Лекії по ОМТ гр.М 17
лекції сучасні тех.пр.омт М 17
практ.роб.ОМТ
Нові лекції ОМТ

4.05.20р.

Тема .Пресування

Пресування – вид обробки тиском, при якім метал видавлюється із замкненої порожнини через отвір у матриці, відповідне до перетину прессуемого профілю.

Це сучасний спосіб одержання різних профільних заготовок: прутків діаметром 3…250 мм, труб діаметром 20…400 мм із товщиною стінки 1,5…15 мм, профілів складного перетину суцільних і порожніх із площею поперечного переріза до 500 див2.

Уперше метод був науково обґрунтований академіком Курнаковым Н.С. в 1813 році й застосовувався головним чином для одержання прутків і труб з олов'янисто-свинцевих сплавів. У цей час у якості вихідної заготовки використовують злитки або прокат з углеродистых і легованих сталей, а також з кольорових металів і сплавів на їхній основі (мідь, алюміній, магній, титан, цинк, нікель, цирконій, уран, торий).

Технологічний процес пресування включає операції:

•підготовка заготовки до пресування (разрезка, попереднє обточування на верстаті, тому що якість поверхні заготовки впливає на якість і точність профілю);

•нагрівання заготовки з наступним очищенням від окалини;

•укладання заготовки в контейнер ;

•безпосередньо процес пресування;

•обробка виробу (відділення прес-залишку, разрезка).

Пресування проводиться на гідравлічних пресах з вертикальним або горизонтальним розташуванням плунжера, потужністю до 10 000 т.

Застосовуються дві методи пресування: прямій і зворотний .

При прямім пресуванні рух пуансона преса й витікання металу через отвір матриці відбуваються в одному напрямку. При прямім пресуванні потрібно прикладати значно більше зусилля, тому що частина його затрачається на подолання тертя при переміщенні металу заготовки усередині контейнера. Прес-залишок становить 18…20 % від маси заготовки ( у деяких випадках – 30…40 %). Але процес характеризується більш високою якістю поверхні, схема пресування більш проста.

Процес пресування характеризується наступними основними параметрами: коефіцієнтом витяжки, ступенем деформації й швидкістю витікання металу з очка матриці.

5.05.20р. Тема.Кування

Кування – спосіб обробки тиском, при якім деформування нагрітого (рідше холодного) металу здійснюється або багаторазовими ударами молота або однократним тиском преса.

Формоутворення при куванні відбувається за рахунок пластичного плину металу в напрямках, перпендикулярних до руху деформуючого інструмента. При вільнім куванні плин металу обмежений частково, тертям на контактній поверхні деформируемый метал – поверхня інструмента: бойків плоских або фігурних, підкладних штампів.

Куванням одержують різноманітні кування масою до 300 т. Первинною заготовкою для кувань є:

•злитки, для виготовлення масивних великогабаритних кувань;

•прокат сортовий гарячекатаний простого профілю (коло, квадрат).

Кування може проводитися в гарячому й холодному стані.

Холодному куванню піддаються дорогоцінні метали – золото, срібло; а також мідь. Технологічний процес холодного кування складається із двох операцій, що чергуються: деформації металу й рекристаллизационного отжига. У сучасних умовах холодне кування зустрічається рідко, в основному в ювелірнім виробництві.

Гаряче кування застосовується для виготовлення різних виробів, а також інструментів: карбівок, зубил, молотків і т.п.

Матеріалом для гарячого кування є малоуглеродистые стали, углеродистые інструментальні й деякі леговані сталі. Кожна марка сталі має певний інтервал температур початку й кінця кування, що залежить від состава й структури оброблюваного металу. Температурні інтервали початку й кінця кування для углеродистых сталей наведені в табл. 1.

Температурні інтервали початку й кінця кування для углеродистых сталей

Марка сталі	Температури кування, T ºC
Марка сталі

	початку	кінця


Ст 1	1300	900


Ст 2	1250	850


Ст 3	1200	850


Сталь В7, В8, В9	1150	800


Сталь В10, В12, В13	1130	870

Операції кування

Розрізняють кування попередню й остаточну. Попередня (або чорнова) кування являє собою ковальську операцію обробки злитка для підготовки його до подальшої деформації прокаткою, пресуванням і т.п. Остаточна (чистове кування) охоплює всі методи ковальської обробки, за допомогою яких виробу надають остаточну форму.

Попередні операції

Биллетирование – перетворення злитка в болванку або заготовку: включає збивання ребер і усунення конусности.

Обтиснення при биллетировании становить 5…20 %. Проковування зливка призначене для обтиснення металу в кутах злитка з метою попереднього деформування литому структури – дендритів, які мають стики в цих кутах. Биллетирование сприяє заварці повітряних міхурів і інших підкіркових дефектів литому структури, створенню пластичного поверхневого шару металу, що сприятливо впливає на подальшу деформацію. Після биллетирования роблять обрубання донної частини зливка.

Рубання – застосовується для відділення від основної заготовки негідних частин або для поділу заготовки на частині .

Рубання проводиться в холодному й гарячому стані. У холодному стані рубають тонкі й вузькі смуги й прутки перетином 15…20 мм. Більш товсті заготовки нагрівають.

Схема рубання заснована на дії деформуючої сили на малу площу зіткнення інструмента із заготовкою, а реакція цієї сили з боку нижньої частини розподілена по великій поверхні заготовки, і пластичної деформації тут не виникає.

Залежно від габаритів і форми заготовок використовують способи рубання:

•з одного боку – для тонких заготовок;

•с двох сторін, спочатку здійснюється попередня надрубка заготовки на 0,5…0,75 висоти, після кантування на 1800 проводиться остаточне рубання;

•с трьох сторін – для круглих і великих заготовок, здійснюються дві надрубки на глибину 0,4 діаметра заготовки з кантуванням на 1200, після другого кантування на 1200 проводять остаточне рубання;

•с чотирьох сторін – для великих заготовок, після надрубки із чотирьох сторін у центрі залишається перемичка прямокутного перетину, по місці якої роблять поділ заготовки на частині.

8.05.20р. Тема. Основні операції

Осідання – операція обробки тиском, у результаті якої зменшується висота й одночасно збільшуються поперечні розміри заготовок .

Осаду застосовують для одержання форми кування, з метою зменшення глибини прошивання, для забезпечення відповідного розташування волокон у майбутній деталі (

при виготовленні шестірнею забезпечується підвищена міцність зубів у результаті радіального розташування волокон), як контрольну операцію ( через значну деформацію по периметру на бічній поверхні розкриваються дефекти).

При виконанні опади потрібно, щоб інструмент перекривав заготовку. Внаслідок тертя бічна поверхня заготовки, що осаджується, здобуває бочкообразную форму, це характеризує нерівномірність деформації. Повторюючи осаду кілька раз із різних сторін, можна привести заготовку до первісної форми або близької до неї, одержавши при цьому більш висока якість металу й однакова його властивості в усіх напрямках.

Середній діаметр заготовки визначається по формулі:

D = do√ho/h

Осіданню піддають заготовки, для яких висота не перевищує 2,5…3 діаметра. А якщо ні, то можливий або поздовжній вигин заготовки, або утвір седлообразности.

Різновидами опади є висадження й осаду розгоном торця.

Висадження – ковальська операція, що полягає в деформуванні частини заготовки (кінцевої частини або середини).

Для проведення операції використовують місцеве нагрівання, наприклад, у середині заготівки, або обмежують деформацію на частині заготівки кільцевим інструментом .

Осаду розгоном торця дозволяє зменшити висоту й збільшити площу ренее осаженной заготовки .). Локалізація деформації дозволяє зменшити зусилля опади.

Протягання (витяжка) – ковальська операція, у результаті якої відбувається збільшення довжини заготовки за рахунок зменшення площі її поперечного переріза.

Протягання не тільки змінює форму заготовок, але й поліпшує якість металу. Операція полягає в нанесенні послідовних ударів і переміщенні заготовки, при цьому між бойками під час удару перебуває тільки частина заготовки. Після кожного обтиснення заготовка просувається на величину, меншу, чому довжина бойка .

Простягати можна плоскими і вирізними бойками. Протягання на плоских бойках може виконуватися двома способами.

Перший спосіб. Протягання виконується по всій довжині зливка або заготовки спочатку з одного боку, а після кантування на 90 0 – з іншої сторони і т.д.

Більші по довжині кування можуть звиватися в бойках кінцями вниз. Щоб виправити вигин, кування кантують спочатку на 180 0, а потім на 90 0.

Другий спосіб. Почергове протягання на плоских бойках ( по гвинтовій лінії) – після кожного обтиснення випливає кантування на 90 у ту саму сторону, після кожних чотирьох обтиснень випливає подача. Спосіб більш трудомісткий, застосовується при куванні твердих інструментальних сталей.

При протяганні на плоских бойках у центрі виробу можуть виникнути (особливо при проковуванні круглого перетину) значні розтягувальні напруги, які приводять до утвору осьових тріщин.

Протягання у вирізних бойках або в комбінації плоских бойків з вирізними використовується при куванні легованих сталей зі зниженою пластичністю. Завдяки бічному тиску, створюваному твердими стінками інструмента підвищуються стискаючі напруги, збільшується пластичність металу. Одержують кування більш точні за формою й розмірам. Зростає швидкість протягання.

При протяганні з кола на коло у вирізних бойках, сили, спрямовані із чотирьох сторін до осьової лінії заготовки, сприяють більш рівномірному плину металу й усуненню можливості виникнення вісьових тріщин.

Різновидами протягання є розгін, протягання з оправленням, розкочування на оправленні.

Розгін (зчалювання) – операція збільшення ширини частини заготовки за рахунок зменшення її товщини .

Операція виконується за рахунок переміщення інструмента в напрямку, перпендикулярному осі заготовки.

Протягання на оправленні – операція збільшення довжини пустотілої заготовки за рахунок зменшення товщини її стінки й зменшення зовнішнього діаметра .

Протягання виконують у вирізних бойках (або нижньому вирізному 3 і верхньому плоскому 2) на злегка конічнім оправленні 1. Простягають в одному напрямку – до кінця, що розширюється, оправлення, що полегшує її видалення з кування. Оправлення попередньо нагрівають до температури 160…200 0 С.

Розкочування на оправленні – операція одночасного збільшення зовнішнього й внутрішнього діаметрів кільцевої заготовки за рахунок зменшення товщини її стінок.

Заготовка 5 опирається внутрішньою поверхнею на циліндричне оправлення 6, установлювану кінцями на підставках 7, і деформується між оправленням і вузьким довгим бойком 4. Після кожного обтиснення заготовку повертають щодо оправлення.

Протягання з оправленням і розкочування на оправленні часто застосовують спільно. Спочатку розкочуванням знищують бочкообразность попередньо осаженной і прошитої заготовки й доводять її внутрішній діаметр до необхідних розмірів. Потім протяганням з оправленням зменшують товщину стінок і збільшують до заданих розмірів довжину заготівки.

Прошивання – операція одержання в заготівці наскрізних або глухих отворів за рахунок витиснення металу .

Інструментом для прошивання служать прошивні суцільні й пустотілі. Пустотілі прошивають отвору великого діаметра (400…900 мм).

При наскрізнім прошиванні порівняно тонких кувань застосовують підкладні кільця . Більш товсті кування прошивають із двох сторін без підкладного кільця . Діаметр прошивня вибирають не більш половини зовнішнього діаметра заготовки, при більшому діаметрі прошивня заготовка значно спотворюється. Прошивання супроводжується відходом (выдрой).

Гнучка – операція додання заготовці або її частині вигнутої форми по заданому контуру .

Гнучка супроводжується викривленням первісної форми поперечного переріза заготівки й зменшенням його площі в місці вигину (утяжка). Для компенсації утяжки в зоні вигину заготовці надають збільшені поперечні розміри. При гибке можливий утвір складок по внутрішньому контуру й тріщин по зовнішньому. Для запобігання цього явища по заданому куту вигину підбирають відповідний радіус скругления. Радіус у місці вигину не повинен бути менше півтора товщин заготівки.

Цією операцією одержують косинці, скоби, гачки, кронштейни.

Скручування – операція, що полягає в повороті однієї частини кування навколо загальної осі стосовно іншої її частини під певним кутом.

Розрізняють два випадки:

•поворот на кут до 180 0 – для просторової орієнтації окремих частин;

•багаторазове скручування на 360 0 – для додання крученого характеру (використовується як елемент прикраси композицій ґрат, поруччя, сходів і т.д.).

До скручування ставиться й звивання декількох тонких прутків (дротів) у шнури. При виготовленні невеликої партії кувань із відносно складною конфігурацією застосовують штампування в підкладних штампах .

12.05.20 р. Тема. Гаряче об'ємне штампування,холодне.

Об'ємним штампуванням називають процес одержання кувань, при якім формотворну порожнину штампа, називану струмком, примусово заповнюють металом вихідної заготовки й перерозподіляють його відповідно до заданої креслення конфігурацією.

Застосування об'ємного штампування виправдане при серійнім і масовім виробництві. При використанні цього способу значно підвищується продуктивність праці, знижуються відходи металу, забезпечуються високі точність форми виробу і якість поверхні. Штампуванням можна одержувати дуже складні за формою виробу, які неможливо одержати прийманнями вільного кування.

Об'ємне штампування здійснюють при різних температурах вихідної заготовки й, відповідно до температури, ділять на холодну й гарячу. Найбільш широке поширення одержало гаряче об'ємне штампування (ГОШ), яке ведуть в інтервалі температур, що забезпечують зняття зміцнення.

Вихідним матеріалом для гарячого об'ємного штампування є сортовий прокат, пресовані прутки, лита заготовка, у крупносерийном виробництві – періодичний прокат, що забезпечує скорочення підготовчих операцій.

Холодне штампування

Холодне штампування проводиться в штампах без нагрівання заготовок і супроводжується деформаційним зміцненням металу.

Холодне штампування є одним з найбільш прогресивних методів одержання високоякісних заготовок невеликих і точних зі сталі й кольорових металів. Вона забезпечує досить високу точність і малу шорсткість поверхні при малих відходах металу й низької трудомісткості й собівартості виготовлення виробів. Можливість здійснення холодного штампування і якість заготовок визначаються якістю вихідного матеріалу. Велике значення має підготовка поверхні заготовок: видалення окалини, забруднень і поверхневих дефектів.

Процеси холодного штампування часто виконують за кілька технологічних переходів, поступово наближаючи форму й розміри заготовок до форми й розмірам готових виробів і здійснюючи проміжний отжиг для зняття наклепу й відновлення пластичних властивостей металу. Залежно від характеру деформування й конструкції штампів холодне штампування ділять на об'ємну й листову.

15.05.20р. Тема.Сутність процесу волочіння

Волочіння це процес обробки металів тиском, при якім виробу (заготовки) круглого або фасонного профілю (поперечного перетину) простягаються через отвір (фільєру, волоку), перетин якого менше перетину заготовки, у результаті чого поперечний переріз вихідної заготовки змінюється (зменшується). Ця зміна може відбувається однократно або багаторазово, надаючи виробу різні конфігурації.

Для протягання профілів використовують волоки (фільєри) з конічним вхідним конусом, що й калібрує циліндричним паском .

Способом волочіння можна одержати різні конфігурації виробів: прутки, дріт (виробництво металевих виробів), труби (трубне виробництво) і інше (матеріали спеціального призначення).

Принципи волочіння засновані на законах пластичної деформації й зв'язані із властивостями металів, сплавів і інших не металевих матеріалів. Процес волочіння прийнято характеризувати наступними основними геометричними показниками: витяжка; інтегральна деформація подовження; відносне обтиснення; відносне подовження.

Волочіння надає виробам висока якість поверхні, високу точність розмірів поперечного перетину. Якщо призначення волочіння полягає в досягненні саме цих характеристик, то процес називають калібруванням. Волочіння застосовується для обробки сталі різного хімічного складу, і практично всіх кольорових металів і їх сплавів.

18.05.20р Тема. Технологія волочіння

Волочіння здійснюють головним чином в холодному стані та дуже рідко в гарячому. В результаті волочіння змінюються профіль, розміри поперечного перерізу та збільшується довжина заготівлі.
Загальний технологічний процес волочіння складається з наступних операцій: 1) попереднього відпалу заготівель для одержання дрібнозернистої структури металу та підвищення його пластичності; 2) травлення заготівель в підігрітому розчині сірчаної кислоти для видалення окалини, яка викликає підвищений знос матриці; 3) промивання заготівель та нейтралізації травильного розчину; 4) загострення кінців заготівель в кувальних валках або під молотом для пропуску через отвір матриці та наступного захоплення кліщами стану; 5) волочіння; 6) відпал для усунення наклепу; 7) обробки готової продукції (обрізки кінців, виправлення, різання на мірні довжини та ін.).
Обладнання для волочіння — волочильні стани складаються з двох основних частин: робочого інструмента — волоки і тягнучого пристрою для протягування заготовки через волоку. Стани бувають для однократного і багатократного волочіння. Тягнучі пристрої бувають з прямолінійним рухом оброблюваної заготовки (ланцюгові, рейкові, гвинтові) для волочіння прутків і труб (тягове зусилля — до 1500 кН) і барабанні з намотуванням дроту чи інших профілів.
Для зменшення тертя у вічку матриці заготівлі змазують мінеральною олією, емульсією, графітом або жиром. Змащення сприяє одержанню чистої поверхні виробу та зменшує витрату енергії на волочіння. Для зниження зусилля волочіння застосовують також роликові матриці.

Суть волочіння

Цілі
Закінчивши вивчення даного навчального елемента, студент повинен знати:
- визначення волочіння;
- суть волочіння;
- обладнання для волочіння;
- сортамент профілів.

Волочінням (wire-drawing) називають такий вид обробки металів тиском, коли заготовку (часто в холодному стані) протягують крізь отвір у матриці, поперечний переріз якого менший за поперечний переріз заготовки. Най поширений виріб після волочіння – дріт (проволока) (wire). Вироби після волочіння мають точні розміри, задану геометричну форму, чисту та гладку поверхню.

Інструментом для волочіння є волока (drag), яка має робочий отвір, що складається з чотирьох зон: вхідної або мастильної 1, деформованої 2, калібрувальної (очко) 3 та вихідної 4. Обачно калібруючи зона має конічної форми, решта – конічні. Кут між твірними конуса деформувальної зони залежить від властивостей матеріалу та типу заготовки.

Виготовляють волоки з інструментальних сталей, твердих сплавів, а для волочіння тонкого дроту – з технічних алмазів.

До початку волочіння кінець заготовки загострюють з таким розрахунком, щоб він вільно входив в очко і виходив із нього з протилежної сторони.

Потім цей кінець захватують тяговим механізмом волочильного станка, який протягує заготовку через волоку. Унаслідок пластичного деформування заготовка поступово наближається до профілю калібрувальної зони, зменшуючи свою площу поперечного перерізу і відповідно збільшуючи довжину. Волочіння здійснюють за кілька проходів.

Контактні поверхні волоки та заготовки змащують мильним порошком, графітом, водяної емульсії на основі мила й оливи тощо.

Волочінням отримують дріт діаметром 0,002...10 мм, калібровані прутки та фасонні профілі.

Волочінням виготовляють холодно-тягнуті труби, зменшуючи їх діаметр або одночасно діаметр і товщину стінки і зміцнюючи метал.

А також змінюють профіль труби з круглого на квадратний, прямокутний, шестикутний чи фасонний.

Контрольні запитання
1. Що таке волочіння і в чому її суть?
2. Як називається основна продукція волочіння?
3. З яких зон складається волока?
4. Для чого використовують змащувальні речовини при волочінні?
5. З чого виготовляють волоки?
6. Які вироби отримують волочінням?

19.05.20р Тема.Технологія термічної обробки

Відпал

Відпал - термічна обробка, в результаті якої метали і сплави набувають структуру, близьку до рівноважної. Він викликає разупрочнение металів і сплавів, що супроводжується підвищенням пластичності, в'язкості і зняттям залишкових напружень.
У металургійній промисловості отжиг є остаточною термічною обробкою в технологічному процесі виготовлення металу. На машинобудівні підприємства від металургів надходить метал в відпаленого стані, тобто підготовлений для обробки різанням.
У машинобудуванні отжиг - попередня технологічна операція, на яку наражаються литі, штамповані, ковані і т.п. заготовки, а також зварні заготовки перед механічною обробкою або холодної обробкою тиском. Відпал може використовуватися і в якості проміжної операції.
Розрізняють два види відпалу: отжиг 1-го роду і отжиг 2-го роду.
Відпал 1-го роду - це термічна обробка, при якій не відбуваються фазові перетворення або вони не впливають на кінцеві результати. Його мета - часткове або повне усунення відхилень від рівноважного стану, що виникає при литті, зварюванні, обробці тиском і т.п. (наприклад, зменшення залишкових напружень). Процеси, що усувають відхилення структури металу від рівноважного стану, можуть йти мимовільно, але при цьому для їх завершення потрібно багато часу, нагрів прискорює їх. Застосовують такі різновиди цього відпалу.
Відпал рекристалізації, що полягає в нагріванні до температур, що перевищують (на 100 ... 200 ° С) температури рекристалізації, і охолодженні на повітрі. Мета відпалу - усунення наклепу для зниження міцності і відновлення пластичності деформованого металу. Тому він часто застосовується як міжопераційний обробка при різних технологічних операціях холодного деформування (прокатка, штампування, волочіння і т.д.,

Відпал рекристалізації використовується також для отримання необхідної величини зерна і збереження певної текстури (спрямованості, витягнутості зерен), що створює анізотропію властивостей і тим самим поліпшує деякі властивості уздовж певних напрямів в деталях. Так, в феритних і аустенітних сталях, ряді кольорових сплавів поєднання холодної деформації і рекристалізаційного отжигов є єдиною можливістю регулювати розмір зерен.

Дорекрісталлізаціонний отжиг, що виконується при температурах нижче початку рекристалізації, використовується як пом'якшувальний для часткового усунення наклепу шляхом повернення.

Гомогенізаціонний ( дифузний ) отжиг, що представляє собою нагрів до високих температур і тривалу витримку для завершення дифузійних процесів, які не пройшли до кінця при первинній кристалізації, застосовується для усунення внутрікристалічної ликвации (див. 3.4.4). Дифузний відпал проводиться:

- Для сталевих злитків і виливків при температурі 1100 ... 1300 ° С з витримкою 20 ... 50 год; при цьому досягається рівномірний розподіл вуглецю, легуючих компонентів і домішок в твердих розчинах;
- Для виливків (зливків) алюмінієвих сплавів при температурах 420 ... 520 ° С з витримкою 20 ... 30 год.

Релаксаційний отжиг - термічна обробка, де головним процесом є повне або часткове зняття залишкових напруг, які можуть виникати практично при будь-якої технологічної операції виготовлення виробів: лиття, зварювання, обробки тиском і різанням, шліфуванні і т.п. Релаксаційний отжиг проводиться в широкому інтервалі температур.

Для сталевих і чавунних виробів він виконується при температурах нижче Ас .. Після тривалої витримки при 450 ... 600 ° С залишкові напруги знімаються практично повністю. У мідних і алюмінієвих сплавах це відбувається при температурах 250 ... 300 ° С. Після закінчення витримки вироби повільно охолоджують (г "= 20 ... 200 ° С / год в залежності від маси виробу), щоб запобігти виникненню нових напружень.

Відпал 2-го роду - відпал, при якому протікають фазові перетворення ( перекристалізація) при нагріванні і охолодженні. Цей отжиг застосуємо до сплавів, у яких в твердому стані проходять різні фазові перетворення: полиморфное, евтектоідyое, розчинення однієї фази в іншу при нагріванні і виділення при охолодженні. До таких сплавів ставляться насамперед стали. Мета відпалу - приведення структури в рівноважний стан, що забезпечує разупрочнение металу (заготовки) для досягнення хорошій оброблюваності різанням і пластичним деформуванням.
Відпал сталей включає нагрів вище критичних точок Ac 3 і A cl, витримку (при цих температурах) для прогріву і повного завершення фазових перетворень і подальше повільне охолодження - найчастіше з піччю, відключеною від джерел живлення. Зазвичай таке охолодження проводиться до - 600 ° C, а потім на спокійному повітрі. Головними процесами цього відпалу є аустенітизації при нагріванні і перлітного перетворення при охолодженні. Разом з тим такий отжиг практично повністю виконує ті завдання, які вирішуються при виконанні відпалу 1-го роду: виправлення дефектів структури, що утворюються при гарячій пластичній деформації, лиття і зварюванні; зняття наклепу, що виникає при холодному деформуванні; усунення ліквації.

22.05.20р. Тема.Види та призначення конструкційних матеріалів: тонколистовий метал та дріт

Види і призначення тонколистового металу

Багато виробів, якими користується людина, містять у собі деталі, виготовлені з листового металу. Це автомобілі, літаки, побутова та промислова техніка, сільськогосподарські машини, комп’ютери тощо.

Листовий метал одержують прокатуванням нагрітого зливка на спеціальних машинах – прокатних станах (мал. 3.1). При цьому нагрітий зливок металу пропускають через багато пар валків, які стисненням перетворюють його на лист заданої товщини.

Листовий метал поділяють на товстолистовий (товщий 2 мм) і тонколистовий (тонший 2 мм).

У свою чергу, залежно від товщини, тонколистовий метал буває кількох видів.

Холоднокатана сталь – листовий метал товщиною від 0,8 до 2мм, який використовується для виготовлення деталей корпусів автомобілів, холодильників, пральних машин тощо.

Дахова (покрівельна) сталь – листовий метал товщиною від 0,5 до 0,8 мм. Сталь, що не має покриття, називається чорною. З метою захисту такої сталі від ржавіння її покривають тонким шаром цинку, одержуючи таким чином оцинковану сталь, або фарбують. Дахову сталь використовують у будівництві та побуті – криють дахи, будують паркани, виготовляють водостічні труби, відра, поливалки.

Жерсть – листова сталь товщиною від 0,2 до 0,5 мм.

Чорна жерсть – це листова сталь, поверхня якої не вкрита ніяким шаром матеріалу.

Біла жерсть – це листова сталь, вкрита з обох сторін шаром олова. Вона має гладкі, блискучі, нержавіючі поверхні, з неї виготовляють консервні банки, кришки для консервації, іграшки.

Фольга – листовий метал товщиною менше 0,2 мм. Її виготовляють з алюмінію, міді, срібла, золота.

Алюмінієва фольга застосовується в харчовій промисловості для пакування шоколаду, цукерок, чаю тощо.

Мідна фольга використовується у радіотехніці для виготовлення друкарських плат.

Срібна фольга застосовується в поліграфії для тиснення.

Золота фольга використовується в легкій промисловості – для прикрашання страв; у декоративних цілях (сусальне золото) – для оздоблення(позолоти) різноманітних виробів; у електротехніці – для покриття окремих деталей, з метою підвищення їх струмопровідності.

Види і призначення дроту

Для передачі електричної енергії на великі відстані, виготовлення деталей електричних і радіотехнічних приладів, різних інструментів і пристосувань, предметів домашнього вжитку та в інших сферах народного господарства застосовують дріт.

Дріт – це металевий виріб у вигляді гнучкої металевої нитки або прутка постійного поперечного перерізу, великої довжини і малого діаметру.

Його виготовляють на металопереробних підприємствах круглого, рідше – шестикутного, квадратного, трапецевидного, штабового або овального перерізу зі сталі, алюмінію, міді, нікелю, хрому, цинку та їх сплавів, а також з інших металів.

Дріт діаметром більше 5 мм (катанку) одержують шляхом прокатування нагрітого до великої температури металу на спеціальних станах. Процес прокатування металу полягає у обтискуванні заготовки між валками, що обертаються .

Більш тонкий дріт (діаметр менший за 5 мм) виготовляють способом волочіння на волочильних станах. Волочіння – це спосіб обробки металів тиском, що полягає у протягуванні нагрітої заготовки крізь отвір діаметром до 5 мм за допомогою волока. При цьому діаметр отвору повинен бути меншим за діаметр заготовки (мал. 3.3). Для надання дроту більш точних розмірів і гладкості, під час протягування застосовують спеціальні оправки ..

Залежно від матеріалу, з якого виготовлено дріт, його поділяють на декілька видів.

Алюмінієвий знайшов широке застосування в передачі електричної енергії у зв’язку із його експлуатаційними властивостями: висока пластичність, відмінна електропровідність, значна стійкість до корозії, низька вартість у виробництві. Він слугує матеріалом для виготовлення електричних проводів та кабелів.

Мідний має високу електропровідність, гнучкість, пластичність і є основним матеріалом у виробництві електричних проводів та кабелів, обмоток трансформаторів, плавких запобіжників.

Стальний – цей вид дроту виготовляють із сталей різних класів (високо- і низьковуглецевої, нержавіючої та звичайної якості). Чим більший у складі такої сталі вміст вуглецю, тим вона менш пластична та більш міцна. Саме тому стальний дріт слугує матеріалом для виготовлення кріпильних виробів: саморізів, цвяхів, болтів, тросів та ін.

Оцинкований одержують із стального дроту шляхом покриття шаром цинку з метою захисту від корозії. Використовується для виготовлення стальних канатів та риболовних тросів, які при експлуатації перебувають у постійному контакті з водою. З нього також виготовляють товари народного вжитку – скоби для канцтоварів та зошитів, ручки для відер, сітку-рабицю, колючий дріт та інші вироби.

Лужений використовується для виробництва кабелів та проводів. Він складається із сталевого сердечника, покритого шаром олова. Як результат – використання такого способу виробництва дроту дає високий ступінь його захисту від корозії та підвищення струмопровідності, а це, в свою чергу, підвищує його надійність при експлуатації.

Ніхромовий це виріб із сплаву нікелю та хрому в різних співвідношеннях. Таке поєднання дозволяє забезпечити великий опір проходженню електричного струму через дріт. Ця властивість знаходить застосування у виготовленні електричних плиток та печей побутового і промислового призначення.

Зі зварного дроту виготовляють велику кількості різновидів сучасних електродів для проведення зварювальних робіт. Окрім виробництва електродів, зварний дріт сам по собі є готовим виробом, який спеціалісти застосовують у зварювальних роботах для забезпечення наплавлення металу на зварний шов.

28.05. Тема.Поздовжня й поперечна прокатка

Велике значення в народному господарстві має прокатка. Прокатка металу є таким видом пластичної обробки, коли вихідний продукт пропускається в щілину між обертовими валками прокатного стана. При цьому змінюються форма й розміри поперечного переріза тіла, і, як правило, збільшуються його поздовжні розміри. Існують три основних способи прокатки, що мають певну відмінність по характері виконання деформації: поздовжня, поперечна й поперечно-гвинтова (або коса). При поздовжній прокатці деформація металу здійснюється між обертовими назустріч один одному валками . Безперервне втягування металу в щілину між обертовими валками й зміна розмірів штаби – зменшення товщини, збільшення довжини й ширини – забезпечуються наявністю контактного тертя між оброблюваною смугою й поверхнею валків. Захват металу валками виконується, коли кут захвата α менше або дорівнює куту тертя β, тобто α ≤ β. Для збільшення кута захвата, а отже, і обтиснення застосовують штучне підвищення шорсткості контактної поверхні валків шляхом нанесення різного роду насічок і наварок, знижують швидкість прокатки в момент захвата металу валками або виконують захват металу валками в умовах α > β шляхом примусової подачі смуги, тобто використанні сили, що виштовхує.

Сталий процес прокатки вимагає лише частини тих сил, які необхідні для захвата металу валками. Поява надміру сил тертя і їхній ріст у міру переходу від моменту захвата металу валками до сталого тягне появу випередження, коли швидкість виходу смуги металу з валків перевищує швидкість самих валків у напрямку прокатки. Швидкість входу металу у валки менше швидкості валків у горизонтальному напрямку. Дане явище називають відставанням. У такий спосіб область деформування при прокатці розділяється критичним перетином на дві зони: зону відставання й зону випередження. Переміщаючись по поверхні валків, частки металу, так само як і діючі сили контактного тертя, у критичному перетині міняють напрямок на протилежне. У загальному випадку, крім зон випередження й відставання, у яких відбувається ковзання металу по валяннях, є дві зони гальмування й зона прилипання. Напружений стан у зоні деформації при прокатці характеризується всебічним нерівномірним стиском. Максимальним по абсолютній величині є напруга стиску, створювана активною дією валків, мінімальним - напруга стиску в поздовжньому напрямку й середнім - напруга стиску в поперечному напрямку. Схема напруженого стану на крайках штаби різнойменна, тому що в результаті розширення на них з'являються поздовжні напруги розтягання. Схема деформації в загальному випадку з однією деформацією стиску (по висоті) і двома деформаціями розтягання - по довжині й ширині. При прокатці деформація звичайно характеризується значною нерівномірністю, обумовленою формою інструмента й деформованого тіла. Це приводить до появи додаткових напруг, змушеній розширенню, утяжки й т.п. Прокатка здійснюється на прокатних станах у гарячому й холодному стані. 16 Високі тиски при холодній прокатці на валки жадають від конструкції стана достатньої міцності, тобто значних розмірів станини й інших деталей кліті. Для того щоб зусилля прокатки за інших рівних умов було нижче, прагнуть застосувати валки меншого діаметра й т.д. Значні тиски на валки викликають підвищені енерговитрати на прокатку, місцеву пружну деформацію робочого валка - сплющювання дуги захвата. При прокатці тонких листів воно може бути порівнянним з товщиною листа, і прокатка звичайним способом стає неможливою. При звичайному способі прокатки напруги тертя роблять дія, що підпирає, викликаючи ріст тиску. В. Н. Выдрин і співавтори процесу «прокатку-волочіння» знайшли простий спосіб зменшити й навіть звести до нуля роль, що підпирає, напруг тертя. Для цього вони запропонували прокатку здійснювати у валках, що мають різну швидкість обертання. Якщо, наприклад, верхній валок буде мати швидкість обертання ω1 більшу, ніж нижній ω 2, причому, якщо відношення швидкостей буде дорівнює коефіцієнту витяжки при прокатці, то на верхньому валку зникне зона випередження й буде одна зона відставання, а на нижньому, навпаки, буде тільки випередження. Напруги тертя від верхнього валка, що обертається з більшою швидкістю, на смугу будуть спрямовані убік прокатки, а на нижньому валку, що має меншу швидкість, у зворотну сторону. Розходження в напрямку дії напруг тертя на валках приводить до того, що в довільному перетині поздовжні нормальні напруги будуть рівні нулю.

Поперечна прокатка здійснюється при різко вираженій нерівномірності деформації. Пластична деформація охоплює лише невелику область по ширині й глибині перетину заготовки. Схема напруженого стану - різнойменна (одна напруга стискаюче, два – що розтягують). У центральній частині заготовки може бути схема всебічного розтягання. Такі схеми напруженого стану є несприятливими для пластичної деформації, так велика ймовірність тендітного руйнування. При поперечній прокатці в центральних шарах заготовки з'являються розриви навіть при малих ступенях деформації. Тому поперечна прокатка не одержала великого поширення, але неї застосовують при прокатці періодичних профілів із гвинтовою прокаткою.

Поперечно-гвинтова або коса прокатка виконується в обертовим в одному напрямку валках, установлених у прокатній кліті під деяким вутлому друг до друга. Стани косої прокатки використаються при виробництві труб, головним чином для прошивання злитка або заготовка в гільзу, а також для розкочування гільз, одержання готових труб з гільз, для розширення (збільшення діаметра) труб, для одержання деяких спеціальних виробів (куль, осей, періодичних профілів й ін.). Нахил обох валків стосовно осі оброблюваного тіла викликає в момент зіткнення металу з обертовими валками поява сили, спрямованої уздовж осі заготівлі, і сили, спрямованої по дотичній до її поперечного переріза. Спільна дія цих сил забезпечує обертання й втягування оброблюваної заготівлі в щілину, що звужується, і деформацію.

Обробка металів тиском

Страницы