Влияние обработки давлением на структуру и механические свойства металлов и сплавов

Структура слитков, которые являются исходными заготовками при обработке давлением, неоднородна. Основу её составляют зерна первичной кристаллизации (дендриты) различной величины и формы, на границах которых скапливаются примеси и неметаллические включения.

В структуре слитка имеются также поры и газовые пузыри. Высокая степень деформации при высокой температуре вызывает дробление зерна, а также частичные заваривание пор.

Зерна и межкристаллические прослойки с повышенным содержанием неметаллических включений вытягиваются в направлении наибольшей деформации. В результате структура металла приобретает полосчатое - волокнистое строение. Волокнистость оказывает влияние па механические характеристики, вызывая их анизотропию. Наличие полосчатой микроструктуры и анизотропии свойств в деформированном металле необходимо учитывать при проектировании и изготовлении деталей. Надо стремиться получить с них такое расположение волокон, чтобы наибольшие растягивающие напряжения действовали вдоль, а перерезывающие усилия - поперек волокон, а также, чтобы они не перерезывались при обработке резанием. Желательно, чтобы у поверхности детали волокна повторяли её очертания.

Основные методы обработки металлов давлением

I. Прокатка:

1 )Продольная;

2) Поперечная;

3) Поперечно - винтовая;

П. Прессование:

1) Прямое;

2) Обратное;

III.Волочение;

IV. Ковка;

1)Виды:

а) машинная на молотах или на прессах;

б) ручная;

2) Основные технологические операции:

а) протяжка (вытяжка);

-разгонка,

-протяжка полого цилиндра;

-раскатка (раздача),

б) осадка;

в) прошивка;

г) гибка;

д) закручивание;

е) рубка (надрубка);

V. Объемная штамповка:

1) Виды:

а) горячая объемная штамповка; - в открытых штампах,

- в закрытых штампах,

- штамповка выдавливанием;

б)Холодная объемная штамповка:

-холодное выдавливание (прямое, обратное, комбинированное);

-холодная высадка,

-холодная формовка (в открытых и закрытых штампах);

-холодная калибровка (чеканка);

2)Основные технологические операции для горячем объемной штамповки:

а) осадка:

б) протяжка;

в) подкатка;

г) пережим;

д) формовка;

е) гибка;

ж) обрубка (для прутка);

3)Основные технологические операции для холодной объемной штамповки (формовки):

а) осадка плоскопараллельнымп бойками;

б) открытая осадка с выдавливанием в одну пли две стороны для образованиябобышек и выступов;

в) закрытая осадка с истечением металла в одну или две полости штампа дляформовки частичных утолщений с одновременным формообразованием требуемого контура;

VI. Листовая штамповка:

1)Основные технологические операции:

а)разделительные:-отрезка; -вырубка;-пробивка;-надрезка;-проколка; -обрезка;-зачисчка,-высечка; -просечка и др.;

б) Формоизменяющие:

-гибка (V- образная, Z образная, П образная, четырехугловая);

-вытяжка (без утонения стенок, обратная, с утонением стенок);

-формовка (обжим, рельефная формовка, формовка растяжением – выпучиванием, отбортовка).

2)Особые способы листовой штамповки:

а)штамповка пластичными средами и жидкостью (резина, полиуретан, жидкость, газ или комбинация этих сред);

б)штамповка на листоштамповочных молотах;

в)высокоскоростные методы штамповки:

- штамповка взрывом:

- электрогидравлическая штамповка;

- электромагнитная штамповка (магнитно импульсная);

г) штамповка в условиях сверхпластичности;

д) штамповка с дифференцированным нагревом;

е) ротационные методы деформирования и др.

Прокатка - обжатие металла вращающимися валками. Прокаткой получают изделия с постоянными по длине поперечным сечениям (прутки, рельсы, листы, трубы, балки и др.) или с периодической изменяющейся по длине формой.

Прессование - продавливание нагретого металла, находящегося в замкнутом объеме, через отверстие в матрице. Форма и размеры поперечного сечения выдавливаемых прутков соответствуют форме и размерам этого отверстия.

Волочение- протягивание заготовки через отверстие в волочильной матрице (волоке). Волочением получают тонкие сорта проволоки, калиброванные прутки, тонкостенные трубы.

Ковка - процесс деформирования нагретой заготовки между бойками молота или пресса. Изменение формы и размеров заготовки достигается последовательным воздействием бойков или инструмента па различные участки заготовки.

Объемная штамповка -одновременное деформирование всей заготовки в специализированном инструменте (штампе) на молотах, прессах или горизонтально -ковочных машинах. Форма и размеры внутренней полости штамма определяют форму и размеры заготовки. Листовая штамповка получение плоских и объемных полых деталей из листа или полосы с помощью штампов па холодноштамповочных прессах.