6.5. Производство металлических изделий и конструкций

Производство металлических изделий осуществляется обработ­кой слитков давлением или литьем.

Обработка давлением основана на использовании пластических свойств металлов.

Этот способ обработки позволяет получать изделия с весьма точными размерами, малой шероховатостью поверхности, незначи­тельными отходами металла и более высокими свойствами по срав­нению с отливками.

Основными видами обработки металлов давлением являются прокатка, волочение, штамповка и прессование (рис. 9).

Рис. 9. Схема основных видов обработки металлов давлением:

А – прокатка; б – волочение; в – прессование; г – ковка

Прокатка— это процесс изготовления профилированных стальных изделий. Сущность процесса заключается в том, что слиток или заготовку пропускают между вращающимися валками прокатно­го стана, которые деформируют металл и производят подачу заготов­ки. Заготовка уменьшается в сечении, вытягивается и приобретает форму (профиль), соответствующую валкам.

Прокатывают металл в холодном и горячем состоянии. Для по­лучения заданной степени обжатия заготовку пропускают через вал­ки несколько раз.

Холодную прокатку применяют для получения тончайших сталь­ных листов или для высокопластичных металлов (свинец, олово и др.).

При горячей прокатке слиток нагревают до 900...1250 °С. Форму поперечного сечения прокатного изделия называют профилем, а со­вокупность различных профилей разных размеров — сортаментом.

Сортамент стали горячего проката — сталь круглая, квадрат­ная, полосовая, уголковая неравнополочная и равнополочная, швел­лерная, двутавровая, трубы, арматура для железобетона и др.

Волочением называют процесс протягивания металлической заготовки через отверстие (фильер), сечение которого меньше сечения заготовки. При волочении металл обжимается, профиль его строго со­ответствует форме отверстий, происходит вытяжка металла. Заготов­ка протаскивается через отверстие матрицы. Волочение обычно про­изводят в холодном состоянии. При холодной деформации металл упрочняется в результате пластической деформации. Такой вид уп­рочнения называется наклеп. Явление наклепа широко используют при механическом упрочнении арматурной стали. Способом волоче­ния изготовляют трубы малого диаметра, проволоку, а также прутки различного сечения (круглого, квадратного и др.).

Ковка — процесс получения детали из нагретой заготовки пу­тем ее деформирования повторяющимися ударами молота или пресса. Ковкой изготовляют болты, анкеры, скобы и другие детали.

Штамповкой называют процесс деформации металла в штам­пах. Штамповка может быть горячей и холодной. Холодной штамповкой обрабатывают листовой металл. Штамповка позволяет получить из­делия очень точных размеров. Этим способом изготовляют закладные детали для сборного железобетона, корпуса оборудования и машин.

Прессование осуществляют продавливанием металла через вы­ходное отверстие меньшей площади. При этом профиль прессованно­го металла будет соответствовать профилю отверстия в матрице. Про­цесс осуществляется на гидравлических прессах. Этим способом изготовляют профили различного сечения, трубы, разнообразные сложные профили из цветных металлов и сплавов.

Холодное профилирование — процесс изготовления изделий из листовой или круглой стали на прокатных станах. Из листовой стали получают гнутые профили с различной конфигурацией поперечного сечения. Из круглых стержней путем сплющивания изготовляют уп­рочненную холодносплющенную арматуру.

Чугунные изделия изготовляют различными способами, среди которых наиболее простым является литье в формы. Прогрессивные способы литья чугуна — под давлением и центробежный. Путем от­ливки получают колонны, опорные подушки, арки, плитки для полов промышленных зданий и т.п. Полученные изделия соединяют в кон­струкции при помощи сварки, клепки или болтов.