Комбинации

Существуют так же процессы, при которых используется комбинации из нескольких методов. Например, метод прокатка-волочение.

Сущность обработки металлов давлением

Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.

Холодная штамповка как технология известна достаточно давно. Ещё в конце первого тысячелетия древнерусские мастера стали применять метод холодной штамповки для производства металлической посуды. Саму холодную штамповку отличает достаточно высокое качество получаемых изделий, высокая скорость их изготовления, а также низкая цена на само изделие — разумеется, как уже было отмечено, при массовом их производстве. Холодная штамповка заключается в механическом воздействии штампа в процессе прессования листов металла, итогом которого получаются готовые изделия. Таким образом, сам штамп выступает в роли технологической насадки для прессовального механизма, его можно использовать только для одной операции. Кроме того, операции холодной штамповки легко поддаются автоматизации, в том числе могут проводиться с помощью промышленных роботов, что способно сделать производство методом холодной штамповки ещё более выгодным.

Холодная штамповка технологически подразделяется на два основных вида. Первый — это операции разъединительные, в ходе которых над листом металла проводятся операции рубки, резки, изготовления отверстий различной формы. Второй тип операций — формование, или пластическое воздействие, в ходе которых форма самой заготовки — вытяжка, выдавливание, гибка, формовка, чеканка. Иногда операции двух типов объединяют — например, производят одновременно вытяжку и рубку или гибку и обрезку. В таком случае применяются так называемые комбинированные штампы. Для операций холодной штамповки необходимо использовать металлы и сплавы, которые обладают гибкостью, пластичностью, а также дешевизной (так как в процессе рубки образуется значительное количество отходов).

Нагрев металла перед ковкой и штамповкой является очень ответственной операцией. Эта операция требует от рабочего-кузнеца правильного понимания как теорий, так и практики нагрева. От способа и режима нагрева зависят качество поковок, расход металла и топлива, стойкость штампов, срок службы кузнечно-штамповочного оборудования и условия труда.
Нагревая металл, легко сделать его ковким, мягким, иначе говоря, пластичным. Чем выше температура нагрева, тем выше пластичность. Но повышение температуры нагрева металла под ковку и штамповку, конечно, не может быть беспредельным. Металл нагревают до определенной температуры.
Для каждой марки стали или цветного сплава устанавливается свой режим нагрева с учетом формы и размера заготовки, технических условий на поковку и характера ее дальнейшей обработки. Чтобы правильно нагревать металл, необходимо знать все многообразие явлений, происходящих при нагреве его, процесс горения топлива, устройства для сжигания топлива, печи и т. д.
В настоящее время применяются два различных способа нагрева металла: пламенный и электрический. Электрический нагрев в индукторе мелких заготовок для штамповки клапанов на кривошипном прессе. Заготовки из бункера поступают по желобку в индуктор и проталкиваются через него толкателем. Как только заготовка нагреется в индукторе до требуемой температуры, в индуктор проталкивается следующая заготовка, а первая по склизу поступает к прессу.
В пламенных печах заготовки нагреваются теплом, выделяющимся при сгорании топлива. При электрическом нагреве заготовки нагреваются в результате превращения электрического тока в тепло.
Пламенный нагрев осуществляется в среде раскаленных дымовых газов; при этом поверхность заготовок сильно окисляется, на ней образуется окалина, иногда происходит обезуглероживание заготовок. При электрическом нагреве, благодаря большой скорости нагрева, образование окалины ничтожно, обезуглероживание практически отсутствует. Применение электрического нагрева позволяет максимально механизировать и автоматизировать процесс, создает гигиеничные условия труда.
Таким образом, электрический нагрев металла — самый прогрессивный способ нагрева. Однако в настоящее время основным способом нагрева металла в кузнечных цехах является пламенный нагрев. Объясняется это тем, что электроэнергия — пока еще самый дорогой вид энергии. Кроме того, не созданы еще способы превращения электрическсй энергии в тепловую для нагрева стальных заготовок любых сечений до температуры ковки. Электрический ток используется в печах сопротивления для нагрева заготовок из цветных сплавов (алюминиевых, медных, магниевых), где требуется температура не выше 1000°, а также при индукционном нагреве стальных заготовок сечением не более 30 мм.
Как же нагревать крупные стальные заготовки и слитки? Для этой цели единственным способом нагрева является пока еще пламенный нагрев. Из пламенного нагрева наиболее прогрессивным является нагрев природным газом.
И еще очень важное в нагреве металла. Наиболее целесообразным считается сейчас вести нагрев так, чтобы не образовывалось окалины, т. е. осуществлять так называемый безокислительный нагрев. А при штамповке на прессах окалина на заготовках не допускается и единственным способом нагрева является безокислительный нагрев. Как уже говорили, окалина не образуется при индукционном нагреве заготовок. Но можно осуществить безокислительный нагрев и в пламенных печах.

Прокат — в металлургии, продукция получаемая на прокатных станах путём горячей, теплой или холодной прокатки.

Сортамент проката

Сортамент — совокупность прокатных профилей, отличающихся по форме и размерам.

Профиль — форма поперечного сечения прокатного изделия.

1. листовой (лист, полоса (рулон), штрипс):

§ горячекатаные тонкие (толщина до 4 мм);

§ горячекатаные толстые (толщина свыше 4 мм);

§ холоднокатаные;

§ Профнастил — это стеновой или кровельный материал для наружных ограждений, стен и крыш.

2. сортовой:

§ простой (круг, квадрат, шестигранник, полоса плоского сечения);

§ арматура — это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций;

3. фасонный:

§ общего (массового) потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки и другие);

§ специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили с/х машиностроения, судостроения, нефтяной и электропромышленности).

По размеру профиля сортовой прокат делится на:

§ крупный — круглая сталь диаметром 80-250 мм, квадратная сталь со стороной 70-200 мм, периодические арматурные профили № 70-80, угловая сталь с шириной полок 90-250 мм, швеллеры и двутавровые балки обычные и облегченные высотой 360—600 мм, специальные широкополочные двутавры и колонные профили высотой до 1000 мм, шестигранная сталь до № 100, рельсы железнодорожные длины 1 м с массой 43-75 кг, полосовая сталь шириной до 250 мм и др.;

§ средний — круглые диаметра 32-75 мм, квадратные со стороной 32-65 мм и шестигранные до № 70, стальной периодический арматурный профиль № 32-60, двутавровые балки высотой до 300 мм, швеллеры высотой от 100—300 мм, рельсы узкой колеи Р18-Р24, штрипсы сечением до 8x145 мм, разнообразные фасонные профили отраслевого назначения и др;

§ мелкий — круглая сталь диаметром 10-30 мм, квадратная сталь со стороной 8-10 мм, периодический арматурный профиль № 6-28, угловая сталь с шириной полок 20-50 мм, швеллеры № 5-8, полосовая сталь шириной до 60 мм, шестигранная сталь до № 30 и разнообразные фасонные профили отраслевого назначения эквивалентных размеров.

По применению стальные трубы делятся на следующие группы:

1) предназначенные для передачи жидких, газообразных и твердых веществ;

2) предназначенные для передачи тепла (жаровые, кипятильные);

3) конструктивные, используемые в шарикоподшипниковой, автотракторной и авиационной промышленности;

4) применяемые при бурении скважин (бурильные и обсадные);

5) специального назначения — орудийные, баллонные и др.

По методу производства большую часть стальных труб делят на два основных класса: бесшовные и сварные.

Стальные бесшовные горячекатаные трубы прокатывают с наружным диаметром от 25 до 820 и толщиной стенки от 2,5 до 75 мм. При последующем уменьшении диаметра в горячем состоянии (при редуцировании с натяжением) получают трубы с минимальным диаметром 17 и толщиной стенки 1,7 мм.

Длина поставляемых труб 4—12,5 м. Внутренний и наружный диаметры, толщина стенки и разностеиность определяются требованиями потребителей. Овальность (разность размеров максимального и минимального диаметров в одном сечении трубы) и разностеиность не должны выводить размеры труб за предельные отклонения: по наружному диаметру от ±0,5% до 1,25%; по толщине стенки от ±6% до 12,5%.

Технические требования, предъявляемые к бесшовным горячедеформированным трубам общего назначения из углеродистой и-легированной стали, приведены в ГОСТах, которые соответствуют рекомендации СЭВ по стандартизации.

Готовые бесшовные трубы испытываются на растяжение, твердость, сплющивание, загиб, раздачу, бортование, проходят химический анализ и гидроиспытание по соответствующим ГОСТам. Контроль механических свойств труб из сталей марок 10, 20, 35, 45 допускается неразрушающими методами.

Общая технологическая схема производства бесшовных труб предусматривает две основные операции:

1) получение (прошивка) из сплошной литой, катаной или кованой заготовки (слитка) полой толстостенной гильзы;

2) раскатка полученной гильзы в тонкостенную трубу.

Производство сварных труб осуществляется по специальной технологии. В настоящее время можно выделить ряд способов изготовления сварных труб, каждый из которых обладает своими технологическими преимуществами и недостатками.

Подробнее о сварных трубах.

В зависимости от размеров исходных материалов, их характеристик и назначения готовых труб выделяют ряд способов, по которым осуществляется производство сварных труб:

· печная сварка;

· газоэлектрическая сварка;

· электрическая сварка.

Круглые и профильные сварные трубы в зависимости от температурного режима могут изготавливаться способом формовки холодного листа и способом формовки горячего листа.

Если учитывать тип сварки, то можно выделить следующие виды труб:

· полученные сваркой сопротивлением;

· дуговой сваркой под слоем флюса;

· сваркой токами повышенной частоты;

· индукционной сваркой;

· сваркой постоянным током;

· электрической сваркой в среде инертных газов;

· плазменной, электронно-лучевой и ультразвуковой сваркой.