Обработка металлов давлением

Обработка металлов давлением (ОМД) – технологический процесс изменения формы, размеров и физико-механических свойств заготовки путем ее пластической деформации под действием внешних сил. ОМД применима лишь к пластичным материалам. Хрупкие материалы, такие как чугун, этим методом обработать нельзя. Пластическая деформация заготовки, может осуществляться в холодном состоянии или при ее нагреве до определенной температуры.

Основные понятия об обработке металлов давлением

При деформации металлов в холодном состоянии их прочность и твердость увеличиваются, одновременно уменьшается пластичность и вязкость. Это изменение свойств металла называется упрочнением или наклепом и объясняется нарушением структуры металла. При дальнейшей деформации упрочненный металл разрушается. При нагреве заготовки до температуры, приблизительно равной 0,4 от абсолютной температуры плавления по шкале Кельвина, структура металла и его свойства полностью восстанавливаются. Это явление называется рекристаллизацией. При меньших температурах происходит частичное восстановление свойств. Это явление называют возвратом.

Большинство видов обработки давлением производится в нагретом (горячем) состоянии при температуре выше точки рекристаллизации. В этих условиях пластичность материала увеличивается в несколько раз, а прочность снижается примерно в 10 раз. Обработку давлением каждого материала производят в строго заданном интервале температур. Если превысить эту температуру, то происходит оплавление и окисление границ отдельных кристаллов материала с потерей пластичности. Это явление называют пережогом. Пережог - неисправимый брак, такой металл непригоден к дальнейшему использованию и идет на переплавку. Если температура ниже заданной, то при ОМД происходит наклеп металла и возможно разрушение заготовки или появление трещин. Нагрев заготовок для обработки давлением осуществляют в пламенных или электрических печах, а также в ваннах с расплавом солей. Нагревательные печи бывают двух типов: камерные и методические. В камерных печах температура постоянна во всем рабочем пространстве печи. Заготовка помещается в нагретую печь и нагревается до ее температуры. Методические печи имеют несколько зон с различной температурой, заготовка перемещается через эти зоны, постепенно нагреваясь до требуемой температуры. При нагреве происходит окисление поверхности заготовок - угар, который достигает 3 - 4% от массы заготовок. Для исключения угара используют нагрев в нейтральной или восстановительной среде.