Прокатка

Центробежное литье

Недостатки.

Преимущества.

Область применения.

Основные технологические операции.

Материалы и оснастка.

Недостатки.

Преимущества.

- повышенная точность геометрических размеров (по сравнению с литьем а ПФ)

- снижение шероховатости поверхностей отливок (по сравнению с литьем а ПФ)

- снижение припусков на механическую обработку на 10-20%

- лучше санитарно-гигиенические условия

- мелкозернистая структура отливок(> прочность)

- сложность изготовления кокилей, их ограниченный срок службы (особенно при литье черных сплавов)

- неподатливость кокиля и металлических стержней

- затруднен вывод газов из полости формы

Литье под давлением.

1. Сущность процесса заключается в получении отливок путем заливки расплавленного металла в металлическую форму (пресс-форму) под принудительным внешним давлением от 30 до 100Мпа. Конечное давление на расплав может достигать 490Мпа. Давление снимается посте полного затвердевания отливки в пресс-форме.

1)пресс-форма

2)смазка (машинное масло)

3)прессующая машина

1)Очистка пресс-формы.

2)Нагрев пресс-формы до 120…220°С и покрытие поверхности смазкой.

3)Сборка пресс-формы.

4)Залив расплавленного металла в камеру прессования и запрессовка расплава под давлением в полость пресс-формы.

5)Охлаждение и затвердевание отливки под внешним давлением.

6)После затвердевание отливки внешнее давление снимается и извлекается отливка.

Используется для изготовления отливок цветных металлов сложной конфигурации с тонкими стенками массой до 45кг.

Применяется в машиностроении.

- получают сложные тонкостенные отливки

- низкая шероховатость поверхности, следовательно, снижается механическая обработка отливок на 90-95%

- высокая точность геометрических размеров

- мелкозернистая структура

- улучшенные санитарно-гигиенические условия

- высокая стоимость пресс-формы, сложность ее изготовления

- наличие газовоздушной пористости

- ограничение номенклатуры получения отливок по размерам и массе.

– это способ формирования отливок под действием центробежных сил при свободной заливке металла во вращающиеся формы. Центробежным способом получают отливки из чугуна, стали, сплавов на основе меди, алюминия, цинка, магния, титана и др.

Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.

Центробежное литье осуществляют на центробежных машинах с горизонтальной и вертикальной осями вращения в металлических, песчаных, оболочковых формах и формах для литья по выплавляемым моделям.

Центробежным литьем изготавливают отливки из чугуна, стали, сплавов титана, алюминия, магния и цинка (трубы, втулки, кольца, подшипники качения, бандажи железнодорожных и трамвайных вагонов).

Масса отливок – от нескольких килограммов до 45 тонн. Толщина стенок от нескольких миллиметров до 350 мм. Центробежным литьем можно получить тонкостенные отливки из сплавов с низкой текучестью, что невозможно сделать при других способах литья.

Металлические формы изложницы изготовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья изложницы снаружи охлаждают водой или воздухом.

На рабочую поверхность изложницы наносят теплозащитные покрытия для увеличения срока их службы. Перед работой изложницы нагревают до 200 ºC.

Процесс пластического деформирования тел между вращающимися приводными валками, что означает, что энергия для осуществления деформации передается через валки, соединенные с двигателем прокатного стана. Деформируемое тело можно протягивать через неприводные (холостые) валки, но это будет не процесс прокатки, а процесс волочения.
На рисунке слева представлена простейшая и основная схема процесса прокатки, где 1- валки, 2 – полоса. Обрабатываемое тело, в общем случае называемое полосой, пропускается между вращающимися навстречу друг другу валками. Полоса втягивается в валки под действием сил трения на контакте. При прохождении между валками толщина полосы уменьшается, а длина и ширина увеличиваются.
Прокатка относится к числу основных способов обработки металлов давлением. Методом прокатки получают изделия самой разнообразной формы: тонкие и толстые листы, профили квадратного и круглого сечений, уголки, швеллеры, двутавровые балки, рельсы, трубы и многие другие. При прокатке изделий типа листов применяют валки, рабочая часть (бочка) которых имеет форму круглого цилиндра без каких-либо вырезов и выступов.
Прокатку в гладких валках часто называют прокаткой «на гладкой бочке» (смотри рисунок справа). При производстве более сложных (сортовых) профилей применяют калиброванные валки, и деформация полосы происходит в калибрах. Как и другие способы обработки давлением, прокатка бывает горячей и холодной. Горячая прокатка распространена шире, чем холодная. Нагретый металл в области высоких температур обладает пониженным сопротивлением деформации и повышенной пластичностью. Холодную прокатку применяют для получения относительно тонких изделий с высококачественной поверхностью, например тонких листов или тонкостенных труб. Иногда находит применение обработка в области промежуточных температур - так называемая теплая прокатка. Следует отметить, что прокатка не только служит для получения изделий определенной формы, но и в значительной степени способствует повышению механических свойств металла.

Классификация процессов прокатки
Процессы прокатки многообразны. Их можно классифицировать по различным признакам. Сначала рассмотрим классификацию по взаимному расположению осей обрабатываемого тела и валков. По этому признаку различают прокатку продольную, поперечную и косую (винтовую). Если ось прокатываемой полосы перпендикулярна оси валков, то прокатку называют продольной. При таком способе прокатки полоса перемещается только вперед, т.е. совершает только поступательное движение. Продольная прокатка является наиболее распространенной.
При поперечной прокатке ось обрабатываемого тела 3 параллельна оси валков 1. Оба валка вращаются в одну и ту же сторону. Они постепенно сближаются, в результате чего уменьшается диаметр изделия, которое также вращается, но в сторону, противоположную вращению валков. В продольном направлении обрабатываемое тело не перемещается (если нет специальных тянущих устройств). Боковые ролики 2 выполняют вспомогательную функцию: они удерживают изделия между валками.
Поперечную прокатку, используют в металлургии и машиностроении для производства валов, осей, втулок, шестерен и других изделий типа тел вращения. Косая прокатка, называемая также винтовой, занимает промежуточное положение между поперечной и продольной.
В этом случае оси валков располагаются под углом друг к другу и к оси прокатываемой круглой заготовки. Благодаря такому расположению валков 1 заготовка 4 в процессе прокатки совершает не только вращательное, но и поступательное движение. Точки на поверхности заготовки движутся по винтовой линии. Поскольку угол наклона валков по отношению к оси обрабатываемого тела обычно невелик (до 12-18°), косая прокатка по своему характеру ближе к поперечной, чем к продольной. Процесс косой прокатки широко применяют при производстве бесшовных труб, в частности на прошивных станах, где из сплошной круглой заготовки получают черновую трубу 5 — гильзу. Процесс косой прокатки на прошивном стане схематично показан на рисунке справа. Для образования в заготовке отверстия правильной формы между валками 1 устанавливается оправка 2, закрепленная на стержне. Линейки 3 служат для удержания заготовки в валках.
Особым видом прокатки является так называемая периодическая прокатка. Она характеризуется тем, что в процессе деформации высота зазора между валками периодически изменяется. Чаще всего это достигается путем придания валкам специальной некруглой формы (смотри рисунок). Таким способом получают периодические профили проката, форма сечения которых периодически изменяется по длине полосы. При изменении обжатия происходит изменение всех параметров прокатки, поэтому периодическую прокатку можно характеризовать как нестационарную (на переходных участках).
Далее, процессы прокатки подразделяют на симметричные и несимметричные. Симметричной прокаткой называют такой процесс, при котором воздействие каждого из валков на обрабатываемое тело является совершенно одинаковым, идентичным. Если это условие нарушается, то прокатку называют несимметричной. К числу несимметричных процессов относятся: прокатка в валках неравного диаметра, прокатка с одним приводным валком, прокатка при различных окружных скоростях валков, прокатка при неравномерном (несимметричном) распределении механических свойств по высоте полосы, прокатка при различных условиях трения на валках и др.
Важным условием процесса прокатки является наличие или отсутствие внешних сил, приложенных к концам полосы. По этому признаку различают свободную и несвободную прокатку. Свободной называют прокатку тогда, когда на полосу действуют силы только со стороны валков. Несвободная прокатка осуществляется с натяжением (а) или подпором (б) концов полосы. Силы натяжения или подпора создаются смежными прокатными клетями, намоточно-натяжными барабанами или другими устройствами. На рисунке показаны силы натяжения (а) и подпора (б) при прокатке: 1 - заднее натяжение; 2 - переднее натяжение; 3 - задний подпор; 4 -передний подпор.
В теории прокатки часто используют термин простой процесс прокатки или простой случай прокатки. Под этим термином подразумевается процесс свободной симметричной продольной прокатки, причем чаще всего имеется в виду прокатка полосы прямоугольного сечения в цилиндрических валках. Теория простого процесса прокатки является основой для анализа других, более сложных случаев прокатки.