Общий алгоритм волочения. Исходное сырье очищают от окалины и ржавчины химическим способом - травят в фосфорной или соляной кислоте, удаляют технологически бракованные участки (участки с раковинами, слишком тонкие и т.п. вырезают, а годные - сваривают). Затем заделывают концы для того, чтобы их возможно было продеть через волоки и закрепить на барабан. Протягивают сырье - волочат - со скоростью, максимально возможной технологически. В ходе волочения волоки постоянно смазываются. По окончанию процесса - термическая обработка (при необходимости), контроль, разрезание на мерные части, консервационная смазка, маркировка.
Достоинства волочения:
1.Высокая производительность.
2.Точная и чистая поверхность (не нуждается в механической обработке).
3.Не требуется нагрев.
4.Метод подвергается автоматизации.
5.Сравнительно низкие затраты на оборудование.
6.Меняя волоку, легко перейти на другой диаметр изделия.
Недостатки волочения:
1.Высокая стоимость волоки.
2.Необходимость термообработки.
3.Низкая номенклатура изделий (получается только проволока, прутки и тонкостенные трубы).
Вывод: производство обладает высокой прибыльностью при низкой конкурентоспособности.
3.3.Прессование.
Прессование - метод обработки металлов давлением, при котором изделию придается нужные форма и размеры при выдавливании нагретого до состояния высокой пластичности металла из полости контейнера через отверстие матрицы, форма и размеры которого соответствуют форме и размерам сечения будущего изделия. Полученное изделие называется профиль, т.е. имеет одинаковое сечение по всей длине.
1 2 3 1-контейнер
2-отверстие матрицы 3-изделие
4-металл
5-поршень
6-матрица
4
5 6
К металлу, из которого изготовлен контейнер и матрица предъявляются следующие требования:
-жаростойкость,
-сопротивление давлению,
-низкая адгезия к выдавливаемому металлу.
Контейнер и матрицу изготавливают из специальной высоколегированной стали, следствием чего является их высокая стоимость. Сырьем для прессования служат цветные металлы и сплавы, которые становятся пластичными при сравнительно низких температурах.
Достоинства метода:
1.Высокая производительность.
2.Высокая точность и чистота поверхности.
3.Метод подвергается автоматизации.
4.Можно изготавливать сложные профили.
5.Легко перейти на изготовление другого профиля, поменяв матрицу.
Недостатки метода:
1.Высокая стоимость контейнера и матрицы
2.Ограниченность номенклатуры по материалу.
3.Ограниченность номенклатуры профилями.
4.Высокие энергозатраты (нагрев металла)
Вывод: метод выгоден для производства сложных профилей их цветных металлов и сплавов, при организации производства в виде производственного участка в цехе.
3.4.Свободная ковка.
Суть метода заключается в придании изделию нужных размеров и формы путем последовательных ударов молота или нажатий бойка пресса по заготовке, нагретой до состояния пластичности. Полученное изделие называется поковкой и служит, в основном, заготовкой для дальнейшей механической обработки. Различают ковку ручную и механическую. Ручная ковка служит для ремонта и одноразового получения мелких изделий.
Механическая ковка позволяет получать изделия массой до нескольких сотен тонн и предполагает использование механического молота или механического пресса. Использование механического молота (массой падающей части может достигать 16-20 тонн) позволяет получать поковки массой до 2-х тонн. Пресс сложнее и дороже молота, однако позволяет осуществлять нажатие в значительно большем интервале давлений и получать крупные поковки массой до нескольких сотен тонн.
Общий алгоритм ковки. По чертежу поковки определяют массу и вид заготовки, а затем - последовательность термических и кузнечных операций. После определяют вид и параметры оборудования. Проводится процесс формообразования согласно определенного ранее технологического режима. По окончанию формообразования - термическая обработка, контроль, механическая обработка, маркировка, покраска.
Недостатки ковки.
1.Низкая производительность.
2.Высокая стоимость оборудования.
3.Низкая точность и чистота поверхности - необходима механическая обработка, следовательно - высокий расход металла.
4.Высокие энергозатраты, связанные с нагревом заготовки.
5.Требуется высококвалифицированная рабочая сила.
Достоинства ковки.
1.Единственный метод получения особо крупных изделий, к которым предъявляются особые требования к качеству внутренней кристаллической структуры, в связи сильными механическими нагрузками.
3.5. Горячая объемная штамповка.
Суть метода заключается в том, что нагретая заготовка принимает нужные форму и размеры с помощью специального инструмента - штампа. Причем в момент удара металл заготовки переходит в "мгновенно - текучее" состояние и заполняет полости штампа, называемые ручьями. Штамповкой можно получать изделия массой от нескольких грамм до 300 - 350 кг.
Штамп состоит из двух частей. Верхняя часть - подвижная и прикрепляется к молоту или прессу, нижняя часть - неподвижная. В связи с тем, что штамп испытывает сильнейшие механические и термические нагрузки, его изготавливают из специальной высоколегированной стали, причем заготовку для штампа подвергают термической обработке, с последующим вырезанием ручьев фрезерованием и их дальнейшей шлифовкой. Следовательно, стоимость штампа крайне высокая. Штампы бывают одноручьевыми и многоручьевыми, простыми и сложными, заготовительными и т.п.
Различают открытую и закрытую штамповку.
При открытой штамповке масса заготовки больше массы готового изделия и лишний металл “вытекает” в специальную щель в штампе, называемую облойной, образуя заусенец - облой. Это связано с необходимостью полного заполнения ручьев во избежание брака. Масса заготовки при открытой штамповке, также должна учитывать и массу угара, возникающего при нагреве.
При закрытой штамповке облойная щель отсутствует и масса заготовки равна массе готового изделия, т.е. не происходит потеря металла на облой. Закрытая штамповка экономичнее, чем открытая, однако для закрытой штамповки требуется заготовка с формой, близкой к форме изделия и возможность нагрева металла без доступа кислорода во избежание образования угара. Следовательно, закрытая штамповка сложнее с технологической и организационной точки зрения и особо выгодна при производстве небольших изделий, где масса облоя в случае закрытой штамповке может составить значительную часть.
Алгоритм штамповки аналогичен алгоритму ковки, но с учетом алгоритма изготовления штампа.
Достоинства штамповки.
1.Очень высокая производительность.
2.Поверхность изделия точная, гладкая чистая, практически не требует механической обработки.
3.Внутренняя структура - сравнительно однородная, мелкокристаллическая. Изделие не требует термической обработки.
4.Метод легко подвергается автоматизации.
5.Не требует высококвалифицированной рабочей силы.
Недостатки метода.
1.Высокая стоимость оборудования.
2.Ограниченность номенклатуры по массе и сложности поверхности.
3.Высокая утомляемость рабочей силы на конвейере.
4.Невозможно изготовить изделия с внутренней структурой особо высокого качества.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современное производство черных металлов предполагает наличие стройной системы технологических процессов, направленных на получение теми или иными экономически оправданными методами заготовок для машиностроения (чушки, листовой прокат, трубы, пруток и т.п.) Среди формообразующих методов получения стальных заготовок можно выделить пять, использующих принцип объемного формообразования.
В настоящее время промышленно освоенными и широко применяемыми методами получения стали из чугуна являются четыре метода, каждый из которых обладает рядом преимуществ, а также недостатков, как с технической, так и с экономической точек зрения. Но в любом случае, как показывает практика, определяющими критериями всегда при этом выступают:
- качество,
- производительность.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Материаловедение под ред. Б.Н. Арзамасова // М.: Машиностроение - 1986 - 384с.
2. Гуляев А.П. Металловедение // М.: Металлургия - 1986 - 544с.
3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение // М.: Машиностроение - 1980 - 493с.
4. Технология конструкционных материалов. // Под ред. А.М. Дальского, М.: Машиностроение - 1985 -448с.
Онищенко В.Н., Мурашкин С.У., Коваленко С.А. Технология металлов и конструкционные материалы. // М.: Колос - 1984- 398с.
