Факторы, обусловливающие качество металлоизделий

Категория:
Промышленные материалы


Факторы, обусловливающие качество металлоизделий

На качество и потребительские свойства изделий кроме природы металлического материала, его структуры оказывают влияние методы формовки и обработки изделий, виды соединения деталей в узлы, а также различные отделочные операции и другие факторы. В зависимости от способа формовки и отделки возможны различные классы точности изготовления и чистоты обработки их поверхности. В ГОСТах предусмотрено десять классов точности изготовления изделий — 1, 2, 2а, 3, За, 4, 6, 7, 8, 9. Самый низкий класс точности 9-й, характеризующий наиболее грубую формовку (горячую прокатку, литье в земляные формы), при котором отклонение от номинальных размеров может достигать 2 мм. В первом классе точности отклонение не должно превышать 0,13 мм.

Важным показателем потребительских свойств металлоизделий является чистота обработки поверхности, подразделяемая в зависимости от шероховатости поверхности на 14 классов. Изделия с наиболее гладкой поверхностью относятся к 14-му классу чистоты, а с наиболее шероховатой — к 1-му. Класс чистоты поверхности часто указывается при характеристике уровня качества металлопродукции.

К основным методам формовки и обработки металлов, обусловливающим Потребительские свойства изделий, относятся: различные виды литья, прокатка, ковка, штамповка, волочение, прессование, резание и др.

Литье заключается в заливке расплавленного металла в специальные формы. В зависимости от материала, из которого изготовлена форма, и некоторых других факторов различают литье в песчаные (земляные) формы, кокильное литье, литье под давлением, литье по выплавляемым моделям и др.

Литье в земляные формы из песка (98%) с добавлением глины и других специальных веществ заключается в заливке расплавленного металла в форму и его охлаждение в ней. В земляных формах отливают крупногабаритные и сложные по конфигурации изделия.

При кокильном литье жидкий металл заливают в металлические формы (кокили); получаемые отливки имеют более точные размеры и высокий класс чистоты поверхности.

Литье под давлением отличается от кокильного тем, что металл в форму подается под давлением. При этом получают отливки с более тонкими стенками и с более высокой чистотой поверхности.

При литье по выплавляемым моделям вначале изготовляют модель из воска, парафина, стеарина и других легкоплавких материалов. Затем модель посыпают порошкообразным веществом, состоящим из песка, термореактивных смол и других компонентов. При нагреве модель выплавляется, а образовавшуюся форму-оболочку упрочняют и затем в нее заливают жидкий металл. Этим методом вырабатывают изделия из тугоплавких металлов и их сплавов, а также изделия сложной формы.

Прокатка — обработка металлов давлением путем обжатия между вращающимися валками прокатных станов для уменьшения толщины заготовки и увеличения ее длины. Форма полученного изделия называется профилем. По профилю прокат различают: сортовой (круглый, квадратный, прямоугольный и т. д.), листовой (листы, полосы), трубы, трубки и др- Сортамент проката подразделяют на горячекатаный, если заготовки при их получении предварительно нагревались, и холоднокатаным — без предварительного подогрева.

При ковке изделия получают путем обжатия заготовки с помощью молота, пресса и бойка-ударника. Различают ковку свободную без применения штампов и штамповку. К свободной ковке относят осадку, высадку, гибку, закручивание и др.

Штамповка — это обработка металлов давлением в специальных формах, называемых штампами. Каждый штамп состоит из неподвижной части — матрицы и подвижной — пуансона. Металлическая заготовка, помещенная в ручей матрицы, при опускании пуансона приобретает ее форму. Штамповку подразделяют на объемную и листовую. Объемной штамповке подвергают различные виды сортового проката (прутки, квадрат или заготовки другого профиля), а листовой — плоский прокат (листы, полосы, ленты).

Волочение — процесс протягивания заготовки через отверстие (волоку), площадь выходного сечения которого меньше размера заготовки. Волочение осуществляют на специальных станках, называемых волочильными станами. Этим методом изготовляют проволоку небольших диаметров (до 4 мм), тонкостенные трубы и трубки.

Прессование (выдавливание) — процесс, при котором нагретый слиток, заключенный в замкнутую форму, выдавливается через отверстие в виде прутка, трубки или сложного профиля. Прессование применяют в основном для изготовления изделий из цветных металлов. При этом получают изделия точных размеров и разнообразных профилей.

Обработкой на давильных станках получают изделия, имеющие форму тел вращения, — вазы, кубки, кувшины (верхний диаметр этих изделий меньше нижнего). Исходный материал для их получения — лист, из которого вырубают заготовки в виде круга. Формуют изделия в несколько стадий. После первого обжатия форму снимают и устанавливают другую, процесс повторяется. Этот метод применяется также для получения узких горловин в бидонах, чайниках и других изделиях, изготовленных листовой штамповкой и вытяжкой.

Для изготовления товаров народного потребления применяют также специальные методы обработки давлением: накатывание резьбы, накатывание рифлений, нагартовку и др.

Накатывание резьбы производится роликами или плоскими плашками (шайбами). Ролик или шайба определенного профиля и размера вдавливаются при прокатке в обрабатываемый стержень (пруток). Профиль резьбы и другие параметры достигаются последовательным неоднократным вдавливанием инструмента.

Накатывание резьбы, осуществляемое на специальных резьбона-катных станках, при массовом производстве изделий имеет ряд преимуществ перед нарезанием: металл не переводится в отходы производства, изделия с накатанной резьбой обладают более высокими механическими свойствами, повышается культура производства и производительность труда. В настоящее время мелкую резьбу на деталях диаметром 2—25 мм накатывают на резьбонакат-ных станках. Точность обработки достигает 2-го класса, а чистота поверхности — 8—9-го классов.

Накатывание рифлений производят как на плоских, так и на цилиндрических поверхностях. Рифления подразделяются на прямые, угловые и сетчатые. Накатный инструмент в виде плашек или роликов вдавливается в заготовку, и на поверхности изделий образуются канавки, параллельные оси заготовки (прямое рифление), под углом (угловое) и пересекающиеся (сетчатое рифление) .

Нагартовка — специальный вид обработки давлением, при котором изменяется структура металла в результате обжатия (или другого метода давления). При нагартовке изменяется форма и размеры зерен металла. Нагартовку применяют для упрочнения проволоки, листового проката, прутков, крепежных изделий.

Обработка резанием —это обработка на токарных, фрезерных, сверлильных и других станках или вручную (слесарная обработка) с помощью металлорежущего инструмента. Обработку резанием применяют для получения деталей определенного класса точности и чистоты поверхности. Обработку резанием производят на обычных станках и на станках-автоматах.

Свойства металлоизделий зависят также от калибрования, шлифования, полирования, доводки и др.

Калибрование — заключительная операция с целью получения точных размеров и определенной чистоты поверхности при волочении, протягивании и других операциях.

Шлифование — чистовая обработка абразивным инструментом, позволяющая получить высокую чистоту поверхности — 9— 10-го классов. Шлифовка состоит в снятии с поверхности деталей выступающих частей металла абразивными материалами на специальных станках.

Полирование поверхности осуществляется быстровращаю-шимися эластичными кругами или лентами из войлока, ткани, фетра или других материалов, смоченных полирующей жидкостью до получения зеркальной поверхности изделия. Полирование может осуществляться и электромеханическим методом.

Дробе- и пескоструйная обработка осуществляются струей дроби или металлического песка, направленной на поверхность металла с определенной скоростью. Поверхность сглаживается в результате ударов и трения дроби и песка о выступающие части изделия. При этом происходит и упрочнение поверхности изделия.

Пути экономии металла. Экономия металла может осуществляться в различных направлениях. Повышение эффективности использования металла в производстве металлоизделий, снижение расхода металла и увеличение выхода готовой продукции — важнейшие факторы улучшения качества и расширения ассортимента товарной продукции.

Экономия металла обеспечивается в результате: повышения качества исходного металла, его обработки; интенсификации и улучшения режимов производства и технологических процесов; сокращения потерь металлов при обработке, хранении, транспортировании; соблюдения размеров, формы и других параметров металлоизделий; установления соответствия изделия его назначению; замены металлов неметаллами и т. д.

Основные резервы повышения качества металла — улучшение подготовки шихтовых материалов, снижение в нем количества вредных примесей и повышение его однородности по составу и структуре. Резервом экономии металлов является также их легирование, при котором применяют недорогой и недефицитный элемент. При этом не должны ухудшаться механические и другие свойства, например коррозионная стойкость. Наиболее дорогими и дефицитными металлами являются: бериллий, ниобий, тантал, цирконий; редкоземельные металлы; из неметаллов — бор.

Цветные металлы могут заменяться черными. Так, крепежные изделия (винты, болты и др.), изготовленные из медных сплавов, успешно заменяются стальными оцинкованными. Цветные металлы также заменяются полимерами, деталями, изготовленными из пластических масс.

На специализированных предприятиях, выпускающих изделия в больших количествах, экономия металла может производиться в результате замены одного вида обработки другим. Так, например, при нарезании резьбы у болтов, винтов и других изделий много металла уходит в стружку. При замене нарезания резьбы накаткой сокращается расход металла, при этом прочностные и другие механические свойства изделий не ухудшаются.

Большие резервы экономии металла дает правильный заказ промышленности сортамента проката по типоразмерам, форме и другим характеристикам. Важным средством экономии металла является также правильный раскрой листового и сортового проката, полос, лент, а также применение термической, химико-термической и других видов обработки.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум