9.2. Обработка металлов давлением

В современных условиях применяют следующие способы обработки металлов давлением: прокатку, свободную ковку, волочение, горячую и холодную объемную штамповку, холодную листовую штамповку и прессование. Все эти виды обработки основаны на высоких пластических свойствах металлов, т.е. их свойстве изменять первоначальную форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять вновь полученную форму после прекращения действия нагрузки (рис. 20).

Обработка металлов давлением обычно преследует две цели:

получение изделий сложной формы из заготовок простой формы;

улучшение кристаллической структуры исходного литого металла с повышением его механических свойств.

Рис. 20. Основные способы обработки металлов давлением:

а – прокатка; б – волочение; в – прессование; г – свободная ковка; д – горячая объемная штамповка; е – холодная листовая штамповка

9.2.1. Прокатка

Наиболее дешевым и распространенным способом является прокатка. Основные способы прокатки металла (продольная, поперечная, винтовая) показаны на рис. 21.

Сущность процесса заключается в обжатии металла между вращающимися валками, при этом заготовка уменьшается в сечении и вытягивается (рис. 21).

Металл можно прокатывать как в холодном, так и в горячем состоянии. Холодным способом прокатывают высокопластичные металлы (олово, свинец). Большинство стальных изделий прокатывают в горячем состоянии при температуре 900 – 1250 °С. Обжатие стального слитка до требуемой формы и размеров производится за несколько последовательных приемов пропускания слитка через ряд валков с последовательно уменьшающимися зазорами.

Рис. 21. Основные способы прокатки:

а – продольная; б – поперечная; в – винтовая

Сортамент стального проката делится на пять групп: сортовой прокат, листовой прокат, трубы, специальные виды проката, периодические профили (рис. 22).

Способом прокатки получают большую часть стальных изделий для строительства: балки, рельсы, листовую и прутковую сталь, специальные виды профиля, арматуру, трубы и т. д.

Сортовой прокат делится на прокат простого и фасонного профиля (рис. 22, 1-34).

Листовой прокат разделяют на толстолистовую и тонколистовую сталь.

Трубы стальные бесшовные прокатываются с наружным диаметром 51-650 мм.

К специальным видам проката относятся вагонные колеса, зубчатые колеса, шары для подшипников качения и т.д.

Периодический прокат применяется как фасонная заготовка для последующей штамповки или как заготовка под чистовую обработку (рис. 22, 35-38).

Рис. 22. Сортамент изделий, полученных прокаткой:

а – простого профиля; б – сложного профиля; в – профиля специального назначения; г – периодического профиля; сортовой прокат простого профиля:1 – блямс; 2,3 - сталь квадратная; 4 – сталь круглая; 5 –сталь полосовая; 6 – шестигранник; 7 – овал; 8 – полуовал; 9 – сегментная; 10 - ромбовидная; сортовой прокат фасонного профиля: 11 – угловая сталь неравнобокая; 12 – угловая сталь равнобокая; 13 – швеллер; 14 – двутавровые балки; 15 – тавровые балки; 16 – рельсы железнодорожные; 17 – зетовая сталь; 18 – квадрантная сталь; 19-34 – фасонные профили проката специального назначения; 35 – арматурная сталь; 36 – заготовка вагонной оси; 37 – полуоси автомобиля «Москвич»; 38 – заготовка для штамповки шатуна двигателя