Процес волочіння

Волочіння — спосіб обробки металів тиском, що полягає у протягуванні прокатаних або пресованих заготовок крізь отвір, поперечний переріз якого менший за поперечний пере­різ заготовки, а конфігурація отвору формує заданий профіль виробу.

Інструмент для волочіння — волока — має робочий отвір, що складається з чотирьох зон: вхідної або мастильної, деформувальної, калібрувальної та вихідної. Кут конусності деформувальної зони залежить від властивостей матеріалу та типу заготовки і становить 6...12°. Калібрувальна зона завдовжки 2...10 мм остаточно формує за­даний профіль, його розміри та забезпечує високу якість оброб­леної поверхні.

Щоб розпочати волочіння, потрібно вставити спеціально стон­шений кінець заготовки в отвір інструмента і протягнути її, приклавши певну силу. Ця сила необхідна не лише для деформу­вання металу, але і для подолання сил тертя між інструментом та заготовкою. Внаслідок пластичного деформування заготовка поступово наближається до профілю калібрувальної зони, зменшуючи свою площу поперечного перерізу, і відповідно збільшуючи довжину заготовки. Якщо площу поперечного перерізу вихідної заготовки потрібно істотно змінити, то її про­тягають крізь ряд щоразу менших у діаметрі отворів.

Волоки виготовляють з інструментальних сталей, твердих сплавів, а для волочіння дуже тонкого дроту — з технічних алмазів.

Вихідними заготовками для волочіння є грубий дріт, сорто­ві вальцівки круглого, квадратного або шестикутного профілю, безшовні й зварені труби зі сталей, кольорових металів та їх сплавів. Оскільки волочіння відбувається майже виключно в холодному стані, то оброблюваний метал зміцнюється.

Щоб від­новити втрачену пластичність, застосовують проміжний рекри­сталізаційний відпал.

Волочінням отримують дріт діаметром 0,002...10 мм, фасон­ні профілі, калібрують (підвищуючи точність розмірів і якість поверхні) прокатані прутки діаметром 3...150 мм і труби, ви­готовляють холодногягнуті труби, зменшуючи їх діаметр або одночасно діаметр і товщину стінки, а також змінюють профіль труби з круглого на квадратний, прямокутний, шестикутний чи фасонний.

Пресування заготовок

Пресуванням називають процес витискування металу заготовки з замкненої порожнини інструмента – контейнера через отвір матриці з площею, меншою, ніж площа поперечного перерізу заготовки. Можна отримати любий профіль зразка, який видавлюється. Для пресування використовують чорні і кольорові метали та сплави у вигляді зливків, кованих або катаних заготовок діаметром до 500 мм і більше та довжиною до 1200 мм. Чорні метали і сплави пресують в гарячому стані, кольорові – як в гарячому, так і в холодному стані. Під час пресування метал сприймає всебічне стискання і тому стає пластичнішим.

Пресування виконують двома способами – прямим і зворотнім. При прямому методі пресування розігриту заготовку кладуть в порожнину контейнера. Тиск преса передається на заготовку пуансоном, на кінці якого закріплена прес-шайба. При цьому метал змушений видавлюватися через отвір матриці.

При виготовленні порожнистих заготовок до прес-шайби прикріплюється голка. В заготовці, яка кладеться в контейнер, попередньо прошитий отвір. Під час робочого руху прес-шайби метал заготовки витісняється в порожнину між матрицею і голкою, утворюючи трубу.

При зворотному методі пресування контейнер закритий з одного кінця упорною шайбою, а тиск преса передається через пустотілий пуансон з закріпленою на ньому матрицею на заготовку, метал якої тече назустріч руху матриці з пуансоном.

Пресуванням отримують прутки діаметром 3-250 мм, труби діаметром до 800 мм з товщиною стінки від 1,5 мм і більше, а також вироби з металопластичних, важкодеформованих сталей та сплавів, які неможливо отримати іншими способами обробки тиском. Процес пресування високопродуктивний і в багатьох випадках конкурує з прокатуванням. Пресування виконують на вертикальних і горизонтальних механізованих або автоматизованих гідравлічних пресах зусиллям до 250 МН (25 000 т).