5.6. Прокатка

Прокатка – деформация металла между двумя вращающимися валками – применяется главным образом при изготовлении художественных изделий в ювелирном производстве.

В процессе прокатки заготовка обжимается по высоте и вследствие трения между валками и заготовкой продвигается вперед.

Рис. 5.9. Схема очага деформации при прокате

Давление от валков на заготовку действует в области ос (рис. 5.9). Внутри очага деформации образуются конусы скольжения аналогично деформации заготовки плоскими бойками (см. рис. 5.2). Часть металла вытесняется обратно в область (5 – область отставания, а часть металла течет по движению валков в область у и создает область опережения. Зоны заготовки,находящиеся по краям, деформируются больше, чем середина полосы.

При прокатке даже таких высоко-пластичных сплавов, как сплавы на основе золота и серебра, имеются ограничения по максимально допустимой степени деформации (табл. 5.1). Превышение этого ограничения может привести к появлению трещин.

Таблица 5.1

Максимально допустимые степени деформации для сплавов серебра

Сплав	Степень деформации, %
925 900 835 800	70 65 60 55

При прокатке проволоки в отличие от листовых заготовок валки имеют не гладкие поверхности, а снабжены кольцевыми проточками – ручьями, которые соответствуют по сечению профилю прокатываемой проволоки. При прокатке на лист действует только вертикальное давление, а заготовка проволоки испытывает еще и боковое давление.

5.7. Волочение

Волочение – это процесс деформации металлической проволоки в целях уменьшения ее диаметра. Для этого проволоку протягивают через коническое отверстие инструмента, называемого фильерой, или матрицей. При волочении проволока сама передает усилие деформации, необходимое для преодоления сопротивления металла и трения, возникающего в конусе фильеры. Поэтому сила натяжения здесь может быть только такой, какую может выдержать сама проволока.

Рис. 5.10. Участки волочильной фильеры: 1 – входной конус; 2 – протяжной конус; 3 – цилиндрическая часть; 4 – выходной конус

При прохождение через фильеру диаметр поперечного сечения проволоки уменьшается до диаметра сечения цилиндрической части протяжного отверстия (рис. 5.10).

Вследствие контактного трения в деформируемом металле образуется очаг деформации, который в сечении имеет коническую форму.

В ювелирном производстве наиболее распространенным инструментом для волочения проволоки является волочильная доска. Ее изготавливают из высококачественной инструментальной стали. В ней на равных расстояниях просверлены отверстия, размеры которых последовательно уменьшаются от одного к другому.

5.8. Гибка

Одной из разновидностей процесса деформации металла при изготовлении художественных изделий является гибка. Ее особенно широко применяют при выколотке, в ювелирном деле.

Если на металлический брус, находящийся по концам на двух опорах, действует внешняя сила, то он прогибается. При этом нижний слой бруса растягивается, а верхний сжимается. Посередине толщины бруса имеется нейтральный слой, который не изменяется по длине, а только прогибается.

Рис. 5.12. Распределение напряжений в согнутом брусе

Рис. 5.11. Схема изменения структуры металла при гибке бруса

Если усилие меньше предела упругости данного металла, то деформация сохраняется до тех пор, пока действует нагрузка. При прекращении действия нагрузки брус приобретает прежнюю форму. Если на брус действует нагрузка больше предела упругости, но меньше предела прочности, то наступает пластическая деформация. В кристаллитах, расположенных в наиболее благоприятных направлениях, начинается сдвиг по плоскостям скольжения (рис. 5.11). Крайние зоны 1 и 4 (рис. 5.12) деформируются пластически, а зоны середины бруса 2 и 3 – упруго. Если же нагрузка превысит предел прочности, в краевой зоне появятся трещины, свидетельствующие о начале разрушения металла. Поэтому изгиб малопластичных материалов производят с промежуточными отжигами для рекристаллизации структуры и возврата пластических свойств. В том случае, если металл имеет грубую крупнозернистую структуру, связь между отдельными кристаллитами может ослабнуть настолько, что произойдёт надлом металла.