Обработка металла давлением. все способы и нюансы

Физика процесса обработки металлов давлением

Сущность обработки металлов давлением состоит в том, что их атомы такого материала при воздействии на них внешней нагрузки, величина которой превышает значение его предела упругости, могут занимать новые устойчивые положения в кристаллической решетке. Такое явление, которым сопровождается прессование металла, получило название пластической деформации. В процессе пластической деформации металла изменяются не только его механические, но и физико-химические характеристики.

В зависимости от условий, при которых происходит ОМД, она может быть холодной или горячей. Различия их состоят в следующем:

1. Горячая обработка металла выполняется при температуре, которая выше температуры его рекристаллизации.
2. Холодная обработка металлов, соответственно, осуществляется при температуре, находящейся ниже температуры, при которой они рекристаллизуются.

Ковка раскаленной заготовки на молоте – вид горячей обработки металла давлением

Защита от коррозии

Кроме покрытия защитными лаками или композита с пластиком, в современной металлургии применяют 4 основных способа:

• анодирование – анодная поляризация в растворе электролита с целью получения оксидной пленки, защищающей от коррозии;
• пассивирование – защитный пассивный слой появляется вследствие воздействия окисляющих агентов;
• гальванический метод покрытия одного металла другим. Процесс достигается за счёт электролиза. В частности, покрытие стали никелем, оловом, цинком и другими металлами, устойчивыми к коррозии;
• плакирование – применяется для защиты алюминиевых сплавов, недостаточно устойчивых к коррозии. Методика заключается в механическом покрытии слоем чистого алюминия (прокатом, волочением).

Классификация способов обработки металлов давлением

Лекция № 10 Технология обработки металлов давлением

Физико-механические основы обработки металлов давлением

Классификация способов обработки металлов давлением

Рис. 13.1. Схемы основных способов обработки металлов

давлением: а — прокатка; б — прессование; в — волочение; г — ковка; д— листовая штамповка; е — объемная штамповка

Прокатка(рис. 13.1, а) используется для обжатия заготовки 1 между вращающимися валками 2 прокатно­го стана в целях уменьшения поперечных размеров заготовки и придания ей заданной формы. Силы трения Ртр затягивают заготовку в валки, а силы F деформируют ее.

Прессование (рис. 13.1,6) представляет собой процесс вытеснения металла заготовки 1 через отверстие матрицы 2; при этом сечение выходного конца заготовки соответствует контуру отверстия в матрице. Заготовка помещается в контейнер 3, в котором на нее воздейству­ет с силой F давящий инструмент 4.

При волочении(рис. 13.1, в) с силой F протяги­вают заготовку 1 через отверстие волочильного очка (во­локу) 2. Площадь выходного сечения волоки меньше площади сечения исходной заготовки.

Ковка(рис. 13.1, г) применяется для изменения формы и размеров заготовки 1 за счет последователь­ного воздействия с силой F инструмента 2.

Штамповкавводится с целью изменения формы и размеров заготовки в специально изготовленном для каждой детали штампе. Штампомназывается деформи­рующий инструмент, под воздействием которого матери­ал или заготовка приобретает форму и размеры, соответ­ствующие поверхности или контуру этого инструмента. Штамповку разделяют на листовую (рис. 13.1, д) — заго­товка 1 деформируется пуансоном 2 и матрицей 3 и объ­емную (рис. 13.1, е) —заготовка 1 деформируется в штам­пе из двух половин 2

Источник

Прессование заготовки

Прессование — это горячая обработка металла давлением. Используя всестороннее сжатие и давление, разогретый металл выдавливается через отверстие в матрице. Для металлов с низкой пластичностью, такая обработка считается единственным методом, дающим возможность получить прут с простым или сложным сечением.

Прессование может быть двух методов:

Условия работы пресс-камеры, пуансона и пресс-шайбы очень жёсткие. Благодаря большому давлению и высокой температуре они быстро приходят в негодность. Их изготавливают из жаропрочных сплавов и инструментальной стали.

Чтобы увеличить срок службы используют смазывающие вещества: минеральное масло, графит, канифоль, в определённых ситуациях применяется жидкое стекло. Этот метод обработки имеет недостаток — необрабатываемый остаток, около 20% металла остаётся в прессе.

Обработка металлов давлением – ОМД: разновидности и особенности технологии

ОМД, или обработка металлов давлением, возможна благодаря тому, что такие материалы отличаются высокой пластичностью. В результате пластической деформации из металлической заготовки можно получить готовое изделие, форма и размеры которого соответствуют требуемым параметрам. Обработка металла давлением, которая может выполняться по различным технологиям, активно используется для выпуска продукции, применяемой в машиностроительной, авиационной, автомобилестроительной и других отраслях промышленности.

Обработка листового металла давлением на прокатном станке

Настройка аппарата

От того, корректно ли произведена настройка сварочного инвертора, зависит качество сварочных работ, особенно это касается правильного выбора электродов. Также следует учитывать:

• глубину сварочного шва;
• расположение шва в пространстве (вертикальное или горизонтальное);
• марку или тип свариваемого металла;
• толщину металла и т.д.

Следует знать, что под каждый тип металла выпускаются соответствующие электроды. С инверторами можно использовать электроды диаметром до 5 мм. Но под каждую толщину оснастки необходимо подбирать соответствующую ей силу сварочного тока. Чтобы правильно настроить сварочный аппарат, можно воспользоваться таблицей, приведенной ниже.

Что такое обработка металлов давлением

ОМД представляет собой изменение параметров и размера заготовок благодаря влиянию на них внешними условиями с дальнейшим сохранением и закреплением полученного результата. Такой эффект достигается за счёт высокой пластичности материалов, поддающихся отделке. После завершения всех рабочих этапов удаётся получить готовое изделие, форма и габариты которого полностью соответствует заявленным заказчиком требованиям. Для увеличения пластичности, перед работой с этим материалом, его прогревают до высоких температурных показателей. Для любой разновидности существуют установленные критерии нагрева, которые имеют четкую зависимость от физико-химических показателей.

Суть обработки металлов посредством давления определяется тем фактом, что атомы при взаимодействии со сторонними факторами обретают тенденцию и склонны принимать иное, устойчиво стабильное положение в кристаллической форме решетке

Важно, чтобы величина этого воздействия была больше допустимого значения пределов металлической упругости. Данный процесс называется пластическая деформация, которая способна изменить не только внешний критерий оценки и габариты изделия, но и его физико-химические параметры

Чтобы обеспечить правильность выполнения с технической точки зрения, нужно обладать профессиональным подходом, иметь необходимое оснащение. Подобрать качественное оборудование легко и удобно в каталоге компании «Сармат».

Способы обработки металлов под воздействием давления

В зависимости от того, с каким исходным сырьем приходится работать и какого результата необходимо добиться, выделяют несколько способов обработки:

1. Прокатка.
2. Прессование.
3. Волочение.
4. Штамповка.
5. Свободная ковка.

Все варианты используются в современной промышленности и производстве металлических изделий

Поэтому каждому из них необходимо уделить внимание ниже

Обработка металлов прокаткой

Данная технология обработки металлов давлением подразумевает его обжатие между двумя движущимися валками. Методом прокатки могут обрабатываться металлические листы или ленты, и в таком случае используются гладкие валки. Кроме того, технология подходит для производства деталей фасованного профиля, и тогда применяют ручьевые валки. В зависимости от наличия или отсутствия подогрева заготовки перед обработкой прокатка может быть горячей или холодной.

Прессование металлов

Прессование подразумевает, что некоторое количество металла, заключенное в специальную форму, выдавливается из нее через отверстие за счет давления. Площадь отверстия должна быть меньше площади сечения исходного материала.

В процессе прессования металл принимает вид прутка, форма и характеристики которого зависят от особенностей отверстия. Технология подходит для работы со свинцом, оловом, медью, алюминием, цинком, сплавами. Она проста, но высокоэффективна.

Волочение металлов

Данный способ обработки подразумевает протягивание металлической заготовки через так называемый «волочильный глазок» – постепенно сужающееся отверстие. В результате происходит увеличение длины заготовки и уменьшение ее поперечного сечения. Рабочим инструментом волочильных станков является волока, а ее основной частью – волочильный глазок. Этот процесс может осуществляться после предварительного нагрева заготовки или без него.

Технология волочения может использоваться для:

• получения проволоки малого диаметра;
• производства фасонных профилей для изготовления направляющих, шпонок и т.д.;
• производства тонкостенных труб;
• калибровки.

Обработка металлов штамповкой

В соответствии с этой технологией обработка металлов давлением и придание им необходимых форм осуществляется в штампах, а следовательно, определяется их конфигурациями. Штамповка предназначена для серийного производства заготовок, и осуществляется она на молотах или прессах. Может производиться как с предварительным нагревом, так и без нагрева заготовок. В зависимости от требований, предъявляемых к готовым изделиям, штамповка бывает листовой или объемной.

Свободная ковка металлов

Свободная ковка плохо подходит для массового производства, но при изготовлении отдельных деталей она незаменима. Суть технологии заключается в том, что заготовку нагревают до необходимой температуры в специальной печи, а затем помещают на наковальню и придают ей требуемую форму и размеры ударами молота. Ковка может быть ручной или машинной – оба варианта востребованы сегодня на рынке.

Ковка металла

Обработка металла при помощи молота или пресса. Деформирование происходит между двух плоскостей. Такое изделие называется поковка. Низкая производительность сопутствует ручной ковке, поэтому в промышленности используют машинную ковку.

Во время ковки, металл неограничен рабочей поверхностью и может растекаться по сторонам инструмента. У молота или пресса есть два бойка, нижний и верхний. Первый — неподвижный, второй подвижный, заготовку помещают между ними.

Ковка может нести основной и вспомогательный характер.

• Осадка — уменьшается высота заготовки, при этом увеличивается площадь поперечного сечения.
• Высадка — осаживается часть заготовки. Для этого используют оправку — подкладной инструмент.
• Протяжка — увеличивается длина заготовки, за счёт уменьшения площади поперечного сечения.
• Раскатка при помощи оправки — увеличивается внутренний и наружный диаметр кольца, постепенно уменьшая толщину стенок.
• Прошивка — получение сквозного отверстия. Используют прошивень, благодаря ему делают и полость. Отходы металла называют выдра.
• Рубка — отсоединение некоторой части заготовки.
• Гибка — придание заготовке изгиба, используя заданный контур. Благодаря опорам и приспособлениям делают различные угольники, скобы.
• Скручивание — часть заготовку проворачивают вокруг своей оси.
• Передача — вертикально смещается часть заготовки по отношению к другой её части. Используются дополнительные опоры.

Новейшие разработки в производстве сложных и малоразмерных деталей

Какая бы совершенная не была механическая обработка у нее есть свой предел по минимальным габаритам производимой детали. В современной радиоэлектронике используются многослойные платы, содержащие сотни микросхем, каждая из которых содержит тысячи микроскопических деталей. Производство таких деталей может показаться волшебством, но это возможно.

Электроэрозионный метод обработки

Технология основана на разрушении и выпаривании микроскопических слоев металла электрической искрой.

Процесс выполняется на роботизированном оборудовании и контролируется компьютером.

Ультразвуковой метод обработки

Этот способ похож на предыдущий, но в нем разрушение материала происходит под воздействием высокочастотных механических колебаний. В основном ультразвуковое оборудование применяют для разделительных процессов. При этом ультразвук используется и в других областях металлообработки ‒ в очистке металла, изготовлении ферритовых матриц и др.

Разновидности методов обработки металлов посредством давления

Существуют следующие виды обработки металлов давлением:

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.

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.

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.

Фото №3: прессование

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.

Фото №5: объемная штамповка

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.

Источник

Выбор утеплителя

Технологический процесс теплоизоляции определятся конструктивными особенностями здания: деревянной балочной или сплошной железобетонной конструкцией.

Однако в любом случае теплоизоляционные средства для утепления чердака должны:

• иметь минимальные показатели теплопроводности;
• обладать влагоотталкивающими свойствами;
• быть пожаробезопасными;
• противостоять гниению или образованию плесени;
• иметь небольшой вес.

Исходя из этого, на сегодняшний день в качестве утеплителя чердачного перекрытия по деревянным балкам обычно используется:

Минеральная вата. Недорогой, легкий, долговечный материал, с которым несложно работать. Обычно минвата укладывается в межбалочное пространство в два слоя из расчета, что толщина материала будет не менее 20 см. При этом места стыков плотно подгоняются, но не заминаются. Если планируется дальнейшее обустройство жилого помещения или мансарды, то утепление перекрытия холодного чердака обязательно включает монтаж обрешетки.

Керамзит. Представляет собой сыпучую массу из обожженной глины. Подходит для всех типов перекрытий, однако, чаще используется для утепления бетонных плит. Тем не менее ограничить использование этого материала может лишь несущая способность конструкции строения. Оптимальный слой керамзита при устройстве теплоизоляционного слоя – не менее 16 см, это необходимо учесть при расчете материала.

https://youtube.com/watch?v=W7CNaXfxy4w

Пенопласт. Самый дешевый вариант, используемый для утепления чердачного перекрытия по железобетонной плите или деревянным балкам. К его преимуществам относится: простота монтажа, малый вес, превосходная теплоизоляция и дешевизна, однако, пенопласт не устойчив к образованию грибковой плесени, подвержен воздействию высоких температур.

Опилки. Недорогой натуральный утеплитель, часто используемый на чердаках частных домов. Обладает превосходными тепло- и звукоизоляционными качествами. Однако такой материал привлекает грызунов и насекомых, легко воспламеняются, подвержен плесневелым образованиям, впитывает влагу, слеживается.

Обработка металлов давлением: виды и способы

Существует большое количество технических вариантов обрабатывания металлических изделий: как ручных, так и автоматизированных (при эксплуатации специального оборудования). Однако несмотря на широкий выбор, простые обыватели и настоящие профессионалы нередко выбирают способ обработки металла давлением. Отличительной чертой пластической деформации является не только изменение формы детали, но и ее физических, механических свойств. Благодаря этому технология активно применяется в разных сферах промышленности и производства. Еще одна причина популярности – таким образом можно значительно повысить производительность и сэкономить расходование сырья, чем при помощи иных аналогичных методик.

Механическая обработка

Это неотъемлемая часть любого металлообрабатывающего производства, которая выполняется режущим инструментом: резка, рубка, фрезеровка, сверление и др. На современном производстве применяются высокоточные и высокопроизводительные станки и комплексы с ЧПУ. При этом до недавнего времени новые технологии в обработке металлов были недоступны на строительных площадках при сборке металлоконструкций. Механизм выполнения производства работ по месту монтажа предусматривал применение ручных механических и электрических инструментов.

Сегодня разработаны специальные магнитные станки с программным управлением. Оборудование позволяет выполнять сверление на высоте под любым углом. Устройство полностью контролирует процесс, исключая неточности и ошибки, а также позволяет высверливать отверстия большого диаметра, что раннее на высоте было практически невозможно.

Комбинированные методы

Если комбинировать несколько методов обработки металла давлением, то в конечном результате можно получить конечный продукт, который лучше отвечает всем требованиям, необходимым для его эксплуатации.

Одним из комбинированных методов является применение помимо давления еще и сварки. Это позволяет процесс удешевить и упростить, а в итоге получить деталь с заданными характеристиками.

Важно! При использовании данного метода необходимо помнить, что место сварки (шов) может стать слабой частью конструкции. При совмещении в одном штамповочном переходе обжима и вытяжки можно без проблем уменьшить диаметр конечного продукта

Можно добиться и смены толщины заготовленного продукта в процессе деформации

При совмещении в одном штамповочном переходе обжима и вытяжки можно без проблем уменьшить диаметр конечного продукта. Можно добиться и смены толщины заготовленного продукта в процессе деформации.

Если комбинировать холодный и горячий метод обработки давлением, то легко добиться более высокой прочности за счет холодной деформации.

При влиянии на металл давления используются технологические процессы, основанные на простых законах физики. При этом значительно повышается производительность, а также конечные качества изготавливаемой детали. Есть несколько видов обработки металла давление.

Прежде всего, методы могут быть горячие и холодные, которые зависят от разницы температур между рекристаллизацией и материалом. Это помогает выпустить самые разные детали, по форме, толщине, прочности и эксплуатационным качествам.

При этом самым первым методом воздействия на металл при помощи давления является обыкновенная ковка, которая появилась вместе с выплавкой металла и позволила людям производить надежные орудия труда.

Источник

Что такое обработка металлов давлением

ОМД представляет собой изменение параметров и размера заготовок благодаря влиянию на них внешними условиями с дальнейшим сохранением и закреплением полученного результата. Такой эффект достигается за счёт высокой пластичности материалов, поддающихся отделке. После завершения всех рабочих этапов удаётся получить готовое изделие, форма и габариты которого полностью соответствует заявленным заказчиком требованиям. Для увеличения пластичности, перед работой с этим материалом, его прогревают до высоких температурных показателей. Для любой разновидности существуют установленные критерии нагрева, которые имеют четкую зависимость от физико-химических показателей.

Суть обработки металлов посредством давления определяется тем фактом, что атомы при взаимодействии со сторонними факторами обретают тенденцию и склонны принимать иное, устойчиво стабильное положение в кристаллической форме решетке

Важно, чтобы величина этого воздействия была больше допустимого значения пределов металлической упругости. Данный процесс называется пластическая деформация, которая способна изменить не только внешний критерий оценки и габариты изделия, но и его физико-химические параметры

Чтобы обеспечить правильность выполнения с технической точки зрения, нужно обладать профессиональным подходом, иметь необходимое оснащение. Подобрать качественное оборудование легко и удобно в каталоге компании «Сармат».

Физические основы обработки металлов давлением

Обработка материалов давлением основана на механическом свойстве атомов занимать новое устойчивое положение при воздействии на них нагрузки, превышающей предел упругости материала. Это называется пластической деформации. Помимо механических, изменяются и физико-химические свойства металла.

Существует горячая и холодная обработка металлов давлением.

• Горячей называется обработка при температуре заготовки выше температуры рекристаллизации;
• Холодная обработка материалов давлением происходит при температуре заготовки ниже температуры рекристаллизации.

Закалка и отпуск – очень важные этапы работы со сталью. Как правильно их выполнять, мы можете узнать, прочитав эту статью.

Физика процесса обработки металлов давлением

Сущность обработки металлов давлением состоит в том, что их атомы такого материала при воздействии на них внешней нагрузки, величина которой превышает значение его предела упругости, могут занимать новые устойчивые положения в кристаллической решетке. Такое явление, которым сопровождается прессование металла, получило название пластической деформации. В процессе пластической деформации металла изменяются не только его механические, но и физико-химические характеристики.

В зависимости от условий, при которых происходит ОМД, она может быть холодной или горячей. Различия их состоят в следующем:

1. Горячая обработка металла выполняется при температуре, которая выше температуры его рекристаллизации.
2. Холодная обработка металлов, соответственно, осуществляется при температуре, находящейся ниже температуры, при которой они рекристаллизуются.

Ковка раскаленной заготовки на молоте – вид горячей обработки металла давлением

Обработка металлов давлением: виды и способы

Существует большое количество технических вариантов обрабатывания металлических изделий: как ручных, так и автоматизированных (при эксплуатации специального оборудования). Однако несмотря на широкий выбор, простые обыватели и настоящие профессионалы нередко выбирают способ обработки металла давлением. Отличительной чертой пластической деформации является не только изменение формы детали, но и ее физических, механических свойств. Благодаря этому технология активно применяется в разных сферах промышленности и производства. Еще одна причина популярности – таким образом можно значительно повысить производительность и сэкономить расходование сырья, чем при помощи иных аналогичных методик.

Физические основы обработки металлов давлением

Обработка материалов давлением основана на механическом свойстве атомов занимать новое устойчивое положение при воздействии на них нагрузки, превышающей предел упругости материала. Это называется пластической деформации. Помимо механических, изменяются и физико-химические свойства металла.

Существует горячая и холодная обработка металлов давлением.

• Горячей называется обработка при температуре заготовки выше температуры рекристаллизации;
• Холодная обработка материалов давлением происходит при температуре заготовки ниже температуры рекристаллизации.

Закалка и отпуск – очень важные этапы работы со сталью. Как правильно их выполнять, мы можете узнать, прочитав эту статью.

Физические основы обработки металлов давлением

Обработка материалов давлением основана на механическом свойстве атомов занимать новое устойчивое положение при воздействии на них нагрузки, превышающей предел упругости материала. Это называется пластической деформации. Помимо механических, изменяются и физико-химические свойства металла.

Существует горячая и холодная обработка металлов давлением.

• Горячей называется обработка при температуре заготовки выше температуры рекристаллизации;
• Холодная обработка материалов давлением происходит при температуре заготовки ниже температуры рекристаллизации.

Закалка и отпуск – очень важные этапы работы со сталью. Как правильно их выполнять, мы можете узнать, прочитав эту статью.

Волочение металла

волока

Проволока, калиброванный прут, тонкостенная труба различного профиля — получаются благодаря применению волочения. Продукция выходит точного размера и с чистой поверхностью.

Для того чтобы волока выдерживала жёсткие условия использования, на её изготовление идёт инструментальная сталь или твёрдый металлокерамический сплав, на производстве тонкой проволоки применяются технические алмазы.

Чтобы уменьшить трение, отвести тепло и повысить стойкость инструмента применяется жидкая и сухая смазка. Это может быть различное минеральное масло, эмульсия, мыло или графитовый, медный, молибденовый порошок.