Metalo karštasis apdirbimas reiškia pramoninių procesų grupę, naudojamą metalinėms medžiagoms formuoti, kai jos yra įkaitintos, suminkštintos. Išskirtinė karštojo apdirbimo savybė yra tai, kad jis atliekamasvirš medžiagos rekristalizacijos temperatūros.Pagrindinis principas: perkristalizacija
Pagrindinis karšto darbo principas yraperkristalizacija.
- Rekristalizavimo temperatūra:Tai yra mažiausia temperatūra, kuriai esant iškreipta, šaltai apdorota metalo grūdėtoji -grūdėjimo struktūra gali virsti nauja, be deformacijų{1}}grūdėjimo struktūra. Ši temperatūra nėra fiksuotas taškas, bet paprastai yra 0,5–0,7 karto didesnė už absoliučią metalo lydymosi temperatūrą.
- Įtempimo sukietėjimas ir atsigavimas:Kai metalas deformuojamas (formuojamas) kambario temperatūroje ("šaltas apdirbimas"), jis tampa kietesnis ir stipresnis, bet ir trapesnis{0}}reiškinys, žinomas kaiptempimo grūdinimasarba darbo grūdinimasis. Jei ta pati deformacija atliekama virš rekristalizacijos temperatūros, bet koks įvykęs sukietėjimas nedelsiant pašalinamas tuo pačiu metu vykstant rekristalizacijai ir atsistatymui. Tai leidžia atlikti platų ir nuolatinį formavimą be įtrūkimų ar pernelyg didelio energijos suvartojimo.
Įprasti karšto darbo procesai
Kai kurie pagrindiniai pramoniniai procesai patenka į karštojo apdirbimo kategoriją:
- Karštas valcavimas:Tai yra labiausiai paplitęs karšto darbo procesas. Didelis liejamas metalo gabalas („luitas“ arba „plokštė“) kaitinamas ir praleidžiamas per ritinius, kad būtų sumažintas jo storis ir pasiektas vienodas skerspjūvis-. Taip gaunami produktai, tokie kaip lakštai, plokštės, strypai ir konstrukcijų formos (I-sijos, bėgiai).
- Karštas kalimas:Metalas kaitinamas ir formuojamas naudojant gniuždymo jėgas, paprastai naudojant plaktuką, presą ar štampus. Kalimas suderina metalo grūdelių srautą su detalės forma, todėl gaunamas didesnis stiprumas ir kietumas. Pavyzdžiui, alkūniniai velenai, švaistikliai ir rankiniai įrankiai.
- Išspaudimas:Įkaitintas metalinis ruošinys dedamas į talpyklą ir išstumiamas pro norimos skerspjūvio formos{0}}matricos angą. Šis procesas idealiai tinka kuriant ilgas, sudėtingas vientisas ir tuščiavidures formas, tokias kaip langų rėmai, vamzdžiai ir konstrukciniai komponentai.
- Karštas piešimas (arba gilus piešimas):Panašus į šaltą tempimą, bet atliekamas aukštesnėje temperatūroje, kad būtų galima labiau deformuotis be plyšimo. Naudojamas gilių, puodelio{1}}formos dalių formavimui.
- Liejimas (ypatingas atvejis):Nors techniškai tai yra pirminis formavimo procesas, o ne antrinis, liejimas apima išlydyto metalo (daug aukštesnės nei jo rekristalizavimo temperatūros) pilimą į formą. Čia jis įtrauktas kaip pagrindinis karštas metalo formavimo procesas.
Karšto darbo privalumai
- Aukštas formavimas:Karšti metalai yra daug lankstesni ir plastiškesni, todėl galima masiškai pakeisti formą, kuri būtų neįmanoma kambario temperatūroje.
- Mažas energijos suvartojimas tūrio vienetui:Kadangi metalas yra minkštesnis, jo deformacijai reikia mažiau jėgos ir energijos, palyginti su šaltuoju apdirbimu.
- Grūdų struktūros tobulinimas:Jis gali suardyti stambias, trapias, kaip{0}}lietas struktūras ir sudaryti smulkesnį, vienodesnį grūdelių dydį, pagerindamas mechanines savybes.
- Poringumo pašalinimas:Aukštas slėgis ir temperatūra gali suvirinti vidines tuštumas ir dujų poras, esančias lietame metale.
- Kietėjimas be tempimo:Procesas nepadidina stiprumo / kietumo dėl darbo grūdinimo, todėl medžiagą lengviau apdirbti arba formuoti po proceso.
Karšto darbo trūkumai
- Mažesnis matmenų tikslumas:Dėl terminio plėtimosi ir susitraukimo, taip pat nuosėdų (oksidų) susidarymo, matmenys gali būti ne tokie tikslūs ir paviršiaus apdaila gali būti prastesnė, palyginti su šaltu apdirbimu.
- Oksidacija ir skalės:Karštas metalas reaguoja su oru, sudarydamas ant paviršiaus oksido sluoksnį (apnašą), kuris turi būti pašalintas ir dėl to prarandama medžiaga.
- Prasta paviršiaus apdaila:Paviršius yra šiurkštesnis.
- Trumpas įrankio tarnavimo laikas:Aukšta temperatūra ir abrazyvinis apnašas gali greičiau susidėvėti ir sugadinti štampus, ritinius ir kitus įrankius.
- Didelės energijos sąnaudos:Metalo šildymo iki aukštos temperatūros kaina gali būti didelė.
Programos
Karštas apdirbimas yra būtinas pirminėje metalo gamyboje ir gaminant komponentus, kuriems reikalingas didelis tvirtumas ir kietumas. Jis yra visur paplitęs tokiose pramonės šakose kaip:
- Automobiliai:Variklių dalių kalimas, plieno valcavimas automobilių kėbulams.
- Oro erdvė:Svarbių konstrukcinių komponentų, pvz., važiuoklės, kalimas.
- Konstrukcija:Riedėjimo -sijos, armatūra ir konstrukcinės plokštės.
- Laivų statyba:Didelių plieninių plokščių ir profilių gamyba.
Išvada
Apibendrinant,karštas darbasyra pagrindinė gamybos technika, kuri panaudoja aukštą temperatūrą, kad efektyviai ir dideliu mastu plastiškai deformuotų metalus. Veikdamas aukštesnėje nei rekristalizacijos temperatūroje, jis įveikia trapumo apribojimus ir leidžia gaminti didelius, stiprius komponentus, kurie sudaro šiuolaikinės infrastruktūros ir mašinų stuburą.
