Нагрев металла под обработку давлением: температура нагрева, время выдержки, нагревательные устройства.

Металл перед обработкой давлением нагревают в нагревательных печах или устройствах.

Простейшее нагревательное устройство – кузнечный горн, в котором металл непосредственно соприкасается с горящим топливом. Его используют для нагрева небольших заготовок при ручной ковке.

Металлы и сплавы перед обработкой давлением нагревают до определенной температуры для повышения их пластичности и уменьшения сопротивления деформации.

Наилучшая пластичность стали достигается нагревом, так как она непрерывно увеличивается в интервале температур от 300 до 1200°С в зависимости от содержания в стали углерода.

Время выдержки не должно быть слишком маленьким во избежание возникновения термического напряжения, что приведет к трещинам поковки и даже браку в изделии.

Прокатка

Прокатка – способ обработки давлением, заключающийся в пластической деформации заготовки во вращающихся валках прокатных станов.

Схемы прокатки

Существуют следующие схемы прокатки:

· Продольная

· Поперечная

· Косая (винтовая)

 

При продольной прокатке заготовка движется в направлении собственной длины. Таким способом получают листовой, сортовой, специальный прокат.

При поперечной прокатке заготовка вращается вокруг оси, параллельной осям валков. Валки при этом вращаются в одном направлении. Таким способом получают заготовки в виде дисков, колец, колес, зубчатых колес и т.д.

При косой прокатке оси валков непараллельны, а сами валки работают не всей своей поверхностью, а только узким пояском в центральной части. При косой прокатке валки сообщают заготовке вращательное и поступательное движения. В результате косой прокатки внутренние слои заготовки разрыхляются, поэтому в них легко проделать отверстие при помощи специального инструмента – прошивки. Поэтому косая прокатка применяется для изготовления бесшовных труб.

Прокатный стан

Прокатный стан – это машина для осуществления прокатки, то есть для обработки металла (и других материалов) давлением между вращающимися валками. Основными частями стана являются:

1. Рабочая клеть – комплект валков со станиной.

2. Шестеренная клеть – устройство для распределения крутящего момента двигателя и передачи его на валки при помощи шпинделей.

3. Редуктор – устройство для повышения крутящего момент а за счет снижения угловой скорости.

4. Электродвигатель

Прокатные станы различаются по количеству рабочих клетей, длине бочки, назначению, количеству и расположению валков.

По количеству валков в клети различают прокатные станы дуо (два валка), трио (три валка), кватро (четыре валка) и многовалковые.
В трио-станах заготовка проходит сначала между верхним и средним валками, а потом между средним и нижним валками в обратную сторону. В кватро-станах и многовалковых станах два валка являются рабочими, а остальные – опорными. Опорные валки предотвращают изгиб рабочих валков.

Сортамент прокатки

При помощи прокатки производятся следующие виды заготовок:

· Сортовой прокат (сокращенно сорт)

· Листовой прокат (сокращенно лист)

· Трубный прокат (сокращенно трубы)

· Специальный прокат

Сортовой прокат

Существуют следующие виды сортового проката:

1. Простой – в сечении имеет форму простых геометрических фигур: круг, квадрат, прямоугольник и т.д.

2. Фасонный общего назначения

3. Фасонный специального назначения – изготавливается только под заказ и только большими партиями, так как проектирование и изготовление валков, переналадка прокатных станов стоят чрезвычайно дорого

Листовой прокат

Производятся одно- и многослойные листы; листы с покрытием и без покрытия.

В зависимости от толщины листовой прокат называется по-разному:

Толщина          менее 0,2 мм – фольга
                          менее 4 мм – тонкий лист
                          менее 60 мм – толстый лист
                          более 60 мм – броня

Трубный прокат

Производятся монолитные (бесшовные) и сварные (шовные) трубы.

Для производства монолитных труб болванку прошивают в гильзу, затем раскатывают её в трубу за счет утонения стенок гильзы. Недостаток монолитных труб – ограниченная длина.

Для производства сварных труб лист сворачивают в трубу (по ширине или по винту) и сваривают кромки. Сварные трубы могут иметь большую длину, чем монолитные.

Технология прокатки листа

1. Слиток (массой до нескольких десятков тонн) нагревается до необходимой температуры

2. Слиток обжимается на слябинге и режется на слябы. Сляб – это заготовка, предназначенная для изготовления листового проката. В сечении сляб имеет форму прямоугольника высотой от 150 до 350 мм и шириной от 1000 до 2300 мм. Масса – до 45 тонн. Для прокатки слябов используются специальные прокатные станы – слябинги. Характеризуются диаметром бочки валков; например, слябинг 1150.

3. Сляб укатывается в толстый лист

4. Прокатку повторяют до получения листа необходимой толщины и ширины

5. Лист очищают от окалины (водой под давлением, щетками или другими способами)

6. Неровные края обрезаются

7. Лист режут на листы или сворачивают в рулон

Горячая прокатка применяется только до получения листа толщиной 1,5 мм – при меньшей толщине лист остывает быстрее, чем идет процесс прокатки, поэтому прокатка ведется в холодную.

При холодной прокатке лист можно крацевать (обрабатывать щетками), полировать, наносить покрытия и т.д.