Основы обработки металлов давлением
При обработке металлов давлением изменяется не только форма исходной заготовки, по и их структура и механические свойства. Для облегчения обработки металлов и сплавов давлением их предварительно нагревают. Каждый металл и сплав имеет оптимальную температурную зону нагрева: алюминиевые сплавы 350-500°С,’ сплавы меди 600-850° С, стали 900-1300° С.
Правильный нагрев металла перед обработкой обеспечивает получение мелкозернистой структуры, удаление и заваривание газовых пузырей и других дефектов. Все это приводит к уплотнению и повышению механических свойств металлов.
При обработке металлов при температуре, ниже рекомендуемой, или в холодном состоянии зерна металла вытягиваются, частично разрушаются, при этом происходит повышение твердости, прочности, упругости и снижается пластичность. Это явление называется наклепом.
Основными видами обработки металлов давлением являются прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка и холодное профилирование металла.
Прокатка – процесс деформирования металла путем пропуска заготовки между вращающимися валками, зазор между которыми меньше толщины обрабатываемой заготовки. Металл захватывается валками (благодаря трению между металлом и валками) и осуществляется деформация и движение заготовки в направлении подачи. При прокатке плоской заготовки толщина ее уменьшается, а длина и ширина увеличиваются. Валки бывают гладкие и калиброванные, в зависимости от которых получают гладкий или рифленый прокат. С помощью прокатки изготовляют рельсы, балки, листы, швеллеры, уголки, квадрат и арматурную сталь.
Волочение – процесс протягивания заготовки (прутка или трубы) через коническое отверстие размером, несколько меньшим, чем сечение заготовки. Многократным волочением изготовляют высокопрочную проволоку, трубы и т. д. Преимущества волочения следующие: возможность получения очень тонких профилей с точными размерами, повышение прочности и твердости металла за счет наклепа, т. е. упрочнения, вызванного накоплением внутренней потенциальной энергии за счет уплотнения структуры металла. При многократном волочении наклеп может быть настолько значительным, что дальнейшая деформация станет невозможной.
Прессование – процесс выдавливания металла заготовки главным образом из цветных металлов и сплавов через профильное отверстие замкнутой формы для получения определенной формы изделия.
Ковка (свободная) – процесс свободного деформирования нагретой заготовки, осуществляемого последовательными ударами молота или нажимами пресса. Свободная ковка является наиболее простым и широко распространенным видом обработки давлением.
Ковка в штампах представляет собой процесс деформирования нагретой заготовки штампом по форме соответствующей конфигурации. Производительность ковки в штампах по сравнению со свободной ковкой выше в 50 раз и более. Ковка в штампах намного экономичнее свободной ковки, при этом качество и точность поковок в штампах также повышаются.
Листовая штамповка (холодная) выполняется преимущественно на прессах для обработки листового, ленточного и полосового материала в виде вырезки полосы, вытяжки пустотелых, открытых с одной стороны изделий и т. д. В последнее время внедряется штамповка массивных деталей методом взрыва, который является более экономичным по сравнению с другими методами.
Похожие статьи