Способы и сущность обработки металлов давлением
Обработка металлов давлением – это технологический процесс, который заключается в получении деталей или заготовок в результате силового воздействия инструмента на обрабатываемый металл.
По своему назначению способы обработки металлов давлением делятся на два типа:
- Первый тип применяется с целью получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине - ленты, листы, проволоки, прутки, которые используются в строительных конструкциях или в качестве заготовок для дальнейшего изготовления из них деталей посредством резания и с использованием пластического изменения формы.
- Второй тип применяется с целью получения полуфабрикатов или деталей, которые имеют размеры и форму, приближенные к аналогичным характеристикам готового изделия, а обработка реянием необходима только для придания им окончательных размеров и получения поверхности требуемого качества.
К основным способам обработки металлов давлением относятся:
- Прессование, которое заключается в продавливании заготовки в замкнутой форме, через отверстия матрицы.
- Прокатка, представляющая собой пластическое деформирование тел между вращающимися приводными валами.
- Ковка, посредством которой изменяются размеры посредством последовательного воздействия инструментом на отдельные участки заготовки.
- Волочение, которое заключается в протягивании заготовки через сужающиеся полости матрицы или через пространство между валами.
- Штамповка, при которой используется специальный инструмент для изменения формы и размеров - штамп, состоящий из пуансона, матрицы и дополнительных частей.
- Комбинация, представляющая собой совокупность традиционных способов обработки металла давлением.
Пуансон – это основная деталь инструмента, который используется при прессовании, маркировке и штамповке материалов.
Обработка давлением основана на способности металлов пластически деформироваться в результате действия внешних сил. В случае упругой деформации тело полностью восстанавливает свои первоначальные форму и размеры после снятия внешних сил, а при пластической деформации изменение форм и размеров заготовки сохраняется даже после снятия внешних сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, которая меньше, чем межатомные расстояния. При пластической деформации атомы смещаются на расстояние, большее, чем межатомные расстояния и после снятия сил атомы занимают новое положение равновесия.
Прокатка
Прокатка – это пластическое деформирование тела на специальном прокатном стане между вращающимися приводными валками.
Первое известное упоминание прокатки относится к 16 веку, а содержится в бумагах Леонардо да Винчи. Посредством прокати изготавливали листы из меди для картин. Массовое применение прокатки в европейских странах началось только в конце 19 века.
Прокатка является одним из основных способов обработки металлов давлением. Благодаря прокатке получаются изделия разнообразных форм и размеров. Она предназначена не только для получения необходимой формы готового изделия, но и формирования определенных свойств и структуры. Процессы прокатки классифицируются по следующим признакам:
- Температура процесса. Согласно данному признаку прокатка делится на горячую, теплую и холодную. При холодной прокатке температура процесса составляет от 10 до 30 % от температуры рекристаллизации, при теплой прокатке температура составляет от 40 до 60 % от температуры рекристаллизации, а при горячей от 60 до 70 %.
- Взаимное расположение валков и полосы. Согласно данному признаку прокатка делится на продольную - ось полосы перпендикулярна осям валков и поперечно-винтовую, при которой оси валков располагаются под определенным углом к друг другу и к оси прокатываемой полосы.
- Условия деформации и характер воздействия валков на прокатываемую полосу. Согласно данному признаку прокатка делится на несимметричную и симметричную. В случае симметричной прокатки воздействие каждого валка на полосу идентично. При несимметричной прокатке данное условие не соблюдается.
- Отсутствие или наличие внешних сил, которые приложены к концам прокатываемой полосы. Согласно данному признаку прокатка делится на свободную и несвободную. Прокатка является свободной в том случае, когда на прокатываемую полосу воздействуют только те силы, которые приложены со стороны валков. Несвободная прокатка осуществляется с подпором или натяжением концов прокатываемой полосы.
Выше представленная классификация не является общепринятой. Существуют альтернативные классификационные признаки методов прокатки в зависимости от температуры осуществления процесса прокатки.
