43. Сущность и схемы процесса прессования материалов

Прессование – прогрессивный технологический процесс,

применяемый для получения изделий сложного поперечного сечения из

пластичных цветных металлов и их сплавов, а также из стали.

Прессованные изделия отличаются высокой точностью и качеством

поверхности, а сам процесс – высокой производительностью. Сущность

процесса заключается в том, что металл, помещенный в замкнутый объем –

контейнер, подвергается высокому давлению и выдавливается сквозь

отверстие, принимая его форму. Существует два метода прессования – прямой и обратный. При прямом прессавании заготовка, нагретая до определенной,

различной для каждого металла температуры, помещается в контейнер. С

одной стороны контейнера закреплена матрица при помощи

матрицедержателя. С другой стороны на заготовку давит пресс-шайба,

связанная со шплинтоном. Шплинтон получает необходимое давление от

плунжера пресса. Под действием этого давления металл выдавливается через

отверстие матрицы. В конце процесса в контейнере остается часть металла –

пресс-остаток, идущий в отход. При обратном прессовании прутков в контейнер входит не пресс-шайба, а полый пуансон с матрицей на конце. Матрица давит на заготовку, и металл течет в отверстие матрицы навстречу движению пуансона. При обратном методе снижаются отходы металла на пресс-остаток, но

усложняется конструкция шплинтона.

Прямое прессование труб отличается от предыдущих методов

наличием иглы, которая проходит сквозь отверстие в заготовке. Длина иглы

несколько превышает высоту заготовки.

При давлении пресс-шайбы на заготовку металл выдавливается в

зазор между матрицей и иглой, образуя трубу. Внутренний диаметр трубы

равен диаметру иглы, наружный – диаметру отверстия в матрице. 151

Прессование выполняется на гидравлических прессах – вертикальных

и горизонтальных. Вертикальные прессы строятся усилием до 1000 т,

горизонтальные – до 20 тыс. т. Последние рассчитаны на производство

крупных профилей и труб большого диаметра. Весь процесс производства

профилей и труб автоматизирован.

44. Сущность и общая технология процесса волочения

Процесс волочения заключается в протягивание заготовки через

постепенно сужающееся отверстие в инструменте (волоке). Этим способом

получают тончайшую проволоку диаметром до 0,005 мм, калибруют прутки

диаметром до 100 мм и трубы диаметром 0,5 – 400 мм. Волочение в

основном производится без предварительного нагрева металла.

При волочении поперечные размеры заготовки уменьшаются, а длина

увеличивается. Размеры сечения получаются точными, а качество

поверхности высоким. Отсутствуют потери металла в виде стружки.

Волочением обрабатываются стали всех марок, цветные металлы и их

сплавы. Процесс волочения состоит из следующих операций:

1. Предварительная термическая обработка заготовки с целью снятия

наклепа и получения необходимой структуры металла (например, отжиг при

температуре 450 – 500оС).

2. Заострение концов заготовки, чтобы можно было протянуть ее

сквозь волоку и захватить клещами волочильного стана.

3. Очистка от окалины механическим, химическим или

электрохимическим способом. Наибольшее распространение получил

химический метод, заключающийся в травлении заготовок в растворах

серной или соляной кислоты, а также в смесях кислот. Протравленные

заготовки тщательно промываются водой, сначала горячей, а затем холодной.

4. Нанесение подсмазочного слоя путем желтения, меднения,

фосфатирования, известкования. Подсмазочный слой должен хорошо

удерживать смазку и препятствовать налипанию металла на инструмент. При

желтении поверхность заготовки покрывается тонким слоем гидрата окиси

железа (желтого цвета). Меднение производится погружением заготовки в

раствор медного купороса, при этом на ней осаждается тонкий слой меди.

Фосфатирование представляет собой процесс получения пленки фосфата на

поверхности заготовки. Эта пленка пористая, хорошо удерживающая смазку.

Известкование есть процесс осаждения тонкого слоя извести на

поверхности заготовки при погружении ее в кипящий известковый раствор.

5. Волочение в один или несколько проходов, в зависимости от

необходимой величины обжатия.

6. Межоперационная и, если необходимо, послеоперационная

термическая обработка для снятия наклепа. Если проводится

межоперационная обработка, то после нее необходимо снова выполнить

подготовительные операции – травление, промывку, сушку, нанесение

подсмазочного слоя.

7. Отделка готовой продукции: отрезка заостренных концов, разрезка

в размер и пр.

Волочение производится через волоки – сплошные, составные,

роликовые. Волока представляет собой кольцо, которое изготовляется из

инструментальной стали (для прутков и труб больших диаметров), из

твердых сплавов (для профилей мелких и средних размеров) и из алмазов

(для тончайшей стальной проволоки). Для увеличения прочности волока

запрессовывается в стальную обойму.

При волочении ряда профилей (квадрат, шестигранник и др.)

применяются составные волоки, которые значительно проще в изготовлении

и отличаются универсальностью.

Волочение труб с утонением стѐнок выполняется на коротких

неподвижных и длинных подвижных оправках, а также без оправки для 153

уменьшения наружного диаметра трубы. В последние годы получили

распространение новые методы волочения: с противонатягом, с наложением

вибраций, с применением ультразвука и др.

Машины для волочения называются волочильными станами. Станы

подразделяются на цепные и барабанные. У первых обрабатываемый металл

имеет прямолинейное движение, у вторых наматывается на барабан.

Цепные станы имеют станину, бесконечную волочильную цепь,

тележку с захватами , стойку для крепления волоки, двигатель и редуктор.

Вращение от электродвигателя через редуктор и звездочку передается цепи.

Заостренный конец протягиваемого прутка пропускается через волоку,

установленную в стойке, и захватывается захватами волочильной тележки.

Тележка имеет крюк, которым она сцепляется с волочильной цепью и

двигается вместе с ней, протягивая пруток через волоку.

Длина протягиваемых прутков ограничивается размерами старины и

не превышает обычно 15 м. Станы строятся с тяговым усилием от 0,5 до 150

т. Скорость волочения 1,5 – 2 м/сек. Современные, станы работают по

автоматическому циклу.Барабанные станы могут быть однократного и многократного волочения. У первых бунт проволоки надевается на фигурку, заостренный конец проволоки пропускается через волоку и закрепляется на тянущем барабане. При вращении барабана проволока протягивается через волоку.