Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением — это технология воздействия на материал, позволяющая изменить форму и габариты продукта, а также его физические свойства. Пластическая деформация выполняется разными методами, но все они направлены на создание изделий, соответствующих требуемым параметрам. Высокая скорость обработки металлических заготовок посредством давления обеспечивает повышенную результативность труда по сравнению с другими технологиями.

В качестве исходных материалов при обработке давлением используются стальные слитки, сортовой прокат, продукты из стали и сплавов цветных металлов. Технология активно применяется для выпуска изделий, востребованных в автомобилестроительной, машиностроительной, авиационной и прочих отраслях промышленности.

Особенности обработки металлов давлением

Процесс обработки металлов давлением основывается на способности атомов исходного изделия двигаться и занимать новые устойчивые положения в решетке под воздействием внешней нагрузки, значение величины которой выше значения предела упругости самого материала. Изменение физико-химических и механических характеристик металлических заготовок, произошедшее вследствие прессования, называется пластической деформацией.

Обработка может производиться горячим или холодным способом — выбор технологии зависит от условий производства. Рассмотрим различия указанных методов:

для выполнения горячего прессования необходимо, чтобы температура была выше, чем температура рекристаллизации металла;
температура при холодной обработке ниже температуры, при которой происходят изменения положения атомов материала.

Разновидности методов обработки металлов посредством давления

Существуют следующие виды обработки металлов давлением:

Прокатка

Данный метод наиболее часто применяется для создания заготовок посредством давления. Для прокатки используется специальный вращательный механизм — валка. Между двумя валками образуется зазор, сквозь который протягивается материал и принимает нужную форму. Таким образом производятся: трубы, рельсы, балки, прутки, листы.

Прокатка бывает трех видов:

продольная — самая распространенная прокатка, суть которой заключается в обжимании заготовки, проходящей между валками, до толщины, совпадающей с толщиной зазора;
поперечная — прокатка без поступательных движений, применяемая для создания шаров, цилиндров и пр.;
поперечно-винтовая — средний вариант, применяемый для полых заготовок.

Ковка

Данная операция предполагает использование высоких температур. Перед обработкой заготовку подвергают нагреву (величина варьируется в зависимости от марки металла). Выполнять ковку можно на гидравлическом, пневматическом и паровоздушном оборудовании, а также вручную. При этом деталь может принимать любое положение в пространстве, так как она ничем не ограничена. Еще одна разновидность ковки — штамповка. Данный метод исключает свободное перемещение заготовки, так как она фиксируется в матрице штампа. Наиболее часто он используется для выпуска изделий в большом объеме.

Прессование

Технология заключается в выдавливании металлической заготовки, заранее прошедшей обработку на прокатном станке, через отверстие матрицы. Выполнять ее можно в холодном или горячем состоянии. Данный метод позволяет изготавливать изделия с полым (диаметр до 80 мм) или сплошным профилем (диаметр 0,5 – 20 мм). В качестве материала используются сплавы алюминия, меди, титана, магния.

Волочение

Для данного метода обработки применяется специальное устройство — фильера или волока. Она имеет отверстие, сквозь которое протягивается заготовка, на выходе превращающаяся в изделие с нужным профилем сечения. Волочение может быть сухим и мокрым. В первом случае используется мыльная эмульсия, во втором — мыльная стружка. Обработка может быть однократной или многократной. Одновременно можно протягивать от 1 до 8 нитей.

По типу обработки волочение бывает:

черновым — подготовительная процедура;
чистовым — конечная процедура.

Объемная штамповка

Такая технология обработки металлов давлением предусматривает применение штампа. Его конструктивной особенностью является внутренняя полость, ограничивающая движение заготовки в произвольном направлении. Штамп может быть открытого или закрытого типа. При применении первого варианта невозможно придерживаться точного веса обрабатываемого изделия, поэтому между подвижными частями устройства предусмотрен зазор — через него выдавливается лишний металл. Недостатком штампов закрытого типа является образование облоя по контуру готовой детали, который необходимо удалять. Так как зазор между движущимися элементами отсутствует, для обработки заготовки и формирования нового изделия нужно рассчитать его вес и размер.

Листовая штамповка

Данный метод используется для обработки листового проката и позволяет производить два типа операций:

разделительные — пробивка, вырубки и отрезка;
формообразующие — вытяжка, отбортовка, чеканка, гибка и пр.

Штамповка выполняется на гидравлических или кривошипно-шатунных прессах. Данные механизмы обеспечивают высокое качество готовой детали без необходимости последующей обработки.

ЗАВОД МЕТАЛЛООБРАБОТКИ И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ