Реферат: Обработка металлов давлением

Введение..................................................................................................................................... 3

Термомеханическая обработка металла.................................................................................. 5

Прокатка металлов.................................................................................................................... 6

Волочение металла.................................................................................................................... 8

Прессование металла.............................................................................................................. 11

Ковка и штамповка металла................................................................................................... 12

Литература............................................................................................................................... 13

Введение

Развитие народного хозяйства страны в значительной мере опреде­ляется ростом объема производства металлов, расширением сортамен­та изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных по­казателей, что в значительной мере зависит от условий пластической обработки. Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и тех­нически грамотно его эксплуатировать.

Металлы наряду со способностью деформироваться обладают также высокими прочностью и вязкостью, хорошими тепло- и электропро­водностью. При сплавлении металлов в зависимости от свойств со­ставляющих компонентов создаются материалы с высокой жаростой­костью и кислотоупорностью, магнитными и другими полезными свой­ствами.

Использование металлов человеком началось в глубокой древности (более пяти тысячелетий до н. э.). Вначале находили применение цвет­ные металлы (медь, сплавы меди, золото, серебро, олово, свинец и др.), позднее начали применять черные — железо и сплавы на его основе.

Длительное время производство металлов носило примитивный характер и по объему было весьма незначительным. Однако в конце XIX в. мировая выплавка стали резко возросла с 0,5 млн. т в 1870 г. до 28 млн. т в 1900 г. Еще в большем объеме растет металлургическая промышленность в XX столетии. Наряду с увеличением выплавки стали появилась необходимость организовать в больших масштабах получение меди, цинка, вольфрама, молибдена, алюминия, магния, титана, бериллия, лития и других металлов.

Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом со­стоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала.

Способность металлов принимать значительную пластическую деформацию в горячем и холодном состоянии широко используется в технике. При этом изменение формы тела осуществляется преимущественно с помощью давящего на металл инструмента. Поэтому полученное изделие таким способом называют обработкой металлов давлением или пластической обработкой .

Обработка металлов давлением представляет собой важный тех­нологический процесс металлургического производства. При этом обеспечивается не только придание слитку или заготовке необходимой формы и размеров, но совместно с другими видами обработки сущест­венно улучшаются механические и другие свойства металлов.

Прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка представля­ют собой различные виды обработки металлов давлением в пластиче­ском состоянии.

Среди различных методов пластической обработки прокатка зани­мает особое положение, поскольку данным способом производят изде­лия, пригодные для непосредственного (в состоянии поставки) исполь­зования в строительстве и машиностроении (шпунт, рельсы, профили сельскохозяйственного машиностроения и пр.). Прокаткой получают также разнообразные виды заготовок, ко­торые являются исходным материалом для других способов обработки. Так, горяче­катаная и холоднокатаная листовая сталь, полосы и ленты в больших количествах идут для листовой штамповки. При ковке в штампах в качестве исходного продукта используют преимущественно катаную за­готовку. Исходным материалом при воло­чении является катанка, получаемая на проволочных станах. Огромное значение прокатного производства в народном хо­зяйстве подтверждается ежегодным увели­чением выпуска проката. Через валки прокатных станов проходит 75¸80% всего выплавляемого металла.

Развитие прокатного производства ос­новывается на применении принципа непрерывности самого процесса и всех технологических операций (про­катка, термическая обработка, отделка и пр.). В данном случае большую роль играет внедрение достижений вычислительной техни­ки и автоматизации на этой основе технологических процессов.

Наряду с непрерывным ростом прокатного производства расши­ряется сортамент, увеличивается выпуск эффективных металлоизде­лий, таких, как холоднокатаный лист, гнутые профили, прокат с уп­рочняющей термической обработкой, высокопрочные трубы, в том чис­ле с защитными покрытиями, расширяется выпуск медной катанки, алюминиевой ленты, фольги и др. Широкое развитие получает комп­лекс мероприятии по улучшению потребительских свойств проката: прочности, пластичности, жаростойкости и хладостойкости, надеж­ности и долговечности и других путем легирования, термической обра­ботки, лужения, цинкования, нанесения неорганических и органиче­ских покрытий и пр.

Увеличение производства изделий, получаемых волочением, дости­гается усовершенствованием отдельных операций изготовления и всего технологического процесса, применением скоростного автоматизиро­ванного оборудования, выбором соответствующего волочильного ин­струмента и методов подвода и качества смазки.

Огромное развитие получают процессы прессования, позволяющие изготовлять профили практически с неограниченными возможностями по форме их сечения, особенно при обработке труднодеформируемых металлов и сплавов.

Область применения ковки и штамповки в современном массовом и крупносерийном производстве непрерывно расширяется и имеет тенденцию к внедрению специальных инструментов и штампов, меха­низации кузнечных и транспортных операций, специализации кузнеч­ных цехов на выпуск однотипных изделий, что дает возможность осу­ществлять автоматизацию процессов, создавать поточные и автомати­ческие линии производства поковок в сочетании с автоматизацией внут­рицехового транспорта. В кузнечном и штамповочном производстве продолжают совершенствоваться способы нагрева металла путем при­менения электронагрева — индукционного и контактного.

Значительно возрастает производство изделий листовой штампов­кой, особенно в сочетании со сваркой, клепкой, закаткой, что при со­кращении трудоемкости сборочных работ снижает массу машин без уменьшения их прочности. Получают дальнейшее развитие холодная высадка, холодная объемная штамповка, калибровка, выдавливание и др.

Высокая производительность процессов обработки металлов давле­нием, сравнительно низкая их энергоемкость, а также незначительные потери металла при производстве изделий выгодно отличают их по сравнению, например, с обработкой металла резанием, когда требуе­мую форму изделия получают удалением значительной части заготов­ки в стружку. Существенным достоинством пластической обработки является значительное улучшение свойств металла в процессе дефор­мирования.

Динамичный и пропорциональный рост черной и цветной металлур­гии, производство изделий из металлов и сплавов пластической обра­боткой основываются на дальнейшем развитии теории обработки ме­таллов давлением, являющейся научной базой разработки технологи­ческих операций получения изделий из металлов и сплавов. Теория пластической обработки металлов позволяет оценить экономическую целесообразность принятого способа деформации, выявить влияние условий обработки на свойства получаемых изделий, определить си­ловые и энергетические параметры процесса и указать пути их рацио­нального изменения, дает возможность управлять процессом обработ­ки с точки зрения улучшения способности металлов пластически де­формироваться. Знание закономерностей обработки металлов давле­нием помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологиче­ских процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.

Термомеханическая обработка металла

Успехи машиностроения, строительства и других отраслей промыш­ленности в значительной мере определяются достижениями в области металлургического производства. Повышение прочности в сочетании с достаточной пластичностью металлов и сплавов позволяют умень­шить массу, а следовательно, и стоимость сооружений и машин при их эксплуатации и во многих случаях при изготовлении. Поэтому непрерывно стремятся улучшить механические характеристики ме­талла как в состоянии поставки, так и при последующей обработке.

Известно, что пластическое деформирование и термическая обра­ботка меняют свойства металлов. Объединение этих операций, макси­мальное их сближение и создание единого процесса термомеханиче­ской обработки обеспечивают заметное повышение механических характеристик, что позволяет экономить до 15...40% металла и более или увеличить долговечность изделий.

Длительное время пластическую обработку рассматривали в ос­новном как операцию формирования, хотя известно, что 10...20% энергии, затрачиваемой на деформацию, идет на увеличение внутрен­ней энергии дефектов кристаллической решетки. Перед окончательной термической обработкой от этой накопленной энергии освобождались и только после этого выполняли термические операции, приводившие металл к метастабильному состоянию с высокой прочностью и вяз­костью. Между тем совмещение пластической деформации и фазовых (структурных) превращений или их сочетание в определенной после­довательности вызывает повышение плотности дислокации, изменяет наличие вакансий и дефектов упаковки и может быть использовано для создания оптимальной структуры металла и формирования важ­нейших свойств — прочности и вязкости. Это совмещение пластиче­ской деформации и термического воздействия, целью которого являет­ся формирование требуемой структуры обрабатываемого тела, называ­ют термомеханической обработкой (ТМО).

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--