Виды металлов
Виды металлов[править]
Там, где требуется повышенная прочность, упругость или где габариты не позволяют получить детали нужной прочности из неметаллических материалов, применяются различные металлы, чаще всего сталь и дюралюминий.
Наиболее широкое применение в моделировании нашли следующие металлы и сплавы: конструкционные и инструментальные стали; сплавы меди (латуни и бронзы); сплавы алюминия и магния; тяжелые металлы; металлы и сплавы, служащие припоями для соединения металлических изделий.
Характеристики самых употребительных в моделировании металлов приведены в таблице.
В таблицах даны марки стали для различного инструмента.
Таблица "Стали для различных видов инструмента"
| Инструмент | Марка стали |
| Режущий инструмент по дереву | |
| Буравы | УТА |
| Топоры, стамески, долота, фрезы, зенковки, железки рубаночные | У7А, У8А, 65Х |
| Сверла | У10А, ШХ6, ХГ |
| Пилы продольные и дисковые | У8А, ШХ6, 65Х |
| Ножи | У8А |
| Ударный инструмент | |
| Кернеры | У8А |
| Зубила, отвертки | У7А |
| Зубила для насечки напильников | У13А |
| Бородки и пробойники | У8А |
| Обжимки | У7А |
| Молотки | У7А |
| Режущий инструмент по металлу | |
| Ножницы | У10А |
| Резцы по меди | У8А |
| Резцы по латуни | У12А |
| Резцы для обработки черных металлов: токарные, столярные, долбежные | У10А, У12А, У13А, ХВ5 (РФ1, Р18, РФ2, РР6-для повышенной производительности) |
| Сверла | У10А, У12А, У13А, ДХС, В1, ХГ, ХВГ РФ2, РФ1, Р18, Р, РО |
| Метчики | У10А, У12А, ДХС, В1, ХГ, ХВГ |
| Плашки | У10А, У12А, ХГ, ХВГ, ДХС, В1, УХВС |
| Развертки | У10А, У12А, ДХС, РФ2, РФ1, Р18, Р, РО,ХГ, ХВГ |
| Фрезы | У10А, ХГ, ДХС, ХВ5, ХВГ, В2, РФ2, РФ1, Р18, Р, РО |
| Пилы по металлу | У12А |
| Шаберы | У12А, У13А, ХВ5, ХГ |
| Граверный инструмент | У13А, ХВ5 |
| Полотна ножовочные | У10А, В2 (для повышенной устойчивости) |
Таблица "Стали для металлорежущего инструмента"
| Инструмент | Марка стали | Температура закалки °С | Охлаждающая среда | Температура отпуска °С | Примечание |
| Зенковки | У12А | 760-790 | Вода | 210 | Хвостовик отпустить до 260 °С |
| Развертки | 212А | 760-790 | "" | 220 | - |
| Пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы | У7А | 780-830 | "" | 300 | Калить только рабочую часть |
| Кусачки | У7А | 780-830 | "" | 240 | - |
| Молотки | У7А | 780-830 | Вода | 250 | - |
| Железки рубаночные | У8А | 780-830 | "" | 280 | - |
| Стамески | У8А | 780-830 | "" | 240 | - |
| Долота столярные | У8А | 780-830 | "" | 280 | - |
| Отвертки машинные | У7А | 780-830 | "" | 220 | - |
| Фрезы разные | РФ-1, Р8 | 1280 | Масло | 560 (дважды) | Медленный нагрев до 800 °С |
| Обжимки ручные | У7А, У8А | 780-830 | Вода | 280-300 | - |
| Натяжки | У8А | 780-830 | "" | 280-300 | - |
| Цанги | У8А | 780-830 | "" | 240 | Пружинящую часть отпустить до 200°С |
| Ножницы по металлу | У7А | 780-830 | "" | 240 | - |
| Зубила и крейцмессели | У8А, У7А | 810-820 | "" | 240 | - |
| Чертилки | У10А | 760--810 | "" | 200 | - |
| Бородки | У7А, У8А | 780-830 | "" | 260 | - |
| Шаберы | У12, ХГ | 830 | Масло | 200 | - |
В таблицах также показано состояние поставки металлов, сортамент которых очень обширен и сведен в специальных справочниках, которыми и следует пользоваться.
Сплавы, в которых основными составляющими являются железо и углерод, называют черными металлами. Стали, в которых добавлены другие элементы, называются легированными и подразделяются на инструментальные или специальные.
У моделистов нередко появляется необходимость определить сорт той стали, которой он располагает.
Простейший способ определения - «на искру», то есть по цвету и форме искр, образующихся при соприкосновении образца с наждачным вращающимся камнем.
Кроме листового и пруткового материала, в моделировании широко применяются проволока и трубки различных диаметров и сечений.
Из проволоки делают корды, крепления крыльев, тяги, шасси, пружины, валы винтов и многие другие детали. Лучшей является рояльная или авиационная проволока I класса (ОВС - особо высокого сопротивления) и II класса (ВС - высокого сопротивления). Механические свойства этой проволоки зависят от ее диаметра. Проволока этих классов выпускается диаметром до 5 мм и в большинстве случаев (кроме пружин) не требует дополнительной термической обработки.
Таблица "Проволока ВС и ОВС (ГОСТ 9389—60)"
| Диаметр проволоки, мм | Масса 1 пм, г | ВС (II кл.) | ОВС (I кл.) | ||
| разрывающее усилие, кгс | предел прочности, кгс/мм2 | разрывающее усилие, кгс | предел прочности, кгс/мм2 | ||
| 5 | 153 | 2160 | 110 | 2750 | 140 |
| 4,5 | 124 | 1520 | 115 | 1905 | 145 |
| 4 | 98 | 1505 | 120 | 1880 | 150 |
| 3,5 | 76 | 1200 | 125 | 1535 | 160 |
| 3 | 55,1 | 915 | 130 | 1165 | 165 |
| 2,5 | 38,2 | 715 | 145 | 835 | 170 |
| 2,3 | 32,4 | 623 | 150 | 710 | 170 |
| 2 | 24,5 | 490 | 155 | 550 | 175 |
| 1,8 | 19,8 | 395 | 155 | 445 | 175 |
| 1,6 | 15,6 | 332 | 165 | 362 | 180 |
| 1,5 | 13,8 | 275 | 165 | 320 | 180 |
| 1,4 | 12,1 | 254 | 165 | 277 | 180 |
| 1,2 | 8,8 | 187 | 165 | 204 | 180 |
| 1 | 6,1 | 138 | 175 | 150 | 190 |
| 0,9 | 5 | 115 | 180 | 128 | 200 |
| 0,8 | 3,9 | 95 | 180 | 105 | 200 |
| 0,7 | 3 | 73 | 190 | 81 | 210 |
| 0,6 | 2,2 | 54 | 190 | 59 | 210 |
| 0,5 | 1,5 | 37,3 | 200 | 41 | 210 |
| 0,4 | 1 | - | - | 27,5 | 220 |
| 0,3 | 0,6 | - | - | 15,5 | 220 |
При изготовлении деталей из проволоки ОВС надо помнить, что минимально допустимый радиус загиба равен двум диаметрам проволоки, а число перегибов зависит от диаметра проволоки и составляет от 3 до 40. Излишне большое число перегибов приводит к образованию продольных трещин и потере прочности проволоки. Прочность снижается также в конструкциях, где соединение проволоки выполнено при помощи пайки.
Для большей прочности место стыка обматывают тонкой медной проволокой и пропаивают оловом. Для того чтобы не ослабить прочности, сразу же после пайки еще не остывшее место стыка охлаждают водой.
Пайка стальной проволоки твердыми медными и серебряными припоями возможна, но не рекомендуется, так как требует последующей сложной термической обработки.
Проволоки ВС и ОВС можно соответственно заменить проволоками П (повышенной прочности) и В (высокопрочной). Предел прочности и разрывающее усилие их меньше на 10-15%.
Особое место среди изделий из проволоки ВС и ОВС занимают цилиндрические витые пружины. Навивку пружин удобно и просто вести на стержне, изображенном на рисунке.
Сделав нужное количество витков, тиски разжимают. При этом надо быть осторожным, так как освободившаяся пружина повернет несколько раз рукоятку стержня в обратном направлении. При освобождении пружины число витков ее уменьшится, а диаметр увеличится. Поэтому диаметр стержня следует подбирать так, чтобы он был меньше необходимого внутреннего диаметра пружины.
Второй способ навивки пружин на токарных станках более сложен и применяется для навивки силовых пружин из проволоки диаметром более 3 мм.
После навивки пружину можно отпустить. Температура отпуска 260-300 °С (нагрев в масле), продолжительность выдержки при отпуске 5 мин на каждый миллиметр диаметра проволоки.
Проволока из цветных металлов применяется для различных мелких деталей и заклепок, обмотки при пайке узлов креплений и других поделок.
В практике моделирования находят применение тяжелые сплавы свинца, олова, сурьмы, значительно реже кадмия и висмута, а также золото, серебро, платина. В тех случаях, когда требуется произвести изменение центра тяжести или балансировки, применяют особо тяжелые металлы или сплавы. Так, чтобы сбалансировать однолопастный винт скоростной модели, надо уравновесить лопасть на возможно малом радиусе. Аналогичным образом осуществляют балансировку лопастей вертолетов или рулей динамически подобных и летающих моделей.
Некоторые детали стендовых моделей и даже фигурки людей можно отливать из легкоплавких металлов и сплавов олова и свинца в гипсовые или резиновые формы. В качестве литьевого металла с температурой плавления в пределах 200-300 °С можно использовать третник (припой ПОС-30), ПОС-40.