Все про обработку металлов

Свободная ковка представляет собой процесс пластической деформации нагретого до определенной температуры металла, происходящей под действием последовательных ударов бойка молота или под давлением пресса. В результате металл
неограниченно течет во все стороны в пространстве между бойками и принимает форму заданной поковки. В большинстве слу-
чаев поковка служит, заготовкой для дальнейшей механической обработки.
Ковка не только изменяет форму и размеры обрабатываемого металла, но и способствует улучшению его структуры и механических свойств. Она измельчает и уплотняет зерна, устраняет внутренние раковины и пузыри.
Свободная ковка обычно применяется для получения единичных поковок различной формы и размеров, а также при изготовлении небольших партий поковок. Она подразделяется на ручную и машинную.

Прокатка позволяет получать заготовки для последующей обработки давлением (ковкой, штамповкой, волочением) или резанием, а также готовые изделия (балки, трубы, рельсы и др.), называемые прокатом. Выпускаемый прокат имеет определенную форму поперечного сечения (профиль) и размеры и называется сортаментом прокатных изделий. Прокатные изделия стандартизованы. Промышленный сортамент сталей подразделяется на листовой, сортовой и специальный.
Листовой прокат бывает толстолистовым (толщиной от 4 до 60 мм (иногда до 450 мм), шириной 600—3000 мм и длиной 4—12 м) и тонколистовым (толщиной от 0,2 до 3,75 мм и шириной 600—2200 мм). К листовому прокату относится также сталь кровельная, котельная, оцинкованная, рифленая, волнистая и декапированная (протравленная после отжига), черная полированная и белая (покрытая оловом) жесть, лента.
Сортовой прокат (рис. 22) бывает простого и фасонного профиля. К простому прокату относится сталь квадратная 1, 2 и 3, круглая 4, прямоугольная 5, треугольная 6, овальная 7, полукруглая 8, сегментовая 9, ромбовидная 10. К сортовому прокату фасонного (сложного) профиля относятся неравнобокие П и равнобокие 12 уголки, швеллеры 13, двутавровые 14 и тавровые 15 балки, рельсы 16, зетовая сталь 17.

Прокатка — один из способов обработки металлов давлением. Металл пропускается через просвет (зазор) между вращающимися навстречу друг другу валками (см. рис. 16). Величина зазора между валками должна быть меньше толщины прокатываемой заготовки. Между металлом и валками в момент их соприкосновения возникает трение, благодаря которому заготовка захватывается валками, втягивается в просвет, передвигается и получает остаточную деформацию.
После каждого пропуска заготовки расстояние между поверхностями вращающихся валков постепенно уменьшается. В результате многократного пропускания металла через валки увеличивается длина и ширина заготовки, а толщина ее уменьшается.
Большинство металлов и сплавов недостаточно пластично в холодном состоянии, и для прокатки их предварительно нагревают до определенной температуры.
3)    Отношение площадей поперечного сечения металла до и
после прокатки называется коэффициентом вытяжки.

2.3. Нагрев металла
и, и22 известно, что металлы и сплавы перед обработ-кой давлением нагревГю'т с целью повышения их пластичности, Г^едоваТельно, иРуменьшения энергии, затрачиваемой на де-формацию.
увеличивается, а относительные удлинение (б) и сужение '(<|>) — уменьшаются. При температуре 300° С прочность стали достигает максимума, а показатели ее пластичности — минимума. С увеличением температуры нагрева свыше 300° С картина меняется: прочность стали значительно уменьшается, а пластичность сильно возрастает.
2) Отсюда напрашивается вывод: чем выше будет температура нагрева стали, тем больше будет ее пластичность. Однако нагрев до слишком высоких температур может вызвать перегрев или даже пережог стали. Чтобы избежать этого, необходимо точно установить верхний температурный предел нагрева металла при горячей обработке давлением. Заканчивать ее нужно также при определенной оптимальной температуре. Обработка давлением ниже этой температуры недопустима из-за большого сопротивления деформированию и низкой пластичности стали. Если же заканчивать обработку давлением при температурах, значительно превышающих оптимальную, то это может привести к получению крупнозернистой структуры. Таким образом, при горячей обработке давлением металлов и сплавов устанавливают определенный температурный интервал, ограниченный верхним и нижним температурными пределами.
Температурный интервал горячей обработки давлением сталей зависит от их химического состава и исходного состояния. Температурные интервалы ковки (штамповки) качественной углеродистой стали общего назначения приведены в табл. 1.

1)    Обработка металлов давлением — процесс получения заготовок, деталей и изделий путем изменения формы металла за
счет пластической деформации.
При обработке давлением на металл действуют внешние силы (удары молота, давление пресса), вызывающие в нем напряжения, превышающие предел упругости. В результате изменяется форма исходного металла (слитка или-мерной заготовки), а объем его остается постоянным (не считая потерь на отходы и угар). Процесс обработки давлением сопровождается изменением структуры и физико-механических свойств металлов и сплавов.
2)    Обработке давлением поддаются только ковкие металлические материалы, обладающие достаточной пластичностью.
Хрупкие металлы и сплавы (марганец, чугун, твердые сплавы
и др.) давлением не обрабатываются.

1)    Способ литья под давлением основан на том, что жидкий металл при заполнении формы и в процессе затвердевания находится под давлением, вследствие чего получаемая отливка точно соответствует очертаниям литейной формы. Литейная форма, изготовленная обычно из углеродистой или легированной стали, делается разъемной, изготавливается с большой точностью, с тщательно подогнанными частями. Поверхности полости хорошо полируются.
2)    Получить под давлением чугунное- или стальное литье весьма затруднительно, поскольку заливаемые расплавленные чугун или сталь, имеющие высокую температуру, отрицательно влияют на литейную форму. Поэтому литье под давлением применяется в основном для получения отливок из сплавов цветных металлов: алюминиевых, магниевых, медных и цинковых.
3)    Способ получения отливок под давлением заключается в следующем. Металлическая литейная форма, состоящая из неподвижной 2 и подвижной 4 частей, образующих полость для отливки, заполняется расплавленным металлом через мундштук / под давлением,    создаваемым    специальными поршневыми или компрессорными машинами. Стержень 3 позволяет получить отверстие в отливке.
Наиболее распространены компрессорные машины, в которых жидкий металл поступает в закрытую литейную форму под давлением сжатого воздуха. После затвердевания форма раскрывается специальными толкателями 5, и отливка 6 извлекается.