Технология волочения стальной проволоки. Как выбрать проволоку для изготовления ювелирного украшения. Поставка и маркировка

Ценная инфа по проволоке

Инструменты, необходимые для работы с проволокой

1. Круглогубцы - применяются для закручивания проволоки и пинов в колечки и спиральки. Если вы собираетесь один единственный раз собрать бусы и бросить все это дело, то можете не покупать. Во всех остальных случаях это необходимо. Чем тоньше и миниатюрнее вы найдете круглогубцы тем лучше.

2. с гладкими площадками - нужны для работы с проволокой и пинами. Не оставляют на них таких жутких следов как те, что с рифлеными площадками.

3. Плоскогубцы с рифлеными площадками - нужны чтобы что-нибудь зажать. Например зажим или наконечник для нити. Отличаются от предыдущих большей силой захвата. Такие площадки лучше удерживают шаро- и бочкообразные зажимы.

4. Бокорезы. Проволку, пин и даже ювелирный трос нельзя разрезать ножницами. Для этого есть бокорезы или кусачки.

Знакомимся с проволокой.

Проволока - совершенно удивительный материал. Мы каждый день видим ее вокруг нас и уже давно привыкли к ее бытовому применению. Но только вспомните! Уверена, что каждая из девочек когда-то в детстве плела различные украшения из тонких проводков в красивой разноцветной изоляции. :-) Но потом мы выросли и забыли все это, а между тем, совершенно незаслуженно.
Какая бывает проволока? Как с ней работать? Что из нее можно сделать? Вот об этом и поговорим.

Для проволоки самыми важными характеристиками, пожалуй, являются: диаметр сечения, его форма, металл и основные свойства.

Сечение.
Размер сечения может быть разный. Если это техническая проволока, то вариантов тьма, если брать специализированную для украшений или для ювелирного дела, то чаще всего используются определенные стандарты. Вот таблица, где видны эти популярные размеры, заодно с переводом из калибра (gauge - американская система измерения толщины проволоки) в метрическую систему.

12 - gauge = 2.0 mm
14 - gauge = 1.6 mm
16 - gauge = 1.3 mm
18 - gauge = 1 mm
20 - gauge = 0.8 mm
22 - gauge = 0.6 mm
24 - gauge = 0.5 mm
26 - gauge = 0.4 mm
28 - gauge = 0.3 mm
30 - gauge = 0.2 mm

Форма сечения.
Помимо размера, сечение еще имеет такую характеристику, как форма. Проволка, продаваемая в магазинах, может иметь сечение круглое, полукруглое, плоское, квадратное.

Свойства.
Следующая важная характеристика - мягкость проволоки и ее способность держать форму. В этом плане лучше всего себя поведет любая специализированная проволока для бижутерии и ювелирного дела. В отличие от технической, эта изначально изготавливается из сплавов и металлов, которые хорошо гнутся в работе, но упруги и сохраняют форму готового изделия.

Металл.
Существует еще один немаловажный нюанс: из какого металла изготовлена проволока? Этот вопрос рассмотрим подробней, так как от него зависит и сфера ее применения.

Как раздобыть: на мой взгляд, самый универсальный металл. Раздобыть его очень просто: в любом магазине, где продается кабель. Нужно только спросить тот, у которого медная жила внутри изоляции. Далее выбираете нужную толщину и длину. Избавиться от изоляции довольно просто, срезав острым ножом вдоль провода ленту по касательной к жиле, а потом сняв остатки руками.

Еще проволоку из меди (латуни или бронзы) с покрытиями различных цветов (про покрытия из драгоценных металлов речь пойдет ниже) можно купить в специализированных магазинах для рукоделия (проволока для бисероплетения).

Что мы имеем: одну толстую, несколько более тонких или много тонюсеньких проводков без лакового покрытия, в зависимости от вида купленного кабеля (можно так же раздобыть лакированную медь в катушках, но ее редко применяют в таком виде для бижутерии). Либо проволоку из рукодельного магазина, выбранного вами цвета и размера.

Цвет: медь в чистом виде - это красивый металл золотисто-желтого цвета, который и сам по себе выглядит неплохо, но, при желании, можно применить различные обработки для получения цветовых эффектов. Например, патирование аммиаком (эффект старения) или обжиг с борной кислотой (дает розовый цвет).

Использование: провод практически любого диаметра идеально подходит для создания кукольных каркасов: например, самый тонкий - для пальчиков рук, самый толстый (~5 мм) на "позвоночник" куклы. В данном случае преимущество меди в том, что ее можно легко сгибать и разгибать большое количество раз, не боясь, что она сломается. Это очень важно, т.к. порой позу для куклы приходится менять неоднократно.
Медь отлично используется и в бижутерии. Сфера применения: насколько фантазия позволит.
А так же подходит для любых творческих проектов и создания скульптур.
Еще я бы советовала использовать медь для тех, кто желает потренироваться в работе с проволокой.

Преимущества: очень пластичная проволока, которая к тому же не боится многократных сгибов в одном и том же месте. Неломкая. Легко режется кусачками и гнется даже руками, если толщина не слишком большая. Самостоятельно красивый цвет, который поддается изменению нехитрыми способами, применимыми даже в домашних условиях.

Недостатки: к ним можно отнести опять-таки большую мягкость и неспособность держать форму готового изделия, если не используется медь в виде упругих сплавов.

Сходными свойствами обладают бронза и латунь, которые также могут применяться при создании бижутерии в других творческих работах из проволоки.

Как раздобыть: на стойрынке и хозяйственных магазинах.
Цвет: стальной, серый.
Использование: для создания скульптурных работ из проволоки, каркасов для кукол, плетения кольчуг и декоративных цепей.
Преимущества: отлично держит форму, легко раздобыть
Недостатки: тяжелый металл, который очень сложно гнется.

Перейдем к проволокам с драгоценными металлами, наиболее применимым для создания бижутерии. Для них характерны некоторые общие пункты:

Как раздобыть: продается в специализированных магазинах, магазинах для рукоделия или в ювелирных мастерских.
Цвет: чаще всего золото или серебро.
Использование: бижутерия в различных техниках, ювелирное дело, скульптурные работы из проволоки.

Небольшое отступление:
Проба золота или серебра указывает на содержание драгоценного металла в том или ином сплаве. Например, серебро 925 пробы означает, что в данном сплаве 925 частей чистого серебра и 75 частей лигатуры (сплавов других металлов). Существует метрическая и каратная система проб. Карат – единица массы драгоценных камней, равная 200 мг. По этой системе метрическая проба со значением 1000 соответствует 24 каратам. Для перевода одной пробы в другую применяют соотношение 24/1000, согласно которому, например, метрической пробе 750 соответствует 18-каратная проба.

Проволока с покрытием из драгоценных металлов (посеребренная, позолоченная, gold plated, silver plated)

Преимущества: чаще всего это медная проволока из упругих сплавов, хорошо сохраняющих форму, с покрытием. Соответственно, эта проволока имеет такие же положительные качества, как и медная: хорошо гнется, плохо ломается, легко режется.
Недостатки: покрытие тонкое и его легко повредить. Так же не исключено стирание при активной носке изделия. На срезе посеребренной проволоки может быть видна желтизна меди.
Серебряная проволока (silver)

Тут хотелось бы остановиться на самом серебре, т.к. все преимущества и недостатки исходят именно из чистоты сплава.

Таблица проб/каратности серебра:
* 999 ("Fine silver" используется для слитков, также известно, как "three nines fine". Используется в космической промышленности)
* 980 (общий стандарт, используемый в Мексике с 1930 - 1945 годов)
* 958 (эквивалентна серебру в британских монетах "Britannia silver")
* 950 (эквивалентна французскому "French 1st Standard")
* 925 (стерлинговое серебро "Sterling silver" - наиболее распространенное серебро)
* 900 (эквивалентна серебру, используемому для монет в США, так же известное как "one nine fine")
* 875 (используется для изготовления столовых приборов)
* 830 (общий стандарт, используемый в старинном скандинавском серебре)
* 800 (минимальный стандарт для серебра, принятый в Германии после 1884 года; Египетское серебро)

Преимущества: достаточно мягкий и пластичный материал. Чаще всего используют именно стерлинговое серебро, которое способно обеспечить отличную форму изделия и носкость.
Недостатки: В чистом виде серебро слишком мягкое и не способно сохранять форму, поэтому оно используется в ювелирном деле только для небольшого количества работ, например, филигрань.
Хотелось бы еще отметить, что чем ниже проба, тем больше вероятность появления окисления в виде черного налета на поверхности. Это характерно уже для 830 и 800 пробы.

Золотая проволока (gold) и золотая проволока с наполнением (gold filled)

Gold filled - это проволока, состоящая из медной (чаще всего) сердцевины, на которую с помощью давления и температуры наштамповывается слой золота. В этом случае мы имеем куда более толстое покрытие, чем напыление. Оно устойчиво к повреждениям, не снашивается десятилетиями при обычной ежедневной носке и сохраняет свойства гипоаллергенности золота.
В проволоке для покрытия обычно используется 10, 12 и 14 каратное золото.

Золотая проволока встречается куда реже и стоит, соответственно, дороже, за то не боится обнажить со временем свою незолотую сердцевину.

Таблица проб/каратности золота:
* 999.9 (чистое золото)
* 999 ("Fine gold" эквивалентно 24 каратам; так же известное как "three nines fine")
* 995
* 990 (эквивалентно 23 каратам; также известное как "two nines fine")
* 916 (эквивалентно 22 каратам)
* 833 (эквивалентно 20 каратам)
* 750 (эквивалентно 18 каратам)
* 625 (эквивалентно 15 каратам)
* 585 (эквивалентно 14 каратам)
* 417 (эквивалентно 10 каратам)
* 375 (эквивалентно 9 каратам)
* 333 (эквивалентно 8 каратам; минимальный стандарт для золота, принятый в Германии с 1884 года)

Преимущества: достаточно мягкий и пластичный материал.
Недостатки: Само по себе золото в чистом виде - это очень мягкий металл (даже мягче, чем серебро). Поэтому мы его видим всегда в сплавах, которые делают его более твердым и способным держать форму. В чистом виде, так же, как и чистое серебро, оно используется только в отдельных техниках ювелирного дела.
Хотелось бы еще отметить, что чем ниже проба, тем больше вероятность появления окисления в виде черного налета на поверхности.

Выводы: мы рассмотрели наиболее популярные и часто встречающиеся материалы и теперь вам осталось только выбрать, с чем работать, а это зависит от того, как вы собираетесь использовать проволоку. Для новичков в области создания авторской бижуретии могу посоветовать медь: дешевый материал, который несложно достать, он стерпит все издевательства и позволит получить довольно неплохой результат при наименьших усилиях. После того, как вы потренируетесь и решите, что вам это нравится и хотели бы перейти к более сложным и дорогостоящим материалам, можно обратить внимание на проволоку из драгоценных металлов или с их напылениями.
Проволочные техники изготовления украшений

Бижутерная проволока – очень пластичный материал, имеющий большой потенциал для использования в дизайне украшений. Она бывает разных цветов и диаметров и производится из алюминия, меди и серебра. Наиболее распространенными диаметрами являются 0,2 мм, 0,4 мм, 0,6 мм, 0,8 мм и 1мм. Самая тонкая проволока используется для плетения объектов, из толстой проволоки изготавливают фурнитуру, а средние диаметры применяются для оплетения бусин и производства ажурных и фигурных элементов. Наиболее популярными цветами проволоки являются натуральные цвета меди и стали, а также крашенный золотой и черный цвет. Цветная проволока применяется для производства фурнитуры для украшений на основе цветных цепей или разноцветных бусин из пластика под полированный металл. Из проволоки зеленого цвета выплетают во французской технике деревья и цветы. Для работы с проволокой используют специальные плоскогубцы со сглаженной внутренней поверхностью, которые не царапают проволоку. Существует специализированный инструмент в виде плоскогубцев со съемными нейлоновыми накладками, при помощи которого выпрямляют скрученную проволоку. Круглогубцами пользуются не только для создания ушек, но и для производства фигурных и геометрических элементов и спиралей. Для отрезания проволоки можно использовать кусачки, которые располагаются во внутренней части плоскогубцев и круглогубцев, но лучше будет применять бокорезы, которые изготовлены из более прочного сплава. С провлокой можно также работать в текстильных техниках вязания и создания воздушных шнуров.

Базовая бижутерная фурнитура из проволоки. Из цветной проволоки Вы можете изготавливать цветную фурнитуру. Такая фурнитура приносит необычную яркость, дает возможность делать однотонные украшения и подбирать цвет фурнитуры в цвет других основ, например, крашенных алюминиевых цепей. Есть еще несколько преимуществ изготовления фурнитуры из проволоки. Во-первых, Вы всегда отрезаете от проволоки именно ту длину, которая Вам необходима для создания булавки или гвоздика, и тем самым снижаете количество отходов. Во-вторых, из проволоки Вы можете изготавливать особенно длинные булавки или гвоздики для бусин крупного диаметра. Такую базовую бижутерную фурнитуру, как гвозди, булавки и колечки, можно изготавливать в любом цвете из проволоки, диаметр которой составляет от 0,6 до 1 мм в зависимости от размера – чем больше длина элемента, тем более толстую проволоку нужно использовать. Гвоздики из проволоки могут быть изготовлены несколькими способами. Самый легкий вариант – аккуратно сплющить или подпилить напильником кончик проволоки или закрутить в виде спирали. Чуть сложнее вариант, когда кончик проволоки оплавляется на огне горелки, до получения круглой капельки, которая очень красиво смотрится в готовом изделии. При создании ушек с обеих сторон отрезка проволоки получается булавка. Кроместандартного способа изготовления проволочных булавок, есть возможность увеличить надежность соединения бусин – для ушка булавки необходимо отмерить большую длину проволоки, которая спирально обвивается вокруг основы ушка, продеть отрезок в бусину и повторить ушко со спиральным основанием. Украшения на основе таких булавок не порвется даже при повышенной нагрузке. Производство бижутерных колечек происходит следующим образом – колечки нарезаются кусачками из проволочной спирали, которая получается при накручивании проволоки витками при помощи машинки для создания пружин «гизмо» («Gizmо»). Этот инструмент состояит из крутящихся по кругу ручек в виде трубок различного диаметра, которые вставляются в П-образную основу.

Специализированная фурнитура и основы из проволоки. При помощи гизмо можно также делать заменители для трубочек в виде цветных пружин. Из проволоки можно создавать Т-образные и Г-образные замки в виде фигурного объекта соответствующей формы с одной стороны и двойной ассиметричной спирали с расширенным внутренним отверстием с другой. Обниматели круглого, овального и квадратного сечения можно делать из намотанной на вершину бусину спирали, повторяющей ее круглую или овальную форму. Проще всего использовать форму спирали, чуть сложнее – отдельно свернуть каркас, который закрепляется тонкой проволокой и по желанию украшается мелкими бусинками. Проволокой часто пользуются, как зажимом для закрепления пучков основ внутри колпачков. Тонкой проволокой можно заменить соединители, перекрестно обвивая ее вокруг рядов основ. Из посеребренной проволоки делают швензы, декорируя их в районе ушка. Проволоку можно использовать в качестве основы, перекручивая ее веревкой или создавая из нее фигурные формы для широких украшений.

Корзиночное плетение. Проволока поможет и в том случае, когда элемент, который хочется использовать в украшении, не имеет отверстий. Оправы для кабошонов из проволоки могут быть очень разных типов, в зависимости от формы и веса камня. Толстая проволока образует каркас оправы, тонкая же служит для соединения между собой деталей основы, придания жесткости всей конструкции. Для небольших камней можно сделать воздушную, легкую оправу из спиральных и волнистых элементов. Если камень крупный и тяжелый, тут не обойтись без плотной подложки, «зубья» которой удерживают кабошон с лицевой стороны. Достоинство проволоки в качестве материала для оплетения кабошонов и в том, что форма оправы может быть довольно вычурной, но при соединении ажурных элементов лицевой стороны с прочным каркасом изнанки более тонкой проволокой вся конструкция получается довольно прочной. Если поверхность кабошона плоская и достаточно большая, на нее можно вывести фигурный элемент типа спирали или завитка. Проволочная оправа для тяжелых кабошонов изготавливается по принципу плетения корзин, когда основа переплетается рядами вокруг остова. При этом самые интересные эффекты получаются при оплетении фигурных форм и при применении усложненных техник – плетения через ряд, пропускания несколько рядов, сочетания разных цветов проволоки. В технике корзиночного плетения обтягивают каркасы абажуров, подсвечников, рамок и шкатулок.

Ажурные и соединительные элементы из проволоки. Ажурные и соединительные элементы в виде вензельных кулонов создаются на основе специального инструмента «виг-джиг» («Wig Jig»), представляющего собой прозрачную пластиковую основу со множеством вертикальных отверстий, в которые вставляются штыри различного диаметра. Вокруг них закручиваются разнообразные вензельные формы. В местах пересечений проволоки, она уплощается при помощи молоточка с мягкой нейлоновой насадкой. С помощью этого инструмента можно делать аккуратные элементы стандартной формы и одинакового размера. При изготовлении вензельных форм, которые будут применяться в качестве соединительных булавок, чтобы избежать их деформации, имеет смысл или создавать элементы с прочно скрученной внутренней частью, или работать с самой плотной проволокой, спаянной в местах пересечения. Для производства соединительных элементов на основе пружин, воспользуйтесь гизмо. Она позволит Вам не только сделать пружины с ушками с обеих сторон, но и сделать венчик, который представляет собой пружину, повторно закрученную вокруг трубки гизмо. Для того, чтобы венчик не распускался его, желательно, надеть на булавку.

Геометрические и фигурные подвески из проволоки. Для создания спиралей можно воспользоваться небольшим вспомогательным инструментом в виде пластикового цилиндра с несколькими отверстиями, куда заходит проволока, которая обвивается по спирали вокруг центрального штыря. Различные геометрические и фигурные плоские подвески в виде меандра, зигзагов, треугольников, рыбок и бабочек можно делать при помощи обычных круглогубцев для округлого или плоскогубцев для треугольного изгиба. Из тонкой проволоки диаметром 0,4-0,6 мм с нанизанным на нее бисером изготавливают подвески плоской или объемной формы. Такие подвески могут быть цельными или составными с подвижными частями. Спирали и усики из проволоки с нанизанным на нее бисером обладают пружинящим эффектом и используются при создании свадебных причесок. На основе самой тонкой проволоки диаметром 0,2 мм можно плести скульптуры из бисера в виде зверьков, героев мультипликационных фильмов. На ее основе можно создавать фигурные подвески в виде различных плодов, цветов, существ и предметов, а также изобильные композиции на решетчатой основе для колец и брошей. Цветы, листья и деревья изготавливаются на основе францезской техники плетения из проволоки. Самая толстая проволока диаметром 1 мм прекрасно подходит для изготовления объемных геометрических объектов с бисерным или проволочным заполнением.

Бусины из проволоки. Из тонкой проволоки можно делать простые и эффектные бусины круглой и веретеновидной формы. Для этого с помощью гизмо проволока закручивается в пружинки, потом слегка растягивается и формируется клубок или веретено, концы проволоки прячутся внутрь бусины. Такие бусины из скруженных спиральных пружин хорошо держат форму, но при этом легко прокалываются гвоздиком или булавкой. Их можно дополнительно украсить, нанизав на исходный материал бисер или мелкие бусины. Проволокой диаметром 0,4-0,6 мм можно оплетать бусины различными способами. Для этого бусину сначала нанизывают на булавку, ушко которой спирально и крепко закручивают вокруг оси, затем отрезок проволоки фигурно изгибают вокруг бусины, лишнее обрезают, а кончик закручивают вокруг основания противоположного ушка и прячут в отверстие бусины. Бусину можно оплести проволокой вокруг ее оси или перекрестно, на плоской бусине можно расположить вплотную прилегающую к ней спираль, завиток, зигзаг или фигуру. Кольца, сделанные из проволочки, можно использовать для изготовления цепочек разнообразного плетения. Самое простое – последовательно соединенные колечки, чуть сложнее – кольчужное плетение. Особенность этого плетения в том, что соединяются не одиночные колечки, а группы по 2, 3, 4 колечка соединяются с такими же группами с помощью одного либо нескольких параллельно расположенных колец. Из проволочки можно плести красивые жгуты в технике викингской цепочки - легкие, красивые, прочные, они станут отличной основой для кулона или браслета. Для состаривания изделий из проволоки, необходимо сначала обработать их наждачкой или пилочкой для ногтей. После этого украшение необходимо поместить в плотно закрывающийся контейнер рядом с емкостью, в которую налит аммиак. Через некоторое время, проволока начнет приобретать благородный винтажный оттенок.

Советы и хитрости – что стоит учесть при работе с проволокой. Лучше всего использовать максимальный диаметр проволоки, чтобы насколько возможно полнее заполнить отверстие бусин. Чем больше диаметр проволоки, тем более устойчива она к стиранию. Если проволока может спокойно двигаться внутри отверстия бусин, она будет тереться о ее края и в конце концов порвется. Можете ли Вы протянуть проволоку в самое маленькое отверстие бусин более одного раза? Если да, то для того, чтобы увеличить срок службы Вашего изделия нужно взять проволоку большего диаметра. Создавая изделия, нанизывая бусины на проволоку оставляйте между бусинами некоторое расстояние, чтобы они могли свободно двигаться и не были ограничены в пространстве. Чтобы проверить реальное расстояние между бусинами не забывайте изгибать проволоку, придавая ей форму будущего изделия, в которой она будет носиться. Вы можете значительно увеличить срок службы своего изделия, просто увеличив расстояние между бусинами. Когда бусины могут двигаться немного из стороны в сторону, контакт с проволокой распространяется на больший участок, и это уменьшает возможность стирания. Выберайте проволоку соответствующую весу и типу используемых бусин. Чем тяжелее бусины, тем более крепкой должна быть проволока. Когда Вы работаете с тяжелыми стеклянными, металлическими и полудрагоценными бусинами убедитесь в том, что показатели крепости проволоки на разрыв соответствуют общему весу изделия плюс некоторый запас прочности на случай, если Вы за что-то зацепитесь. Также важно аккуратно зачистить внутреннюю поверхность отверстий бусин, сгладить зазубрины и острые грани. Бусины должны свободно скользить по проволоке, скользящие бусины меньше способствуют стиранию проволоки.

Технологический процесс изготовления проволоки — это ряд последовательных операций (травление, термообработка, воло-чение и другие), при осуществлении которых происходит умень-шение сечения заготовки и достигаются необходимые свойства проволоки.

Качество изделия и экономические показатели производства проволоки зависят от технического уровня процесса. Важным усло-вием снижения трудовых затрат в производстве проволоки яв-ляется сокращение циклов. Это достигают путем волочения про-волоки с максимально возможными суммарными обжатиями (табл. 1).

Таблица 1

Допустимые суммарные обжатия

Сплав или металл	Максимальное суммарное обжатие, %	Сплав или металл	Максимальное суммарное обжатие, %
		Константан
		Монель-металл
		Алюминий
Манганин		Титан (ВТ1)

Они зависят главным образом от пластичности металла и диа-метра обрабатываемой проволоки. Чем меньше диаметр, тем боль-ше допустимое суммарное обжатие. Например, при волочении проволоки бериллиевой бронзы из катанки 7,2 мм в начале про-цесса до размера 4,5 мм допускаются обжатия между отжигами, равные 30—40%, а из заготовки диаметром 1,0—0,5 мм волоче-ние ведется с суммарным обжатием 75—85%.

Важным фактором, определяющим технологию производства проволоки, является заготовка и способ ее получения. От диа-метра заготовки, ее качества зависит трудоемкость производства и качество проволоки.

2. ЗАГОТОВКА ДЛЯ ПРОВОЛОКИ

Заготовку для изготовления проволоки получают следующими способами:

1. Прокаткой слитков на проволочно-прокатном стане до диа-метра 6,5—19 мм. Этот способ является наиболее производи-тельным и широко используется для получения заготовки из меди, медных сплавов, алюминия, никеля, никелевых и медно-никелевых сплавов, латуней (Л62, Л68, ЛА85-0,5), цинка, бронз (ОЦ4-3, КМЦ-3-1, ББ2), титана и титановых сплавов.

2. Горячим прессованием на гидравлических прессах. Этим способом можно получить заготовку диаметром 5,5—20 мм и вы-ше с высоким качеством поверхности. Однако этот метод менее производителен, чем прокатка, и связан с получением значи-тельных геометрических отходов — от 10 до 25%. В то же время при прокатке эти отходы составляют 2—4%. Прессованием по-лучают заготовку из сплавов, сортовая прокатка которых за-труднена, например латуни ЛС59-1, ЛС63-3 и др., а также при необходимости получения проволоки с высоким качеством по-верхности и сложным профилем.

3. Разрезкой холоднокатаных дисков по спирали специаль-ными ножницами на прямоугольную заготовку (например, раз-мером 6x8 мм). Этот способ применяется для сплавов, не выдер-живающих горячей деформации. К таким сплавам относится фосфористая бронза.

4. Металлокерамическим способом — путем спекания порош-ков в длинные прямоугольные заготовки и последующей ковки их на ротационно-ковочных машинах. Этот способ применяется для тугоплавких металлов (молибден, вольфрам и др.).

3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ МЕДИ

Заготовкой для волочения медной проволоки служит катан-ка диаметром 7,2—19 мм или прямоугольного сечения. Для из-готовления проволоки сложного профиля применяется прессо-ванная заготовка соответствующего профиля. Заготовку травят в 8—12%-ном водном растворе серной кислоты, подогретом до 40—50 °С. Волочение катанки диаметром 7,2 мм, предварительно сваренной встык, производят на машинах со скольжением типа ВМ-13 на размер 1,79—1,5 мм. Для смазки и охлаждения при-меняется мыльно-масляная эмульсия. Далее волочение ведут на 22-кратной машине на размер 0,38—0,2 мм, скорость воло-чения до 18 м/сек. Затем волочение на 18-кратных машинах на диаметры 0,15—0,05 мм. На последнем переделе волочения применяют алмазные волоки. Угол рабочего конуса волок 16—18°.

Проволоку диаметром 0,15—0,05 мм изготавливают без про-межуточного отжига. При необходимости проводится безокис-лительный отжиг, как правило, на готовых размерах в конвейер-ных электропечах с водяным затвором или в шахтных электро-печах без доступа воздуха.

На некоторых заводах кабельной промышленности эксплуа-тируются волочильные машины с совмещенным отжигом медной проволоки. Применение таких машин позволяет снизить трудо-емкость изготовления проволоки и повысить степень автомати-зации производства. В настоящее время работают над улучше-нием качества отжига проволоки на этих машинах.

4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ АЛЮМИНИЯ

Алюминиевую проволоку изготавливают из катаной заго-товки диаметром 7—19 мм. При горячей прокатке алюминий по-крывается очень тонким слоем окислов, влияние которого на процесс волочения незначителен, поэтому горячекатаную заго-товку обычно не травят. Но при длительном хранении на метал-ле образуется слой окислов, который рекомендуется стравли-вать. В этом случае производят травление в водном растворе, со-держащем 8—12% H 2 SO 4 .

Изготовление алюминиевой проволоки средних и тонких раз-меров проводится по следующей схеме.

Волочение катанки диаметром 7,2 мм на 1,8 мм осущест-вляется на многократных машинах без скольжения типа ВМА-10/450. Далее волочение на размер 0,47—0,59 мм прово-дится на 15 волочильных машинах со скольжением; скорость волочения до 18 м/сек.

На машинах без скольжения применяется густая смазка, на машинах со скольжением — мыльно-масляная эмульсия.

При многократном волочении алюминиевой проволоки в це-лях снижения обрывности принимают величину вытяжек на 5% ниже, чем для меди. Волоки применяются с углом рабочего кону-са, равным 24—26°.

5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ ЦИНКА

Цинковая проволока изготавливается из цинка марок ЦО и Ц1. Заготовкой для волочения служит катанка диаметром 7,2 мм , ее протягива-ют на размер 3,7 мм на 6-кратной машине со скольжением типа 6/480. Смазкой служит мыльно-масляная эмульсия, приготов-ленная из пасты Ц4 с добавкой серного цвета. Далее волочение на машинах со скольжением типа 8/250, 10/250 с диа-метра 3,7 мм на готовые размеры 1,5—2 мм. Смазка та же, что и для предыдущего передела волочения. При волочении цинко-вой проволоки особое внимание должно уделяться подготовке смазки и волок. Для снижения усилий на преодоление трения рекомендуется уменьшить площадь контактирования проволоки в очаге деформации, для чего угол рабочего конуса волоки уве-личивают до 24—26°, а длину рабочего пояска уменьшают до 0,3 диаметра готовой проволоки.

Цинковую катанку обычно не подвергают травлению, так как тонкий слой окислов, покрывающий ее, не оказывает влия-ния на процесс волочения.

6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ ТИТАНА

Заготовкой для волочения проволоки из титана служит ка-танка диаметром 8 мм. Волочение ведут на однократных или многократных машинах без скольжения в твердосплавные металлокерамические волоки. Для смазки применяют сухой порошко-образный графит. Скорость волочения от 20 до 50 м/мин. Допу-стимые суммарные обжатия при волочении проволоки из титана марки ВТ1 — от 45 до 60%. После такой деформации проводится отжиг в электропечах при температуре 620—640°С, выдержка при данной температуре 20 мин.

Отожженные бухты проволоки погружают в соляноизвестковый раствор следующего состава: 100—150г/л гашеной извести (СаО) и 80—100 г/л поваренной соли (NaCl). Температура раствора 80—90 °С. После обработки в растворе бухты просуши-вают в токе теплого воздуха. Полученный на поверхности про-волоки известковый слой способствует лучшему захвату сухого порошкообразного графита.

Готовую проволоку травят для снятия альфированного слоя. После травления проволоку подвергают вакуумному отжигу для повышения пластичности и снижения содержания водорода. Температура отжига 750— 800 °С, время выдержки 4—6 ч, охлаждение в печи до 250 °С. В печи поддерживается вакуум от 13,3 до 6,65 мн/м 2 (от 1 · 10 -4 до 5 10 -5 мм рт. ст.).

По указанной технологии изготавливается проволока из ти-тана марки BT1 диаметром от 1,2 до 7 мм. Волочение ведут в твердосплавные металлокерамические волоки с углом рабочего конуса 8—10°.

Проволоку из титановых сплавов изготавливают по этой же технологии, но с большим количеством промежуточных отжигов, так как допустимое суммарное обжатие при обработке сплавов снижается до 30—40%.

7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ НИКЕЛЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Проволоку из никеля и его сплавов изготавливают из катаной заготовки. Поверхность катанки из никелевых сплавов и за-готовка после отжига имеют весьма плотную окисную пленку, препятствующую процессу волочения, поэтому в производстве проволоки особое внимание уделяется подготовке поверхности. С этой целью применяется комбинированное щелочно-кислотное и кислотно-солевое травление, известково-солевое покрытие по-верхности заготовки.

Волочение проволоки из никелевых и медно-никелевых спла-вов, обладающих высокой твердостью и прочностью, связано с повышенным износом волок, поэтому в процессе производства этой проволоки вопросу стойкости волок также уделяется боль-шое внимание. С этой целью повышается качество подготовки поверхности металла, подготовки волок и смазки, внедряется волочение проволоки в условиях жидкостного трения. В настоя-щее время волочение проволоки из никеля, кремнистого никеля, никеля марганцовистого, константана, хромеля на многократ-ных машинах без скольжения ведется в так называемые сборные волоки, создающие условия жидкостного трения.

Проволоку из никеля и его сплавов отжигают в электропе-чах шахтного типа без доступа воздуха, а также в протяжных электропечах. Для получения светлой поверхности рекомендует-ся вести отжиг в среде генераторного газа, диссоциированного и неполностью сожженного аммиака, содержащего 5% водорода, или в чистом осушенном водороде. Отжиг термоэлектродной проволоки на готовых размерах ведется в окислительной среде для получения надеж-ной окисной пленки, которая в значительной мере определяет свойства проволоки (стабильность т. э. д. с).

8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ ВОЛЬФРАМА

Заготовкой для вольфрамовой проволоки служат вольфрамо-вые штабики квадратного сечения 15X 15 мм, длиной около 0,5 м, полученные металлокерамическим способом.

Перед волочением штабики проковывают на ротационно-ковочных машинах на диаметр 2,5—3,0 мм. Кованую заготовку протягивают на диаметр 1 мм на цепных волочильных станах длиной до 30 м. Волочение горячее, для чего стан оборудован газовой печью. Перед задачей в волоку конец прутка заостряют путем нагрева до вишнево-красного цвета и погружения в короб-ку с сухим азотнокислым калием или натрием. Под действием высокой температуры соль растворяется и равномерно раство-ряет концы вольфрамовых прутков на длине 100—120 мм. Сле-дует избегать попадания азотнокислого калия или натрия в ка-нал волоки во избежание его порчи. После заострения с конца прутка смывают остатки азотнокислого калия или натрия водой и смазывают его коллоидно-графитовым препаратом марки B-1. Заостренный конец нагревают в печи и затя-гивают в волоку на длину до 200 мм. Затем конец прутка про-гревают вместе с волокой, быстро устанавливают в волокодержатель и протягивают.

Волочение ведется на скорости 0,1—0,15 м/сек. Волоки твер-досплавные с углом рабочего конуса 8—10 град. Перед волоче-нием волоку нагревают до температуры 500 °С, а проволоку до 1000—850 °С в зависимости от диаметра (с уменьшением диа-метра снижается температура).

Таким образом процесс повторяют 7—8 раз до диаметра 1 мм, после чего проволоку сворачивают в моток.

Далее волочение на размер 0,5—0,55 ведут на однократных волочильных машинах в 6 протяжек. С фигурки проволока про-ходит через смазочную коробку с коллоидно-графитовым пре-паратом марки В-1, разбавленным дистиллированной водой в со-отношении 1:1, попадает в газовую печь, где нагревается до температуры 800—750 °С, протягивается в победитовую волоку со скоростью 0,16—0,20 м/сек и принимается на барабан диа-метром 500 мм.

Волочение на более тонкие размеры проводится по этой же схеме с приемом проволоки на барабаны диаметром 200 мм или на катушки. Скорость волочения до 0,3—0,4 м/сек. Для смазки применяют препарат марки В-1, разбавленный дистиллирован-ной водой в соотношении 1: 2. Волочение проволоки диаметром 0,34—0,32 мм и ниже ведется в алмазные волоки типа Т, кото-рые нагревают перед волочением до 400 °С.

9. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ БЛАГОРОДНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ

Для изготовления проволоки из серебра применяют катаную или прессованную заготовку диаметром 7—8 мм. Волочение за-готовки ведут без промежуточного отжига до размера 0,26 мм по следующей схеме. До диаметра 3—3,5 мм применяют однократ-ное волочение. В качестве смазки используют хозяйственное мыло. Волочение на этом переделе можно вести на многократ-ных волочильных машинах со скольжением типа ВМ-13 или СМВ-П-9. Волочение до размера 1,2 мм ведут на 15-кратной ма-шине со скольжением типа 15/250, затем на машине типа 22/200 до диаметра 0,26 мм. На этом размере проводится отжиг в камер-ной электропечи при температуре 250 °С, выдержка 30 мин.

Дальнейшее волочение на тончайшие размеры до 0,02 мм проводится на 18 волочильных машинах со скольжением без проме-жуточного отжига. На машинах со скольжением смазкой служит мыльная эмульсия. Волоки твердосплавные металлокерамические с углом рабочего конуса 16—18 град. Для тончайшего воло-чения применяют алмазные волоки типа М.

В процессе обработки серебряной проволоки заготовка и промежуточные размеры после отжига травлению не подверга-ются. Особое внимание уделяется чистоте рабочего места, каче-ству поверхности проволоки, подготовке производства с целью исключения обрывности и потерь металла.

Для получения проволоки тончайших диаметров (до 0,001 мм) из золота, платины и сплавов благородных металлов применяют волочение в медной рубашке, для чего пруток из благородных металлов или сплавов диаметром до 2 мм закладывают в.медную трубку диаметром 10 мм и с толщиной стенки 4 мм. Такую биметаллическую заготовку подвергают волочению до расчетного размера.

Так, для получения платиновой проволоки диаметром 0,01 мм волочение биметаллической заготовки ведут до диаметра 0,05 мм, для получения диаметра 0,005 мм — волочение до 0,025 мм, для диаметра 0,004 мм — волочение до 0,02 мм и т. д. Перед приме-нением проволоки из благородных металлов с нее стравливают верхний слой металла (медную рубашку) раствором азотной кис-лоты в дистиллированной воде в соотношении 1:1.

Проволоку из бериллия и его сплавов диаметром от 1 до 0,12 мм производят волочением при температурах 420—450 °С. Обжатие за проход составляет 25%. В качестве смазки исполь-зуют коллоидный графит в масле, а также смесь графита с ди-сульфидом молибдена. После каждого третьего прохода прово-локу подвергают промежуточному отжигу при 800 °С в течение 6 ч 30 мин. Очистку поверхности проволоки производят ультра-звуковым методом, так как травление снижает ее механические свойства.

10. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОВОЛОКИ ИЗ ЛАТУНЕЙ

Пластичность латуней ниже пластичности меди, поэтому в процессе обработки они быстрее нагартовываются и требуются промежуточные отжиги. По пластичности латуни можно условно разделить на три группы: 1) пластичные латуни, содержащие выше 78—80% меди. К ним относятся латуни Л80, ЛА85-0,5, Л90 и др.; 2) латуни средней пластичности, содержащие 60—70% ме-ди. К ним можно отнести Л62, Л68; 3) латуни низкой пластично-сти. К ним относятся латуни марок ЛС59-1, ЛО60-1.

Изготовление проволоки толстых и средних размеров из латуней первой группы можно вести без промежуточного отжига; тонких размеров—с одним промежуточным отжигом и тончай-ших—с двумя отжигами.

Из латуней второй группы изготовление проволоки толстых размеров ведется без промежуточных отжигов; средних размеров— с одним и двумя промежуточными отжигами; тонких размеров — с тремя отжигами и тончайших — с четырьмя промежуточными отжигами.

Проволока из латуней третьей группы диаметром выше 5 мм производится из прессованной заготовки соответствующего диа-метра без промежуточных отжигов. Проволоку диаметром ниже 5 мм изготовляют с промежуточными отжигами через каждые 30—40% обжатия.

С улучшением технологии подготовки поверхности металла перед волочением, повышением качества волочильного инстру-мента и смазки, а также улучшением качества заготовки суммар-ные обжатия при волочении латунной проволоки могут быть по-вышены и, следовательно, сокращено количество промежуточ-ных отжигов.

В связи с большой градацией латунной проволоки по механи-ческим свойствам терми-ческая обработка в технологическом процессе ряда марок латун-ной проволоки (Л62, Л68 и др.) имеет важное значение, опреде-ляющее качество проволоки (механические свойства) и условия ее дальнейшей обработки. В процессе производства латунной проволоки особое внимание должно уделяться отжигу, с точки зрения его равномерности, и подготовке поверхности проволоки после отжига для дальнейшей обработки. Многократное воло-чение латунной проволоки средних и тонких диаметров ведется с частными обжатиями 17—18%. Желательно работать на мень-ших обжатиях, если позволяет машина.

Травление заготовки проволоки и промежуточных размеров после отжига проводится в 5—15%-ном водном растворе серной кислоты. Удовлетворительное качество травления латунной про-волоки получается при условии погружения ее в раствор на при-способлении, обеспечивающем равномерное травление каждой бухты.

Для получения светлой поверхности проволоки после отжига в отдельных случая проводится травление в растворе, содержа-щем 2 ч. серной кислоты, 1 ч. азотной кислоты и 6 ч. воды с по-следующим пассивированием в водном растворе, содержащем 150 г/л хромпика и 400—450 г/л серной кислоты. После пассиви-рования производится нейтрализация в щелочном растворе. Латунная проволока отжигается в шахтных электропечах без доступа воздуха и в протяжных электропечах.

Наиболее равномерный отжиг получается в протяжных элект-ропечах, а также в шахтных электропечах с принудительной цир-куляцией воздуха. Хорошие результаты по равномерности от-жига проволоки Л62 получены в шахтных электропечах колодцевого типа, оборудованных автоматическим регулированием температур по зонам с учетом тепловой инерции печи. При этом достигнуты узкие пределы механических свойств проволоки в одной партии: предел прочности от 400 до 460 Мн/м 2 (40— 46 кгс/мм 2), а в одном мотке колебания не превышают 30 Мн/м 2 (3 кгс/мм 2) (проволока была изготовлена из латуни марки Л62 с содержанием меди 62—63%).

Для волочения латунной проволоки применяют твердосплав-ные металлокерамические волоки с углом рабочего конуса 14— 18 град. Проволоку диаметром ниже 0,2 мм протягивают в алмаз-ные волоки типа П.

Проволока представляет собой длинномерное изделие из металла, которое имеет форму нити или шнура. Она применяется для производства тросов, канатов, пружин, электродов и электропроводов. Обычно у проволоки круглое сечение, но встречается также сечение в виде квадрата, шестиугольника, трапеции и овала. Минимальная толщина проволоки может быть десятые долимиллиметра, а максимальная толщина - до нескольких сантиметров.

В производстве проволоки применяют самые разные металлы и сплавы. Также для производства проволоки можно использовать композиционные материалы. Композиционные материалы - это прочно соединенные два или более металла. Чаще всего проволоку делают из стали, чугуна, меди, титана, алюминия и цинка.

Купить проволоку можно в мотках или в бухтах.

Большой популярностью пользуется проволока ВР. Цифры от 1 до 5 обозначают класс ее прочности.

Стальная проволока для армирования

Этот вид проволоки используется для армирования ЖБК.

Из низкоуглеродистой стали делают проволоку ВР1 - это холоднотянутая проволока для армирования железобетонных конструкций, изготовленная по ГОСТу 6727-80. Для армирования предварительно напряженных ЖБКнужна проволока ВР 2, сделанная по ГОСТу 7348-81.

Проволока для армирования может иметь налет ржавчины, и даже риски и царапины, но их глубина не должна быть более половины диаметра проволоки.

Сварочная проволока

Проволока сварочная , ГОСТ 2246-70, применяется для разных видов сварки: автоматической, механизированной и ручной, а также для изготовления электродов и наплавочных работ.

Основные виды сварочной проволоки:

Высоколегированная

Легированная

Низкоуглеродистая

Проволока вязальная для арматуры

Вязальная проволока применяется, чтобы увязывать ограждения и для изготовления гвоздей. Вязальная проволока ВР бывает необработанной и термически обработанной, а также светлой и оцинкованной.

Проволока марочная

Марочную проволоку делают из конструкционной углеродистой стали. Ее делают согласно ГОСТу 17305-71.Из марочной проволоки изготавливают товары народного потребления, а также используют ее в приборостроении.

Проволока холодной высадки

Углеродистая проволока для холодной высадки изготавливается в соответствие с ГОСТ 5663-79. Ее используют на промышленных производствах для изготовления изделий методом холодной высадки.

Проволоку по ГОСТу 10702-78 используют в производстве крепежных изделий методом холодной высадки и выдавливания.

Проволока полиграфическая

Полиграфическую проволоку делают в соответствии с ГОСТ 7480-73. Это металлические нити, получаемые путем волочения прутков из металла через отверстия круглой формы. Ее используют для шитья брошюр и журналов.

Канатная проволока

Канатная проволока применяется при изготовлении канатов. Ее делают по ГОСТу 7372-79. По виду поверхности канатная проволока бывает оцинкованной и без покрытия. Оцинкованная проволока по плотности цинка подразделяется на 3 группы: С, Ж и ОЖ.

Контровая проволока

Проволока контровая - это низкоуглеродистая качественная проволока, которая производится по ГОСТу 792-67. Контровую проволоку применяют, чтобы стопорить крепежные детали. Она бывает без покрытия или оцинкованной.

Телеграфная проволока

Проволоку телеграфную делают по ГОСТу 1668-73 из стали Т марки. Это оцинкованная проволока, которая может иметь разный диаметр - от 1,5 до 4 мм.

В компании «Первая Строительная База» вы можете купить проволоку разного назначения.

При наплавке проволокой Св-08 поверхность легко обрабатывается резанием. Для повышения износостойкости поверхностей применяют проволоку из сталей 45, 70, 60С2, У7, У8.

Данный способ эффективен при наплавке цилиндрических поверхностей малых диаметров.

Библиографический список

1. Технология ремонта машин: Учебник для студентов вузов / Е.А. Пучин, В.С. Новиков, Н.А. Очковский и др.; Под ред. Е.А. Пучина. – М.: КолосС, 2007. – 488 с.

2. А.И. Сидоров. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой — М.: Машиностроение, 1987, 192 с.

3. Н.В. Молодык, А.С. Зенкин. Восстановление деталей машин. Справочник. …
– М.: Машиностроение, 1989, – 480 с

4. Справочник сварщика: Под ред. В.В. Степанова. Справочник. – М.: Машиностроение, 1975, – 518 с

МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

Для изготовления изделий данной группы используют черновые и цветные металлы, их сплавы, из которых путем целенаправленного изменения химического состава и внутреннего строения можно получать материалы с различными свойствами.

Металлы и сплавы в зависимости от их свойств можно классифицировать по внешнему виду, назначению, температуре плавления, плотности и другим признакам.

К числу черных металлов относят железо и его сплавы. Они имеют темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления, относительно высокую твердость.

Сплавы железа с углеродом, содержащие его до 2,0 % , называются сталью, а содержащие больше 2,0 % — чугуном.

В зависимости от химического состава и структуры чугун разделяют на литейный, передельный, специальный (ферро­сплавы), ковкий.

Свойства чугуна определяются углеродом, который может присутствовать в виде механической примеси чешуек графита (серый чугун), а также быть химически связанным в виде кар­бида железа (белый чугун).

Химически связанный углерод способствует повышению твердости и плотности чугуна, графит наоборот снижает его твердость, но улучшает литейные свойства (снижает усадку, увеличивает жидкотекучесть).

Кроме углерода, в этом металле присутствуют постоянные примеси: кремний, фосфор, сера, марганец.

Кремний (Si), соединяясь с железом, мешает поглощению им углерода и способствует образованию твердых растворов. Крем­ний повышает механическую прочность, твердость, но понижает вязкость чугуна и обрабатываемость снятием стружкой.

Фосфор (Р) увеличивает жидкотекучесть серого чугуна, по­вышает его твердость и износостойкость. Вместе с тем, повышен­ное содержание фосфора увеличивает вероятность образования трещин от незначительных ударов и при нагревании до невысоких температур, т.е. придает изделиям ломкость и повышенную хрупкость в холодном состоянии. Например, кухонные плиты, сковороды, горшки из чугуна с повышенным содержанием фос­фора нередко разрушаются от неравномерного нагрева.

Сера (S) является вредной примесью. Она уменьшает жидко­текучесть и способствует отбеливанию металла, делает его красноломким в раскаленном состоянии. Это объясняется тем, что сера в чугуне присутствует в виде сернистого железа, температура плавления которого значительно ниже температуры плавления чугуна.

Марганец (Мп) способствует образованию твердого и хруп­кого, химически связанного углерода, увеличивает склонность чугуна к отбеливанию и делает его более плавким.

Свойства и структура разных видов чугуна зависят не толь­ко от химического состава, но и скорости охлаждения отливок.

Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, замедленное — серого.

Белый чугу н отличается большой твердостью и хрупкостью, не может подвергаться механической обработке, плохо запол­няет литейную форму и идет главным образом в передел на сталь и называется передельным. Излом передельного чугуна серебристый.

Серый чугун , в котором углерод находится в виде свободного графита, в изломе имеет серый цвет и обладает жидкотекучестью, малой усадкой, хорошим заполнением литейных форм. Поэтому он и называется литейным.

Серый чугун в зависимости от механических свойств выпуска­ется следующих марок: СЧ 00, СЧ 12-28; СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 44-64. Буквы СЧ обозначают «серый чугун», первые две циф­ры после букв показывают предел прочности при растяжении, вторые предел прочности при испытании на изгиб.

Серый чугун применяют для изготовления методом литья деталей и изделий, испытывающих небольшие нагрузки в работе. Используют его для изготовления посуды, замков, инструментов, деталей мотоциклов.

Исходным материалом для получения ковкого чугуна слу­жит белый, который подвергается длительному нагреву при температуре 800-1000 °С. При этом карбид железа разлагает­ся. Зерна образованного при этом графита имеют небольшие размеры и шаровидную форму, вследствие чего ковкий чугун обладает меньшей хрупкостью и имеет некоторую пластич­ность. Этот металл применяют для производства мелких изделий, от которых требуется высокая прочность.

Сталью называют многочисленные сплавы железа с угле­родом, в котором его содержится менее 2,0 %. В большинстве практически применяемых сталей содержание углерода нахо­дится в пределах от 0,1 до 1,4 % . Кроме углерода, в любой стали обязательно содержатся примеси марганца (0,50-1,75 %), крем­ния (0,50-2,25 %), фосфора (0,07-2,00 %), серы (0,02-0,07 %). Постоянные примеси марганца, кремния необходимы. Они полезны для стали, а примеси серы и фосфора вредны, но от них невозможно освободиться полностью.

Марганец повышает прочность и сильно увеличивает прокаливаемость стали. Он устраняет вредное действие серы, являет­ся эффективным раскислителем и уменьшает ломкость и хруп­кость стали.

Кремний повышает прочность этого металла. Его применя­ют при производстве спокойной стали для получения плотного слитка.

Сера является вредной примесью. Она попадает в сталь из руды и топлива и образует сернистое железо. При нагреве под ковку и прокатку сталь такого состава уже при температуре красного каления (=800 °С) становится хрупкой, ломкой.

Фосфор, растворяясь в феррите, повышает его твердость и резко снижает ударную вязкость, вызывает хладноломкость, т.е. хрупкость стали при низкой температуре.

К скрытым примесям относят кислород, азот и водород. Они могут быть в стали в свободном состоянии, заполняя различно­го вида несплошности; растворенными в феррите или в виде хи­мических соединений. В любой форме они являются вредными для здоровья людей.

Азот повышает твердость, и хрупкость стали, понижает ее пластичность и вязкость. Кислород вызывает ломкость, снижа­ет ее пластичность и вязкость.

Случайные примеси попадают в сталь вместе с рудой и шла­ковыми включениями. Некоторые случайные примеси улучша­ют ее свойства, но большинство - ухудшают.

Во многих сталях содержатся также различные элементы, специально введенные для придания металлу тех или иных свойств. Их создают путем изменения химического состава ста­ли. При этом изменяются не только прочность, и пластичность стали, но и ее специальные свойства.

Непременной составной частью стали является углерод (С). В пределах от 0,10 до 1,44 % он сильно изменяет все свойства металла. В одинаковом структурном состоянии (после отжига) увеличение содержания углерода вызывает возрастание твер­дости, повышение упругости и прочности, а пластичность снижается. Для придания стали определенных ценных свойств в ее состав вводят специальные добавки хром, никель, титан, вольфрам, кремний и др.

Хром (Сг) - один из наиболее доступных легирующих ком­понентов. Он препятствует росту зерна при нагреве, улучшает механические свойства, способствует лучшей работе на истира­ние, повышает коррозионную стойкость при комнатной и высо­кой температуре, режущие свойства. При значительных коли­чествах Сг (более 10 %) сталь становится нержавеющей, но од­новременно с этим теряет способность воспринимать закалку. Из хромистой стали изготовляют посуду, ножи, столовые приборы и принадлежности.

Никель (Ni) повышает предел упругости металла, не снижая ударной вязкости, противодействует росту зерен при нагреве, повышает прокаливаемость, снижает коробление при закалке. При введении 18-20 % Ni в сталь, содержащую Сг, получают немагнитную, обладающую высокой коррозионной и жаростой­костью сталь. Никель благоприятно действует на эксплутационные свойства стали.

Вольфрам (W) повышает твердость, и режущие свойства ин­струментальной стали вследствие образования с углеродом устойчивых мелкодисперсных карбидов. Сталь с содержанием 18 % вольфрама известна как быстрорежущая.

Алюминий вводят в сталь чаще всего с целью повыше­ния ее коррозионной стойкости при высокой температуре (жа­ростойкости).

Кроме перечисленных выше, в сталь для изменения ее свойств могут вводиться титан, молибден, ванадий и другие элементы. Они могут содержаться в ней и порознь, и в различ­ных сочетаниях друг с другом. Количество их тоже может силь­но изменяться. Необходимо иметь в виду, что влияние суммы нескольких элементов нельзя определить, зная влияние каждо­го элемента в отдельности. В этом случае наблюдаются более сложные явления, результат которых должен рассматриваться в каждом отдельном случае.

На свойства и качество стали и изделий из нее влияет способ производства. Основное количество этого металла получают пу­тем переработки передельного чугуна.

Для выплавки стали используют следующие исходные мате­риалы: металлошихта, металлодобавки, флюсы, окислители.

Основная масса металлошихты передельный чугун к стальной лом. Металлодобавки в виде ферросплавов вводятся в сталь для легирования и раскисления.

Флюсами (добавочными материалами) служат известняк, боксит и плавиковый шпат. Известняк способствует возникно­вению шлака, а боксит и плавиковый шпат его жидкотекучести.

В качестве окислителей применяют газообразный кислород или твердые окислители в виде железной руды, прокатной ока­лины.

Процесс получения стали сводиться к удалению из чугуна из­лишнего углерода, кремния, марганца и очистке чугуна от вредных примесей (серы и фосфора).

В настоящее время выпускается огромное количество марок стали, oтличaющиxcя по химическому составу и свойствам. В основу классификации стали положены следующие признаки. По способу получения мартеновская, конвекторная, электросталь (дуговая, индукционная).

По химическому составу - углеродистая (низко-, средне-, высокоуглеродистая) и легированная с различной степенью легированности: низколегированная, легированная, высоколеги­рованная, сложнолегированная.

По назначению - строительная, конструкционная, инстру­ментальная, специального назначения.

Конструкционная сталь обладает комплексом высоких ме­ханических свойств, достаточно прочна и пластична в условиях самых разнообразных внешних нагрузок - статических, дина­мических, циклических, растягивающих, скручивающих. Кроме того, конструкционная сталь имеет высокие технологи­ческие свойства. Она должна хорошо отливаться, обрабаты­ваться давлением, резанием, легко свариваться. Этим требова­ниям во многом отвечает углеродистая сталь, содержащая от 0,1 до 0,7 % углерода.

В зависимости от качества углеродистую сталь делят на два вида - обыкновенную и качественную.

Сталь конструкционную обыкновенного качества делят на три группы (А, Б, В).

Конструкционную качественную изготовляют в мартенов­ских печах. Она отличается от стали обыкновенного качества более нормируемым содержанием углерода в каждой марке и меньшим вредных примесей серы. Ее маркируют двухзнач­ными цифрами, указывающими среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. В марках 20, 35, 40 содержится соответственно 0,20, 0,35, 0,40 % углерода. Конструкционная сталь пригодна для изготовления различных деталей и кон­струкций, приборов для окон и дверей, гвоздей, шурупов, про­волоки, посуды и т.д.

Инструментальная сталь обладает высокой твердостью. Твер­дость инструмента должна быть значительно выше, чем у обра­батываемой конструкционной стали. Кроме того, инструмен­тальная сталь должна обладать высокой износоустойчивостью для сохранения размера и формы режущей кромки, а также достаточной прочностью и пластичностью, чтобы избежать по­ломки инструмента в процессе работы.

Из числа углеродистых такими свойствами обладает сталь с содержанием углерода от 0,65 до 1,35 %.

Инструментальная углеродистая сталь выпускается каче­ственная и высококачественная. Последняя отличается мень­шим содержанием вредных примесей, имеет узкие пределы со­держании марганца, кремния.

Инструментальную углеродистую сталь маркируют буквой У (углеродистая) и цифрой, указывающей среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если после цифры стоит буква А, то сталь высококачественная.

Легированной сталью называют сплавы железа с углеродом, в составе которых введены одна или несколько смешанных до­бавок в количестве, заметно изменяющем структуру стали, ее свойства и условия термической обработки.

Наиболее часто применяемыми легирующими элементами являются марганец, кремнии, хром, никель, вольфрам, молиб­ден, кобальт, ванадии, титан и др. Легирующие элементы мо­гут быть введены в сталь в различных количествах и сочетани­ях. Химический состав легированной стали является основным показателем, от которого зависят ее свойства, качество, область применения.

В настоящее время выпускается много марок легированной стали. Их можно разделить на группы по степени и сложности легирования, наименованию основных легирующих элементов. Однако наиболее удобным является деление легированной ста­ли по назначению: конструкционная, инструментальная и сталь с особыми свойствами.

Конструкционную легированную сталь в свою очередь под­разделяют на строительную, машиностроительную, пружин­но-рессорную и шарикоподшипниковую.

При изготовлении товаров применяется пружинно-рессор­ная и шарикоподшипниковая сталь. Данные марки стали спо­собны сохранять длительное время упругие свойства и облада­ют повышенной износоустойчивостью.

Инструментальную легированную сталь используют для из­готовления инструментов, к которым предъявляют повышен­ные требования в отношении механических свойств — твердос­ти, прочности, красностойкости при достаточной вязкости. На­иболее широко легированную сталь применяют для изготовле­ния режущих инструментов по металлу сверл, ножовочных полотен, напильников, резьбонарезных инструментов (9ХС, Р9, Р12, Р18). Кроме того, из нее изготовляют пилы по дереву (85ХФ), бритвы и лезвия для безопасных бритв.

Легированные стали специального назначения классифици­руются по химическому составу на коррозионно-стойкие, жа­ростойкие и жаропрочные.

В производстве бытовых изделий наиболее часто применяют хромистую и хромо никелевую нержавеющие стали. Хромис­тую марок 1X13 и 2X13 используют для изготовления посулы, ложек, вилок, а марок 3X13 и 4X13 - для изготовления ножей. Хромоникелевая cталь марки XI8 Н9 обладает повышенной по сравнению с хромистой сталью коррозийной стойкостью к действию пресной и морской воды, пищевых кислот, растворов, щелочей и хлористых солей. Её используют для изготовления кухонной посуды, баков стиральных машин, деталей холодильников.

Цветные металлы и сплавы принято делить на четыре груп­пы: легкие (алюминий, марганец, титан), тяжелые (медь, ни­кель, кобальт, ванадий); тяжелые легкоплавкие (цинк, свинец, олово, кадмий, ртуть); благородные (платина, золото, серебро).

Для изготовления товаров народного потребления находят применение такие металлы, как алюминий, медь, никель, хром, цинк, олово, титан, вольфрам и благородные металлы.

Алюминий по внешнему виду представляет собой блестя­щий серебристый белый металл. На воздухе он быстро окисля­ется, покрываясь тонкой белой матовой пленкой оксида. Эта пленка обладает высокими защитными свойствами. Алюминий достаточно легко окисляется растворами едких щелочей, соля­ной и серной кислотами. В концентрированной азотной кислоте и органических кислотах он обладает высокой стойкостью.

Наиболее характерными физическими свойствами алюми­ния является его малая относительная плотность и высокие тепло- и электропроводность. Для механических свойств алю­миния характерны большая пластичность и малая прочность. Чистота этого металла является решающим показателем, влияющим на все его свойства. Поэтому химический состав по­ложен в основу его классификации.

В зависимости от количества примесей выпускают алюми­ний особой чистоты А999; высокой чистоты А995, А99, А97, А95; технической чистоты А85.

Применение алюминия обусловлено особенностью его свойств. Сочетание легкости с достаточной электропроводностью позво­ляет применять его как проводник электрического тока. Из алюминия изготавливают кабели, конденсаторы, выпрямители, раз­нообразную посуду для приготовления пищи, алюминиевую фольгу для упаковки пищевых продуктов. Высокая коррозион­ная стойкость этого металла делает его незаменимым материа­лом в химическом машиностроении. Алюминий применяют как антикоррозионное покрытие других металлов и сплавов.

Прочность алюминия незначительна. Поэтому для изготов­ления изделий применяют не чистый алюминий, а его сплавы. Алюминиевые сплавы по способу изготовления из них изделий делят на деформируемые и литейные. Деформируемые имеют высокую плотность в нагретом состоянии, а литейные — хорошую текучесть.

Для получения этих технологических свойств в алюминий вводят разные легирующие элементы. Основными из них в различных деформируемых сплавах являются медь, магний, марганец и и цинк. В небольших количествах вводят также крем­нии, железо, никель п др.

Литейные алюминиевые сплавы получают введением леги­рующих элементов в таком количестве, чтобы обеспечить хоро­шую текучесть, чему способствует введемте в качестве легиру­ющих элементов марганца, кремния, меди.

Литейные сплавы с высоким содержанием кремния часто называют силуминами. Они характеризуются хорошими техно­логическими качествами: поддаются свариванию, обработке резанием, дают малую усадку. Однако механические качества этих сплавов невысокие.

Медь и ее сплавы . Медь тяжелый металл, имеет красно­вато-розовый цвет, химически малоактивный, обладает высо­кой тепло- и электропроводностью. Во влажной среде она тус­кнеет, образуя темно-красную оксидную пленку или зеленую патину, т.е. карбоната меди. В атмосфере, загрязненной серой, данный металл покрывается черной пленкой сернистой меди. Все эти соединения при воздействии на них пищевых кислот об­разуют токсичные растворы.

Чистую медь применяют для изготовления проводников электрического тока: проводов, шнуров, контактов. Из сплавов на медной основе распространенными являются латунь, брон­за, медно-никелевые сплавы.

Латунью называют сплав меди с цинком. Количество цин­ка, содержащегося в той или иной латуни, колеблется в преде­лах от 4 до 41 % . Наилучшими механическими свойствами об­ладает латунь, содержащая 20—41 % цинка. Недостатком ла­туни является ее способность к самопроизвольному растрески­ванию.

Наиболее распространенной является латунь марок Л 96, Л 90 (томпак), Л 85, Л 80 (полутомпак), Л 70, Л 68, Л 63, Л 60 (латунь).

Буква «Л» означает «латунь», цифры процент содержа­ния меди. Цвет латуни зависит от содержания цинка.

Сплавы с 18-20 % цинка имеют желто-красный цвет, с 20-30 % — буро-желтый, с 30-45 % — светло-желтый. Латунь обладает ценными технологическими свойствами, хорошей жидкотекучестью, легко подвергается деформации. Из латуни вырабатывают духовые музыкальные инструменты, посуду, самовары, рыболовные тонарм, гильзы для патронов и др. Изготавливают их методом глубокой вытяжки и литья.

Бронзой называют все медные сплавы за исключением латуни. Это сплавы меди с оловом, алюминием, кремнием, бериллием и другими элементами. Бронзу делят на оловянную и безоловянную.

Оловянная может содержать до 13 % олова. Однако однофазная структура сплава получается при содержании олова только до 7-8%.

Оловянную бронзу легируют цинком, никелем, фосфором, который улучшает антифрикционные свойства и ее обрабаты­ваемость резанием. Оловянную бронзу применяют в ювелирном производств для изготовления художественного литья. Безоловянная бронза - это сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем и кремнием. Она превосходит оло­вянную по коррозионной стойкости, жидкотекучести и нашла широкое применение для изготовления деталей машин.

Медно-никелевые сплавы - мельхиор (19 % Ni), нейзиль­бер (15 % Ni, 20 % Zn), константан (40 % Ni, 1,5 % Mn, 3 % Ni, 12 % Mn). Ni увеличивает прочность, твердость и пластичность сплавов. Он резко снижает электропроводность меди. Это ис­пользуется для создания сплавов на медной основе с высоким электросопротивлением. Никель повышает антикоррозионную стойкость, изменяет цвет и внешний вид сплавов. Уже при 15 % Ni сплавы имеют серебристо-белый цвет.

Мельхиор и нейзильбер применяют для изготовления посу­ды, столовых приборов и принадлежностей, ювелирных, худо­жественных и галантерейных изделий, а также чеканки монет и медалей.

Никель - пластичный металл серебристого цвета с желтова­тым оттенком. Легко поддается полировке до зеркального блес­ка и долго сохраняет ее. Имеет высокую коррозионную стой­кость в окислительной среде, как при комнатной, так и при высо­кой температуре. При нагреве до 1000 °С покрывается лишь тон­ким слоем оксида. По твердости он не уступает железу.

Никель используется для нанесения защитно-декоративных покрытий на металлические изделия (столовые приборы, при­боры для окон и дверей, посуды и инструменты). Этот металл применяют в качестве легирующего компонента в хромо-нике­левой, а также стали с особыми физическими свойствами. К сплавам на основе никеля относят нихром при содержании хрома 13,3 %, хромель (9-10 % хрома), монель -металл (сплав никеля с медью).

Нихром имеет высокое электросопротивление и стойкость против окислении при высокой температуре. Нихром, легиро­ванный алюминием, титаном, является высокожаропрочным сплавом.

Монель обладает высокой коррозионной стойкостью, применяется в ювелирном производстве, для деталей машин, работающих в тяжелых атмосферных условиях.

Хром - твердый металл серебристого цвета с синеватым от­тенком. Отлично полируется, стоек по отношению к истиранию и атмосферной коррозии. Растворим в соляной и серной кисло­те, на кислотную не реагирует. На воздухе окисляется лишь при нагревании. Применяется DTOT металл в качестве составной час­ти многих сплавов, нержавеющей стали, нихрома. Хром ис­пользуется для покрытия других металлов. Хромовые покры­тия отличаются высокой износостойкостью.

Титан

Магний легкий металл серебристо-белого цвета с силь­ным блеском, но на воздухе быстро тускнеет, покрываясь ок­сидной пленкой. Высокая активность магния к кислороду - наиболее характерное его химическое свойство. Магний не раз­рушается щелочами, незначительно в концентрированных кислотах.

Чистый магний применяется для раскисления стали, осветле­ния в фотографии, удаления влаги из органических продуктов. В качестве конструкционного материала применяют сплавы магния, легируемые алюминием, цинком и марганцем. Алю­миний и цинк повышают прочность, а марганец улучшает кор­розионную стойкость в магниевых сплавах. Последние не име­ют высокой прочности. Однако у них неоспоримое преимуще­ство — легкость. Поэтому их применяют в тех случаях, когда к изделию не предъявляют высоких требований по прочности. Но необходимо, чтобы оно было малой массы.

Цинк металл серовато-синеватого цвета, обладает высокой химической активностью и растворяется многими реагентами — неорганическими и органическими кислотами, щелочами, многими пищевыми продуктами, а также щелочами при кипячении. Соли цинка вредны для здоровья человека. Наиболее ценными свойствами цинка является его коррозионная стойкость в атмосфере (на нем образуется защитная оксидная пленка

Хром — твердый металл серебристого цвета с синеватым оттенком. Отлично полируется, стоек по отношению к истиранию и атмосферной коррозии. Растворим в соляной и серной кисло те, на азотную не реагирует. На воздухе окисляется лишь при нагревании. Применяется этот металл в качестве составной час­ти многих сплавов, нержавеющей стали, нихрома. Хром ис­пользуется для покрытия других металлов. Хромовые покры­тия отличаются высокой износостойкостью.

Титан - легкий блестящий серебристый белый металл. Устойчив к коррозии вследствие образования на поверхности защитной окисной пленки большой плотности и однородности. Не реагирует на разбавленные и концентрированные органи­ческие и неорганические кислоты, перекиси водорода. Абсо­лютно стоек в морской воде и атмосферных условиях.

Этот металл плохо проводит электрический ток, имеет низ­кую теплопроводность, не намагничивается. Для повышения свойств титана его легируют алюминием, хромом, ванадием, марганцем и другими металлами. Титановые сплавы отличают­ся высокой прочностью при нормальных и высоких температу­рах, применяются в технике, медицине, авиационной промыш­ленности и для изготовления изделий.

Магний легкий металл серебристо-белого цвета с силь­ным блеском, но на воздухе быстро тускнеет, покрываясь ок­сидной пленкой. Высокая активность магния к кислороду наиболее характерное его химическое свойство. Магний не раз­рушается щелочами, незначительно — в концентрированных кислотах.

Чистый магний применяется для раскисления стали, осветле­ния в фотографии, удаления влаги из органических продуктов. В качестве конструкционного материала применяют сплавы магния, легируемые алюминием, цинком и марганцем. Алю­миний и цинк повышают прочность, а марганец улучшает коррозионную стойкость в магниевых сплавах. Последние не име­ют высокой прочности. Однако у них неоспоримое преимуще­ство - легкость. Поэтому их применяют в тех случаях, когда к изделию не предъявляют высоких требований по прочности. Но необходимо, чтобы оно было малой массы.

Цинк — металл серовато-синеватого цвета, обладает высокой химической активностью и растворяется многими реагентами — неорганическими и органическими кислотами, щелочами, многими пищевыми продуктами, а также щелочами при кипячении. Соли цинка вредны для здоровья человека. Наиболее ценным свойством цинка является его коррозийная стойкость в атмосфере (на нем образуется защитная оксидная пленка и способность покрывать сталь тонким плотно прилегаю­щим слоем. При покрытии листовой стали этим металлом образуется чрезвычайно хрупкий железный цинк. Поэтому при рез­ких изгибах оцинкованной стали наносимый слой сравнитель­но легко отскакивает. Цинк используется для легирования сплавов на медной, алюминиевой и магниевой основах.

Цинк идет в больших количествах на защитное покрытие стальных листов, предметов домашнего обихода, проволоки, а также на сплавы.

Свинец - металл серебристо-серого цвета, пластичный, с низкой твердостью, стойкий к действию кислот и щелочей. Сое­динения его ядовиты.

Этот металл используют для производства труб и аккумуля­торных пластин, дроби, припоев и легкоплавких сплавов.

Олово представляет собой мягкий блестящий металл сереб­ристо-белого цвета, легко раскатывается в тонкие листы, устой­чиво к действию органических кислот. Длительное нахождение олова в условиях низкой температуры вызывает появление на его поверхности желтовато-серых пятен, постепенно распрос­траняющихся вширь и внутрь, из-за чего металл превращается в рыхлую серую массу, рассыпается в порошок. Это явление из­вестно под названием «оловянная чума».

Доброкачественность олова определяется по его цвету (кото­рый должен быть белым), яркому блеску поверхности, харак­терному треску при сгибании. Олово применяется для лужения, пайки, получения различных сплавов. Лист оловянной фольги толщиной от 0,2 до 0,0025 мм называется станиолем. Станиоль применяется в электронике и радиотехнике.

Кадмий прочный металл серовато-белого цвета, обладает большой стойкостью в агрессивных средах (кислотах, щелочах, морской воде). Основное применение нашел как антикоррози­онное покрытие и в качестве легирующего компонента.

Кобальт — серовато-белый металл со стальным блеском, твердый, тугоплавкий. Обладает высокой тягучестью, ковкос­тью, магнитен. Служит для изготовления жаропрочных сплавов и без углеродистых сплавов для постоянных магнитов. Сое­динение кобальта используют при производстве стекол, красителей, фотореагентов.

Вольфрам – серебристо-белый металл, ковок, тягуч. Обладает высокой коррозионной стойкостью и температурой плавления. Вольфрам используется в качестве легирующего элемента быстрорежущих инструментальных сталей. С небольшим количеством добавок используется для изготовления нитей накаливания

Серебро имеет блестящий белый цвет. Прекрасно поддается полировке. В полированном состоянии обладает высокой отра­жательной способностью тепловых и световых лучей.

Для ювелирных и промышленных изделий применяют его сплавы. Основной лигатурой золотых сплавов являются серебро и медь.

Серебро имеет блестящий белый цвет. Прекрасно поддается полировке. В полированном состоянии обладает высокой отра­жательной способностью тепловых и световых лучей.

Наиболее характерные свойства серебра высокая тепло-электропроводность, стойкость против действия многих кислот и щелочей.

Промышленное применение серебра разнообразно: фото-, радио промышленность; при получении припоев специального назначения; для антикоррозионного и декоративного серебре­ния; для изготовления ювелирных изделий, столовых приборов и принадлежностей, коррозионностойкой посуды.

Проводниковая медь - это очищенный от различ­ных примесей металл красновато-оранжевого цвета, имеющий температуру плавления 1083 °С и температур­ный коэффициент линейного расширения 1,64÷10 -5 1/°С. Медь обладает хорошими механическими свой­ствами и пластичностью, что позволяет получить из нее проволоку диаметром до 0,01-0,02 мм, а также тонкие ленты. Проводниковая медь очень устойчива к атмосферной коррозии, чему способствует тонкий слой оксида (СuО), которым она покрывается на воз­духе. Защитный слой оксида препятствует дальнейшему проникновению кислорода воздуха в медь.

Отечественная промышленность выпускает провод­никовую медь различной степени чистоты шести ма­рок. Примесями в меди являются висмут, сурьма, же­лезо, свинец, олово, цинк, никель, фосфор, сера, мышь­як и кислород. В наиболее чистом сорте проводниковой меди (марка М006) сумма всех примесей не превышает 0,01 %. Для изготовления проводниковых изделий (об­моточные и монтажные провода, кабели) применяют сорта проводниковой меди с содержанием примесей не более 0,05-0,1%. Медную проволоку изготовляют круглого и прямоугольного сечений. Круглую про­волоку выпускают диаметром от 0,02 до 10 мм. Меньшая сторона a проволоки (шин) прямоугольного сече­ния находится в пределах от 0,8 до 4 мм, а большая b - от 2 до 30 мм. Медную проволоку изготовляют из мягкой, т. е. отожженной при оптимальной темпе­ратуре (марка ММ) и твердой неотожженной (марка МТ) меди.

Основные характеристики изделий из мягкой меди следующие: плотность 8900 кг/м 3 ; предел прочности при растяжении σ Р = 200÷239 МПа; относительное удлинение е р = 6÷35 %; ρ= 0,0172÷0,01724 мкОм·м, а из твердой - плотность 8960 кг/м 3 ; σ р = 355÷408 МПа; е р = 0,5÷2 %; ρ= 0,0177÷0,0180 мкОм·м.

Проволока меньшего диаметра обладает большим разрушающим напряжением при растяжении и боль­шим удельным электрическим сопротивлением. Про­вода очень малого диаметра (0,01 мм) и предназна­ченные для работы при повышенных температурах (выше 200 °С) изготовляют из проволоки из бескисло­родной меди, отличающейся наивысшей чистотой. Все марки меди имеют температурный коэффициент удель­ного сопротивления ТКρ= 0,0043 1/°С.
Бронзы - сплавы на основе меди, отличающиеся малой объемной усадкой (0,6-0,8 %) при литье (объ­емная усадка стали и чугуна 1,5-2,5 %).

Основные типы бронз представляют собой сплавы меди с оловом (оловянные бронзы), алюминием (алю­миниевые), бериллием (бериллиевые) и другими леги­рующими элементами. Марки бронз обозначают бук­вами Бр. (бронза), за которыми следуют буквы и циф­ры, указывающие, какие легирующие элементы, и в ка­ком количестве содержатся в данной бронзе.

Бронзы легко обрабатываются резанием, давле­нием и хорошо паяются. Ленты и проволоки из них служат для изготовления пружинящих контактов, токопроводящих пружин и других токопроводящих и кон­струкционных деталей.

Для упрочнения бронзовые детали термообрабатывают: закаляют, а затем отпускают при оптимальных температурах.

В отношении электропроводности бронзы уступают меди, но превосходят ее по механической прочности, упругости, сопротивлению истиранию и коррозионной стойкости.

Из проводниковых бронз изготовляют провода для линий электрического транспорта, пластины для коллекторов электрических машин, токопроводящие пружины и контактные упругие детали для электрических приборов.
Алюминий благодаря его сравнительно большой проводимости и стойкости к атмосферной коррозии является вторым после меди проводниковым материа­лом. Алюминий относится к группе легких металлов, поскольку его плотность равна 2700 кг/м 3 , т. е он в 3,3 раза легче меди.

Алюминий - металл серебристо-белого цвета, имеет температуру плавления 658 °С, малую твердость и сравнительно небольшую механиче­скую прочность при растяжении σ р = 90÷147 МПа. Кроме того, обладает более высоким, чем медь, увели­ченным коэффициентом температурного расширения (24·10 -6 °С), что является его недостатком.

На воздухе алюминий очень быстро покрывается тонкой пленкой оксида (А1 2 Оз), который надежно за­щищает его от проникновения кислорода воздуха. Так как эта пленка обладает значительным электрическим сопротивлением, то в плохо зачищенных местах соеди­нений алюминиевых проводов могут быть большие переходные сопротивления.

При увлажнении мест соединений алюминиевых проводов с проводами из других металлов могут обра­зовываться гальванические пары. При этом алюминие­вые провода разрушаются возникающими местными гальваническими токами. Чтобы избежать образования гальванических пар, места соединений тщательно зачищают от влаги (например, лакированием). Чем выше химическая чистота алюминия, тем лучше он сопротивляется коррозии.

Отечественной промышленностью выпускается про­водниковый алюминий различной степени чистоты 13 марок. В марках алюминия высокой чистоты при­месей (железо, кремний, цинк, титан и медь) содер­жится не более 0,005 %. Из такого алюминия изготов­ляют электроды электролитических конденсаторов, а также алюминиевую фольгу. Проволоку для прово­дов изготовляют из алюминия, содержащего не более 0,3 и 0,5 % (марки А7Е и А5Е). Выпускаются мягкая (AM), полутвердая (АПТ) и твердая (AT) алюми­ниевая проволока диаметром от 0,08 до 10 мм и шины прямоугольного сечения.

Изделия из мягкого алюминия имеют следующие основные характеристики: σ р = 70÷100 МПа; е р = = 10÷25 %; ρ = 0,028 мкОм·м; из полутвердого алюминия - σ р - 90÷140 МПа; е р ≈3%; ρ -0,0283 мкОм·м, а из твердого - σ р = 100 ÷180 МПа; е р ==0,5÷2%; ρ = 0,0283 мкОм ·м. Температурный коэффициент удель­ного сопротивления всех марок алюминия принимают равным 0,00423 1/°С.

Алюминиевые провода и токопроводящие детали можно соединять друг с другом горячей или холодной сваркой, а также пайкой, но с применением специаль­ных припоев и флюсов. Холодную сварку производят в специальных устройствах, в которых зачищенные поверхности алюминиевых деталей соприкасаются друг с другом при давлении примерно 1000 МПа. При этом происходит диффузия кристаллов одной из соединяе­мых деталей в другую, в результате чего они надежно соединяются. Листовой алюминий широко применяют для экранов.

Длительно допустимая температура проводникового алюминия при использовании его на воздухе не должна превышать 300 °С.
Серебро относится к группе благородных металлов, не окисляющихся на воздухе при комнатной темпера­туре. Интенсивное окисление серебра начинается при температуре выше 200 °С. Как и все благородные метал­лы, серебро отличается высокой пластичностью, позво­ляющей получать фольгу и проволоку диаметром до 0,01 мм. Кроме того, серебро обладает наивысшей проводимостью.

Основные характеристики проводникового серебра следующие: плотность 10 500 кг/м 3 , температура плавления 960,5 °С, КТР= 19,3 -10 - 6 1/°С, т. е. немного больше, чем у меди; изделий из мягкого серебра - σ р = 150÷180 МПа, e p = 45÷50 %, ρ = 0,015 мкОм-м, а из твердого серебра - σ р = 203 МПа, е р = 46 %, р = 0,0160 мкОм-м,ТКρ=0,003691/°С.
По сравнению с медью и алюминием серебро приме­няют ограниченно в сплавах с медью, никелем или кадмием - для контактов в реле и в других приборах на небольшие токи, а также в припоях ПСр 10, ПСр 25 и др.
Вольфрам относится к группе тугоплавких металлов и широко применяется в электротехническом производстве в качестве износостойкого материала для электрических контактов и деталей в электровакуум­ных приборах (нити ламп накаливания, электроды и др.).

Вольфрам - металл серого цвета, обладающий очень высокой температурой плавления и большой твердостью, получают методом порошковой металлур­гии. Для этого из частиц вольфрама (порошка) прес­сованием в стальных пресс-формах получают заготов­ки - стержни, которые подвергают спеканию при 1300 °С.

Спеченные вольфрамовые стержни имеют еще зерни­стое строение и хрупки, поэтому их нагревают до 3000 °С. Для получения механически прочного металла стержни подвергают многократной ковке и волочению с перемежающимися периодами отжига. В результате такой обработки вольфрам приобретает волокнистое строение, обеспечивающее ему высокую механическую прочность и пластичность.

Из вольфрама изготовляют проволоку диаметром до 0,01 мм. Окисление вольфрама на воздухе начи­нается при температуре от 400 °С и выше. В вакууме вольфрамовые детали могут работать при температуре до 2000 °С.

Основные характеристики вольфрама следующие: плотность 19 300 кг/м 3 , температура плавления 3380 °С; изделий из отожженного вольфрама - σ р = 380÷500 МПа, ρ = 0,055 мкОм-м, а изделий из твердого вольфрама - σ р ≈1800 МПа; ρ = 0,0612 мкОм-м. Тем­пературный коэффициент сопротивления ТКρ = = 0,0046 1/°С.
Сталеалюминиевый провод , широко применяемый в линиях электропередачи, представляет собой сердечник, свитый из стальных жил и обвитый снаружи алюминиевой проволокой. В проводах такого типа механическая прочность определяется глав­ным образом стальным сердечником, а электрическая проводи­мость - алюминием. Увеличенный наружный диаметр сталеалюминевого, провода по сравнению с медным на линиях передачи высокого напряжения является преимуществом, так как уменьшает опасность возникновения короны вследствие снижения напряженно­сти электрического поля на поверхно­сти провода.
Железо (сталь) как наиболее деше­вый и доступный металл, обладающий к тому же высокой механической прочно­стью, представляет большой интерес для использования в качестве проводнико­вого материала. Однако даже чистое же­лезо имеет значительно более высокое сравнительно с медью и алюминием удельное сопротивление ρ (порядка 0,1 мкОм-м).

При переменном токе в стали как в ферромагнитном материале заметно сказывается поверхностный эффект, почему в соответствии с известными законами электротехники активное сопротивление стальных проводников переменному току выше, чем постоянному току. Кроме то­го, при переменном токе в стальных про­водниках появляются потери мощности на гистерезис. В качестве проводнико­вого материала обычно применяется мягкая сталь с содержанием углерода 0,10-0,15%, обладающая пределом прочности при растя­жении σ p = 700÷750 МПа, относительным удлинением при раз­рыве ∆l/l= 5-f-8% и удельной проводимостью γ, в 6-7 раз меньшей по сравнению с медью. Такую сталь используют в качестве материала для проводов воздушных линий при передаче небольших мощностей. В подобных случаях применение стали может оказаться достаточно выгодным, так как при малой силе тока сечение провода определяется не электрическим сопротивлением, а его механиче­ской прочностью.

Сталь как проводниковый материал используется также в виде шин, рельсов трамваев, электрических железных дорог (включая «третий рельс» метро) и пр.

Обычная сталь обладает малой стойкостью коррозии: даже при нормальной температуре, осо­бенно в условиях повышенной влажности, она быстро ржавеет; при повышении температуры скорость коррозии резко возрастает,поэтому стальные провода должны быть защищены с поверхности слоем более стойкого материала. Обычно для этой цели применяют покрытие цинком. Непрерыв­ность слоя цинка проверяет­ся опусканием образца про­вода в 20%-ный раствор медного купороса; при этом на обнаженной стали в местах дефектов оцинковки отклады­вается медь в виде красных пятен, заметных на общем се­роватом фоне оцинкованной поверхности провода. Железо имеет высокий температурный коэффициент удельного соп­ротивления. Поэтому тонкую железную проволоку, поме­щенную для защиты от окис­ления в баллон, заполненный водородом или иным химиче­ски неактивным газом, мож­но применять в бареттерах, т.е. в приборах, использующих зависимость сопротивления от силы тока, нагревающего помещенную в них проволочку для целей поддержания постоянства силы тока при колебаниях напряжения.
Биметалл . В ряде случаев для уменьшения расхода цветных металлов в проводниковых конструкциях выгодно применять так называемыйпроводниковый биметалл (не смешивать с термическим биметаллом). Это сталь, покрытая снаружи слоем меди, причем оба металла соединены друг с другом прочно и непрерывно по всей поверхности их соприкосновения.

Для изготовления биметалла применяют два способа: горячий (стальную болванку ставят в форму, а промежуток между болван­кой и стенками формы заливают расплавленной медью; полученную после охлаждения биметаллическую болванку подвергают прокатке и протяжке) ихолодный, или электролитический (медь осаждают электролитически на стальную проволоку, пропускаемую через ванну с раствором медного купороса). Холодный способ обеспечи­вает большую равномерность толщины медного покрытия, но требует значительного расхода электроэнергии; кроме того, при холод­ном способе не обеспечивается столь прочное сцепление слоя меди со сталью, как при горячем способе.

Биметалл имеет механические и электрические свойства проме­жуточные между свойствами сплошного медного и сплошного сталь­ною проводника того же сечения: прочность биметалла больше, чем меди, но электрическая проводимость меньше. Расположение меди в наружном слое, а стали внутри конструкции, а не наоборот весьма важно: с одной стороны, при переменном токе достигается более высокая проводимость всего провода в целом, с другой --медь защищает расположенную под ней сталь от коррозии (из тех же соображений применяется и рас­положение стали внутри конструкции в сталеалюминевых проводах). Биметаллическая проволока выпускается наружным диаметром от 1 до 4 мм с содержанием меди не менее 50% полной массы проволоки.

Такую проволоку применяют для линий связи, линий электропередачи и т. п. Из про­водникового биметалла изготовляются шины для распределительных устройств, полосы для рубильников и различные токопроводящие части электрических аппаратов.