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
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.
