2.2. Обработка давлением в металлургическом производстве.

Для обработки металлов давлением в металлургическом производстве используют прокатку, волочение, прессование. Рассмотрим наиболее широко применяемую технологии – прокатку и волочение.

Прокатке подвергают почти 90% всей выплавляемой стальной продукции и значительную часть цветных металлов.

Прокатка — вид обработки давлением, при котором исходная заготовка (слиток) под действием сил трения непрерывно втягивается между вращающимися валками и пластически деформируется с уменьшением толщины и увеличением длины, а иногда ширины. Различают следующие основные виды прокатки: продольная, поперечная и поперечно-винтовая.

При продольной прокатке (рис. 2.4 а) заготовка 1 деформируется между двумя валками 2, вращающимися в разные стороны, и перемещается в направлении, перпендикулярном осям валков.

При поперечной прокатке (рис. 2.4 б) валки 2 вращаются в одном направлении, а заготовка 1, имеющая форму тела вращения, перемещается параллельно осям валков и обжимается по образующей с увеличением длины и уменьшением площади поперечного сечения.

При поперечно-винтовой прокатке (рис. 2.4 в) валки 2 расположены под углом друг к другу, вращаются в одну сторону и при обжатии заготовки 1 сообщают ей вращательное и поступательное движение.

Прокатка применяется для производства блюмов и слябов – исходных заготовок для получения сортового проката и листа. С помощью этой технологии производят также сортовой и листовой прокат, трубы и др.

Блюмы получают на блюмингах, это заготовки квадратного сечения со сторонами от 450×450 до 150×150 мм. Блюмы являются исходным материалом для получения различных профилей.. Прокат по форме профиля (поперечного сечения) подразделяют на простой и фасонный. К простому профилю относятся круг, квадрат, полоса и др.; к фасонному - уголки, тавровый и двутавровый профили, швеллеры и др., специальные профили (рис. 2.5). Цветные металлы обычно прокатывают на простые профили.

На слябингах прокатывают крупные слитки (массой более до 60 т), получая слябы – заготовки прямоугольного сечения с максимальной толщиной до 350мм и шириной до 2300мм.

Формообразующим инструментом прокатных станов являются валки. Их делают гладкими для проката листа или с ручьями (канавками). Профиль, составленный смежными ручьями двух валков, называют калибром. Необходимый профиль может быть получен последовательной прокаткой через ряд калибров.

Волочение – это холодная пластическая деформация, осуществляемая протягиванием заготовки через отверстие в волоке (фильере). Размер отверстия в волоке меньше сечения заготовки. При протягивании (волочении) длина заготовки увеличивается, а размеры сечения уменьшаются. Волочение применяют для изготовления проволоки, в том числе весьма малого диаметра – до 0,02мм, калиброванных прутков различного профиля и др. из катанной или прессованной заготовки.

Если исходную заготовку необходимо уменьшить значительно, то волочение выполняется неоднократно – последовательно через фильеры с уменьшающимися размерами. При волочении материал наклепывается, при этом его прочность увеличивается, а пластичность резко снижается, что не позволяет проводить последующую обработку давлением. Для устранения наклепа с целью дальнейшей обработки давлением между переходами проводят рекристаллизационный отжиг, возвращающий металлу пластичность (наклеп и рекристаллизация рассмотрены ниже, см. главу 18).

Волока работает в сложных условиях повышенного износа. Поэтому их изготавливают из твердых материалов – твердых сплавов, а для получения особо точных профилей из алмаза.