Обработка конструкционных материалов давлением презентация

Владислав Александрович, к.х.н., доцент

металлов и их сплавов под действием внешних сил пластически деформироваться не разрушаясь.
При пластической деформации изменяется не только форма, но также структура, механические и физические свойства металла.
В сочетании с термической обработкой обработка давлением обеспечивает самые высокие механические свойства металла и широко используется для получения разнообразных изделий.

Обработка металлов давлением

т.е. меняет свои размеры и форму.

Теоретические основы обработки металлов давлением

искривление плоскостей скольжения, засорение их обломками, искажение кристаллической решетки.
Все это ведет к появлению внутренних напряжений, затруднению дальнейшей деформации, т.к. металл становится более прочным.
все эти процессы называют наклепом или деформационным упрочнением.
Если металл нагреть ( за счет тепла деформации или специально), то идет процесс разупрочнения, состоящий из двух процессов:
1.Возврата (уменьшение и ликвидация искажений решетки (tвозв =0,25-0,3 tпл );
2. Рекристаллизация (перестройка деформированных зерен, их зарождение и рост (tрек = 0,4 tпл );

Обработка металлов давлением

рекристаллизации с наклепом и упрочнением глубокой не может быть, но поверхность получается чистой, без окалины.
Горячая деформация проводится более часто с полным или частичным разупрочнением за счет возврата и рекристаллизации. Она более глубокая, но на поверхности образуется окалина. Температура горячей деформации обычно 0,7-0,75 Тпл

Виды обработки металлов давлением

повышение пластичности обрабатываемого металла и снижение его сопротивления деформированию.
Нагревать до очень высоких температур, приближающихся к линии солидуса, не рекомендуется, так как при этом возможен перегрев и пережог металла.
Перегрев – явление быстрого роста зерен при высоких температурах, ведущее к ухудшению механических свойств металла. Он может быть исправлен термической обработкой. При пережоге кислород проникает внутрь заготовки и окисляет границы зерен. Металл становится хрупким и при ударе рассыпается. Никакой обработкой пережог не исправляется.

Горячая деформация

целью придания ей требуемой формы и размеров.

Основным способом прокатки является продольная прокатка. Металл подвергается обжатию между вращающимися навстречу друг другу параллельными валками.
Прокатка характеризуется непрерывностью воздействия инструмента на металл и, следовательно, отличается весьма высокой производительностью.

Прокат

швеллер, двутавр профнастил и т.д.

удаления поверхностных дефектов. Особое внимание уделяется удалению окалины, иначе она может вдавиться в поверхность листа и ухудшить его качество.

Весьма ответственной операцией является нагрев слитков перед прокаткой, если деформация горячая.

После прокатки и контроля полученный профиль режется на нужный размер.

из пластичных цветных металлов и их сплавов, а также из стали.

Профили из алюминия, полученные методом прессования

В тоже время профиль может быть и простой: пруток, труба.

матрица;
4 – получаемый профиль металла;
5 – шток.

Обратное прессование:
Металл выдавливается через отверстие в штоке, движение штока и выдавливаемого металла противоположно по направлению

наличием иглы 6, которая проходит сквозь отверстие в заготовке деформируемого металла 1. Длина иглы несколько превышает длину заготовки. При давлении штока 5 на заготовку металл выдавливается в зазор между матрицей 3 и иглой, образуя трубу 4. Внутренний диаметр трубы равен диаметру иглы, наружный – диаметру отверстия в матрице.

Прессование

(волоке, фильере).
Этим способом можно получить
тончайшую проволоку диаметром
до 0,005 мм.
При волочении поперечные
размеры заготовки уменьшаются,
а длина увеличивается. Потери металла
в виде стружки отсутствуют.

числе капиллярные

целью снятия наклёпа и получения необходимой структуры металла.

Очистка от окалины механическим, химическим или электрохимическим способом.

Заострение концов заготовки, чтобы можно было протянуть её сквозь волоку и захватить клещами волочильного стана.

Нанесение подсмазочного слоя путём желтения, меднения, фосфатирования.

Волочение в один или несколько проходов.

Межоперационная или послеоперационная термообработка для снятия наклёпа.

Отделка готовой продукции.

Волочение

ударов или нажимов бойками пресса или молота.
Самый древний прием обработки металлов давлением.
Ковкой достигается не только изменение формы заготовки, но и улучшение механических свойств за счет деформационного наклепа.

к последующей ковке.

Осадка – увеличение поперечного сечения за счёт уменьшения высоты.

Вытяжка (протяжка) – увеличение длины заготовки за счёт уменьшения площади её поперечного сечения.

Разгонка – местное уширение заготовки без увеличения её длины.

Ковка

с оправкой – увеличение длины пустотелой заготовки за счёт уменьшения толщины её стенок.
Гибка – придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру.
Кузнечная сварка – соединение в одно целое отдельных частей заготовки.

заготовки производится в полости инструмента, называемого штампом.
По производительности этот способ превосходит ковку, даёт значительную экономию металла и снижает трудоёмкость обработки.

Различают объёмную и листовую штамповки.

Существует два основных метода объёмной штамповки:

Штамповка в открытых штампах предусматривает выход части металла заготовки в заусенечную канавку.

такой штамповки требуются заготовки высокой точности по объёму. Она применяется для поковок простой формы, в основном имеющих форму тел вращения.

Примеры деталей, полученных объемной штамповкой

изделий и деталей машин из листового материала. Она широко применяется в металлообрабатывающей промышленности, а в ряде производств занимает ведущее положение

Достоинства: высокая производительность, стабильность качества и точность.
Недостаток – высокая стоимость штампов.

сплавы, а также различные листовые полимерные материалы.

Все операции листовой штамповки можно разделить на две группы: формоизменяющие и разделительные.

вытяжка;

формовка.

Листовая штамповка

вспомогательное – для транспортировки, очистки, резки.

1. Приводные

Основными машинами-орудиями для свободной ковки являются молоты и прессы.

Молоты подразделяются на:

рычажные;

фрикционные;

рессорные;

пневматические;

2. Паровоздушные

простого действия;

двойного действия.

различают следующие способы штамповки:

Штамповка в подкладных штампах осуществляется на ковочном оборудовании (пневматический, паровоздушный молот).

Одноручьёвая штамповка кованой заготовки производится в одном окончательном ручье.

Многоручьёвая штамповка производится в одном многоручьевом штампе на паровоздушных штамповочных молотах, механических ковочных прессах, горизонтально-ковочных машинах.

Штамповка на молотах – наиболее широко применяемой метод горячей объёмной штамповки. Для её осуществления используются главным образом паровоздушные молоты двойного действия с педальным управлением. Также для горячей штамповки применяются паровоздушные молоты простого действия, бесшаботные паровоздушные молоты и фрикционные молоты.