Как можно закалить металл в домашних условиях

Термообработка — основополагающий химический процесс, проводимый при работе со сплавами. В черной и цветной металлургии методика берется за основу и имеет огромное количество различных вариаций. От правильного проведения операции зависят химические, технические и механические свойства металла. Все виды термообработки стали подразделяются на определённые группы, что позволяет подбирать рациональные вариации.

Гибка и гнутье листового металла различными способами и устройствами

Гибка листового металла позволяет при сравнительно небольших усилиях получить изделие нужной формы. Ибо при сварке затрачивается больше усилий как физических, так и финансовых. Лист металла можно сгибать вручную или с применением автоматики, однако общие принципы работы остаются прежними. Именно об особенностях данного процесса и пойдет речь.

Гнутье металла осуществляется различными методами. Часто используется сварка, однако температурное воздействие способно изменять форму и свойства готового изделия. Это снижает эксплуатационные свойства и точность изготовления.

Так как при гибке металла внешние слои металла растягиваются, а внутренние начинают сжиматься, то необходимо перегибать на заданный угол часть металлопроката относительно другого. Угол же можно отыскать с помощью расчетов.

Изделие деформируется на те значения, которые находятся в заданных пределах. Они зависят от следующих параметров:

  • Толщина металлического листа;
  • Сколько составляет угол перегиба;
  • Насколько прочен материал;
  • Скорость и время выполнения процедуры.

Именно от них будет зависеть показатель допустимой деформации. Следующим этапом является выбор типа гибки.

Типы гибки металлических изделий

Сгибание металла производится вручную и с применением автоматических устройств. В первом случае процесс будет достаточно трудозатратен, потребует использования пассатижей и молотка, в результате на эту процедуру уйдет немало времени.

Гораздо проще и качественнее будет механизация процесса с помощью станков и соответствующих приспособлений. Форму цилиндра изделию придают специальные вальцы. С их помощью создаются дымоходы, желоба, трубные изделия.

Развитие станкостроительного производства позволило достичь сгибания материала для изготовления самых сложных изделий. А быстрая замена рабочего инструмента позволяет максимально эффективно и ускоренно перенастроить станочное устройство.

Для современного процесса по сгибанию металла имеется немало вариантов новейших аппаратов. На производстве обычно применяются прессы, которые можно разделить на следующие виды:

Гибка и гнутье листового металла различными способами и устройствами
  • Ротационные, гнущие металл с помощью перемещения между специальными валиками. Подходят для изготовления крупногабаритных изделий небольшими сериями.
  • Поворотные прессы сгибают пластины с помощью гибочных балок и двух плит. Стационарная плита располагается внизу, а наверху находится поворотная плита. Оптимальный вариант для обработки изделий из листового металла с простым рельефом и маленькими габаритами.
  • Стандартные прессы пневматические или гидравлические применяются для массовых или мелкосерийных изделий из нержавейки или другого металла. Сгибка производится между пуансоном и матрицей. За счет этого можно обрабатывать даже утолщенные изделия. При этом следует отметить, что гидравлические прессы применяются чаще, чем на пневматике, за счет более простой эксплуатации и стоимости.

Из всех вышеописанных видов оборудования наиболее современным является ротационное. Оно действует в автоматическом режиме, и рабочему не нужно заранее рассчитывать оптимальное значение усилия.

Автоматизированными считаются и поворотные прессы. Здесь отправляется один лист в устройство, который необходимо расположить его как необходимо по заданию. Чаще всего применяется на небольших предприятиях, где работают с металлическими деталями.

Ручная работа

Такая работа производится обычно ручными ножницами. В нужных местах ставятся отметки, по которым будет осуществляться ручная гибка металла. Лист надежно фиксируют в тисках. Массивным молотком производят первый сгиб. Изделие передвигают к новому месту сгиба, зажимают с бруском из дерева, загибают в нужную сторону.

По завершении работы необходимо удостовериться, что изделие соответствует установленным стандартам. Проверка ведется с применением угольника и при необходимости недочеты устраняются.

Иногда требуется сделать станок в домашних условиях. Это облегчит работу по сгибке металла и повысит производительность работы. Здесь потребуются уголок, металлическая балка, петли с болтами, струбцины, рукояти, стол и сварочный аппарат. Порядок действий следующий:

  1. Делается основа из металла, подойдет двутавровый профиль.
  2. Крепится кверху балки уголок с помощью болтов.
  3. Сварочным аппаратом под уголок привариваются три петли.
  4. Сгинаем алюминиевый лист поворотом уголка.
  5. Плотное прижатие металла обеспечивают две струбцины.
  6. Уголок необязательно убирать, можно приподнимать его. Кладете изделие промеж профиля и уголка. Затем по краю выравнивается металлический лист.

Проверьте болты, чтобы они крепко были закреплены. Траверсы поверните и согните таким образом, чтобы образовать нужный угол. Это позволит не тратить время на расчеты угла.

Читайте также:  Антикоррозийная защита металлоконструкций

Каким бы ни были устройства, главные принципы остаются неизменными. Следуя им, можно получить изделия, соответствующие стандартам и пожеланиям заказчика.

Как проверить металл на твёрдость

Для того, чтобы решить, нуждается ли конкретный материал в термической обработке, нужно выяснить степень его твёрдости. И только потом подбирать подходящий способ, как закалить металл в домашних условиях, чтобы получить желаемый баланс твёрдость/пластичность.

В сущности твёрдость металла — это степень его сопротивляемости на воздействие более прочного предмета.

Существуют лабораторные и промышленные методы, эталонные таблицы, но самой популярной и простой остаётся методика Роквелла, где с помощью вдавливания наконечника из алмаза либо шарика из высокопрочной стали на приборе проверяется степень углубления и соотносится со шкалой.

Но если точные цифры показателя по шкале твёрдости Роквелла не нужны, то можно на глазок прикинуть её для металла в домашних условиях. Для этого придётся вооружиться надфилем, если нужно проверить плоскую либо округлую поверхность, или же куском стекла, если требуется испытать острую кромку.

  • Мягкий металл (не проходивший закалку сырец) почти без усилий берётся надфилем и не режет стекло, лишь слегка царапая.
  • Относительно твёрдый металл (умеренная закалка) берётся надфилем тяжело, со значительными усилиями, на стекле оставляет чёткую уверенную борозду.
  • Прочный металл (сильная закалка) надфиль уже отказывается брать, зато стекло поддаётся ему без усилий, сопровождая резку характерным хрустом.

Определившись с изначальной степенью твёрдости, можно подбирать способы для самостоятельной закалки стальных и металлических предметов, чтобы достичь желаемой прочности. Применив эти нехитрые тесты по окончании процесса, аналогично можно проверить полученную после закалки твёрдость, убедившись, что результат удовлетворителен.Какими бывают разновидности бытовой закалки

В зависимости от стоящей задачи и изначальной марки стали, проводят самостоятельную закалку различными методами, заставляя металл становиться настолько прочным, насколько это необходимо. Эти разновидности процесса отличаются режимами охлаждения, наиболее подходящими под конкретный металл. Если применить некорректный режим охлаждения, то результат получится неудовлетворительным, а изделие — испорченным.

  • Закалка в единичной охладительной среде — наиболее излюбленный из-за простоты метод, однако его не стоит применять для металла с высоким (от 0,8%) содержанием углерода. Иначе, по причине появления внутренних напряжений в структуре, возникнут чрезмерная хрупкость и трещины, а само изделие может деформироваться. Поэтому такая методика годится лишь для низкоуглеродистого металла.
  • Прерывистая, в 2 этапа, закалка с охлаждением в 2 разных средах — воде, а затем в масле либо на воздухе. Именно такая разновидность пригодна для высокоуглеродистого материала или же легированных сталей, потому что не приводит к появлению деформаций и трещин. По причине сложности метода, к нему стоит прибегать, чтобы закалить крупные изделия.
  • Ступенчатая поэтапная закалка, когда после накаливания изделие помещают в горячую солевую ванну на несколько минут, обеспечивает ровное охлаждение по всему сечению, что предотвращает термическое напряжение, ведущее к трещинам и ломкости изделия. Далее металл остывает на воздухе. Такой способ лучше применять для тонких изделий с высоким содержанием углерода в материале.
  • Поверхностная (частичная) закалка наделяет металлические изделия поверхностной прочностью и износостойкостью, при этом сохраняется пластичность сердцевины. Такой метод применим для деталей, на поверхность которых приходится значительная нагрузка.
  • Закалка с последующим отпуском позволяет закалить изделие для придания ему твёрдости лишь на заданную глубину, а более глубокий слой оставить пластичным. Таким методом повышают прочность ударного инструмента.

К сведению! Не страшно, если получилась излишняя хрупкость — её можно устранить с помощью процедуры отпуска.

Популярные способы воронения

Технология воронения включает несколько способов, основными из которых являются следующие:

  • Щелочной способ. В данном случае придется работать с окислителями с соблюдением температурного режима 130-150 градусов. Благодаря щелочному оксидированию осуществляется окисление железа. Но с этим методом не стоит работать в доме или квартире, так как в процессе работы выделяется неприятный запах.
  • Кислотный способ. В данном случае работа выполняется в кислых растворах с использованием химического или электрохимического способа. Важно помещать предмет в раствор на установленное время и действовать в соответствии с инструкцией.
  • Термический способ. Такое воронение считается самым старым и простым из существующих. Эта технология заключается в необходимости нагревать сталь на открытом воздухе. Процедура продолжается, пока верхний слой металла не вступит в химическую реакцию с кислородом. Чем сильнее нагрев, тем более темной станет деталь.

Существуют и другие способы получения вороненого железа. Вы можете выбрать наиболее подходящий из них и сделать всю работу самостоятельно. Главное в точности соблюдать последовательность действий и использовать правильные составы для воронения.

Щелочной

Для воронения металла этим способом необходимо выполнить четкую последовательность действий. В первую очередь придется обезжирить поверхность при помощи растворителя. Затем сделайте следующее:

  1. Возьмите посуду и залейте в нее 100 мл воды.
  2. В ней необходимо растворить 120 грамм каустической соды и 30 грамм азотнокислого натрия, размешивая их до однородной массы.
  3. Нагрейте состав до температуры 130-150 градусов.
  4. В кипящую смесь поместите деталь таким образом, чтобы она не контактировала со стенками.
  5. Деталь почернеет через 20 минут, после чего ее промывают в дистиллированной воде.
Читайте также:  Железобетонный ригель сборно-монолитного перекрытия

Когда изделие полностью высохнет, его необходимо смазать машинным маслом и насухо протереть. В результате покрытие становится гладким и износостойким. Вам не придется дополнительно полировать изделие. Данные правила позволяют придать поверхности нужный эффект, не прибегая к сложной технологии. Не забудьте использовать защитную маску и плотные перчатки.

Работы важно проводить только в нержавеющей емкости, которая имеет достаточные размеры. Это может стать проблемой, если планируется воронить нож большого размера. Чтобы избежать перепадов цвета, вся поверхность изделия должна находиться в растворе.

Кислотный

Данный вариант выполняется в кислых растворах. При этом используют электрохимическую или химическую технологию обработки. Важно очистить ржавчину. Для этого подойдет обычная наждачная бумага. Для увеличения скорости очистки в запущенных случаях можно использовать болгарку, оснащенную металлической щеткой.

Затем воспользуйтесь очищающим составом, в качестве которого используют трифосфат натрия, этиловый спирт с керосином или простой керосин. Деталь необходимо погрузить в раствор на 15 минут. В завершении изделие следует промыть в проточной воде, хорошо протереть и высушить.

Пока высыхает деталь, необходимо подготовить раствор для кислотного воронения. Смешайте следующие ингредиенты:

  • 1 литр воды;
  • 2 грамма дубильной кислоты;
  • 2 грамма виннокаменной кислоты.

На следующем этапе осуществляется непосредственное воронение ножа. Нагрейте смесь до 150 градусов. Поместите предмет в емкость на 15 минут. Следите, чтобы металлическая поверхность находилась в растворе полностью. Затем промойте ее в проточной воде и окуните ее в кипящую воду. Это позволяет полностью очистить поверхность от раствора.

На завершающей стадии осуществляют процесс воронения стали в масле. При этом изделие погружают в машинное масло на 60 минут, после чего им можно пользоваться по назначению.

Важно! При использовании данного метода возможно и холодное воронение. Для этого используют такое средство, как ржавый лак.

Термический

Здесь все очень просто. Такое воронение считается самым старым. Эта технология заключается в необходимости нагревать сталь на открытом воздухе. Процедура продолжается, пока верхний слой металла не вступит в химическую реакцию с кислородом. Чем сильнее нагрев, тем более темной станет деталь.

Что такое жидкие гвозди и какие детали можно клеить с их помощью?

Строительный клей, изготовленный на основе полимеров и каучука и предназначенный для скрепления разнообразных материалов, как однородных, так и разнородных  (бетон – пенопласт, древесина – пластик, стекло – пластмасс), называется жидкие гвозди.  Он сегодня распространен не менее чем битумная мастика для гидроизоляции. Клей для удобства пользования поступает в продажу в специализированных тубах, предназначенных для выдавливания и дозирования строительным пистолетом, емкостью 250-310 мл. Прочность клеевых соединений при использовании жидких гвоздей очень велика и составляет 20 — 60 кг/см2, что примерно в 10-12 раз крепче, чем соединение при помощи клея ПВА.

Что такое жидкие гвозди?

Основные преимущества жидких гвоздей в том, что они, в отличие от твердых (из металла), не нарушают структуру и целостность скрепляемых материалов, не подвержены воздействию коррозии и со временем не разрушаются, а напротив – набирают прочность путем сращивания со скрепляемыми материалами. К тому же они позволяют скреплять любые поверхности, в том числе пористые и шероховатые. Но, как и большинство клеящих составов, жидкие гвозди не склеивают полипропилен и полиэтилен.

Строительные жидкие гвозди

Жидкие гвозди производятся на основе водно-дисперсионных растворителей и органических соединений. Водно-дисперсионные, или нейтральные, являются экологически чистыми, так как приготовлены на водном растворителе. Они предназначены для использования в жилых помещениях, но ими нельзя склеивать металлические элементы и пользоваться при отрицательных температурах. Рекомендованная температура применения +10…+25°С. Схватываются в течение 10-15 минут.

Изготовленные на основе органических растворителей имеют более короткий период схватывания (3-5 минут), они более прочно склеивают материалы и сохраняют свою функциональность даже при -20°С, но не являются экологически чистыми, так как в течение 5-7 дней имеют резко выраженный неприятный запах, который впоследствии может проявляться при повышенных температурах.

Период схватывания всех жидких гвоздей варьируется в пределах 5-25 минут, но полное затвердевание (полимеризация) происходит в течение 12-24 часов.

Перед приобретением жидких гвоздей нужно внимательно изучить инструкцию, так как под этим названием скрывается широчайшая гамма клеящих материалов с разнообразием технических свойств и назначений. Одни предназначены исключительно для пластиков или использования только в сухих помещениях (они неприменимы, если крепится липовая вагонка для бани), другие подходят для влажности и устойчивы к грибам и плесени (обладают бактерицидными свойствами), третьи не содержат в своем составе вредных компонентов.

Читайте также:  Блоки для стен: газоблок, пеноблок, керамзитоблок

Существуют еще и универсальные составы, предназначенные для надежного соединения любых комбинаций материалов, а также жидкие гвозди, обладающие повышенной прочностью и быстротой схватывания. К универсальным составам также относятся и клеи-герметики, и цветные составы (коричневые, черные, белые, прозрачные), которые, помимо склеивания материалов, выполняют еще и декоративную функцию.

Дополнительную информацию о жидких гвоздях можно почерпнуть из видео:

Как правильно работать с цианакрилатным суперклеем – порядок действий

Любое склеивание предметов суперклеем можно сделать в домашних условиях, для этого не надо иметь специальных навыков. Инструкция по работе с ним проста, важно производить все действия быстро – времени на корректировку положения деталей почти не останется. Только на мягких, гигроскопичных материалах склеивание суперклеем происходит медленнее, и можно будет исправить их расположение в течение 30-120 секунд.

Крупные зазоры и трещины до начала скрепления нужно заполнить бетонной пылью, сухой штукатуркой или содой, а затем капнуть туда суперклей – дефекты сразу окажутся заполненными плотной белой акрилоподобной массой. Поверхность следует помыть, удалить всю грязь, жир. В качестве очистителя и удалителя жира можно использовать ацетон или спирт. Далее порядок работы с суперклеем таков:

  • верхней частью колпачка проткнуть металлическую защиту на тюбике;
  • на абсолютно сухое основание нанести немного суперклея, прочно прижать вторую деталь;
  • начинать склейку от центра к краям, иначе внутрь шва может попасть воздух;
  • прижать детали на 10-30 секунд;
  • оставить изделие сохнуть.

По завершении работы нужно оттереть носик тюбика от суперклея, плотно закрутить его. Открыть, если крышка приклеилась, флакон будет проблематично, поэтому чистить его надо тщательно.

Цветные сплавы

Каждый отдельный цветной металл или сплав отличается от других физическими и химическими свойствами, что не скажешь о черных металлах. Поэтому рекомендуется для каждого отдельного случая подбирать свои методики, чтобы не потерять качество. Рекристализационный отжиг проводится для меди, что в значительной степени повышает качество, и происходит термоупрочнение. Различают такие особенности:

  1. Латунь ни в коем случае нельзя сильно нагревать, предел — 250−300 градусов Цельсия. При неправильной обработке либо высоких температурах происходит растрескивание структуры.
  2. Бронзу нужно гомогенизировать и в последующем нагревать до 600 градусов Цельсия.
  3. Магний можно обрабатывать различными методами: старение, отжиг и так далее.
  4. Титановые сплавы можно закаливать, отжигать, подвергать старению, цементации.

В настоящее время существуют специальные справочники и технические пособия, позволяющие подбирать соответствующие методики для повышения технических свойств металлов. Специалисты, работающие на промышленных предприятиях, действуют по заранее заложенным планам и техническим документам. Таким образом, каждая методика по-своему уникальна и делает металлы и сплавы более качественными и подходящими для технических и промышленных нужд.

Промышленные компании применяют практически все существующие методы, что дает возможность получить сплавы различного формата. Очень важно придерживаться регламентов и стандартов ГОСТ. Каждая рассмотренная термическая обработка имеет свои стандарты и технические нормативы. Любое отклонение приведет к получению некачественного материала, и, следовательно, будет брак.

Трехмерная печать с применением жидкого металла

Специалисты Университета Северной Каролины подобрали такой сплав галлия и индия, который держит форму после печати. Тонкая пленка оксида удерживает напечатанную структуру из шариков и нитей, которая внутри остается жидкой. Используя технологию трехмерной печати, можно изготавливать эластичные гибкие провода, выдерживающие многократные растяжения и сжатия.

Трехмерная печать с применением жидкого металла

Ранее австралийские ученые для создания металлических объектов, которые должны восстанавливать форму, использовали сплав галлистан на основе галлия, олова и индия с температурой плавления 19 °С и специальное порошковое покрытие.

Анаэробный клей

Эти средства выбирают мастера, если приходиться совершать скрепление элементов с резьбовым соединением. С составом комфортно работать, отвердевание слоя происходит при отсутствии воздуха. Шов не будет бояться воздействия смазочных средств и масел. Отличается особой прочностью, поэтому для процесса хватает использования клея. Здесь выделяется «Loctite», о котором подробно было рассказано выше.

Эти средства выбирают мастера, если приходиться совершать скрепление элементов с резьбовым соединением.

Анаэробный клей

На рынке представлено огромное количество сильных клеящих средств, это помогает подобрать вариант, отвечающий бюджету и требованиям. Лучше выбирать состав, ориентируясь на вид материала, который должен быть приклеен. Для непредвиденных ситуаций желательно иметь дома универсальные клеи, они помогут справиться с задачей быстро, в дальнейшем детали при необходимости переклеиваются специализированным средством. А для срочного ремонта подойдет подобное средство.