Що називають холодною і гарячою пластичною деформацією

Обробка тиском (пластична деформація) нижче температури рекристалізації викликає наклеп і називається холодної обробкою тиском

При пластичної деформації вище температури рекристалізації зміцнення (наклепу) не відбувається. Таку обробку називають гарячою. Пластичне деформування вище температури рекристалізації, хоча і призводить до зміцнення, але це зміцнення усувається процесом рекристалізації, що протікає при цих температурах. Рекристалізація протікає відразу після деформації і тим швидше, чим вище температура. При високій температурі, значно перевищує температуру рекристалізації, вона завершується в долі секунд.

Таким чином, пластичне деформування заліза при 600 0 С слід розглядати як гарячу обробку, а при 400 0 С - як холодну. Для алюмінію деформування при 400 0 С - це гаряча обробка. Свинець і олово називають ненаклепиваемимі металами, тому що їх температура рекристалізації нижче 20 0 С.

Гарячу обробку застосовують для виготовлення великих або важко деформуються деталей з метою зменшення деформуючих сил, а, отже, зменшення потужності обладнання. Недолік гарячої деформації - окислення поверхні і утворення окалини, що погіршує якість поверхні.

Холодна деформація дозволяє отримувати високу точність розмірів виробу і кращу якість поверхні, направлено покращує експлуатаційні властивості деталі.

У загальному випадку необхідно раціонально поєднувати холодну і гарячу деформацію, а також число і режими різних видів термічної обробки.

Зміцнення металу в результаті його пластичного деформування нижче температури рекристалізації називають наклепомілінагартовкой.

66. Рекристалізація - це процес відновлення структури наклепаного металу (процес утворення нових рівноосних зерен натомість деформованих, витягнутих), а отже і відновлення механічних свойствв результаті подальшого нагріву до температур вище так званого порога рекристалізації. Тр = а • Тпл. де Тр - абсолютна температура порога рекристалізації в градусах К, а коефіцієнт, що залежить від складу і структури металу, Тпл - температура плавлення сплаву в градусах До

Що називають відпал рекристалізації?

Щоб відновити структуру і властивості наклепаного (зміцненого) металу, наприклад, при необхідності продовжити обробку тиском шляхом холодної прокатки, волочіння і т.п. його треба нагріти вище температури рекристалізації і витримати для протікання рекристалізаційних процесів. Таку термічну обробку називають відпал рекристалізації.

Основні види обробки металів тиском (ОМТ): прокатка, волочіння, пресування, кування і штампування. Прокатка, пресування і волочіння застосовують для отримання заготовок постійного перерізу по довжині (прутки, дріт, стрічки, листи).

69. Прокатка - спосіб ОМД, при якому процес деформації здійснюється здавленням металу (злитка або відливання) між обертовими циліндрами (валками) на спеціальних машинах - прокатних станах. Інструментом є валки. Їх виготовляють з вуглецевої і легованої інструментальної сталі, а також з високоміцного чавуну з вибіленим поверхневим шаром. Існує три види прокатки: поздовжня, поперечна і поперечно-гвинтова (коса). При поздовжньої прокатці заготівля деформується меду двома валками, що обертаються в різні боки, а заготовка рухається поступально перпендикулярно осях валків. Це основний вид прокатки, їм роблять 90% прокатної продукції. в тому числі весь листовий та сортовий прокат. При поперечної прокатці валки обертаються в одному напрямку і надають обертання заготівлі. Напрямок обертання заготовки протилежно напрямку обертання валків, а вісь обертання паралельна осі обертання валків. Заготівля деформується, обертаючись і переміщаючись уздовж осі валків. Поперечну прокатку застосовують для виробництва профілів періодичного перетину. При поперечно-гвинтової (косою) прокатці валки розташовані під кутом, обертаються в одну сторону і надають заготівлі одночасно обертальний і поступальний рух. При цьому за рахунок перекосу валків заготівля отримує не тільки поперечну, а й поздовжню деформацію. Поперечно-гвинтової прокаткою виробляють безшовні труби, періодичні види прокату, кулі.

70. Прокаткою отримують готові вироби: балки, труби, рейки, заготовки для подальшої обробки куванням, штампуванням, волочінням, різанням. Вся продукція прокатного виробництва ділиться на чотири групи:

1) сортовий прокат, який в свою чергу поділяється на простий сортовий прокат: квадрат, коло, шестигранник, прямокутник і фасонний сортовий прокат: куточок, двотавр, швелер, рейок та ін .; сортовий прокат отримують поздовжньої прокаткою на каліброваних валках;

2) листовий прокат ділять на товстолистовий (товщина листа 4 - 160 мм) і тонколистової (товщина менше 4 мм). Листи менше 0,2 мм називаються фольгою; листовий прокат отримують поздовжньої прокаткою в гладких валках;

3) труби: труби безшовні і з швом (зварні труби); отримують поперечно-гвинтової прокаткою.

4) спеціальні види прокату: періодичний прокат, колеса, кільця, кулі - отримують поперечної і поперечно-гвинтової прокаткою.

Періодичний прокат має закономірно змінюється, періодично повторюється по довжині перетин. Періодичний прокат є заготівлею для подальшої кування і штампування (шатуни, осі, вали, важелі).

Найбільшого поширення набула гаряча прокатка. Холодної прокаткою отримують сталеві смуги, листи малої товщини, фольгу. Виникає наклеп усувають наступним відпалом.

71. Калібровані валки на відміну від гладких мають на поверхні так звані струмки - профілі вирізу на бічній поверхні валка. Калібр - профіль, що складається суміжними струмками двох валків. Отримують сортовий прокат.

72. Волочіння - спосіб ОМД, при якому оброблюваний метал (заготовку), як правило, в холодному стані простягають через поступово звужується отвір. Інструментом, через отвір в якому простягається заготовка, є волока. При цьому довжина заготовки збільшується, а поперечний переріз зменшується і набуває форму отвору волоки. Волока працює в важких умовах, її поверхня повинна мати високу твердість, тому волоку виготовляють з інструментальної сталі, твердих сплавів на основі карбідів вольфраму, титану, танталу. При волочінні особливо тонкого дроту діаметром менше 0,2 мм волоку виготовляють з технічних алмазів. Для зменшення тертя, підвищення стійкості інструменту застосовують рідкі або сухі мастила (мінеральне масло, емульсії, мило, графіт). Для усунення наклепу проводять проміжні отжиги з подальшим травленням для зняття окалини. Обладнанням для волочіння служить волочильний стан. Він складається з двох основних частин: станини з тримачем для волоки і тягнучого пристрою для протягування заготовки через волоку. Тягнуть пристрої бувають з намотуванням дроту на барабани (барабанні), їх застосовують для волочіння дроту і з прямолінійним рухом оброблюваної заготовки (ланцюгові і рейкові), застосовують для волочіння прутків, труб. Волочінням виготовляють дріт діаметром від 0,002 мм і вище, калібровані прутки і тонкі труби. Вироби після волочіння виходять з гладкою поверхнею і точними розмірами. Вихідними заготовками для волочіння може бути сортовий прокат, прутки і труби зі сталі, кольорових металів та їх сплавів.

Пресування - спосіб ОМД, який полягає в наступному. Заготівля поміщається в контейнер (замкнуту порожнину). З одного боку контейнера закріплена матриця за допомогою матріцедержателя. Метал видавлюється з контейнера за допомогою пуансона (штовхача) через отвір в матриці, площа якого менше, ніж площа поперечного перерізу вихідної заготовки. Пресований (видавлюється) метал приймає форму прутка простого або складного, суцільного або полого перерізу за формою і розмірами отвору в матриці. Пресуванню піддають сталевий прокат, злитки алюмінію, міді та їх сплавів, а також цинку, олова, свинцю і ін. Пресування зазвичай проводять при температурах гарячої обробки тиском.

Застосовують два способи пресування: прямий і зворотний. При прямому способі протягом металу збігається з напрямом руху пуансона; при зворотному способі пресування метал тече назустріч руху пуансона. Пресування здійснюють на горизонтальних гідравлічних пресах, рідше - на вертикальних. Зусилля сучасних гідравлічних пресів, що застосовуються для пресування, становить 100 Мн. При прямому способі пресування доводиться витрачати більше зусилля, ніж при зворотному пресуванні, тому що в першому випадку доводиться долати тертя металу об внутрішні стінки контейнера. Прутки суцільного перетину будь-якої форми отримують частіше методом зворотного пресування, а труби - тільки прямим.

Інструмент для пресування - матриця, пуансон, контейнер - працюють в дуже важких умовах, відчуваючи вплив високих тисків і високих температур, тому знос інструменту досить значний. Інструмент для пресування виготовляють з високоякісних інструментальних сталей і жароміцних сплавів. Для зниження зносу інструменту, зменшення зусилля деформування, підвищення якості поверхні виробів застосовують мастило поверхні заготовок. Використовують мінеральні масла, графіт, каніфоль, а при пресуванні труднодеформіруемих сталей і сплавів - рідке скло.

1) пресування - єдиний спосіб ОМД, при якому можна обробляти спеціальні сталі, кольорові метали і сплави з низькою пластичністю;

2) пресуванням можна отримувати вироби складного поперечного перерізу, які не можуть бути отримані іншими видами ОМД;

3) точність виробів, отриманих пресуванням вище, ніж виробів, отриманих прокаткою.

Основний недолік пресування - значні втрати на відходи металу, тому що весь метал не може бути видавлений з контейнера і в ньому залишається прес-залишок, маса якого при прямому пресуванні може досягати 40% маси вихідної заготовки.

74. Кування - процес деформування металу ударами молота або тиском преса. Ковку завжди проводять в гарячому стані. Отримані куванням вироби різноманітних форм та маси називають поковками. Заготовками для великих поковок служать злитки, а для середніх малих - прокатні заготовки. Ручний куванням виготовляють дрібні поковки масою до 10 кг при ремонтних роботах і в одиничному виробництві. Найбільш поширеним видом кування є машинна. Заготівлю поміщають між нижнім (нерухомим) і верхнім (рухомим) бойками молота або преса. Інструментом є бойки. Обладнанням для кування є молоти, що деформують метал ударом, і преси, що деформують метал статичним навантаженням (без удару). Для дрібних поковок застосовують пневматичні молоти, маса падаючих частин яких доходить до 1000 кг. Середні поковки виготовляють на пароповітряних молотах (приводяться в дію енергією пара або стисненого повітря). Їх маса падаючих частин до 8000 кг. Великі поковки виготовляють га гідравлічних пресах. Зусилля створюється за допомогою тиску водної емульсії або мінерального маса, що подається в робочий циліндр преса. Тривалість деформації становить кілька секунд. Зусилля доходить до 100 Мн.

75. Основні операції кування: осаду, висадка, протягання, розкочування, прошивка, рубка. Гнуття, зварювання, скручування.

76. Штампування - спосіб виготовлення виробів складних обрисів тиском за допомогою спеціального інструменту - штампа. Об'ємне штампування - як заготовки використовують пруток, а метал заповнює всю порожнину штампа, набуваючи її форму і розмір. При листовому штампуванні заготівлею є лист. Об'ємне штампування частіше буває гарячої, а листова - холодної. Вироби, отримані гарячим штампуванням, називають штампованими поковками.

Штамп - металева форма, що складається з двох частин, в яких є порожнини, по конфігурації відповідні виготовленої поковки. Ці порожнини називаються струмками.

77. Зварювання - технологічний процес отримання нероз'ємних з'єднань різних металів шляхом встановлення міжатомних зв'язків між зварюються частинами. Зварюванням з'єднують метали, сплави і неметалеві матеріали. За способом з'єднання поверхонь зварювання підрозділяють на зварювання плавленням і зварювання тиском.

78. З існуючих способів зварювання плавленням найбільш поширеною є електродугове зварювання, при якій для місцевого розплавлення зварювальних деталей використовується тепловий ефект електричної дуги, порушуємо між електродом і сполучаються деталями. Ручне дугове зварювання виконують зварювальними електродами (вугільними, вольфрамовими або зі спеціальних сплавів в залежності від зварювальних металів). При веденні ручного дугового зварювання застосовують електротримач, щиток і шолом для захисту очей і обличчя зварника від дії променів електричної дуги і бризок.

Газове зварювання. При газовому зварюванні використовується тепло, що утворюється при згорянні горючих газів в кисні з температурою полум'я 3100-3300 0 С. Як горючий газ застосовують ацетилен С2 Н2. Балони з киснем фарбують в блакитний колір, а з ацетиленом - в білий. Для освіти газозварювального полум'я служать зварювальні пальники.

80. газокисневого різання заснована на здатності металів (головним чином, сталей), підігрітих газокисневого полум'я до температури займання, згоряти в струмені кисню. Газокисневого різання виробляють за допомогою ацетіленокіслородного різака типу УР.