II.Основы технологии обработки металлов давлением традиционных и новых сплавов

1.Обработка металлов давлением основана на использовании пластических свойств материалов. Эти свойства позволяют изменять форму и размеры заготовки под действием внешних сил (давления) и сохранять полученные форму и размеры после прекращения действия сил. Для увеличения пластичности металл нагревают до температуры, при которой наиболее полно проявляются его пластические свойства.

Обработка металлов давлением отличается высокой производительностью и экономным расходованием металла по сравнению с литьем и механической обработкой и, кроме того, улучшает механические свойства литого металла.

Различают следующие основные способы обработки металлов давлением: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, штамповка.

Прокатка —это обжатие заготовки между вращающимися валками.

Волочение —процесс протягивания заготовки через постепенно сужающееся отверстие (волочильный глазок).

Прессование —вид обработки металлов давлением, при котором металл, заключенный в замкнутую форму, выдавливается через отверстие, меньшей площади, чем площадь сечения исходного материала.

Свободная ковка заключается, в следующем. Заготовку нагревают в нагревательной печи до температуры, при которой металл становится более пластичным. После этого заготовку кладут на наковальню и ударами молота придают ей необходимую форму. Изделие, полученное в результате ковки, называется поковкой.

При штамповке формообразование детали происходит в штампе и определяется его конфигурацией. Штамповку осуществляют на прессах и молотах.

Штамповка с предварительным нагревом заготовок называется горячей, без нагрева— холодной.

2. Факторы, влияющие па пластичность металла

Основными факторами, определяющими пластичность металла при обработке давлением, являются:

- химический состав и структура металла;

В значительной степени на пластичность влияет химический состав металла. Наибольшую пластичность проявляют чистые металлы. Примеси, и даже ничтожное их содержание, как правило, значительно снижают пластичность. Примеси, растворяясь в небольших количествах, образуют хрупкие сетки по границам зерен. Такие примеси называют вредными.

- температура деформации;

пластичность металлов повышается с повышением температуры.

- скорость деформации;

Действие скорости деформации на пластичность при горячей деформации зависит от протекающих одновременно в металле двух процессов: упрочнения (наклепа) и разупрочнения (рекристаллизации). Скорость упрочнения металла определяется скоростью деформации, а скорость разупрочнения - скоростью рекристаллизации, которая зависит от температуры нагрева металла.

С увеличением скорости деформации при холодной обработке давлением в обрабатываемом металле выделяется больше тепла деформации, которое может вызывать отчасти развитие процесса разупрочнения и, следовательно, повысить пластичность металла.

- схема напряженного состояния;

При обработке давлением большое влияние на пластичность металла оказывает схема напряженного состояния. Положительное влияние на пластичность оказывают сжимающие напряжения, а отрицательное - растягивающие.

3. В зависимости от соотношения температуры деформации и температуры рекристаллизации различают холодную и горячую деформации. Холодной деформацией называют такую, которую проводят при температуре ниже температуры рекристаллизации. Поэтому холодная деформация сопровождается упрочнением (наклепом) металла.

Деформацию называют горячей, если ее проводят при температуре выше температуры рекристаллизации для получения полностью рекристаллизованной структуры.

При этих температурах деформация также вызывает упрочнение «горячий наклеп», которое полностью или частично снимается рекристаллизацией, протекающей при температурах обработки и при последующем охлаждении. Горячую деформацию в зависимости от состава сплава и скорости деформации обычно проводят при температурах (0,7-0,75) Тпл.