Обработка металлов прокаткой.

Тема 3. Обработка металлов давлением.

Методы получения стали высокого качества.

Получение стали высокого качества можно производить двумя методами - электродуговым и электроиндукционным.

 

Электродуговой метод основан на нагреве и поддержании в расплавленном состоянии шихты за счет тепла электрической дуги, возникающей между угольными электродами и шихтой. Сырьем служит стальной скрап(~90%) и передельный чугун(~10%). Окислителем служит железная руда. Емкость дуговой печи достигает 200 - 300 тонн. Данным методом можно получать любые виды жаростойкой и легированной стали, за исключением низкоуглеродистой (в системе находится углерод электродов). К недостатку метода относятся высокие затраты электроэнергии на разогрев и расплавление шихты. Для снижения затрат электропечи устанавливают рядом кислородными конверторами и переделу подвергают только - что полученную расплавленную сталь.

 

Электроиндукционныйметод основывается на нагреве и поддержании в расплавленном состоянии шихты внутри тигля, за счет вихревых токов (токи Фуко), возникающих в металле шихты, при пропускании тока высокой частоты (~1500 Гц) по медной обмотке индуктора. Данным методом можно получать стали любого заданного состава, однако метод дорог (высокие затраты электроэнергии) и предназначен в основном для получения специальных высоколегированных сталей.

 

Различают пластическую и упругую деформацию тел, связанную с воздействием физических нагрузок. Под упругой деформацией понимают такую деформацию, которая исчезает после снятия нагрузки. Пластическая деформация не исчезает после того, как снята нагрузка.

Различают следующие методы обработки металлов давлением: прокат, волочение, прессование, свободная ковка, штамповка.

Прокатка - метод обработки металлов давлением, при котором заготовка принимает нужные форму и размеры при пропускании ее между двумя вращающимися валами (валками), причем зазор между валами меньше толщины исходной заготовки. Для облегчения процесса обжатия заготовки нагревают.

 

Продольная прокатка Поперечная прокатка

 

Процесс прокатки производят на прокатных станах, которые состоят из отдельных клетей:

а) двигатель с редуктором. Редуктор - устройство для передачи вращательного момента с одного вала (например - вала двигателя), на другой вал с изменением частоты вращения и сохранением общей мощности;

б) передаточный механизм - служит для передачи и распределения вращающего момента на валы рабочей машины и распределения между ними;

в) рабочая машина, состоящая из рабочих клетей, где собственно и происходит обжатие заготовки.

Прокатные станы классифицируются:

- по виду производимой продукции. Например, станы, выпускающие квадратные заготовки (блюмы) называются блюмингами. Станы, выпускающие прямоугольные заготовки (слябы) - слябингами;

- по виду и направлению движения валов;

- по количеству и расположению рабочих клетей.

Перечень получаемых прокаткой изделий, с указанием формы и размеров изделий называется сортаментом проката. В зависимости от вида различают: сортовой, листовой, трубный, периодический и специальный прокат.

Прокатка относится к самым мощным видам обработки металлов давлением, более 80% получаемой стали подвергается прокатке для получения заготовок. Следует отметить, что изделия, полученные прокаткой, имеют внутренние напряжения из-за деформации кристаллической решетки в ходе обжатия. Для устранения напряжений, которые могут привести к неожиданному разрушению изделия, применяется термическая обработка. Термическая обработка - есть нагрев и охлаждение изделия по заданному режиму, с целью придания его кристаллической структуре заданных свойств.

Достоинства прокатки.

1.Высокая производительность.

2.Очень широкая номенклатура изделий (вплоть до шариков для шарикоподшипников).

3.Метод поддается автоматизации.