13.Волочение и прессование Волочение

Широкое применение в металлургии, электротехнической и судостроительной промышленности находит обработка металла волочением — протягиванием прутков через отверстие, выходные размеры которого меньше, чем исходное сечение прутка (рис. 3.6). Волочением получают тонкую проволоку диаметром до 0,002 мм и прутки диаметром до 100 мм, тонкостенные трубы. Волочением обрабатывают различные стали и сплавы, а также все цветные металлы (золото, серебро, медь, алюминий) и их сплавы. Изготовление волочением изделий круглого и фасонного сечений позволяет получать высокую точность и чистоту поверхности изделий, которую невозможно обеспечить при прокатке. Волочение чаще всего проводят при комнатной температуре, когда пластическая деформация сопровождается наклепом, который в совокупности с термической обработкой металла используется для улучшения его механических свойств. Технологический процесс волочения состоит из предварительного отжига заготовок для получения мелкозернистой структуры металла и повышения его пластичности; травления  заготовок в подогретом растворе серной кислоты для удаления окалины,  вызывающей повышенный износ матрицы;   заострения   концов заготовок в ковочных вальцах или под молотом для пропуска через отверстие матрицы и последующего захвата клещами стана; волочения; отжига для устранения наклепа; отделки готовой продукции (обрезки концов, правки, резки на мерные длины и др.). В качестве исходного материала для волочения используют катаную и прессованную заготовки. Инструментом для волочения служат матрицы (волоки или фильеры), волочильные доски, кольца и оправки из инструментальных сталей и твердых сплавов. При волочении тончайшей проволоки применяют алмазные волоки высоких твердости и стойкости.

Второй вар

Волочение-процесс обжатия металла при протаскивании заготовки через волоку- инструмент с отверстием, сечение которого меньше исходного сечения заготовки. В результате волочения поперечное сечение заготовки уменьшается, а длина увеличивается. Процесс волочения осуществляется в холодном состоянии и используется для получения тонкой проволоки, калиброванных прутков различного профиля и тонкостенных труб. В качестве заготовок служит прокат (катанная проволока, прутки, трубы) и прессованные профили (прутки, трубы). Технологический процесс состоит из трех основных стадий:

1. Подготовки металла (очистка, смазывание);

2. Волочения по определенному режиму;

3. Отделка (удаление дефектов, правка, разрезание на мерные длины, маркировка).

В результате волочения получают изделия точных размеров,заданной геометрической формы, с чистой и гладкой поверхностью.

Прессование

Прессование широко применяется для обработки металлов как с низкими, так и высокими пластическими свойствами благодаря осуществлению трехосного сжатия, повышающего пластичность металла и позволяющего значительно деформировать его. Прессованием получают изделия из высокоуглеродистой и легированной стали, алюминия, титана и их сплавов, а также других металлов. Широко используют прессование для производства прутков, труб, различных профилей из алюминиевых, медных, никелевых сплавов. В сравнении с прокаткой прессование обеспечивает быстрый переход от одного размера и формы изделий к другим, возможность получения сплошных и полых профилей самых сложных очертаний. К недостаткам прессования следует отнести высокие отходы металла, большую неравномерность механических свойств по длине и поперечному сечению изделия, сравнительно низкие скорость и производительность процесса. Основное условие успешного применения прессования обеспечивается правильным выбором температурно-скоростного режима с учетом физико-механических свойств прессуемых металлов и сплавов. Процесс прессования в первую очередь характеризуется степенью деформации металла ε, скоростями прессования (движения пуансона) σпр и истечения металла из отверстия матрицы σис, коэффициентом вытяжки μ = σис/σпр. При разработке технологических операций размеры заготовки следует принимать исходя из минимально допустимой вытяжки, что обеспечивает однородность структуры и оптимальные свойства металла в изделии. Для изделий, не подвергающихся дальнейшему деформированию, минимальная вытяжка должна быть десятикратной. На качество получаемого изделия влияет также скорость прессования. Пластичные металлы и сплавы прессуют с повышенными скоростями. Например, скорость истечения металла при прессовании медных труб составляет 5 м/с при коэффициенте вытяжки μ =100. Для алюминия скорость истечения 25 м/с, для стали — 8 м/с при той же вытяжке. Для малопластичных материалов, например сплавов магния, скорость истечения составляет только 0,5 м/с. Характерным примером использования прессования является получение прутков с прямым и обратным истечением металла. Заготовку, нагретую до необходимой температуры, помещают в контейнер. При прямом истечении металла (прямом прессовании) (рис. 3.5, а) в одном конце контейнера в держателе устанавливают матрицу, которая имеет отверстие, равное сечению прессуемого изделия. С другого конца в контейнер входит пуансон, на конец которого надевают пресс-шайбу, диаметр которой несколько больше диаметра пуансона. Шайба предохраняет пуансон от износа и уменьшает трение о направляющую втулку. Пуансон через шайбу передает давление на заготовку и заставляет металл вытекать из отверстия в матрице, в результате чего образуется прессованное изделие. Для уменьшения охлаждения слитка перед началом прессования втулку подогревают. При обратном истечении металла (обратном прессовании) (рис. 3.5,6) на пустотелом пуансоне закрепляется матрица, через отверстие которой истекает металл заготовки навстречу движению пуансона. В зависимости от диаметра изделия и мощности пресса матрицы для прессования прутков имеют одно или несколько отверстий. При прессовании труб для прошивки отверстия в заготовке применяют иглы, которые устанавливают в иглодержателе. Внутренний диаметр трубы определяется диаметром иглы. Заготовка в начале прессования трубы распрессовывается, заполняя контейнер, затем слиток прошивается иглой, причем выдавленная часть металла в момент распрессовки и прошивки выходит из матрицы в виде прутка-пробки. Прессование профилей сложной формы и сечений часто оказывается более экономичным процессом, чем их штамповка с последующей механической обработкой. Это объясняется тем, что прессованием можно получить изделия с малыми отклонениями от требуемых размеров и тем самым сократить до минимума последующую обработку заготовки. Кроме того, достигаемая благодаря всестороннему сжатию высокая пластичность деформируемых металлов при прессовании позволяет использовать этот процесс как основной способ производства из цветных металлов и сплавов изделий, отличающихся очень большим сортаментом (труб, прутков, профилей). В последнее время в связи с возросшей потребностью в широком сортаменте профилей из малопластичных легированных сталей, а также из титана и его сплавов область применения прессования значительно расширилась.

Второй вар

Прессование-процесс выдавливания металла, заключенного в замкнутой полости контейнера, через отверстие матрицы, сечение которого меньше площади сечения контейнера, а форма соответствует форме готового изделия. Процесс осуществляется при температурах горячей обработки металлов давлением. Прессованием получают разнообразные профили из специальных сталей, титановых сплавов и других малопластичных металлов; профили сложной формы, которые не могут быть получены другим способом.. Прессование более экономично, чем прокатка. Исходной заготовкой для прессования служит либо слиток, либо прокат круглого сечения. В силу сложности оборудования и высокой стоимости инструмента применяется главным образом в условиях массового производства сложных профилей.