится наносить на обрабатываемую поверхность несколько раз.

1. Если зенковать ручной дрелью отверстие под потайную головку винта в вязком листовом металле (медь, алюминий, мягкий дюралюминий) толщиной меньше трети диаметра сверла и при этом закрепить деталь струбцинами на пластине из текстолита или твердого дерева, то коническое углубление получится более аккуратным.

2. Развальцевать металлическую трубку можно с помощью обычного сверла, вращая его в противоположную (по отношению к рабочему вращению) сторону. При этом диаметр сверла должен быть в 1,5–2 раза большим диаметра трубки.

3. Вместо заклепки можно использовать жидкий металл или сплав, который при кристаллизации увеличивается в объеме (галлий, германий, олово, висмут и их сплавы).

4. Чтобы резьба, нарезанная метчиком в глухом отверстии, била чистой, отверстие следует предварительно заполнить расплавленным парафином.

5. При нарезании резьбы в мягких металлах, например в алюминии, лучше ограничиться первым метчиком (см. «Нарезание резьбы в отверстиях»). В таком отверстии винт удерживается прочнее.

6. Нарушенную после обрезания винта или шпильки резьбу легко восстановить, если предварительно навинтить на них плашку или гайку. Отрезав или откусив кусачками лишнее, конец резьбовой детали опиливают напильником, а затем свинчивают плашку (гайку).

7. Вымыть посуду из-под керосина можно известковым молоком: в очищаемый сосуд всыпают немного гашеной извести и, часто взбалтывая, наполняют доверху водой. Через несколько часов содержимое выливают, прополаскивают сосуд водой и повторяют процедуру. Чистка будет быстрее, если в посуду добавить крупный песок.

8. После работы с керосином, растворителями, краской руки имеют специфический запах, и лучший способ избавиться от него — вымыть руки холодной водой с горчицей или горчичным порошком.

9. Мелкие шайбы и втулки удобнее рассверливать, аккуратно зажав их в патроне дрели; сверло в этом случае зажимают в тисках. В тонкостенных трубках сверление отверстий облегчается, если предварительно внутрь трубки поместить деревянный стержень.

10. В насечке напильника не будут застревать частицы обрабатываемого металла, если напильник предварительно натереть мелом или древесным углем.

11. Легко удаляется ржавчина механическим путем после обработки поверхности детали насыщенным раствором парафина. В сосуде с керосином растворяют стружку парафина до насыщения. Раствор готов через неделю. Деталь смазывают раствором и оставляют на несколько дней.

12. Детали из твердых металлов лучше обрабатывать напильниками с перекрестной насечкой, из мягких металлов — с простой (одинарной) насечкой.

13. Деталь, изготовленную из алюминия или его сплавов, можно сделать слегка матовой, если обработать в 5 %-ном растворе едкого натра в течение 5 мин. Предварительно деталь тщательно зачищают мелкозернистой шкуркой и промывают в мыльной воде.

14. Освежить алюминиевые шасси, панели и экраны можно, промыв их жесткой волосяной щеткой в теплом водном растворе хозяйственного мыла.

15. Придать деталям из стали (железа) черный цвет можно с помощью смеси из 10 массовых долей скипидара и 1 доли серного цвета (мелкорастертой серы). Компоненты смешивают в стеклянной посуде и нагревают на водяной бане до кипения. Деталь опускают в смесь на 5-10 мин.

Синий цвет стальной или железной детали можно придать, воспользовавшись смесью из 4 массовых долей медного купороса, 6 долей азотной кислоты, 12 долей этилового спирта и 100 долей воды. Смесь приготовляют в стеклянной посуде, не подогревают. Деталь выдерживают в смеси до появления синего цвета.

Совместимость металлов

Самодеятельному строителю необходимо знать, что не все металлы можно соединять, создавая какие-либо конструкции. Некоторые металлы при контакте образуют так называемые электрические пары, которые в месте контакта очень быстро разрушаются. Совместимость металлов приведена в табл. 6 (С — совместимы, Н — не совместимы, П — можно паять).

Отжиг цветных металлов

При обработке цветных металлов (чеканка, выколотка и др.) иногда приходится снимать напряжения, возникшие при обработке. Для этого необходимо отжечь заготовку. Отжиг цветных металлов проводят при следующих температурах (табл. 7).

Сверление нержавеющей стали

Кто пытался сверлить нержавеющую сталь, тот знает, что ее без хитрости просверлить не удается. Обычно при этом применяют специальную смазку. Она состоит из машинного масла и небольшого количества серы. Обычно серу берут ту, что продается в магазинах «Природа», «Дачник» и т. д. Она там имеет названия: «коллоидная сера», «серный цвет» или «сера для окуривания». Первые две применяют без подготовки; серу для окуривания мелко перетирают.

Более эффективную смазку можно сделать, смешав серу с жирными кислотами. Для получения кислот берут самое низкосортное хозяйственное мыло, которое размельчают и распускают в горячей воде. В раствор мыла льют с избытком техническую соляную кислоту. Жирные кислоты всплывают. Наливают с избытком холодную воду — жирные кислоты твердеют и их легко отделить от раствора. Их промывают 4–5 раз следующим образом: помещают в кастрюлю, заливают горячей водой, мешают 5–7 минут, доливают холодную воду, снимают, снова помещают в кастрюлю и т. д.

Жирные кислоты смешивают с серой в пропорции 6:1 (по массе).

Надо отметить еще одно замечательное свойство жирных кислот. Если их смешать с канифолью (подогревая на малом огне) в пропорции примерно 1:1 (по массе), то получают отличный пастообразный флюс для пайки металлов свинцово-оловянистыми припоями.

Снятие ржавых пятен с хромовых покрытий

Это делают раствором; в 1 л воды растворяют 200 г медного купороса и добавляют 50 г крепкой соляной кислоты. Тампоном, смоченным полученным раствором, удаляют ржавые пятна (работать в резиновых перчатках!). Затем поверхность протирают слабым раствором питьевой соды, промывают водой и сушат.

Предупредить появление ржавой сыпи на хромовых покрытиях поможет невитаминизированный и несоленый рыбий жир (лучше старый).

В жаркую погоду на улице или в отапливаемом помещении хромированные поверхности с перерывом в 10–15 дней дважды протирают рыбьим жиром и сушат 2–3 недели. Излишки рыбьего жира снимают с поверхности, протирая ее бензином. Обработанные таким образом хромированные поверхности остаются чистыми несколько лет.

Заделка трещин в изделиях из чугуна и стали

Для этого можно воспользоваться следующей технологией. Трещину в детали слегка разделывают (углубляют с помощью шабера или другого инструмента) и тщательно обезжиривают.

Составляют «замазку», смешивая окись меди в порошке и ортофосфорную кислоту в пропорции 1,5x1 (по массе). Применяют «замазку» сразу же после смешивания — срок ее жизни несколько минут.

На основе этой «замазки» делают различный доводочный алмазный инструмент. На нужный по конфигурации абразивный камень (тщательно обезжиренный) наносят рабочий слой, состоящий из следующих компонентов (% по массе): порошок окиси меди — 25–35, алмазный порошок — 2–4, остальное — ортофосфорная кислота. Слой тщательно выравнивают и сушат не менее 3 суток.

_{http://patlah.ru/etm/etm-01/teh%20metall/rabota%20mctall/rabota_metall-1/metall_1-01.htm#ml_04}