Реферат: Технологічні процеси виготовлення заготовок

При більших змінах атоми більше відхиляються від положення рівноваги і в певний момент виходять із початкового оточення, далі займають нове положення стійкої рівноваги (рис.5).

Форма тіла змінюється безповоротно. Має місце пластична деформація. При переміщенні атомів на відповідних площинах кристалічної решітки проходить ковзання однієї частини кристалу відносно іншої.

Пластична деформація приводить до значної зміни фізичних, хімічних і механічних властивостей. Змінюються розміри і форма зерен, утворюється волокниста структура.

???.5. ????? ???????? ??? ?????????? ??????????

Пластичність матеріалів залежить від хімічного складу сплаву, температури нагріву перед обробкою, швидкості деформації. Так, чисті метали більш пластичні, ніж їх сплави, з підвищенням температури пластичність металів і сплавів також підвищується. Проте існує оптимальна температура, при якій пластичність найвища. Зі збільшенням швидкості деформації пластичність падає. Важливим є правильний вибір режимів нагрівання заготовок. При неправильно вибраних режимах нагрівання (температура і швидкість нагрівання, час витримування) мають місце такі явища як: окислення заліза і вуглецю в поверхневому шарі; перегрівання і перепалювання. При перегріванні утворюються великі кристали (зерна) і знижується пластичність (це можна виправити термічною обробкою), при перепалюванні окислення проходить на границях зерен, метал стає крихким і при деформаціях руйнується.

Для правильного вибору режимів нагрівання перед обробкою тиском металів і сплавів використовують діаграми стану. Нагрівають заготовки перед обробкою тиском у полуменевих та електричних печах. За принципом дії їх поділяють на камерні (температура всього об'єму однакова) і методичні (температура в різних частинах печі неоднакова).

Основними способами обробки металів тиском є прокатування, волочіння, пресування, вільне кування і штампування.

Прокатування. Прокатуванням називається процес, при якому виливок або заготовка деформується обертовими валами прокатного стану. При цьому довжина і ширина заготовки збільшується, а товщина зменшується. При прокатуванні одержують готові вироби або заготовки для наступної обробки вільним куванням, штампуванням, волочінням, пресуванням або різанням. Прокатують біля 80% сталі та більше половини кольорових металів і сплавів. Для одержання потрібного профілю заготовку прокатують багаторазово.

Є три основні схеми цього процесу - прокатування поздовжнє, поперечне і поперечно-гвинтове (рис.6).

Рис. 6. Схеми прокатування

При поздовжньому прокатуванні (рис.6 а) валки обертаються в різні боки, деформуючи заготовку, яка рухається перпендикулярно до осей валків. Обов'язковою умовою прокатування є контактне тертя між валками та деформованим металом. Умова захвату - коефіцієнт тертя між валками і заготовкою має бути більший від тангенса кута захвату (а)

При поперечному прокатуванні (рис.6 б) валки обертаються в один бік і осі їх паралельні, а заготовка деформується ними при обертанні навколо своєї осі.

При поперечно-гвинтовому прокатуванні (рис.6 в) прокатні валки обертаються в один бік, осі їх розташовані під певним кутом, а заготовка обертається і водночас переміщується вздовж своєї осі.

Інструментом прокатування є валки. Вони можуть мати гладку поверхню, ступінчасту, рівчакову (калібровану) (рис.7). Валки одержують литтям із відбіленого чавуну або з вуглецевої і легованої сталі.

Обладнанням для процесу прокатування є прокатні стани. Прокатний стан має привід, передавальний механізм і робочу машину. Робоча машина має одну або декілька робочих клітей. Прокатні стани класифікують за призначенням, кількістю клітей, кількістю валків у них, схемою розміщення клітей.

Рис.7. Прокатні валки

Сукупність профілів різного поперечного перерізу і розмірів, що одержують при прокатуванні, називають сортаментом. Розрізняють сортовий (простий і фасонний) (рис.8 а, б), листовий, трубний і спеціальний (рис.8 в)

??????.

Рис.8. Сортамент прокатування

Техніко-економічні показники.

Прокатування є високопродуктивним процесом. Годинна продуктивність прокатного стану визначається за формулою:

А =, т/год.

де,G -маса заготовки;

К - коефіцієнт використання стану (0,85-0,90);

Т - ритм прокатування.

Прокатний стан може виготовити за рік до 4 млн. т прокату.

Прокатуванню властивий високий вихід придатних виробів і малі втрати металу. Відходи становлять 5-7%. Заготовки максимально наближені до готових виробів, тобто якість виробів висока. Цей процес характеризується високим рівнем комплексної механізації й автоматизації. Більшість процесів повністю автоматизовані. Разом з тим, при прокатуванні значні витрати енергетичні - 50-650 квтгод/т. І як наслідок - підвищення собівартості окремих профілів.

Волочіння.

При волочінні заготовки протягують через отвір. При цьому збільшується довжина і зменшується поперечний переріз заготовки (рис.9). Заготовки протягують найчастіше в холодному, рідше в гарячому стані.

Заготовками для волочіння є прокат (прути, труби, дріт), а також пресовані вироби (прути, труби). При волочінні зменшується діаметр цих заготовок, поліпшується їх якість.