| Индекс материала |
|---|
| Сущность обработки металлов давлением и ее виды |
| 2 |
| Все страницы |
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.
Природная пластичность различных металлов и сплавов неодинакова. Свинец, олово, алюминий, медь, цинк и некоторые их сплавы обладают высокой пластичностью в холодном состоянии и могут обрабатываться давлением без предварительного подогрева. Пластичность стали в холодном состоянии недостаточна. Для повышения пластичности она нагревается и обрабатывается давлением в горячем состоянии.
3) Основными видами обработки металлов давлением являются: прокатка, волочение, свободная ковка, штамповка и прессование. '
Прокатка (рис. 16, а) —- процесс обжатия металла между X вращающимися валками прокатного стана.
Волочение (рис. 16, б) заключается в протягивании металла (проволоки, прутка или трубы) через отверстие (очко) специального инструмента—^волоки, поперечное сечение которого меньше, чем исходной заготовки.
Свободная ковка (рис. 16, в) — вид обработки металлов давлением, при котором необходимое изменение формы заготовки лость которых определяет конфигурацию обрабатываемой заготовки. Штамповка бывает объемной (рис. 16, г) и листовой (рис. 16,<Э).
Прессование (рис. 16, е) — процесс выдавливания металла из замкнутой формы через имеющееся в ней отверстие.
4) Обработка давлением — один из самых распространенных и прогрессивных методов бесстружечной обработки металлов. Этим способом изготавливают заготовки, детали и изделия весом от нескольких граммов до сотен тонн из стали и сплавов цветных металлов.
Обработка металлов давлением характеризуется высокой производительностью и относительно малой трудоемкостью. Она обеспечивает снижение расхода металла по сравнению с обработкой резанием и способствует улучшению его механических свойств.
находится в неустойчивом состоянии. При нагреве до некоторой температуры, называемой температурой рекристаллизации (7" екрЬ вокруг определенных центров из осколков деформированных' зерен возникают и растут новые зерна. Металл из неустойчивого переходит в равновесное устойчивое состояние. Это явление называется рекристаллизацией. В результате рекристаллизации наклепанный металл разупрочняется и его пластичность повышается.
Акад. А. А. Бочвар установил, что для простых металлов
2.2. Изменение структуры и свойств металлов при обработке давлением
1) Как уже известно из 2.1, при обработке давлением изменяется не только форма исходного металла, но и его структура
и свойства.
При холодной обработке давлением под действием пластической деформации изменяется форма зерен: они измельчаются и вытягиваются в направлении наибольшей деформации. Происходит повреждение плоскостей скольжения и искажение кристаллической решетки. Указанное явление получило название наклепа.
Наклеп увеличивает предел прочности (см. ч. 1—1.27) и твердость (см. ч. I—1.29) металла, уменьшает его относительное удлинение и сужение (см. ч. I—1.28), ударную вязкость (см. ч. I—1.33), плотность (см. ч. I—1.18), электро- и теплопроводность (см. ч. I—1.20 и 1.22), коррозионную стойкость (см. ч. I— 1.24).
С появлением наклепа дальнейшая деформация металла затрудняется, и на определенной стадии он может разрушаться. Для снятия наклепа применяют рекристаллизационный отжиг (см. ч. 1—3.14).
2) Наклепанный металл, имеющий искаженную кристаллическую структуру, полученную при пластической деформации,
где ГПл — абсолютная температура плавления чистых металлов, °К.
Температура рекристаллизации у сплавов, как правило, выше, чем у чистых металлов.
3) Таким образом, холодной обработкой металлов давлением называется такая обработка, при которой металл получает
упрочнение и образуется структура наклепанного металла.
При горячей обработке давлением, проводимой выше температуры рекристаллизации, одновременно с наклепом происходит и рекристаллизация, устраняющая наклеп. Металл получает рекристаллизованную структуру без следов упрочнения.
4) Горячая обработка давлением литого металла улучшает
его структуру и повышает механические свойства. В результате
обработки давлением литой металл уплотняется (за счет заварки микротрещин, пустот и газовых раковин), выравнивается по
химическому составу (за счет диффузии) и приобретает волок-
нистую структуру. Волокнистая структура является результатом вытягивания зерен и расположенных между ними неметаллических включений (окислов, карбидов и др.) в направлении
наибольшей деформации.
Вследствие образования волокнистой структуры свойства металла получаются анизотропными (см. ч. I—1.5), т. е. различными в разных направлениях. Например, механическая прочность металла вдоль волокон будет выше, чем поперек. Волокнистая структура металла не может быть уничтожена ни термической обработкой, ни последующей обработкой давлением.
| < Предыдущая |
|---|
