Тема 4.2 Обработка металлов давлением

Студент должен:

иметь представление: о сущности процессов обработки металлов давлением; о технике безопасности и пожарной безопасности при обработке металлов давлением;

знать: определение деформации и ее виды; технико-экономические применения различных видов обработки металлов давлением.

Сущность процесса обработки давлением. Нагрев металла и нагревательные устройства. Виды обработки давлением. Прокатное производство. Продукция прокатного производства. Волочение металла. Прессование металла и способы прессования. Свободная ковка. Горячая объемная штамповка. Холодная штамповка.

Литература: 3, с.304...367; 7, с.225...243.

Методические указания

Обработке давлением подвергается около 90% всей выплавляемой стали и 55% цветных металлов и сплавов. Объясняется это тем, что обработка давлением является экономичным и производительным технологическим процессом.

В результате воздействия внешних сил на металл, происходит не только изменение формы и размеров заготовки, но также изменяются структура, механические и физические свойства металла. Разберитесь в понятиях холодная и горячая обработка давлением. Запомните, что холодной называется такая деформация, которая сопровождается наклепом, т.е. при которой повышается твердость и прочность металла и уменьшается пластичность, изменяются и физические свойства, например увеличивается электросопротивление. Горячей называется такая обработка давлением, при которой одновременно с наклепом полностью происходит процесс рекристаллизации, т.е. упрочнение металла не происходит. Выпишите в конспект, что холодная обработка давлением производится при температурах ниже 0,3 Т пл, а горячая - выше 0,65 Ngk и, что она зависит от абсолютной температуры плавления металла. Поэтому деформация при одной и той же температуре по Цельсию для одних металлов может быть холодной, а для других - горячей.

При изучении отдельных видов обработки давлением нужно обращать внимание на применяемое оборудование, преимущества и недостатки каждого вида и область его применения.

Прокатка является наиболее производительным видом обработки давлением. Прежде всего уясните сущность процесса прокатки, основы теории прокатного производства, а затем разберите устройство и работу прокатных станов. Сортамент проката (размеры и форма выпускаемой продукции) непрерывно расширяется.

Прессование производится только в горячем состоянии на мощных гидравлических прессах. Разберите схему прямого и обратного прессования, обратите внимание на преимущества обратного прессования, в каких случаях целесообразно применять прямое прессование, а в каких - обратное.

Волочение металлов производиться только в холодном состоянии, металл в процессе волочения наклепывается, поэтому при многократном волочении необходим промежуточный отжиг. Волочение можно получать помимо проволоки, прутков и труб также и фасонные профили, которые потом разрезают и получают готовые детали-шпонки, колеса и т.п.

Свободная ковка применяется только в индивидуальном и малосерийном производстве. Достоинство ковки - возможность получения заготовок различного веса, формы и размеров.

Ковка в штампах (штамповка) имеет ряд преимуществ перед свободной ковкой: значительно большая производительность, большая точность и чистота поверхности штамповок, что уменьшает отход металла при последующей обработке. Принципиальное отличие штамповки от ковки заключается в том, что при ковке металл течет свободно во все стороны, кроме направления действующего усилия, а при штамповке течение металла ограничено стенками штампа.

Разберите технологию получения штамповок в одноручьевых и многоручьевых штампах, для каких изделий применяется штамповка в многоручьевых штампах. Нужно знать преимущества горячей штамповки перед ковкой, но следует иметь в виду, что ее целесообразно применять только в крупносерийном и массовом производстве, т.к. стоимость штампа велика, а каждый штамп пригоден для изготовления только одной определенной заготовки.

Разберите особенности штамповки цветных металлов и сплавов, а также изделий из пластичных масс.

При изучении холодной штамповки нужно знать, для каких изделий применяют объемную штамповку, а для каких - листовую. Большое преимущество холодной перед другими видами обработки давлением - высокая производительность, маленькие отходы металла, высокая точность размеров и хорошее качество поверхности получаемых деталей, возможность полной механизации и автоматизации производства.

В результате изучения этой темы нужно себе отчетливо представлять сущность каждого вида обработки давлением и какой метод наиболее целесообразно применять в зависимости от размеров, формы деталей и серийного производства. При этом особое внимание нужно уделить технико-экономическим показателям.

Вопросы для самоконтроля

1. На каких свойствах металла основана обработка давлением?

2. Как изменяются свойства металла при холодной обработке давлением?

3. При какой температуре начинается процесс рекристаллизации металлов?

4. Как изменяются свойства при нагреве наклепанного металла?

5. По каким признакам классифицируются прокатные станы?

6. Какое обжатие при прокатке называется абсолютным, а какое - относительным?

7. Перечислите основные виды прокатной продукции.

8. В чем преимущества получения гнутых профилей при прокатке?

9. В чем сущность процесса прессования?

10. Для получения каких заготовок применяется прямое прессование, а для каких - обратное?

11. Какие профили можно получать при волочении?

12. Из какой стали изготавливают штампы для горячей штамповки?

13. В чем преимущества штамповки в многоручьевых штампах?

14. Область применения объемной холодной штамповки.

15. В чем сущность холодной листовой штамповки?