- •Специальные технологии художественной обработки материалов. Часть 2 (Технология изготовления художественных изделий обработкой давлением)
- •Оглавление
- •Введение
- •Лекция 1. Из истории обработки металлов давлением
- •1.1. Ковка металлов в древности
- •1.2. Кованые изделия средневековья
- •1.3. Изделия конца хviii - начала хх веков
- •Лекция 2. Элементы теории напряжений и деформаций
- •2.1. Связь между деформацией и напряжением
- •2.2. Плоское напряжённое состояние и плоская деформация
- •2.3. Главные напряжения и их основные схемы
- •2.4. Взаимосвязь обобщенного напряжения и обобщенной деформации. Испытание металлов на растяжение
- •Заключение
- •3.2. Типы дефектов кристаллического строения и их основные свойства
- •3.3. Структурообразования при пластической деформации металлов
- •3.4. Причины деформационного упрочнения
- •Упрочнение от взаимодействия дислокаций
- •Взаимодействие дислокаций с примесями
- •Упрочняющее действие межзеренных и межфазных границ
- •3.5. Разрушение металлов при пластической деформации
- •3.6. Пластичность металлов. Влияние напряжённого состояния
- •Заключение
- •4.2. Взаимосвязь предела текучести и пластичности металла
- •4.3. Термическое разупрочнение деформированного металла
- •4.4. Движущие силы и кинетика термического разупрочнения
- •4.5. Сопротивление деформации металлов. Релаксация напряжений
- •4.6. Охлаждение деформированного металла. Фазовые превращения
- •Заключение
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 5. Основные виды пластической деформации
- •5.1. Сжатие
- •5.2. Вытяжка
- •5.3. Прошивка
- •5.4. Закручивание
- •5.5. Листовая штамповка
- •5.6. Прокатка
- •5.7. Волочение
- •5.8. Гибка
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 6. Средства нагрева металлов
- •6.1. Источники нагрева
- •6.2. Пламенные нагревательные устройства
- •6.3.Электрические нагревательные устройства
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 7. Технологические процессы художественной деформации, ч. 1
- •7.1. Художественная ковка Основные положения
- •Кузнечные инструменты
- •Основные операции ручной ковки
- •7.2. Выколотка (дефовка)
- •7.3. Чеканка
- •Инструменты и приспособления
- •Технология чеканки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 8. Технологические процессы художественной деформации, ч. 2
- •8.1. Тиснение (басма)
- •8.2. Металлопластика
- •8.3. Насечка (тауширование)
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 9. Технологические процессы художественной деформации, ч. 3
- •9.1. Филигрань (скань)
- •9.2. Гравирование Общие положения
- •Инструменты и приспособления
- •Плоскостное гравирование
- •Обронное гравирование
- •9.3. Изготовление сусального золота
- •9.4. Листовая штамповка
- •9.5. Ручное резание
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Список литературы
- •Специальные технологии художественной обработки материалов. Часть 2 (Технология изготовления художественных изделий обработкой давлением)
Вопросы для самоконтроля:
Назовите одну из основных операций обработки металлов давлением .
Как называется кузнечная операция , посредством которой увеличивается длина заготовки за счёт уменьшения площади её поперечного сечения ?
Чем отличается открытая прошивка от закрытой ?
На какие группы операций делится листовая штамповка ?
Как называется деформация металла между двумя вращающимися валками ?
Что представляет собой операция волочения ?
Лекция 6. Средства нагрева металлов
6.1. Источники нагрева
Нагрев металла является одной из важнейших составляющих многих технологических процессов изготовления художественных произведений. Он необходим для выполнения самых разнообразных операций: горячей пластической деформации, термической обработки (главным образом, для снятия напряжений), эмалирования, сварки, пайки и др. От правильно проведенного нагрева металла во многом зависит качество изделия.
Конструкция устройств для нагрева заготовок определяется видом источников тепловой энергии.
По способу нагрева устройства делятся на пламенные и электрические. В пламенных – заготовка нагревается путем поглощения тепловой энергии горящего пламени; в электрических – за счет тепловой энергии элементов электрического сопротивления или за счет индуктивного поглощения электромагнитной энергии.
В пламенных устройствах используют различные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное. Топливо состоит из горючих и негорючих компонентов. Независимо от агрегатного состояния основными горючими составляющими являются углерод и водород. К негорючим относятся кислород, азот, углекислый газ, влага.
Углерод – это наиболее важная составляющая топлива. Чем больше углерода в топливе, тем оно качественнее. В зависимости от количества воздуха углерод сгорает в СО2 и СО. При достаточном количестве воздуха углерод сгорает полностью по реакции:
С + О2 = СО2 + 34 000 кДж/кг.
При недостатке воздуха углерод сгорает не полностью по реакции:
С + ½ О2 = СО + 103 000 кДж/кг.
Водород – важнейший горючий элемент. Он сгорает по реакции:
Н2 + ½ О2 = Н20 + 121 000 кДж/кг.
Образующиеся пары, охлаждаясь, конденсируются, и при этом выделяется дополнительная теплота.
Газообразное топливо (природный газ) широко используют в кузнечных горнах – оно относительно дешево, имеет высокую теплотворную способность, легко смешивается с воздухом, полностью сгорает и, самое главное, в нем отсутствует ядовитый оксид углерода.
Метан – основная составляющая природного газа. Он горит по реакции:
СН4 + О2 = СО2 + 2Н20 + 36 000 кДж/кг.
Пропан C3H8 горит по реакции:
С3Н8 + 5О2= ЗС02 + 4Н20 + 91 000 кДж/кг.
Ацетилен С2Н2 используют при сварке, пайке, резке металла и других работах. Это топливо изготавливают в специальных ацетиленовых генераторах путем соединения карбида кальция с водой. Ацетилен горит по реакции:
С2Н2 + 2,5О2 = 2CО2 + Н2О + 50 300 кДж/кг.
Кислород в топливе находится, как правило, в связанном состоянии (СО, СО2, Н2О) и поэтому в горении не участвует.
Азот и влага являются балластом топлива – на их нагрев расходуется лишняя теплота.
В процессе горячей пластической деформации используют различные виды твердого топлива. В небольших кузницах наиболее широко применяют кокс, уголь, реже – дрова, торф.
Кокс – самый распространенный материал, обладает высокой теплотворной способностью и имеет относительно низкое содержание вредных примесей – серы и фосфора.
Каменный уголь используется, когда необходимо нагреть заготовку до высокой температуры. Уголь высокого качества при горении дает короткое пламя и хорошо спекается.
Древесный уголь был основным видом топлива вплоть до середины XVIII века (см. гл. 1). В настоящее время для нагрева заготовок его не применяют, кроме тех случаев, когда необходимо умеренно нагреть заготовки больших размеров.
Жидкое топливо – это нефть, продукты ее перегонки (бензин, керосин и др.) и остаточные масла. Наиболее широко в кузнечном деле применяют мазуты, которые относительно дешевы и имеют высокую теплотворную способность.
В электролизно-водородных установках образуется «гремучая смесь» – смесь водорода с кислородом (см. ниже). Эту смесь используют в самых разнообразных работах.