Нагрев металла при обработке давлением

Нагрев заготовок позволяет проводить обработку дав­лением с меньшими усилиями и большими степенями де­формации.

При нагреве углеродистых сталей выше 300°С умень­шается сопротивление деформированию (в десятки раз), увеличивается пластичность (на десятки процентов) и почти полностью исчезают упругие свойства. Также снимаются возникающие при обработке остаточные на­пряжения.

При нагреве для каждого материала выбирается стро­го определенный температурный интервал в зависимости от его химического состава и свойств.

Основой выбора температурного интервала для угле­родистых сталей служит диаграмма состояния системы железо—углерод. На рисунке 2 представлен «стальной угол» диаграммы.

Прежде всего выбирается верхняя температура на­грева. Для углеродистых сталей нагрев до температур, близких к линии солидус, может привести к неисправи­мому дефекту — пережогу. Чуть меньшая температура может привести к перегреву сталей и резкому росту раз­меров зерен.

Нагрев заготовок до больших температур сопровож­дается и вредными явлениями. При взаимодействии ме­талла с атмосферой происходит окисление, в результате чего образуется окалина, состоящая из оксидов железа. Окалина имеет большую твердость, чем разогретый ме­талл, поэтому износ деформирующего инструмента возрастает почти в два раза. Окалинообразование ухудшает качество поверхности заготовки. Окисляется и углерод, что приводит к обезуглероживанию поверхности заго­товки.

Рисунок 2 - Интервалы температур нагрева при об­работке

давлением

Нижняя температура (не ниже температуры рекрис­таллизации) также оказывает большое влияние на ме­талл. При обработке вследствие контакта с холодным ин­струментом и отбором теплоты окружающей средой заготовка может переохладиться сверх нормы. Это приве­дет к упрочнению и растрескиванию металла. Если же заканчивать обработку при температурах выше нижнего предела, то можно получить при остывании деформиро­ванной заготовки крупнозернистую структуру, что сни­жает ударопрочность деталей машин.

Помимо температурного диапазона устанавливаются скорость нагрева, время выдержки заготовки в нагрева­тельном устройстве и другие параметры.

Применяются различные типы нагревательных устройств, подразделяющиеся на нагревательные печи и электронагревательные устройства.

Печи по источнику энергии делятся на пламенные и электрические. Пламенные печи, работающие на жидком или газообразном топливе, подразделяются на камерные и методические. В камерных печах темпе­ратура одинакова по всему рабочему пространству, в ме­тодических — повышается в направлении от загрузочно­го к разгрузочному местам печи.

Камерные печи применяются в мелкосерийном произ­водстве для нагрева заготовок с большой массой.

Методические печи применяются в прокатном и круп­носерийном штамповочном производствах.

В стенках электрических печей устанавлива­ют металлические или карборундовые электронагревате­ли. Используют электропечи для нагрева заготовок из стали и цветных сплавов.

Электронагревательные устройства бывают индукционные и контактные. При пропускании по индуктору (рисунке 3,а) тока в находящихся в переменном электромагнитном поле заготовках возникают вихревые токи, приводящие к нагреву заготовок. Во избежание окалинообразования нагрев проводится в атмосфереe нейтральных газов. Этот тип нагревательных устройств применяется в условиях крупносерийного производства, так как силовая электроустановка сравнительно дорога и для каждого типа деталей необходимо изготавливать сложные индукторы.

а — индукционного; б — контактного

Рисунок 3 - Схемы электронагревательных устройства

В устройствах электроконтактного нагрева может осуществляться непрерывный нагрев (на­пример, прутка между двумя парами вращающихся ро­ликов). При прохождении тока большой силы через за­готовку, обладающую электросопротивлением, выделяет­ся теплота.

Механизации и автоматизации нагревательных устройств придается большое значение. Их оснащают приборами и автоматическими системами регулирования, что приводит к повышению производительности и сниже­нию расхода топлива, лучшему качеству продукции и улучшению условий труда.

При загрузке и выгрузке крупных заготовок в пламен­ные печи применяются различные устройства и приспо­собления, а для открывания и закрывания дверей — вспо­могательные механизмы. Так, используют печи с вы­движным подом, карусельные с вращающимся подом, конвейерные с шагающим подом, непрерывные с ролико­вым подом.

В производстве используются механизированные ин­дукционные нагреватели методического действия. Двух-и трехручьевые нагреватели этого типа обеспечивают высокую производительность труда. Установка индукто­ров с переменным шагом витков сокращает время нагре­ва заготовок в три раза, что обеспечивает изготовление изделий на быстроходном оборудовании.

Дата добавления: 2014-10-08; просмотров: 606; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!