43. Виробництво алюмінію складається з двох основних процесів:

отримання глинозему Al2O3 з бокситів та отримання металевого алюмінію шля­

хом електролізу розплавленого глинозему.

Глинозем отримують лужним, електротермічним та іншими способами. Най­

більш поширеним є лужний спосіб, розроблений в кінці ХІХ ст. К.Г. Байєром.

Стадії технологічного процесу отримання глинозему:

 підготовка бокситу (подрібнення його);

 вилуження або варіння отриманої пульпи в автоклавах у присутності

луги (NaOH) під тиском;

 розбавлення, згущення та фільтрація;

 викручення;

 кальцинація.

Існує також спосіб спікання та електротермічний.

Для отримання металевого алюмінію проводять електроліз глинозему в

електролізерах – ваннах з різними пристроями анодної частини.

45. Види термічної обробки

Відпалювання або відпал – високотемпературна обробка матеріалу з метою заліковування дефектів, збільшення однорідності, прискорення структурних перетворень, тощо.

При відпалюванні матеріал кладуть у піч і витримують при підвищеній температурі протягом певного часу.

Нормалізація сталі — вид термічної обробки сталі, що полягає у нагріванні доевтектоїдних сталей до температури вище за А₃(див. діаграму), а заевтектоїдних — вище за А_сm на 50-60° з наступним охолодженням на повітрі. При нормалізації відбувається перекристалізація сталі, котра усуває крупнозернисту структуру, отриману при литві чи куванні. Цей вид термообробки часто замінює відпал для низьковуглецевих сталей (0,2...0,3% С), а для середньовуглецевих сталей (0,3...0,5% С) — гартування і високий відпуск.

Гартува́ння — це зміцнювальна термічна обробка, яка полягає в нагріві сталі до температури вище критичних точок, витримці і подальшому охолодженні зі швидкістю більше критичної.

Мета гартування — одержати мартенситну структуру з рівномірним розподілом вуглецю і підвищити твердість і міцність сталі.

Ві́дпуск ста́лей — операція термічної обробки, яка полягає в нагріванні загартованих сталей до температур, що не перевищують температури утворення аустеніту (Ас₁), витримуванні при цих температурах для перетворення мартенситу гартування у рівноважніші структури та наступного охолодження.

46. Відпал - процес термообробки металу, при якому виробляється нагрівання, потім повільне охолодження металу. Перехід структури з нерівноважного стану до більш рівноважного

Види відпалу.  Дифузійний (гомогенізований) для усунення хімічної неоднорідності завдяки дифузії

Відпал другого роду - зміна структури сплаву за допомогою перекристалізації близько критичних точок з метою одержання рівноважних структур. 

Ізотермічний відпал - після нагріву і витримки сталь швидко охолоджують

49.

Нормалізація сталі - це нагрівання виробу вище лінії GSЕ на 50...70°С (див. рис. 2.1), витримка з метою його прогрівання і подальше охолодження на повітрі.

Для вуглецевих сталей нормалізацію застосовують замість відпалювання, тому що процес потребує менше часу для його виконання. При цьому досягаються такі властивості: сталь стає в'язкою і пластичною, а структура перетворюється в дрібнозернову. Але застосування нормалізації для легованих сталей може привести до інших результатів, а саме, до збільшення твердості і значного зменшення в'язкості. Це залежить від кількості вуглецю і легуючих елементів у сталі. Деякі високолеговані сталі при нормалізації навіть можуть загартовуватись. Тому для багатьох легованих сталей для зменшення твердості застосовують відпалювання.

У більшості випадків нормалізацію застосовують для отримання дрібнозернистої структури у відливках і поковках, усунення наклепу, підготовки структури сталі перед гартуванням. Для деяких виробів нормалізація є кінцевою операцією термічної обробки. Після нормалізації вуглецеві сталі, залежно від вмісту вуглецю, можуть мати структури: ферит-перліт, перліт, перліт-цементит; сталь 45 має структуру ферит-перліт.

50. Відпуск металів, вид термічної обробки, що полягає в нагріві загартованого сплаву до температури нижче нижньої критичної точки, витримці і подальшому охолодженні. Термін «Відпуск металів» застосовують головним чином до сталей. Процеси розпаду зафіксованого загартуванням стану інших сплавів частіше називають старінням (см.Стареніе металів). Основне призначення Відпуску - досягнення необхідних властивостей сталі, особливо оптимального поєднання міцності, пластичності і ударної в'язкості. З підвищенням температури властивості стали змінюються поступово, проте спостерігаються порівняно вузькі інтервали температур різкого їх зміни. Відповідно до цих інтервалами розрізняють перше (100-150 ° С), друге (250-300 ° С) і третє (325-400 ° С) перетворення. При першому відбувається зменшення, при другому - збільшення, при третьому - значне зменшення об'єму металу. 

52. Режим термічної обробки складається з наступних параметрів:

швидкість нагрівання, температура нагрівання, час витримки та

швидкість охолодження. За цими даними будуються графіки ТО та

ХТО в координатах “температура – час”. При правильному виборі

основних параметрів режиму ТО або ХТО забезпечується отримання

необхідної структури, властивостей та якості виробів при відповідній

операції (відпаленні, гартуванні, відпусканні і таке інше).

При виборі швидкості нагрівання необхідно враховувати, що

повільно необхідно нагрівати вироби з високолегованих сталей

внаслідок їх низької теплопровідності. Це також стосується виливок,

поковок з нерівноваговою структурою, великим зерном аустеніту та

наявностю в них підвищених внутрішніх напружень, ліквації і т.ін.

53. Поверхневе гартування відбувається внаслідок швидкого нагрівання тільки поверхневої зони сталевої заготовки до температур аусиенвтної з подальшим охолодженням зі швидкістю не меншою за критичну Внутрішня зона (осердя), яка незазнала фвзових перетворень, залишається незагартованою. Мета поверхневого гартування- висока твердість поверхні в поєднанні з вʼязким осердям, підвищена зносостійкість і границя витривалості.

54. Хі́міко-термі́чна обробка — це вид термічної обробки, що полягає в поєднанні термічного та хімічного впливу з метою зміни складу, структури і властивостей поверхневого шаруметалу.

До основних видів хіміко-термічної обробки відносять:

1. Цементація – процес поверхневого насичення вуглецем стальних виробів для надання їм високої поверхневої твердості при збереженні пластичності серцевини. Температура проведення операції 900-950^оС. Структура сталі після цементації ферито-перлітна

2. Азотування – процес насичення поверхні сталі азотом для підвищення твердості, зносостійкості та опору агресивним середовищам. При проведенні даного обробітку утворюються нітриди. Температура проведення операції 500-600^оС.

3. Ціанування – Процес одночасного насичення поверхні сталі вуглецем і азотом для підвищення твердості і зносостійкості, а також для збільшення опору корозії. При високих температурах поверхні більше насичуються вуглецем, а при низьких – азотом.

4. Дифузійна металізація – процес насичення поверхневого шару різними металами для отримання жаростійкості, корозійної стійкості, твердості та зносостійкості. Температура металізації 1000-1200^оС.

55. Термомеханічна обробка металів (ТМО), сукупність операцій деформації, нагріву і охолоджування (у різній послідовності), в результаті якої формування остаточної структури металу, а отже, і його властивостей відбувається в умовах підвищеної щільності і оптимального розподілу недосконалості будови, створеної пластичною деформацією. Т. о., особливістю цього способу зміни властивостей металевих сплавів є поєднання операцій обробки металів тиском і термічної обробки .

56.

Обро́блення мета́лу ти́ском — сукупність технологічних процесів, внаслідок яких відбувається пластичне деформування або поділ металу на частини без утворення стружки^[1].

При цьому виді обробки використовують властивість металу — пластичність (здатність під дією прикладених сил змінювати форму безруйнування) в холодному або у гарячому стані. Найпоширеніший механізм пластичної деформації — ковзання, зсув однієї частини тіла відносно іншої під дією дотичних напружень. Обробка металів тиском — один з найпоширеніших, найпродуктивніших і найдешевших методів виготовлення заготовок (деталей) різної маси та розмірів з металів та сплавів.

Не всі метали однаково пластичні і в різній мірі піддаються обробленню тиском. Такі метали як мідь, алюміній, свинець, титану мають добру пластичність, а, отже, легко піддаються обробці тиском. Сталь пластична у меншій мірі, і тому, щоб підвищити її пластичність і полегшити обробку тиском, застосовують нагрівання.

57. Складний пружно-напружений стан металу характеризується пластичним деформуванням. Ріст пластичної деформації призводить до деформацій зсуву, тобто до зсуву частин кристалів відносно один одного.

Основні закони пластичної деформації. Закони сталості об`єму, найменшого опору, нерівномірності деформації

58. Прокатка металів є таким видом пластичної обробки, коливихідна заготовка обжимається обертаються валками прокатного стану з метоюзменшення поперечного перерізу заготовки і надання їй заданої форми.  Прокатний стан — агрегат для обробки тиском (прокатки) металевих зливків. До основної робочої частини прокатного стану належать обертові прокатні валки, між якими метал деформується (прокатується). До складу прокатного стану входять також рольганги (пристрої, якими транспортують прокатувані зливки (штаби) від нагрівальних пристроїв до валків, від однієї пари валків до іншої), інші пристрої, що змінюють розташування зливків, охолоджують їх, випрямляють, розрізають, пакують у пакети чи змотують у бунти або рулони, маркують прокатану продукцію.

59. Існує три основних види прокатки:

. поздовжня,

. поперечна,

. поперечно-гвинтова (або коса).

При поздовжньої прокатці деформування заготовки здійснюється міжобертаються в різні боки валками. Осі прокатних валків іоброблюваної заготовки паралельні (або перетинаються під невеликимкутом). Обидва валка обертаються в одному напрямку, а заготівля круглогоперетину - в протилежному. У процесі поперечної прокатки оброблюваназаготівля утримується в валках за допомогою спеціального пристрою.  Обтиснення заготовки по діаметру і надання їй необхідної форми перерізузабезпечуються відповідної профілюванням валків і зміною відстаніміж ними. Цим способом виготовляють вироби, що являють собою тілаобертання (кулі, осі, шестерні та ін.)

Поперечно-гвинтова або коса прокатка виконується під обертаються водному напрямку валках, встановлених у прокатної кліті під деякимкутом один до одного. Стани косою прокатки використовують при виробництві труб,головним чином для прошивки злитку або заготовки на гільзу. У моментзіткнення металу з обертовими валками, що мають нахил до осіоброблюваної заготовки, виникають сили, спрямовані вздовж осі заготовки,і сили, спрямовані по дотичній до її поперечного перерізу. Спільнедію цих сил забезпечує обертання, втягування оброблюваноїзаготовки в звужується щілину і деформування.

60. Пресування металів, спосіб обробки тиском, що полягає у витискуванні (екструдуванні) металу із замкнутої порожнини (контейнера) через отвір матриці, форма і розміри якого визначають перетин пресованого профілю. При П. м. створюється високий гідростатичний тиск, унаслідок чого значно підвищується пластичність металу. Пресуванням можна обробляти багато крихких матеріалів, що не піддаються обробці іншими способами (плющенням, куванням, волочінням).

Пресовий агрегат складається з нагрівального пристрою, пресового обладнання (прес) і засобів механізації та автоматизації. Агрегат гідравлічного преса включає нагрівальні печі, сам прес, насосно-акумуляторну станцію, пульт управління. Насосно-акумуляторна станція планується в окремому приміщенні бажано в тому ж корпусі і ближче до пресу.

61.

Волочіння — спосіб обробки металів тиском, що полягає у протягуванні вальцьованих або пресованих заготовок крізь отвір, поперечний переріз якого менший за поперечний переріз заготовки, а конфігурація отвору формує заданий профіль виробу.

63. Штамповка – обробка металів тисненням за допомогою спеціальних штампів.

Штамповку із попереднім нагріванням називають гарячою, без нагрівання – холодною. Буває об’ємна та листова штамповка. При об’ємній штамповці заготовка міняє форму при стисканні її між верхнім і нижнім штампами, в яких вирізана зворотня форма готової поковки. За допомогою холодної штамповки виготовляють дрібні вироби (болти, гайки, шурупи, цвяхи тощо). Вихідним матеріалом при цьому є проволока і калібровані прутики сталі, кольорових металів чи сплавів. Листова штамповка (витискання деталі із листового металу) дає високу точність розмірів поковки і майже не потребує подальшої механічної обробки.

65. Основні види штампування - холодна і гаряча. Гаряча штампування - один з найбільш поширених методів обробки металів тиском, це пластична деформаціяметалів у гарячому стані. При гарячій обробці тиском властивості металівполіпшуються: відбувається ущільнення, утворюється однорідна дрібнозернистаструктура. Холодне штампування в порівнянні з гарячою має ряд переваг: поверхневий шарметалу не окислюється (не утворюється окалина), вироби виходять більш точнимиза розмірами, з більш гладкою поверхнею. У порівнянні з обробкою різаннямхолодна штамповка значно скорочує витрату маталла, зменшує трудомісткістьвиготовлення, підвищує продуктивність праці і одночасно з цим зміцнює метал, щодозволяє робити деталі більш легкими, менш металомістких і більш зносостійкими.Крім того, на відміну від литих, холодноштамповані вироби майже не вимагаютьподальшої обробки різанням.

66. Обробка металів тиском – один з найбільш прогресивних технологічних методів виробництва деталей електронних приладів. Штамп – інструмент. його основні складові; типові деталі штампів.

2 Загальні положення проектування технологічних процесів обробки металів тиском. План виготовлення деталей в декількох варіантах. Нормування варіантів плану виготовлення деталей. Вибір розміру партії деталей. Розрахунок технологічної собівартості деталей. Оцінка варіантів плану виготовлення деталей і вибір найбільш доцільного з них.

3 Розподільчі операції

Способи різки листового матеріалу. Визначення зусилля різання листового матеріалу. Розподіл листового матеріалу штампами. Визначення зусилля вирубки, пробивки. Розрахунок центру тиску штампу. Розрахунок конструктивних елементів пуансону та матриці для розподільчих операцій.