Главная → Статьи

Обработка давлением

Применяемые в строительстве металлические изделия чаще всего получают в результате обработки металлов давлением. Такая обработка возможна благодаря пластичности металлов. Пластичность металлов позволяет изменять под действием внешних сил форму и размеры изделий без разрушения.

В процессе обработки давлением заготовки нагружают усилиями, превышающими предел текучести металла, но меньшими предела прочности. Под действием усилий структура металла изменяется, зерна его измельчаются, поворачиваются и вытягиваются в направлении деформирования. Такое состояние металла называют наклепом. Металл в состоянии наклепа характеризуется большими пределами текучести и прочности, но меньшей ударной вязкостью. Часто эту способность металла используют для получения изделий улучшенного качества. Так изготовляют, в частности, арматурную сталь с более высокими механическими характеристиками. В некоторых случаях, например в металле подкрановых балок, явление наклепа нежелательно, потому что вызываемое им снижение ударной вязкости и пластичности уменьшает сопротивляемость стали динамическим нагрузкам. Чтобы устранить наклеп, изделия нагревают до температуры, несколько превышающей температуру рекристаллизации. Такая обработка позволяет восстанавливать первоначальную (до наклепа) структуру металла.

Различают горячую и холодную обработку металлов давлением. Первую производят при температуре выше температуры рекристаллизации, вторую —ниже этой температуры.

Используют следующие основные способы обработки металлов давлением: прокатку, волочение, прессование, ковку и штамповку.

Прокатка заключается в обжатии между вращающимися валками прокатываемой заготовки. В результате обжатия размер сечения уменьшается. Таким способом перерабатывают около 90% всей выплавляемой стали. Сталь подвергают обычно горячей прокатке. Холодную прокатку применяют для обработки низкоуглеродистых мягких сталей, а иногда среднеуглеродистых.

Рис. 12. Прокатные профили:
1 — квадрат, 2 — круг, 3 — полоса, 4 — тавр, 5, 6 — не-равнобокий и равнобокнй уголки, 7 — швеллер, 8 — двутавр

При прокатке получают изделия с определенной формой сечения, называемой прокатным профилем. Наиболее часто применяемые в строительстве профили приведены на рис. 12. Профили каждого вида выпускают разных размеров. Перечень выпускаемого проката с указанием типов и размеров профилей называют сортаментом. Из стали профиля 2 изготовляют гибкую арматуру железобетонных конструкций, профилей 4—8 — жесткую арматуру и закладные детали сборных железобетонных и бетонных изделий.

Помимо гладких прокатывают профили периодического сечения, в которых по длине чередуются выступы и впадины. Основная масса горячекатаной арматурной стали для железобетона — периодического профиля.

Волочение заключается в протягивании — обычно в холодном состоянии — изделий круглого профиля сквозь отверстие (фильеру), площадь сечения которого меньше площади сечения заготовки (рис. 13). В результате деформирования и обжатия происходит наклеп металла и прочность его повышается. Волочением получают холоднотянутую проволоку диаметром 3…8 мм, используемую для изготовления сварных сеток. Путем многократного волочения добиваются существенного повышения прочности проволоки. Высокопрочную проволоку применяют в качестве напрягаемой арматуры предварительно напряженных конструкций, а также при изготовлении арматурных канатов. Временное сопротивление такой проволоки наибольшее среди всех видов арматуры и достигает 1900 МПа.

Прессование представляет собой продавливание пластичного металла в нагретом состоянии через отверстие, площадь сечения которого меньше площади сечения заготовки. С помощью прессования изготовляют круглые и фасонные профили из алюминия, меди, латуни.

Ковка заключается в многократном прерывистом динамическом воздействии на нагретую заготовку, в результате которого она постепенно приобретает заданные форму и размеры. В массовом производстве деталей применяют ковку в штампах, когда металл должен принудительно заполнить форму штампа. При изготовлении мелких партий изделий используют свободную ковку, при которой металл течет в стороны.

Штамповка — это процесс деформирования металла в штампах, при котором обеспечиваются высокая однородность и точность ковочных поверхностей. Для изготовления строительных конструкций часто используют холодную листовую штамповку. Металл для этого должен обладать высокой пластичностью. Стальные строительные профили штампуют из малоуглеродистой или легированной стали толщиной до 2…3 мм. Получаемые штамповкой профили весьма экономичны по расходу металла. Применяя их, существенно снижают массу ограждающих конструкций — покрытий, стен, перегородок.

Рис. 13. Схема протягивания проволоки:
1 — заготовка, 2 — волока, 3 — обойма

Ваш отзыв