Новые технологии в машиностроении

Газ

В машиностроении газ используется для отопления прокатных, кузнечных, плавильных печей и сушил. При применении газа на производстве, время нагрева сократилось на 40%. К тому же использование газа увеличивает срок службы футеровки и снижает количество серы в чугуне.

Конечно, есть сдерживающий фактор, не позволяющий достаточно расширить использование газа в качестве топлива, — отсутствие специальных газовых печей с высоким технико-экономическим показателем. Также на объемы потребления газа влияет недостаточные темпы внедрения методов использования газа в цветной и чёрной металлургии.

В качестве топлива для тяжелых грузовиков используется сниженный газ, что позволяет существенно экономить средства.

По наличию газа Россия занимает лидирующие места в мире.

Возрождение возможно?

В отличие от Европы с лёгкими деньгами секрет китайской экспансии (захвата) рынков – в мощнейшей промышленной кооперации. Целые кластеры крупных и мелких предприятий работают над производством одной продукции (условно картер двигателя) в объёме 10 тысяч изделий в день. И весь Китай покупает эти комплектующие по 1 рублю. В России ни одно литейное производство не обладает такой мощностью, соответственно картер, который стоил рубль, у нас будет стоить 100 рублей. И такая ценовая разница на каждую деталь или узел. В итоге готовый трактор из Китая стоит 100 рублей, российский – 400.

«И снова мы приходим к тому, что те деньги, которые мы могли вложить в собственное литейное производство, чтобы приблизить стоимость этих комплектующих к китайским, эти деньги изымают в виде налогов, НДС и т.д., — говорит Дмитрий Нестеров. — Но даже в таких условиях: вопреки, а не благодаря нынешней госполитике — мы продоложаем работать».

«У более крупных предприятий проблема та же, — развивает мысль Александр Глазырин. —  Мы должны решать вопрос, связанный с российскими производителями комплектующих, которые пользуются преференциями, включаются в различные рекомендуемые перечни, в реестры материально-технических ресурсов (в Газпроме например, это крупный потребитель).

И когда мы приходим и ищем среди российских поставщиков, а кто же нам сделает необходимое, выясняется либо этого никто не делает, либо предлагают менять схемо-технику наших изделий для того чтобы она подходила не к той элементной базе, которую покупают за границей, а к той которую производят наши компании.

Но это путь назад, в пещеры. Это касается электроники, механики, того же литья.

Кроме того, почему комплектующие выгоднее заказывать за рубежом? Мы как глобальная корпорация, покупаем допустим то же корпусное литье для всех предприятий (котрых сотни по миру) в одном центре. Это громадный объем. Поэтому очевидно, что выгоднее и дешевле  доставлять продукцию даже из Америки или Европы, чем заказывать у местного производителя той же литой корпус, но сомнительного качества.

Но глобальные корпорации после импортозамещения, несмотря на производственный потенциал и инновации, отодвигаются в сторону. Это не соревнование цены и качества, это соревнование патриотов и непатриотов. И эта сторона импортозамещения не выгодна ни для страны, ни для экономики».

Всё же, возвращаясь к кооперации. В России тоже начинается эта работа. Правда, её уже тормозят вопросы доверия. Как двум компаниям, выпускающим совместную продукцию, быть уверенными в качестве работы другого и сроках исполнения? По-прежнему закрытыми остаются федеральные структуры: зайти в Минпромторг РФ за поддержкой могут только крупнейшие предприятия (например, ММК), имеющие своих представителей и лоббистов в органах федеральной власти. Налоговая нагрузка, рынки сбыта – всё это тормозит возрождение машиностроительной отрасли.

Разрушена огромная отраслевая база, десятки предприятий канули в Лету навсегда. Но при власти, ориентированной на каждое конкретные направление машиностроения и их потребности, изменения к лучшему со временем возможны.

Самоочищающаяся краска

Новые технологии машиностроения направлены не только на инновационные конструкторские особенности. Они также касаются дизайна и внешнего вида изделий. Один из крупнейших автопроизводителей компания Nissan поставила себе цель создать автомобильную краску, которая позволит свести повседневный уход за машиной к минимуму.

Краска нового типа работает благодаря ультратонкому слою, состоящему из наночастиц, которые отталкивают от себя пыль, грязь, машинное масло, органические растворители и другие типы загрязнителей, способные оседать на поверхности автомобилей. Для тестов полученного материала была выбрана модель Nissan Note. Для чистоты эксперимента машины покрывали краской, произведённой по новой технологии, лишь наполовину, чтобы иметь возможность сравнивать результат со стандартным покрытием.

Технология, которую опробовали в течение нескольких месяцев, называется Ultra-Ever Dry. Работает она за счёт того, что между окружающей средой и краской возникает тонкий воздушный нанослой, отталкивающий инородные агенты с поверхности. Кроме того, что Ultra-Ever Dry позволит в десятки раз увеличить время между мойками авто, она защитит корпус от деформации вследствие контакта с влагой, что продлит время эксплуатации и сохранит на длительное время безупречный вид модели после схождения с конвейера.

Расписание тренингов и семинаров9

Легкая промышленность

Данная отрасль даёт 1,2% объёма дохода обрабатывающих производств столицы. Среднегодовой темп отгрузки товаров легкой промышленности в Москве равен 8%. На территории Москвы функционируют 140 предприятий лёгкой промышленности, доля которых во всероссийской лёгкой промышленности составляет 8,4%.

В структуре легкой промышленности Москвы 25% составляют текстильные изделия, 56% составляет 56%, кожа и изделия из неё – 19%.

По темпам роста выделяют направления:

• вязанной и трикотажной одежды – 22%;
• 11% — спецодежда;
• производство анорок, ветровок, штормовок – 55%
• одежда для детей младшего возраста – 323%.

Статистические данные показывают возрастающий интерес к высококачественной трикотажной одежде. В обувной промышленности из-за повышения цен на международные торговые марки произошло смещение потребительского спроса в сторону недорогого сегмента, что повлияло на рост производства отечественных компаний, в Москве рост составил 22,6%.

Падение производств наблюдается в изготовлении текстильных тканей и прочих текстильных изделий.

Таблица структуры производства Москвы:

В лёгкой промышленности выделяется ряд проблем:

• нехватка собственного сырья;
• устаревшая технологическая база;
• недостаточный ассортимент готовых изделий;
• зависимость от иностранной фурнитуры.

Крупнейшие компании столицы в лёгкой промышленности:

• ООО «Сплав» — производит одежду, амуницию, сувенирную продукцию и снаряжения;
• ОАО «Тройная камвольная фабрика» — выпускает пряжу, одеяла, ассортимент гребённой ленты;
• ООО «Нетканные материалы» — занимается производством медицинской одежды, товаров для косметологии, материалы Createx комфорт;
• ОАО «МШФ» — изготавливает пряжу, наборы для валяния и вышивания;
• АО «Форт технология» — специализируется на производстве обмундирования, экипировки и снаряжения;
• ФГУП «Московское ПРОП» Минтруда России – изготавливает ортопедические стельки;
• ЗАО «Горизонт» — многопрофильное производство: изделия из войлока, спортивные товары, постельное бельё, банные принадлежности, спальные мешки, изделия для новорождённых, автомобильные накидки.

Новый тип изготовления деталей

Машиностроение всё больше внедряет в производство разработки, в которых при выполнении работ человеческий фактор сводится к минимуму. Всё чаще изготовление сложных и сверхточных деталей становится делом лазерных установок.

При помощи лазерного луча направленной точности выполняется тонкая резка металла с любым интервалом и графическим узором. По сравнению с механическими инструментами у такого метода есть ряд неоспоримых преимуществ:

• возможность резки сплавов любой плотности и любых физических свойств;
• полная автоматизация процесса за счёт предварительного программирования установки для масштабного использования;
• скорость выполнения работы;
• отсутствие ошибок и несовершенств выполненных действий.

Лазер используется и для сварочных работ. Особенно важна эта технология в случае крупногабаритных деталей из металлов, имеющих большой вес и широкую сварную площадь. Всё чаще этот метод применяют на воздухе в аргонной среде, отмечая его надёжность, экономичность и скорость.

Но самая инновационная технология машиностроения, связанная с применением лазера, касается метода лазерного послойного синтеза. Благодаря ему выполняют выращивание деталей сложной формы. При помощи лазерного синтеза создают различные детали из жаропрочной стали, алюминия или титана.

Происходит этот процесс по 3D-технологии: лазер оплавляет порошок, из которого за несколько часов выполняется деталь. Такие изделия характеризуются идеальной плотностью, что позволяет широко применять их в авиационной и космической отрасли. Этот подход позволяет свести к нулю возможные деформации и поломки, которые возникали при применении старых методов.

Общее описание

Машиностроение относят к отраслям, которые все время развиваются. Производители заинтересованы в расширении сфер использования готовой продукции, улучшении ее качества на фоне увеличения объема продаж.

В развитых странах присутствует широкий ассортимент выпускаемых товаров, что сочетается с их отличными эксплуатационными свойствами и высокой конкурентоспособностью на рынке.

Если говорить о такой развитой стране, как Япония, то доля машиностроительной продукции в экспорте составляет не меньше 65%. В других государствах – США, Швейцарии, Германии, данный показатель составляет только 45-48%.

Машиностроение характеризуется самой сложной технологией производства, высокой трудоемкостью относительно других отраслей. При размещении предприятий часто ориентируются на наличие квалифицированных специалистов. Для налаживания производства важна высокая культура труда, наличие на окружающей территории исследовательских и образовательных центров.

При изучении особенностей машиностроения понятно, что оно постоянно развивается, находится в тесной взаимосвязи с уровнем научного развития. Поэтому многие отрасли со временем теряют актуальность. При этом каждые несколько лет появляются новые направления, которые относятся к перспективным и активно развивающимся.

Двигатель с пластмассовыми узлами

Желание максимально повысить энергоэффективность и экономичность транспортных средств стала причиной того, что новые машины, небольшие и крупногабаритные плавсредства и самолёты становятся всё легче. Основным пунктом снижения веса в сфере транспорта всегда считалось облегчение конструкций за счёт снижения веса кузова и шасси. Достигнув в этом значительных результатов, машиностроение нашло новую технологию, которая даст возможность продолжить облегчение. Учёные из Фраунгофера (Германия) решили, что следующим этапом должно стать облегчение двигателя внутреннего сгорания. Стандартно он выполняется из тяжёлых сортов металлов, которые облагают повышенной термоустойчивостью, но исследователи предприняли смелую попытку заменить металлические детали более лёгкими пластиковыми композитами.

Был создан одноцилиндровый двигатель, в большинстве узлов которого отказались от металлических составляющих. Их заменили пластиком из армированного волокна, который соответствует инжекционной формовке. Тесты показали, что такое изменение позитивно отразилось не только на весе двигателя и транспортного средства в целом, но и стало причиной более тихой работы двигателя. В качестве ещё одного бонуса было выявлено, что такая новая технология позволяет снизить количество затрачиваемого топлива, поскольку детали из пластикового армированного волокна отдают меньшее количество тепла в окружающую среду.

Главной проблемой было создание надёжного метода крепления пластика к металлу, поскольку эти два материала совершенно по-разному расширяются под действием высокой температуры. Сложность представляла и устойчивость пластика к органическим веществам, таким как машинное масло, бензин, компоненты антифриза и т.д. Для этого в состав были добавлены термореактивные смолы. Детали выливали в заготовленные формы, после которых отпала необходимость доводки элементов, как это бывает с металлическими деталями, что значительно сокращает время на производство двигателей нового типа.

Об издательстве

Нужна техническая литература? Ищите необходимое в правильном месте!

Неспециализированные книжные магазины в большинстве случаев или совсем не предлагают техническую литературу, или такое предложение сведено к минимуму. Для того чтобы найти необходимое издание придётся очень постараться и обойти целый ряд торговых точек off–line, в которых при гигантской потере времени часто так и не удаётся отыскать нужные новинки

В качестве достойной альтернативы сегодня существует масштабная on–line сеть, на «полках» которой представлена разнообразная техническая литература, искать которую (и находить нужное, что очень важно!) значительно проще и быстрее

Очередным преимуществом, которым не могут похвастаться книжные магазины, является тот факт, что покупки через интернет обходятся значительно дешевле. Не менее ценным оказывается и то обстоятельство, что в большинстве случаев техническая литература на специализированных сайтах может быть представлена как в привычном, так и в электронном формате. Ряд технических изданий сопровождается многочисленными схемами и чертежами, которые можно увеличить до удобных для изучения размеров, внести собственные пометки или корректировки, оставить комментарии. А кроме того, техническая информация, в числе которой могут быть методические пособия, учебники, инструкции, рефераты, публикация научных статей и иные новинки очень часто идёт в комплекте с аудио– и видеоматериалами.

Наш интернет–магазин технической литературы предлагает обширный каталог, который полностью посвящён специализированным книгам. Не выходя из дома, Вы можете познакомиться с самой полной подборкой технической литературы, рассчитанной на преподавателей, студентов и специалистов инженерно–технической сферы. Кроме того, собранная на сайте информация может оказаться полезной для широкого круга соискателей, разыскивающих книги по автоделу, строительству, технические журналы и пособия для радиолюбителей и т.п.

Ценность технической информации состоит в том, что она должна быть, во–первых, абсолютно достоверной, а во–вторых, поступать к потенциальным читателям максимально оперативно. Именно поэтому уважающее себя издательство технической литературы, которое связано с выпуском книг для различных отраслей знаний, активно сотрудничает с авторскими коллективами и ведущими вузами страны. Только такая информация, в числе которой многочисленные пособия, монографии, справочники, учебники для технических вузов, диссертации и рефераты находит своё законное место в электронном каталоге интернет–магазина.

Работать с такими подборками чрезвычайно удобно — при наличии необходимых устройств (смартфонов, ноутбуков и т.п.) с выходом в интернет нужная техническая литература оказывается всегда под рукой. А кроме того, любой технический журнал или отдельную статью из него можно сохранить в памяти своего планшета, просмотреть в любое удобное время (например, освежить информацию по дороге в ВУЗ или на работу), а потом просто удалить.

Техническая литература в электронном формате позволяет более продуктивно работать с информацией. Если со стандартными учебниками доступно только конспектирование, которое отнимает массу времени, то электронная информация позволяет быстро составлять целые базы данных, снабжённые ссылками, собственными пометками, чертежами и аудио пояснениями.

Сегодня для того чтобы овладеть технической специальностью и стать высококвалифицированным (а значит и ценным) специалистом одного желания и таланта недостаточно. Необходимо располагать и ориентироваться в огромном потоке как научной, так и прикладной информации, чтобы быть в состоянии грамотно и своевременно решать узкоспециализированные задачи.

Уголь

На фоне повышающихся цен на нефть, людям приходится искать более дешевые альтернативные варианты. И зачастую выбор падает на менее привлекательное топливо – уголь. Самым важным для промышленности является коксующийся уголь.

Замечание 2

Коксующийся уголь – это каменный уголь, из которого получают кокс необходимой прочности и крупности. Данный вид топлива используется во всех отраслях. Например, уголь используется в качестве главного топлива при производстве стали и энергии.

В отличие от простого угля, коксующийся имеет свойство переходить в пластичное состояние при воздействии высоких температур без кислорода.

В коксующимся угле содержится меньшее число примесей, а также он имеет большую температуру сгорания.

Так же на производстве из коксующего угля можно получить:

• свинец,
• молибден,
• цинк,
• германий,
• серу,
• другие химические элементы.

Отходы от угольного топлива также находят применение, к примеру из них изготавливают огнеупорные материалы и абразивы.

В ближайшем будущем планируется установка специального оборудования на предприятия для переработки угля в синтетические топлива.

С каждым годом потребности в добычи угля возрастают.

Дерево

Древесина различных пород деревьев применяется в машиностроении для изготовления модельных комплектов и используется в чистом виде после сушки.

Также дерево применяется в литейном производстве, в качестве материала для кузовов грузовиков, некоторых деталей вагонов и судов, при производстве сельскохозяйственных, химических и других машин.

Древесина как материал получила широкое использование благодаря ее дешевизне.

Дерево имеет достаточную прочность, упругость, твердость и сравнительно малый вес. Так же древесина неплохо гнется и легко обрабатывается любыми режущими инструментами.

Однако у древесины есть свои недостатки: ухудшение свойств при повышенных температурах, анизотропность, гигроскопичность.

Материал — перо

Настоящей сенсацией в мире машиностроения стала инновационная технология, представленная компанией Boeing. Ею является сверхлёгкий материал Microlattice, который имеет в структуре 99,99% воздуха. Из-за чрезмерной лёгкости небольшой кусок нового материала способен парить в воздухе наподобие пера или одуванчика. Кроме того, он чрезвычайно эластичен, обладает удивительной способностью к поглощению ударов, может выдерживать повышенное давление и даже восстанавливает первичную структуру после 50% деформации.

Структура Microlattice состоит из ультратонких полимерных полых трубок, имеющих толщину 100 нанометров, что в тысячу раз тоньше по сравнению с волосом человека. Трубки располагаются упорядоченно в форме молекулярной решётки отдельных металлов. Между трубками всё свободное пространство занято воздухом.

Удивительно свойство поглощать энергию, присущее Microlattice. Были проведены эксперименты, в ходе которых установлено: чтобы сохранить целостность скорлупы сырого куриного яйца, сброшенного с крыши 25-этажного дома, необходим слой упаковочной плёнки толщиной в 1-2 метра. Чтобы сохранить яйцо невредимым при помощи Microlattice, достаточно всего пару десятков сантиметров этого материала.

Компания Boeing анонсировала, что на данный момент рассматривается возможность массового выпуска Microlattice для использования не только в авиастроении, но и в других сферах машиностроения. Специалисты не исключают, что уже через 10 лет практически во всех транспортных средствах в том или ином процентном соотношении будет присутствовать Microlattice. Не исключают возможность его применения и в изготовлении роботов, а также бытовой техники.

Инновационные принципы и материалы машиностроения продолжают разрабатываться по всему миру. Новые высоты, которые сейчас хотят покорить инженеры и конструкторы, касаются безызносных материалов. Не кажутся уже такой откровенной фантастикой идеи создания вечного двигателя. Обычным пользователям остаётся с интересом наблюдать за новыми разработками и с наслаждением использовать их в повседневной жизни.

Водородное топливо

В последнее время ученые, техники, инженеры, рассматривают применение водорода и водородных соединений в качестве альтернативного топлива для транспорта.

Использование водородного топлива позволит улучшить топливную экономичность и экологические показатели. Именно отличие в химическом и физическом состоянии от нефтяных продуктов приводит к экологичному и экономичному показателям.

При сгорании водорода в двигателе образуется токсичный компонент – оксид азота. Однако снизить его выделение удалось путем смешивания водорода и воздуха. Зачастую используется частичная замена нефтяного топлива водородным.

Проблема энерговооруженности выходит на первый план при использовании водородного топлива, так как современные системы хранения не приемлемы для использования на транспортных средствах из-за малого объема, сложности и аварийной небезопасности.

Использование водорода в ДВС может быть централизованным или автономным способом.

Централизованный способ означает наличие емкости для водорода, при этом энерговооруженность установки снижается, так же необходима развитая инфраструктура для заправки. При автономном способе водородное топливо вырабатывается непосредственно на борту транспортного средства, либо же поблизости от станционной энергоустановки.

Примером автономного способа служит конверсия жидкого топлива, при которой происходит изменение химического состава.

Одним из источников получения водорода автономным способом служит метиловый спирт. Большим преимуществом метила является мягкость конверсии, отсутствие предварительной конверсии, возможность получения возобновляемых ресурсов.

Замечание 3

Применение газов и водорода в качестве топлива является в настоящее время неплохой альтернативой нефтяному топливу, особенно с учетом растущих цен на нефтепродукты.

Деградация отрасли

Ярким примером состояния машиностроительной отрасли является некогда завод-гигант ЧТЗ. Предприятие периодически переходит на четырёхдневку, некоторые цеха работают три дня в неделю. Объём продукции по сравнению с началом 2000-х годов сократился в десятки раз. Развития тоже не происходит, новой продукции завод не выпускает, а крупнейшие рынки сбыта давно отданы китайским конкурентам. Огромные площади пустуют, зарплаты у рабочих в среднем составляют 15-20 тысяч рублей. Тем не менее корабль не тонет. Вероятно, только потому, что завод имеет оборонный заказ и является структурой госкорпорации Ростех.

Ветераны завода переживают. «На ЧТЗ, похоже, наступает конец света. Рабочие вынуждены искать дополнительную подработку, чтобы хоть как-то прокормить и одеть детей, – пишет в редакцию бывший сотрудник «ЧТЗ-Уралтрак» Наталья Марченко. – Неужели из-за непорядочных горе-руководителей, которые последние годы (после Платонова) менялись как перчатки, нельзя помочь заводу восстановиться? Ведь здесь много молодых людей в возрасте от 35 лет с высшим образованием, которые хотят работать, но вынуждены уходить в поисках достойной зарплаты».

Недавно ЧТЗ посетил новый губернатор области Алексей Текслер, он прошёл по производственным цехам и, видя плачевное положение, пообещал по мере возможностей помочь предприятию. Не он первый, к слову.

Что мешает? Верхний Уфалей с трудом преодолевает банкротство предприятия
Подробнее

Судьбу ЧТЗ разделили многие южноуральские предприятия. Некогда великий «Станкомаш» находится в таком же ослабленном состоянии, на его площадях развивается уже другой бизнес. Свои площади потерял Челябинский часовой завод, съёжившись и в объёмах производства.

Ликвидированы заводы «Калибр», «Строммашина». На днях закрылось основное производство на Челябинском электродном заводе – остановлен выпуск анодов из-за нерентабельности: продукция китайский конкурентов дешевле. Почти 400 работников предприятия попали под сокращение.

Группа предприятий, относящихся к общему машиностроительному комплексу

Общее машиностроение характеризуется средним потреблением металла и прочих ресурсов, небольшой трудоемкостью.

Общее машиностроение

Оно представлено несколькими отраслями по обеспечению оборудованием следующих типов предприятий:

• транспортных;
• строительных;
• сельскохозяйственных;
• лесопромышленных;
• химических.

К транспортной машиностроительной сфере относят железнодорожное, судостроение, локомотивное, ракетно-космическое, вагонное, авиационное производство. При этом автомобильное строение не входит в состав группы.

https://youtube.com/watch?v=6-_N_zHLeig

Машиностроение

Пластмассы

Пластмассы представляют собой органический материалы, основой которых являются органические или синтетические полимеры. Наиболее широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.
Из названия следует, что данные материалы под воздействием температур способны деформироваться и оставаться в заданной форме после охлаждения.

Пластмассы подразделяются на:

• Термопласты. Расплавляются при нагреве, а при остывании возвращаются в исходное состояние
• Реактопласты. Имеют линейную структуру молекул, при температуре отверждения меняют структуру на сетчатую. После охлаждения не возвращаются в исходное состояние.

Пластмассы имеют малую плотность, низкую теплопроводимость и электропроводимость, небольшую механическую прочность. При нагревании пластмассы распадаются, устойчивы к кислотам, не поддаются воздействию влаги, физиологически безвредны.

Пластмассы получаются путем полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных веществ, которые выделяются из угля или природного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул.

Автоматизация производства

Сегодня на смену бумажным чертежам пришло полное электронное определение изделия. В компьютерных программах нового поколения удобно проектировать новые детали и станки.

Если раньше лишь некоторые предприятия были оснащены станками с аналоговыми ЧПУ, то сегодня больше половины компаний используют станки с цифровыми ЧПУ. Постепенно им на смену приходят высокоскоростные центры с интеллектуальными ЧПУ.

Центры виртуальной реальности в научных институтах позволяют спроектировать сложные производства, создать модели каждого цеха. Виртуальная среда используется для обучения сотрудников высокотехнологичных производств.

Тяжелое машиностроение

Тяжелое машиностроение относят к отраслям, для функционирования которых необходим большой объем металла.

При этом предприятия, относящиеся к данной группе, не характеризуются слишком высокой трудоемкостью. В основном они выпускают продукцию по индивидуальным заказам небольшими партиями или поштучно.

Данная отрасль включает в себя предприятия, специализирующиеся на производстве оборудования для обеспечения потребностей:

• металлургии;
• горнодобывающих предприятий;
• электроэнергетики.

В эту группу относятся предприятия, специализирующиеся на производстве тяжелых станков, крупных судов (речных, морских), вагонов. Все они в большей степени размещаются вблизи металлургических баз, что обеспечивает бесперебойную доставку сырья. Некоторые предприятия ориентируются на потребителя при выпуске узкопрофильной, нетранспортабельной продукции.

Черные и цветные металлы

Замечание 1

Основным потребляемым материалом в машиностроении являются черные и цветные металлы, и как следствие главной отраслью-поставщиком машиностроения служит металлургия. В настоящее время на производстве все более часто черные металлы заменяются цветными как более легкими.

Черные металлы представляют собой сплав железа и углерода, также черные металлы могут содержать некоторые примеси кремний, марганца, фосфора, серы и других химических элементов, которые попадают туда в процессе плавки или из руд.

Для того чтобы придать металлам специфические свойства и улучшить его качества, в них добавляют легирующие добавки (кремний, медь, никель).

В зависимости от количества углерода, содержащегося в черных металлах, они подразделяются на чугуны и стали.

Цветные металлы как правило используются в виде сплавов, основой которых являются:

• алюминий,
• магний,
• медь,
• никель,
• цинк,
• олово и др.

Четко структуру металла можно рассмотреть под микроскопом, но даже невооружённым взглядом на изломе можно заметить зерна, тесно прилегающие друг к другу.

Структура металла и его химический состав определяют физические и механические свойства металла, такие как твердость, плотность и прочность.

Механические же свойства позволяют определить, насколько хорошо будет работать деталь в рабочих условиях.

Замечание 2

В чистом виде металлы используются довольно редко, так как в чистом виде они имеют более низкую прочность, нежели в виде сплавов.

Черные металлы имеют серый цвет, высокую температуру плавления, большую плотность, а также относительно небольшую прочность.

Цветные металлы имеют красную, белую, желтую окраску, обладают большой
пластичностью, небольшой твердостью и низкой температурой плавления.

Добычей черных и цветных металлов – это работа металлургии.

Добыча металлов — сложный процесс извлечения ценных металлов из руды, а также подготовка сырья к дальнейшему использованию на производстве.

Изначально руда добывалась исключительно проведением подземных работ, на сегодняшний же день используется не только подземная добыча, но и открытая или карьерная. Также зачастую на заводах используются смешанные виды добычи.

Карьерные работы проводятся на открытом воздухе с помощью экскаватора. Горные породы подготавливаются к выемке, породы отделяются от массивов, разрыхляются, а затем проводится независимо сам процесс добычи. Если же добыча производится из твердого грунта (скалы), то для этого требуются взрывные работы. После добыче сырье подлежит транспортировки.

Цветные металлы получатся из обогащенной руды — рудного концентрата. То или иное количество руды получают путем обогащения, разделения образований на металлы и минералы.

Сверхпрочный материал

Специалисты автомобильной, авиационной и космической промышленности много десятков лет задаются единым вопросом о создании нового материала, имеющего минимальный вес, но при этом обладающим исключительной прочностью. Чем выше эти характеристики, тем экономичнее, экологически безопаснее и надёжнее выпускаемые в этих отраслях транспортные средства.

Группа исследователей из Северной Каролины и Канады смогли синтезировать сплав нового типа, которому предрекают произвести революцию в технологиях машиностроения. Сплав пока не получил официального названия, поэтому в научных работах обозначается по химической формуле — Al20Li20Mg10Sc20Ti30. Состав представляет собой смесь 5 известных металлов: магния, алюминия, лития, титана и скандия. Плотность материала не превышает плотность алюминия, а по прочности он превзошёл входящий в его состав титан.

Главный секрет заключается в методе производства сплава. Перед изготовлением в равных пропорциях тщательно перемешивают и усредняют порошкообразные ингредиенты с размером частиц не выше 12 нанометров. После этого идёт процесс сплавления при помощи диффузии под избыточным давлением в 5,9 ГПа.

Значения, которые демонстрирует этот новый материал, превосходят все существующие конструкторские аналоги на данный момент. Ближе всего по плотности к нему находятся отдельные сорта керамики, но они очень уступают в хрупкости. Прочность нового металлического сплава держится на уровне углеродного волокна, но такое волокно слишком пластично, что вызывает его деформации при больших нагрузках или механическом воздействии, поэтому его применение в машиностроении сильно ограничено.

Сейчас ведутся разработки по выпуску сплава в промышленных масштабах и по удешевлению его производства до минимальных значений. А пока специалисты и учёные называют его «материалом будущего», и поскольку у этой точки зрения в научных кругах нет противников, можно надеяться, что именно такая роль ему и уготована.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.