Виды обработки металлов давлением

При высокой прочности металл сохраняет пластичность, что позволяет менять его форму путем приложения силы. В зависимости от свойств исходного материала и требуемого конечного результата металлообработка может применяться в различных видах давления, каждому из которых присущи определенные особенности и преимущества.

Для чего нужна обработка металла давлением

По сравнению с литьем и применением режущего инструмента, изменение формы заготовок посредством приложения силы выделяется рядом преимуществ:

1. Машины и технология обработки металлов давлением менее энергозатратны и экономичны в плане расхода сырья.
2. Деформация структуры материала без разрушения кристаллической решетки способствует лучшим эксплуатационным показателям конечных изделий.
3. Скоростной метод предусматривает массовый выпуск однотипной продукции.
4. При некоторых способах сжатия метала, получаемые за один проход детали не нуждаются в последующей обработке.

Эффективность метода подтверждена статистикой, согласно которой 90% стали и 50% цветных металлов обрабатывают посредством давления.

Виды обработки давлением

Различные способы обработки давлением позволяют повышать эффективность работы, учитывая особенности сырья и поставленные задачи.

Ковка

Самый первый способ обработки металла давлением. Раскаленное изделие помещают между плитами, одна из которых имеет фиксированное положение. Вторую плиту приводят в движение с помощью гидравлического пресса, под давлением которого производится формовка детали.

Прокатка

Прокатка подразумевает получение заданного профиля, путем уменьшения заготовки в поперечном сечении. Исходный материал пропускают между вращающимися валиками, которые наряду с перемещением обеспечивают давление.

Прокатка бывает:

• продольной – проходя сквозь валики заготовка принимает размеры равные расстоянию между ними;
• поперечной – предусматривающей обработку цилиндрических, конусо- и шарообразных изделий;
• винтовой – рассчитанной на работу с полыми деталями.

Кроме этого прокатка подразделяется на холодную и горячую, что зависит от температуры нагрева исходного материала.

Волочение

В ходе волочения заготовка увеличивается по длине, но уменьшается в поперечном сечении путем пропуска сквозь постепенно сужающееся отверстие. Основные элементы применяемого оборудования – волока и «волочильный глазок». Волочение также может быть холодным и горячим.

Прессование

В процессе прессования разогретый металл выдавливается из специального контейнера-матрицы через отверстие, придающему изделию заданный профиль.

Штамповка

Штамповку разделяют на объемную и листовую.

Сущность процесса горячей объемной штамповки заключена в воздействии на разогретую до определенной температуры заготовку посредством штампа, фигурные полости которого задают форму изделия. В открытых штампах излишки металла выдавливаются сквозь специальные зазоры, закрытые предполагают безотходное производство объемных деталей.

Под листовой штамповкой подразумевают обработку давлением исходного материала в виде листов, полосок, лент. С помощью разделительной листовой штамповки металл пробивают, нарезают, вырубают пазы. Формообразующим способом заготовки чеканят, гнут, вытягивают и пр.

Главное преимущество штамповки – точность и исключение дополнительной обработки изделий на выходе.

Основы обработки металла давлением

Каждый металл или сплав обладает определенным пределом упругости – максимальной нагрузкой, снятие которой не сопровождается остаточной деформацией. Превышение этого показателя сопровождается структурными изменениями материала на атомном уровне, что выражается в сохранении формы аналогичной нахождению под нагрузкой. В основах обработки металла давлением заложен принцип невозвращения пластичного материала в исходное состояние после приложения силы.

Механизм пластического деформирования металла

Пластическая деформация – следствие изменения атомной решетки без потери связей между частицами. Оно достигается путем скольжения и двойникования.

При скольжении одна часть кристалла смещается по отношению к другой с сохранением структуры каждой из них. Деформация материала вызывается при касательном плоскостном напряжении, превышающем сопротивление сдвига. Каждый слой решетки перемещается относительно нижнего, что выражено параллельными линиями скольжения, видимыми на кристалле под микроскопом.

Двойникование – более редкий механизм пластического деформирования. Процесс сопровождается зеркальным переносом частей кристалла относительно друг друга. Двойникование происходит при затруднении скольжения, что характерно для высоких скоростей процесса и условий низких температур.

Обработка давлением – наиболее прогрессивный метод получения металлических изделий путем деформации исходного материала. Различные способы позволяют получать штучные изделия и налаживать массовый выпуск продукции, которая находит применение практически во всех отраслях промышленности.

По глубине металлообработка закалкой делится на два вида: объемная и поверхностная. В основном в машиностроении применяется объемная закалка, когда деталь прогревается на всю глубину. В результате резкого охлаждения, после завершения термообработки твердость внутри и снаружи отличается всего на несколько единиц. Центр Сварочного Решения выполняет услуги по объемной закалке стали качественно и ответственно. Важно, чтобы заказчик получил тот продукт, который он ожидает увидеть.