Toczymy to. Walcowanie metalu na zimno

Postanowienia ogólne

Walcowanie metali odbywa się głównie w wysokich temperaturach, z wykorzystaniem obniżenia odporności na odkształcenia. Jednocześnie konieczne jest również walcowanie na zimno, co jest wskazane przy małej grubości wyrobu walcowanego, gdy ze względu na duży stosunek powierzchni do objętości, szybkie schłodzenie metalu nie pozwala na uzyskanie wysokiej temperatura w strefie odkształcenia (walcowanie cienkich blach). Walcowanie na zimno zapewnia produktom wysoką dokładność wymiarową i jakość powierzchni, nieosiągalną przy walcowaniu na gorąco, a także specjalne właściwości fizyczne, w szczególności magnetyczne.

W ostatnie lata produkcja blacha zimnowalcowana, blacha ocynowana i taśma rośnie. Dzieje się tak, ponieważ w wielu branżach Gospodarka narodowa stale rosnąca potrzeba arkusz blachy o wysokich właściwościach mechanicznych, precyzyjnych wymiarach, dobra jakość powierzchnie. Walcowanie na zimno połączone z obróbką cieplną umożliwia produkcję blach stalowych spełniających te wymagania. W 1977 r. udział blach zimnowalcowanych

w całkowitym wolumenie produkcji blacharskiej w ZSRR wynosił około 19%; w przyszłości udział ten będzie stale rósł i prawdopodobnie do 1990 r. osiągnie 37%.

w nowoczesny sposób walcowane jest walcowanie na zimno blachy stalowej, w której metal w postaci długich pasów jest zwijany w rolki o dużej masie. Do walcowania cienkich blach stalowych w kręgach stosuje się głównie walcarki ciągłe, a przy niewielkim nakładzie produkcji jednostanowiskowe walcarki nawrotne z czterowalcowym stojakiem i wielowalcowe? Walcowanie walców na walcarkach ciągłych i jednostanowiskowych odbywa się z naprężeniem taśmy. Walcowanie blach na zimno jest znacznie rzadziej stosowane na jednostanowiskowych walcarkach nawrotnych (bez naprężania).

Udoskonalenie technologii walcowania na zimno jest na drodze do poprawy dokładności produkt końcowy ze względu na: sztywność stanowisk roboczych; zastosowanie środków elastycznego przeciwdziałania zginaniu rolek tocznych; poprawa jakości walców oraz wyposażenie walcowni w systemy automatycznej kontroli grubości blachy podczas procesu walcowania.

O sztywności stanowisk pracy decyduje głównie odkształcenie sprężyste rolek i łoża. Zwiększenie średnicy rolek roboczych i oporowych zmniejsza ich zużycie, poprawia dokładność walcowania poprzez zmniejszenie ugięcia i zwiększa przenoszenie ciepła. Elastyczne odkształcenie złoża w kierunku pionowym na nowoczesnych walcowniach zimnych wynosi 0,3-0,5 mm; zmniejszenie tego odkształcenia uzyskuje się poprzez zwiększenie przekroju regałów i poprzeczek.

Walcowanie metali to rodzaj obróbki plastycznej polegający na ściskaniu oryginalnego przedmiotu przez obracające się walce walcarki w celu zmniejszenia przekroju przedmiotu obrabianego i nadania mu określonego kształtu. Istnieją trzy główne metody walcowania:

wzdłużny,

poprzeczny,

poprzeczny spiralny (lub ukośny).

Azot wodorowy Zamknięcie tej pokrywy z podstawą jest hermetyczne, ponieważ wyżarzanie musi odbywać się w kontrolowanej atmosferze. Piece dzwonowe, powszechnie stosowane w wyżarzaniu blach na zimno, to piece składające się z podstawy, na której umieszczany jest materiał. Ogrzewanie może odbywać się za pomocą rur promieniujących montowanych na wewnętrznej ścianie okapu lub poprzez bezpośrednie odpalanie palników umieszczonych na podstawie. Następnie okap gazowy umieszcza się na 17 godzin. przez wprowadzenie gazu obojętnego, takiego jak wodór, do okapu za pomocą odpowiedniego urządzenia powszechnie używanego w tych piecach.

Na walcowanie wzdłużne deformacja przedmiotu obrabianego odbywa się między rolkami obracającymi się w różnych kierunkach. Osie rolek tocznych i obrabianego przedmiotu są równoległe (lub przecinają się pod niewielkim kątem). Obie rolki obracają się w tym samym kierunku, podczas gdy kęs okrągły obraca się w przeciwnym kierunku.

W trakcie krzyż toczenia obrabiany przedmiot jest utrzymywany w rolkach za pomocą specjalnego urządzenia. Zagęszczenie obrabianego przedmiotu w średnicę i nadanie mu pożądanego kształtu przekroju zapewnia odpowiednie wyprofilowanie rolek i zmiana odległości między nimi. Ta metoda wytwarza produkty będące korpusami obrotowymi (kulki, osie, koła zębate itp.).

krzyżowo-helikalny lub walcowanie ukośne odbywa się w walcach obracających się w tym samym kierunku, zainstalowanych w klatce walcowniczej pod pewnym kątem względem siebie. Walcarki skośne wykorzystywane są do produkcji rur, głównie do przebijania wlewka lub kęsa w tuleję. W momencie kontaktu metalu z obracającymi się rolkami, które są nachylone do osi przedmiotu obrabianego, powstają siły skierowane wzdłuż osi przedmiotu oraz siły skierowane stycznie do jego przekroju. Połączone działanie tych sił zapewnia obrót, cofanie obrabianego przedmiotu w zwężającą się szczelinę i deformację.

Główne operacje technologiczne dowolnego schematu technologicznego produkcji wyrobów walcowanych obejmują: przygotowanie surowców; nagrzewanie przed walcowaniem (z wyjątkiem walcowania na zimno, gdy jednak często wymagana jest inna operacja – odpowiednia obróbka cieplna); walcowanie na gorąco i na zimno; kalibracja i produkcja profili giętych; wykończenie poprzez cięcie, prostowanie, obróbkę cieplną, usuwanie wad powierzchni, trawienie itp.

rysunek metalu

rysunek metalu- jest to przeciąganie produktu o okrągłym lub ukształtowanym profilu przez otwór punktu ciągnienia (punkt ciągnienia), którego powierzchnia przekroju wyjściowego jest mniejsza niż powierzchnia przekroju poprzecznego oryginalny produkt. Rysowanie odbywa się przez pociągnięcie przyłożone do przedniego końca przedmiotu obrabianego. W ten sposób uzyskuje się druty wszystkich typów, pręty o dużej dokładności wymiarów poprzecznych oraz rury o różnych przekrojach.

Obróbka metali metodą ciągnienia jest szeroko stosowana w przemyśle metalurgicznym, kablowym i maszynowym. Ciągnąc drut o minimalnej średnicy 0,002 mm, pręty o średnicy do 100 mm, a nie tylko okrągłe odcinki, otrzymuje się rury, głównie o małej średnicy i cienkościennej. Ciągnienie przetwarza stale o różnym składzie chemicznym, stopy precyzyjne, a także prawie wszystkie metale nieżelazne (złoto, srebro, miedź, aluminium itp.) oraz ich stopy. Produkty uzyskane metodą ciągnienia charakteryzują się wysoką jakością powierzchni oraz dużą dokładnością wymiarową przekroju. Jeśli produkt musi mieć głównie te cechy, to ten rodzaj przetwarzania nazywa się kalibrowanie.

Ciągnienie najczęściej wykonuje się w temperaturze pokojowej, gdy hartowanie towarzyszy odkształceniom plastycznym większości metali. Ta właściwość, w połączeniu z obróbką cieplną, służy do poprawy niektórych właściwości mechanicznych metalu. Na przykład drut zbrojeniowy o średnicy 3 ... 12 mm ze stali konstrukcyjnej węglowej (0,70 ... 0,90% C), wytwarzany przez ciągnienie, zapewnia wytrzymałość na rozciąganie 1400 ... 1900 MPa i plastyczność wytrzymałość 1200 .. .1500 MPa.

Jako materiał wyjściowy do rysowania stosuje się półfabrykaty walcowane i prasowane. W produkcji drutu aluminiowego, miedzianego i innych walcówka pozyskiwana bezpośrednio z piec do topienia przez formę i walcarkę ciągłą. Niezależnie od metody pozyskania oryginalnego przedmiotu, przed rysowaniem przechodzi on gruntowne przygotowanie wstępne, które polega na wykonaniu takiego lub innego rodzaju obróbka cieplna, usuwanie żużlu i przygotowanie powierzchni do mocowania i utrzymywania na niej smaru podczas procesu ciągnienia. Te wstępne operacje zapewniają normalne działanie odkształceń plastycznych w otworze ciągnienia, przyczyniają się do uzyskania wysokiej jakości powierzchni wyrobu, zmniejszają siłę i energię ciągnienia oraz zmniejszają zużycie narzędzia ciągnącego.

Obróbka cieplna metalu przed ciągnieniem usuwa twardnienie, nadaje metalowi niezbędne właściwości plastyczne i zapewnia najbardziej optymalną strukturę. Dlatego obróbkę cieplną dobiera się tak, aby w połączeniu z odkształceniem plastycznym zapewniała maksymalne mechaniczne i inne właściwości przedmiotu obrabianego. W zależności od składu chemicznego metalu i przeznaczenia produktu ciągnienia stosuje się wyżarzanie, normalizację, hartowanie i patentowanie. Opatentowanie dotyczy stali węglowych. Proces patentowania polega na podgrzaniu metalu powyżej punktu krytycznego i schłodzeniu go w środowisku o temperaturze 450...500°C. Jako takie medium hartujące stosuje się stopiony ołów lub sole.

W produkcji drutu i prętów metodą ciągnienia dużą wagę przywiązuje się do przygotowania powierzchni obrabianego produktu przed ciągnieniem. Usuwanie kamienia w kalibratorach i ciągarniach odbywa się metodami mechanicznymi, chemicznymi i elektrochemicznymi oraz kombinacjami tych metod. Podczas mechanicznego czyszczenia powierzchni ze zgorzeliny drut lub pręt poddawany jest okresowym załamaniom w różnych płaszczyznach pomiędzy rolkami, po czym metal wchodzi do końcowego czyszczenia stalowymi szczotkami. Ta metoda jest ekonomicznie opłacalna, nadaje się do czyszczenia powierzchni głównie z: Stal węglowa, którego łuska po wygięciu stosunkowo łatwo ulega zniszczeniu i odpada. Spośród metod mechanicznych, które zapewniają dość skuteczne czyszczenie powierzchni metalu, stosuje się śrutowanie. Pod wpływem strzałów wykonanych z schłodzonego żeliwa. staliwa lub drobno ciętego drutu stalowego o wysokiej wytrzymałości, zgorzelina na powierzchni przedmiotu obrabianego zostaje poluzowana i usunięta. Ten sposób oczyszczania powierzchni metalu z zgorzeliny w wielu przypadkach nie wymaga dodatkowego trawienia i jest najczęściej stosowany w kalibratorach.

Metody chemicznego odkamieniania są szeroko stosowane ze względu na ich niezawodność, choć są mniej ekonomiczne niż metody mechaniczne. Trawienie węgla i wielu stali stopowych odbywa się w kwasie siarkowym lub chlorowodorowym. Stale wysokostopowe (kwasoodporne, nierdzewne itp.) trawi się w mieszaninach kwasów (siarkowego i solnego, siarkowego i azotowego itp.). Miedź i jej stopy trawi się w 5...10% kwasie siarkowym w temperaturze 30...60°C. Trawienie metalu w kwasach do odkamieniania odbywa się zwykle z dodatkiem dodatków (inhibitorów trawienia) do kąpieli, które znacznie zmniejszają szybkość rozpuszczania metalu nieszlachetnego, ale nie wpływają na szybkość rozpuszczania się kamienia, co zapobiega overpicking. Ponadto dodatki ograniczają dyfuzję wodoru (H2) do metalu, redukują zanieczyszczenie gazowe wytrawialni oraz poprawiają warunki pracy.

Natychmiast po trawieniu metal jest dokładnie myty w celu usunięcia pozostałości roztworu kwasu, soli żelaza, szlamu, dodatku trawiącego i brudu. Mycie przeprowadza się natychmiast po trawieniu, ponieważ opóźnienie prowadzi do wyschnięcia płynu do trawienia i uwolnienia trudno rozpuszczalnych soli żelaza. Zazwyczaj mycie odbywa się najpierw w gorąca woda, który zapewnia intensywne rozpuszczanie soli, a następnie lepsze usuwanie szlamu - w strumieniu zimnej wody z węża o ciśnieniu około 0,7 MPa.

Po usunięciu zgorzeliny nakładana jest warstwa pod-smarująca, która powinna dobrze zatrzymywać smar podczas ciągnienia i zapobiegać przywieraniu metalu do powierzchni roboczej matrycy.

Po wytrawieniu, umyciu, nałożeniu warstwy podsmarującej metal jest suszony w specjalnych komorach z cyrkulacją powietrza w temperaturze 300...350°C. Suszenie usuwa wilgoć, a także eliminuje ewentualną kruchość trawioną (wodór), która może wynikać z faktu, że część wodoru powstającego podczas trawienia dyfunduje do metalu i powoduje pogorszenie jego właściwości plastycznych.

Wszystkie operacje przygotowania powierzchni metalowej do rysowania wykonujemy w specjalnie wydzielonym pomieszczeniu. Do wytrawiania i obróbki powierzchniowej drutów i prętów służą wytrawiacze okresowe i ciągłe. Obróbka na maszynach ciągłych zapewnia szybkie i równomierne wytrawianie produktów o dowolnym przekroju. Metoda ta jest najbardziej progresywna, ponieważ w procesie ciągłym można połączyć obróbkę cieplną, odkamienianie i nałożenie warstwy podsmarującej. Taka obróbka in-line zapewnia pełną automatyzację procesu, poprawia jakość metalu i zmniejsza złożoność operacji.

Po procesie ciągnienia, poza obróbką cieplną, w wielu przypadkach pręty są prostowane, szlifowane, polerowane i w zależności od przeznaczenia nakładane są na nie powłoki ochronne np. poprzez cynkowanie, cynowanie, chromowanie, kadmowanie, aluminiowanie, lakierowanie itp. Montaż odbywa się zwykle na prostownicach rolkowych, które są instalowane w strumieniu produkcyjnym lub osobno. Szlifowanie powierzchni prętów kalibrowanych na głębokość 0,15...0,30 mm służy do usuwania wad powierzchniowych, usuwania warstwy odwęglonej, nadawania dokładnych wymiarów przekroju pręta itp.