Чинники,що формують споживні властивості металевого посуду

Споживчі властивості металевого посуду значною мірою визначаються властивостями вживаних для їх виготовлення металів і сплавів, способами виготовлення, декоруванням.

Метали - речовини, що характеризуються високою електро - і теплопровідністю, здатністю відбивати електромагнітні хвилі, деформуватися. Мають специфічний " металевий" блиск, непрозорі. Ці властивості мають і металеві сплави, що складаються з декількох металів або з металів і неметалів.

Матеріали, з яких виготовляється посуд, можуть бути найрізноманітнішими. Для різного посуду використовуються найрізноманітніші матеріали, кожен з яких має свої переваги і свої недоліки.

Усі метали і сплави прийнято ділити на чорні і кольорові. Залізо і сплави на його основі (сталь, чавун) називають чорними металами, інші метали і сплави - кольоровими.

Залізо (технічно чисте) - метал сріблясто-білого кольору, містить 99,8 - 99,9% чистого заліза і 0,1 - 0,2% домішок. З багатьма елементами залоз здатне утворювати тверді розчини: з металами - тверді розчини заміщення, з вуглецем, азотом і воднем - тверді розчини впровадження.

Сталь - сплав заліза з вуглецем, зі змістом останнього менше 2,14%. За вмістом вуглецю розрізняють, стали низьковуглецеві (менше 0,25%), середньовуглецеві (від 0,25 до 0,6%) і високовуглецеві (0,6 - 2,14%). В порівнянні з чавуном сталь має більш високі фізико-хімічні властивості, вона характеризується більшою міцністю і пластичністю, її можна кувати, прокатувати, обробляти різанням, вона має достатню рідкотекучість для отримання виробів і деталей методом литва. Сталі мають достатню пружність, гнучкість, твердість, легкість, хороші магнітні властивості, відносно високу корозійну стійкість. Так само як в чавуні, в сталі, окрім заліза і вуглецю, є присутніми домішки. Основні: фосфор, сірка, марганець, кремній, кисень. Домішки можуть бути як корисними, так і шкідливими.

До сталі з особливими властивостями відносять в першу чергу нержавіючі сталі. Основним легуючим елементом нержавіючих сталей є хром. При введенні в сталь більше 13% хрому сталь стає некорозійною, проте при введенні хрому більше 20% різко зростає її крихкість. Зменшення концентрації вуглецю в хромистих сталях також сприяє збільшенню корозійної стійкості. Основними марками є 12Х18Н9Т, 04Х18Н10, 17Х18Н9. Ці сплави використовують для виготовлення кухонного посуду (наприклад, відома фірма " Цептер" для свого посуду використовує хромонікелеві сплави).

Алюміній - метал сріблясто-білий, легкоплавкий (температура плавлення - 659 С), легкий (щільність - 2700 кг/М3). Має високу електро- і теплопровідністю. Алюміній добре обробляється тиском в гарячому і в холодному стані, добре полірується. Його відбивна здатність близька до срібла (коефіцієнт відображення - близько 90%). Алюміній має високу корозійну стійкість, а також стійкість до дії морської і прісної води, аміаку, практично не взаємодіє з кислотами і харчовими продуктами. Висока хімічна стійкість алюмінію обумовлена утворенням на поверхні металу тонкої захисної плівки оксиду алюмінію. Ця плівка оберігає виріб з алюмінію від руйнування і окислення.

Нейзильбер - сплав міді, нікелю і цинку (нікель - 13 - 17% цинк - 18 - 22%). Має сріблястий колір з синюватим відливом високу щільність, міцність, твердість, корозійну стій кістка. Зовні вироби з нейзільберу дуже схожі на срібні. Сплав застосовується для виробництва так званого посрібленого посуду.

Нікель. Метал сріблясто-білого кольору, важкий (щільність 8900 кг/м3), досить пластичний, має високу корозійну стійкість, хімічну стійкість до води, повітря і кислот. Виняток становлять сірковмісні з'єднання. При взаємодії з ними на поверхні металу утворюються сульфіти і сульфати (плівки зеленого і коричневого кольору). Чистий нікель не токсичний, добре полірується, характерний металевий блиск зберігається тривалий час, тому використовується як захисно-декоративні покриття посуду.

Якість металевого посуду, сукупність їх споживчих властивостей, багато в чому залежить від властивостей металів і сплавів, вживаних при виготовленні виробів, а також від якостей технологічних процесів, їх повноти і послідовності проведення.

Сукупність і послідовність технологічних процесів і операцій, при виготовленні металевого посуду може передбачати:

Отримання чорнових виробів або деталей (заготівель);

Обробку заготівель (механічну, термічну, фізико-хімічну, хіміко-термічну);

Складання виробів;

Нанесення захисно-декоративних покриттів;

Завершальну обробку;

Контроль якості готових виробів.

Які саме технологічні операції будуть зроблені, залежить від виду виробу, а також загальних і специфічних вимог, що пред'являються до нього (наприклад, виробництво чавунної сковороди без ручок, включатиме литво заготівлі і обробку її поверхні).

Метод лиття є найпоширенішим способом виготовлення металевого посуду. Його суть полягає в тому, що розплавлений метал, залитий у форму, застигає в ній і придбаває задані контури і розміри. Заготівлі, отримані методом лиття, називають відливаннями. Нині відливання отримують литвом в піщано-глинисті (земляні) форми і спеціальним литтям.

До спеціальних способів литва відносяться:

лиття в металеві форми (кокільне литво);

лиття в оболонкові (шкаралупи) форми;

відцентрове лиття;

лиття під тиском;

лиття по моделях, що виплавляються.

Вони дозволяють отримувати напівфабрикати і вироби з точними розмірами і високою чистотою поверхні. Застосовуються, як правило, для кольорових металів і сплавів.

Металевому посуду можна надати необхідної форми і розмір, використовуючи здібності металу до пластичної деформації під впливом зовнішніх сил. При цьому змінюються структура матеріалу і, відповідно, його властивості.

Метал може оброблятися тиском в гарячому і в холодному стані. Гаряча обробка покращує структуру матеріалу: за рахунок перекристалізації утворюється дрібнозерниста структура, заварюються усадкові порожнечі і рихлість, іноді наявна в зливках, що підвищує механічні властивості матеріалу. При холодній обробці - зерна металу витягуються у напрямі плющення, метал придбаває характерну структуру типу волокнистою і анізотропія. Збільшується твердість, але зменшуються деформаційні властивості.

Для побутового посуду застосовують наступні способи обробки металів тиском.

Плющення - пропускання металевої заготівлі між двома системами валків прокатного стану, що обертаються в протилежних напрямах. Прокат розрізняє листовий і сортовий (чи профільний). Плющення може бути холодним і гарячіше. Плющення використовують для отримання листової сталі, використовуваної надалі для корпусів посуду.

Кування - отримання виробів і заготівель складних форм з сильно нагрітого металу за допомогою послідовних ударів кувалди або молота.

Штампування - надання металу певної форми за допомогою тиску штампу. Розрізняють об'ємне і листове штампування.

Листове штампування є формуванням деталей (переважно в холодному стані) з листового прокату на пресах за допомогою матриці і пуансона. Листове штампування - один з самих високопродуктивних методів обробки металів тиском. Застосовується для виготовлення металевого посуду.

Волочіння - процес простягання заготівлі через отвір волоки. При волочінні зменшується поперечний переріз заготівлі і збільшується довжина. Виріб придбаває точні розміри, гладку поверхню.

Карбування - отримання на листовій заготівлі опукло-увігнутого рельєфу за рахунок незначного переміщення металу під штампом.

Механічна обробка заготівель (чи обробка різанням) - необхідний технологічний процес. В процесі обробки різанням заготівля набуває остаточної форми, задані розміри і необхідну чистоту поверхні. У загальному вигляді обробка різанням полягає в знятті надлишків металу (припуска) у вигляді стружки із заготівель, отриманих литтям, плющенням або куванням.

Найбільш поширеними способами обробки металів різанням є точіння, свердління, фрезерування, стругання, нарізування різьблення. Ці способи обробки розрізняються конструкцією вживаного різального інструменту і характером відносних рухів інструменту і оброблюваної заготівлі.

Фізико-хімічні методи обробки металів застосовують при виготовленні виробів з матеріалів, які важко або неможливо обробляти механічним способом, наприклад, надтверді метали і сплави. Цими методами можна з великою точністю і високою ефективністю отримувати порожнини або отвори дуже малих розмірів або складних форм, виготовляти деталі з вузькими криволінійними пазами.

До фізико-хімічних методів обробки заготівель відносять електроіскровий, електроімпульсний, електроконтакт і анодно-механічний. Така обробка грунтована на явищі місцевого руйнування металу під дією електрики. Найбільш поширеною є електроіскрова обробка, яку використовують при отриманні отворів в твердих сплавах, при виготовленні штампів, прес-форм, при витяганні із заготівель зламаних свердел, мітчиків і інших робіт.

Коли необхідно отримати вироби, що мають високий клас точності обробки або високу чистоту поверхні металовиробу, використовують наступні методи обробки: галтовку, крацовку, шліфування, полірування, притирання і інші.

Шліфування - це метод обробки поверхні за допомогою абразивних шліфувальних кругів, що обертаються, або голівок на шліфувальних верстатах. При обертанні круга гострі грані абразивних зерен зрізують з поверхні металу мікроскопічну стружку, що забезпечує чистоту поверхні до 10-го класу.

Полірування - є процес обробки поверхні з метою доведення виробів до необхідних розмірів, підвищення чистоти поверхні до 10-14-го класів точності і надання виробам декоративного дзеркального блиску. Полірування може робитися механічними, хімічними і електрохімічними методами.

Механічне полірування проводять на верстатах за допомогою повстяних або матер'яних кругів, на які наносять полірувальні дрібнодисперсні порошки з водою або ж спеціальні пасти. Механічне полірування забезпечує 10-11-ою класи чистоти поверхні.

Хімічне полірування - це обробка виробів в травильному розчині (суміші кислот) впродовж певного часу при кімнатній температурі або при нагріві до 90 С. При зануренні виробу у ванну з кислотами металева поверхня починає розчинятися, причому, виступи розчиняються швидше, ніж поглиблення. Розчинення виступів вирівнює поверхні і забезпечує 11-13-ою класи чистоти і дзеркальний блиск.

Електрохімічне полірування полягає в тому, що в електролітичну ванну в якості анода занурюється оброблювана деталь. При пропусканні струму ділянки, що виступають, розчиняються швидше, оскільки на їх поверхні більш висока щільність струму. Цей метод дозволяє отримати чистоту поверхні до 14-го класу з відбивною здатністю на 40-50% вище, ніж після механічного полірування.

Крацовка - це обробка поверхні металевих виробів щітками, що обертаються з великою швидкістю (близько 3 тис. про/мін), із сталевого дроту. Кінці дроту, ударяючись об поверхню виробів, очищають її. Крацовку застосовують для очищення литих виробів від формувальної суміші, для видалення іржі, окалини і інших забруднень. Цей метод застосовують для литого чавунного посуду.

Галтовка - це обробка поверхні деталей і виробів в спеціальних барабанах. У барабан разом з виробом завантажують абразивний матеріал (пісок, наждачний пил, керамічні і металеві кулі) і обертають. Галтовка може бути сухою і мокрою, коли до абразивного матеріалу додають розчини мила або лугу.

Часто готовий виріб з металу є комплексом окремих деталей і вузлів, сполучених певним чином. Технологічний процес з'єднання окремих частин в готовий виріб називається складанням.

З'єднання деталей в металовиріб може бути роз'ємним і нероз'ємним. Найбільш поширеними видами роз'ємних з'єднань, являються гвинтові і болтові з'єднання, основою яких є з'єднання деталей за допомогою різьблення. Такі з'єднання забезпечують можливість багатократного розбирання і складання готового виробу, не порушуючи цілісності окремих деталей.

До нероз'ємних з'єднань відносять: зварювання, клепку, зшивання, пайку. Нероз'ємні з'єднання широко застосовують при виготовленні метало господарських товарів, наприклад металевого посуду.

Залежно від призначення розрізняють покриття захисні і захисно-декоративні. Перші виконують тільки захисні функції (в основному захист від корозії), другі, крім того, підвищують естетичні властивості виробу, покращуючи його зовнішній вигляд. Покриття, що наносяться на металовироби, за своєю природою підрозділяються на металеві і неметалічні, останні можуть бути органічними і неорганічними.

З металевих найбільш поширені покриття оловом (лудіння), цинком, нікелем, хромом, латунню, міддю, бронзою, сріблом і золотом. З неорганічних неметалічних покриттів для побутових металотоварів найчастіше використовують силікатне емалювання. В якості неметалічних покриттів органічного походження використовують лаки, фарби, плівкові поли мірні матеріали і мастила різної консистенції.

Цинкове покриття має сірий колір і характерний малюнок, що нагадує морозний візерунок на склі. Оцинковування проводь в електролітичній ванні (тоді покриття буде дозованим, тобто певної товщини, але ГОСТ не менше 12 мкм) або звичайним зануренням. Застосовується в якості захисно-декоративних покриттів сталевих виробів (оцинкований посуд, оцинкована листова сталь, патрони електроламп). Оцинкований посуд: миски і відра обов'язково повинна мати маркування"Не для термічної обробки: токсично"!. Цей посуд призначений для зберігання продуктів, але не для приготування їжі.

Нікелеве покриття має білий колір з трохи помітним жовтуватим відтінком і сильно виражений металевий блиск. Покриття забезпечує високу корозійну стійкість і декоративну обробку поверхні. Наносять гальванічним способом. Товщина покриття не менше 9 мкм. Покриття нетоксичне, добре полірується, характерний металевий блиск зберігається тривалий час, тому використовується при виробництві посуду.

Хромове покриття має білий колір з трохи помітним блакитнуватим відтінком і сильно виражений металевий блиск. Забезпечує високу корозійну стійкість, твердість поверхневого шару і опір механічному зносу. Наносять гальванічним способом на заздалегідь обложене мідне покриття (для сталі). Товщина покриття не менше 9 мкм.

Олов'яне покриття - покриття білого кольору з невисоким блиском. Наносять електролітичним способом або натиранням для виробів на основі сплавів міді (наприклад, турки для варіння кави). Покриття захисне. Використовує для металевого посуду.

Вороніння (хімічне оксидування) застосовується для підвищення антикорозійних властивостей сталевих виробів. З метою утворення захисного покриття виріб занурюють в розчин, що складається з гідроксиду, нітриту і нітрату натрію і витримують там при температурі 130-140 З впродовж 60-90 хв. В результаті окислення на поверхні сталевого виробу утворюється плівка магнітного оксиду заліза завтовшки до 10 мкм.

Анодування (електрохімічне оксидування алюмінієвих виробів) проводиться в електролітичній ванні з 20% розчином сірчаної кислоти. В результаті на поверхні виробів утворюється плівка оксиду алюмінію (Аl2О) завтовшки до 200 мкм. Плівка може бути забарвлена мінеральними або органічними барвниками в золотистий, червоний, зелений, синій або блакитний кольори. Широко застосовується в якості захисно-декоративного покриття столового посуду.

Силікатне емалювання - це отримання емалевих покриттів на основі зеркалоутворюючих матеріалів з метою створення захисту від корозії при підвищених температурах і надання декоративному вигляду. Емалеве покриття складається з грунтової і лицьової емалей. Грунтовий шар (чорного кольору) наноситься безпосередньо на очищену металеву поверхню і забезпечує міцне зчеплення покривного шару з металом. Лицьовий шар виконує захисно-декоративну функцію.

Емалі отримують сплавом кварцевого піску, глини, крейди, польових шпатів з плавнями (бура, сода, поташ). У грунтові емалі вводять гідроксиди нікелю і кобальту для збільшення зчеплення з металевою поверхнею. У емаль для надання їй непрозорості і білизни вводять глушники (кріоліт, плавиковий шпат). Для отримання необхідного кольору емалі вводять барвники і пігменти. Наприклад, оксид хрому надає емалям зелений колір, оксид хрому і кобальту - бірюзовий, суміш сірки, селену і карбонату кобальту - червоний.

Після нанесення емалі (зануренням, наприскуванням або пульверизацією) вироби проходять, випалення при температурах близько 800 С. Далі емальовані вироби можуть бути декоровані Усі декоративні оброблення після просушування обпалюють. Емалювання використовується при виготовленні посуду.

Лакофарбні покриття використовують для захисту від корозії нехарчового посуду.

Покриття плівковими полімерними матеріалами здійснюється за допомогою нанесення захисних епоксидних смол, поліпропілену або капрону. Такі плівки мають не лише корозійну стійкість, але і електроізоляційні властивості.

Таким чином, матеріал з якого виготовляють посуд, технологія виробництва і декорування значною мірою формують якість готових виробів.

Дата добавления: 2015-09-01