Процессы обработки металлов давлением

Под обработкой металлов с помощью давления понимают такой вид обработки, при котором определенной заготовке, будь она в холодной или же заранее разогретой, придают необходимую форму. Сюда же можно отнести достижение заданных размеров, а также прочностных характеристик, которые достигаются путем воздействия сил извне.

Понятие пластической деформации металлов и сплавов

Любые процессы обработки металлов давлением основываются на единственном принципе, что состоит в пластичности металлов. Именно эту характеристику и задействую металлурги. Любой металл может измениться под влиянием каких-то определенных внешних сил. Его можно заставить необратимо изменить свою форму и при этом не разрушить основную структуру, немного ее изменив. Любые пластические изменения формы тел называют пластической деформацией. Сама пластичность сплавов и металлов разнообразна. В первую очередь, она зависит от таких параметров как:

• структура исходника;
• температура, до которой выполняется нагрев;
• химический состав металла или сплава;
• степень и скорость выполнения деформации и т.д.

От чего зависит степень пластичности исходника

Самой высокой степенью пластичности отличаются так называемые чистые металлы. У сплавов она значительно ниже. У литого металла показатель пластичности так же значительно ниже, чем у того, который просто деформирован. Для того чтобы повысить степень пластичности прибегают к повышению температуры. В этом случае прочность становится значительно ниже и придать металлу заданную форму значительно легче. Соответственно, чем ниже прочность исходного сплава или металла, тем меньше потребуется затрат на его деформацию. В частности речь идет о минимальных механических работах. Пластичность может изменять скорость своего течения. Так, например если скорость деформации повышать постепенно, то пластичность снижается. Если же скорость выполнения деформации наращивать, то и степень пластичности возрастет. Если по недосмотру или просчету предельная степень деформирования по отношению к какому-либо металлу или сплаву нарушена, то это может привести к образованию:

• надрывов;
• трещин;
• нежелательных дефектов изделия.

Именно поэтому при выполнении каких-либо изменений, в частности использования деформации, нужно помнить о целостности металла и стараться не нарушать ее.

Процессы обработки металлов давлением и их описание

Объем металла, который поддается деформации в процессе пластических изменений, остается неизменным. Исходник будет течь в ту сторону, где самое маленькое сопротивление его перемещению. Сам процесс деформации будет осуществляться за счет использования внутренних напряжения в металле, что неизменно возникают при приложении внешних сил на поверхностях скольжения. Современное производство и технологии чрезвычайно развиты, хотя многие уверены, что нет предела совершенству. Выпускаемая продукция металлургических предприятий чрезвычайно разнообразна, ибо различные способы и варианты обработки металлов давлением очень часто специально разрабатывались и совершенствовались для получения конкретных деталей с определенным набором характеристик. В зависимости от того, какими свойствами обладает металл, поддаваемый обработке, какую форму необходимо получить из заданного исходника, наличие возможностей и масштабов конкретного производства для обработки металлов давлением используют:

• прокат;
• волочение;
• прессование;
• ковку;
• штамповку двух видов.

Прокат

Суть прокатного производства лежит в пластическом деформировании металла, который может быть как в горячем, так и в холодном виде. Его обаятельно пропускают между валками, что вращаются в разные стороны. При этом применяется заготовка, у которой толщина значительно больше, нежели зазор между валками. За счет большой силы трения, металл втягивается в зазор, в результате чего его толщина в значительной степени уменьшается, в параметры длины и ширины увеличиваются настолько, насколько позволяют валки. Любые прокатные процессы осуществляются на прокатных станах, которые на самом деле являются специальными машинами. Форму поперечного сечения, которая у каждого стана своя, называют профилем. Такие процессы обработки металлов давлением как прокатка, позволяют выполнять:листы;двутавры;швеллеры;рельсы;профили, обладающие как квадратной, так и круглой формой. Под сортаментом понимают совокупность различных профилей, т.е. форм поперечного сечения.

Волочение

Когда заготовка или металл протягивается с определенным усилием через отверстие в матрице, чье поперечное сечение гораздо меньше, чем у исходника, то этот процесс называется волочением. Осуществляется оно на специальных станках. При этом в большинстве случаев нагрев не используется. Все манипуляции выполняются «на холодную». В результате получают изделие с высоким качеством поверхности, как это можно заметить по проволоке. С помощью волочения можно получить:

• проволоку, чей максимальный диаметр может составлять 16 мм;
• трубы, чей диаметр будет лежать в диапазоне от 0,2 до 20 мм высокого качества;
• пустотелые профили.

Прессование

Металл помещают в совершенно замкнутое пространство и начинают его постепенное выдавливание через отверстие, сечение которого гораздо меньше, чем сечение исходного материала. Здесь применяется нагрев и этот процесс получил название прессования. Отверстие в матрице, через которое выдавливается металл, обладает определенным сечением, что определяет профиль готового изделия. Основным материалом для прессовки служит:

• алюминий;
• медь;
• цинк;
• олово;
• сталь;
• свинец;
• медные и алюминиевые сплавы.

Такие процессы обработки металлов давлением как прессование используют для изготовления:

• профилей высокого уровня сложности;
• труб;
• прутков.

Для того чтобы прессование стало возможным, используют температурный режим, что применяется для горячей обработки металлов под давлением.

Ковка

Механическое воздействие на исходник, а именно с помощью ударов или нажатия называют ковкой. Осуществляют ее с помощью молота, кузнечных инструментов или прессом. Ковка бывает ручной и машинной. Первая применяется в:

• частном, т.е. персональном или же том производстве, где необходима малочисленная серия продукции;
• в процессе ремонтных работ;
• выполнении небольших поковок, масса которых не превышает 8 кг.

Ковка машинного типа осуществляется за счет ударов падающих частей ковочного молота или же под давлением пресса, в результате чего металл деформируется. Ковка применяется для того чтоб получить как сложные, так и простые элементы с повышенными механическими свойствами. При этом масса изделия может быть от долей миллиграмма до 300 тонн. Большинство выполненных поковок нуждаются в обработке механического типа на металлорежущих станках.

Штамповка

Этот процесс деформации осуществляется в штампах. Принято различать листовую и объёмную штамповку. В первом случае в качестве исходника используется лента, листовой материал или же металлические полосы. Объемная штамповка характеризуется большой точностью размеров готового изделия и качеством лицевой поверхности. Этот процесс обработки металлов превосходит по своим показателям машинную и ручную ковку.

Источник http://allkomp.ru/category/programmirovanie