Обработка металлов давлением

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра АиПЭ

Реферат

По курсу: « Технологические процессы производств и оборудования»

Тема: «Обработка металлов давлением»

Выполнил:

ст. гр. АТП 97 2д

Сивцов С.Н.

Проверил:

Кудрявцев В.С.

Старый Оскол, 2001

Содержание

Введение 3

Термомеханическая обработка металла 5

Прокатка металлов 6

Волочение металла 8

Прессование металла 11

Ковка и штамповка металла 12

Литература 13

Введение

Развитие народного хозяйства страны в значительной мере опреде¬ляется ростом объема производства металлов, расширением сортамен¬та изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных по¬казателей, что в значительной мере зависит от условий пластической обработки. Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и тех¬нически грамотно его эксплуатировать.

Металлы наряду со способностью деформироваться обладают также высокими прочностью и вязкостью, хорошими тепло- и электропро¬водностью. При сплавлении металлов в зависимости от свойств со¬ставляющих компонентов создаются материалы с высокой жаростой¬костью и кислотоупорностью, магнитными и другими полезными свой¬ствами.

Использование металлов человеком началось в глубокой древности (более пяти тысячелетий до н. э.). Вначале находили применение цвет¬ные металлы (медь, сплавы меди, золото, серебро, олово, свинец и др.), позднее начали применять черные — железо и сплавы на его основе.

Длительное время производство металлов носило примитивный характер и по объему было весьма незначительным. Однако в конце XIX в. мировая выплавка стали резко возросла с 0,5 млн. т в 1870 г. до 28 млн. т в 1900 г. Еще в большем объеме растет металлургическая промышленность в XX столетии. Наряду с увеличением выплавки стали появилась необходимость организовать в больших масштабах получение меди, цинка, вольфрама, молибдена, алюминия, магния, титана, бериллия, лития и других металлов.

Металлургическое производство подразделяется на две основные стадии. В первой получают металл заданного химического состава из исходных материалов. Во второй стадии металлу в пластическом со¬стоянии придают ту или иную необходимую форму при практически неизменном химическом составе обрабатываемого материала.

Способность металлов принимать значительную пластическую деформацию в горячем и холодном состоянии широко используется в технике. При этом изменение формы тела осуществляется преимущественно с помощью давящего на металл инструмента. Поэтому полученное изделие таким способом называют обработкой металлов давлением или пластической обработкой.

Обработка металлов давлением представляет собой важный тех¬нологический процесс металлургического производства. При этом обеспечивается не только придание слитку или заготовке необходимой формы и размеров, но совместно с другими видами обработки сущест¬венно улучшаются механические и другие свойства металлов.

Прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка представля¬ют собой различные виды обработки металлов давлением в пластиче¬ском состоянии.

Среди различных методов пластической обработки прокатка зани¬мает особое положение, поскольку данным способом производят изде¬лия, пригодные для непосредственного (в состоянии поставки) исполь¬зования в строительстве и машиностроении (шпунт, рельсы, профили сельскохозяйственного машиностроения и пр.). Прокаткой получают также разнообразные виды заготовок, ко¬торые являются исходным материалом для других способов обработки. Так, горяче¬катаная и холоднокатаная листовая сталь, полосы и ленты в больших количествах идут для листовой штамповки. При ковке в штампах в качестве исходного продукта используют преимущественно катаную за¬готовку. Исходным материалом при воло¬чении является катанка, получаемая на проволочных станах. Огромное значение прокатного производства в народном хо¬зяйстве подтверждается ежегодным увели¬чением выпуска проката. Через валки прокатных станов проходит 7580% всего выплавляемого металла.

Развитие прокатного производства ос¬новывается на применении принципа непрерывности самого процесса и всех технологических операций (про¬катка, термическая обработка, отделка и пр.). В данном случае большую роль играет внедрение достижений вычислительной техни¬ки и автоматизации на этой основе технологических процессов.

Наряду с непрерывным ростом прокатного производства расши¬ряется сортамент, увеличивается выпуск эффективных металлоизде¬лий, таких, как холоднокатаный лист, гнутые профили, прокат с уп¬рочняющей термической обработкой, высокопрочные трубы, в том чис¬ле с защитными покрытиями, расширяется выпуск медной катанки, алюминиевой ленты, фольги и др. Широкое развитие получает комп¬лекс мероприятии по улучшению потребительских свойств проката: прочности, пластичности, жаростойкости и хладостойкости, надеж¬ности и долговечности и других путем легирования, термической обра¬ботки, лужения, цинкования, нанесения неорганических и органиче¬ских покрытий и пр.

Увеличение производства изделий, получаемых волочением, дости¬гается усовершенствованием отдельных операций изготовления и всего технологического процесса, применением скоростного автоматизиро¬ванного оборудования, выбором соответствующего волочильного ин¬струмента и методов подвода и качества смазки.

Огромное развитие получают процессы прессования, позволяющие изготовлять профили практически с неограниченными возможностями по форме их сечения, особенно при обработке труднодеформируемых металлов и сплавов.

Область применения ковки и штамповки в современном массовом и крупносерийном производстве непрерывно расширяется и имеет тенденцию к внедрению специальных инструментов и штампов, меха¬низации кузнечных и транспортных операций, специализации кузнеч¬ных цехов на выпуск однотипных изделий, что дает возможность осу¬ществлять автоматизацию процессов, создавать поточные и автомати¬ческие линии производства поковок в сочетании с автоматизацией внут¬рицехового транспорта. В кузнечном и штамповочном производстве продолжают совершенствоваться способы нагрева металла путем при¬менения электронагрева — индукционного и контактного.

Значительно возрастает производство изделий листовой штампов¬кой, особенно в сочетании со сваркой, клепкой, закаткой, что при со¬кращении трудоемкости сборочных работ снижает массу машин без уменьшения их прочности. Получают дальнейшее развитие холодная высадка, холодная объемная штамповка, калибровка, выдавливание и др.

Высокая производительность процессов обработки металлов давле¬нием, сравнительно низкая их энергоемкость, а также незначительные потери металла при производстве изделий выгодно отличают их по сравнению, например, с обработкой металла резанием, когда требуе¬мую форму изделия получают удалением значительной части заготов¬ки в стружку. Существенным достоинством пластической обработки является значительное улучшение свойств металла в процессе дефор¬мирования.

Динамичный и пропорциональный рост черной и цветной металлур¬гии, производство изделий из металлов и сплавов пластической обра¬боткой основываются на дальнейшем развитии теории обработки ме¬таллов давлением, являющейся научной базой разработки технологи¬ческих операций получения изделий из металлов и сплавов. Теория пластической обработки металлов позволяет оценить экономическую целесообразность принятого способа деформации, выявить влияние условий обработки на свойства получаемых изделий, определить си¬ловые и энергетические параметры процесса и указать пути их рацио¬нального изменения, дает возможность управлять процессом обработ¬ки с точки зрения улучшения способности металлов пластически де¬формироваться. Знание закономерностей обработки металлов давле¬нием помогает выбирать наиболее оптимальные режимы технологиче¬ских процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и технически грамотно его эксплуатировать.

Термомеханическая обработка металла

Успехи машиностроения, строительства и других отраслей промыш¬ленности в значительной мере определяются достижениями в области металлургического производства. Повышение прочности в сочетании с достаточной пластичностью металлов и сплавов позволяют умень¬шить массу, а следовательно, и стоимость сооружений и машин при их эксплуатации и во многих случаях при изготовлении. Поэтому непрерывно стремятся улучшить механические характеристики ме¬талла как в состоянии поставки, так и при последующей обработке.

Известно, что пластическое деформирование и термическая обра¬ботка меняют свойства металлов. Объединение этих операций, макси¬мальное их сближение и создание единого процесса термомеханиче¬ской обработки обеспечивают заметное повышение механических характеристик, что позволяет экономить до 15...40% металла и более или увеличить долговечность изделий.

Длительное время пластическую