Обработка металла давлением: суть и виды процесса
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!
Процесс обработки металла давлением заключается в необратимом изменении формы и размеров заготовки под действием внешнего усилия, что приводит к её пластической деформации. Эта методика применима исключительно к высокопластичным материалам, которые в результате обработки принимают конфигурацию и размер, соответствующие техническим требованиям заказчика. Так, метод используют для производства огнестойкого кабеля и проволоки.
Для повышения пластичности заготовок перед обработкой их подвергают предварительному нагреву. Интенсивность и режим нагрева зависят от характеристик конкретного сплава, что позволяет точно настроить процесс обработки.
Метод обработки металла давлением основывается на способности атомов металла перестраивать свою кристаллическую структуру под воздействием внешних факторов. Чтобы деформация достигла нужных параметров, приложенное усилие должно превышать предел упругости материала. Пластическая деформация позволяет изменять как форму и размеры заготовок, так и их физико-химические свойства.
Виды обработки металлов давлением
При увеличении внешнего давления, обозначаемого буквой P, происходит последовательное смещение частиц в кристаллической структуре металла. В процессе смещения частицы поворачиваются, уменьшая угол между вектором приложенной силы и направлением смещения зерен, что обусловлено их взаимодействием. В результате деформации материал приобретает анизотропные свойства, а его структура выстраивается в «волокна».
Существует два основных направления обработки металлов давлением: холодное и горячее пластическое деформирование.
Холодная обработка давлением приводит к увеличению прочности (наклепу) и снижению пластичности материала. При необходимости дальнейшего деформирования требуется отжиг заготовки. Детали, изготовленные таким методом, характеризуются высокой прочностью, гладкой поверхностью и точными размерами. Эта технология применима только к высокопластичным сплавам. Холодная ОМД используется для прокатки тонкого листового металла, волочения, штамповки гильз для снарядов и других задач.
В горячей обработке давлением заготовки нагревают до температуры, превышающей температуру рекристаллизации. Это позволяет избежать деформационного упрочнения и добиться равноосной структуры материала, сохраняя при этом волокнистую структуру.
Чем выше температура нагрева, тем большей пластичности и меньшего сопротивления деформированию удается достичь. В случае углеродистых сталей снижение сопротивляемости может быть десяти- или пятнадцатикратным. Важно следить за тем, чтобы не допустить пережога и окисления по границе зерен.