ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
группа
технологич. процессов, в результате к-рых изменяется форма металлич. заготовки
без нарушения её сплошности за счёт относит, смещения отдельных её частей,
т. е. путём пластической деформации. Осн. виды О. м. д.: прокатка
(см. Прокатное производство), прессование, волочение, ковка и
штам
повка (см. Кузнечно-штамповочное производство). О. м. д. также
применяется для улучшения качества поверхности.
Внедрение технологич. процессов, основанных
на О. м. д., по сравнению с др. видами металлообработки (литьё, обработка
резанием) неуклонно расширяется, что объясняется уменьшением потерь металла,
возможностью обеспечения высокого уровня механизации и автоматизации технологич.
процессов.
О. м. д. могут быть получены изделия с
постоянным или периодически изменяющимся поперечным сечением (прокатка,
волочение, прессование) и штучные изделия разнообразных форм (ковка, штамповка),
соответствующие по форме и размерам готовым деталям или незначительно отличающиеся
от них. Штучные изделия обычно подвергаются обработке резанием. Объём удаляемого
при этом металла зависит от степени приближения формы и размеров поковки
или штамповки к форме и размерам готовой детали. В ряде случаев О. м. д.
получают изделия, не требующие обработки резанием (болты, винты, большинство
изделий листовой штамповки).
О. м. д. может применяться не только для
получения заготовок и деталей, но и как отделочная операция после обработки
детали резанием (дорнование, обкатка роликами и шариками и т. п.) с целью
уменьшения шероховатости поверхности, упрочнения поверхностных слоев детали
и создания желательного распределения остаточных напряжений, при к-ром
служебные свойства детали (напр., сопротивление усталостному разрушению)
улучшаются.
О. м. д. осуществляется воздействием на
заготовку внешних сил. Источником деформирующей силы может быть мускульная
энергия человека (при ручной ковке, выколотке) или энергия, создаваемая
в спец. машинах - прокатных и волочильных станах, прессах, молотах и
т. п. Деформирующие силы могут создаваться также действием ударной волны
на заготовку, напр, при взрывной штамповке, или мощными магнитными полями.
напр, при электромагнитной штамповке. Деформирующие силы передаются на
заготовку инструментом, к-рый обычно является твёрдым, испытывающим малые
упругие деформации при пластич. деформации заготовки; в нек-рых случаях
используются эластичные среды (напр., при штамповке - резина, полиуретан)
или жидкости (напр., при гидростатич. прессовании).
Различают горячую и холодную О. м. д. Горячая
О. м. д. характеризуется явлениями возврата и рекристаллизации,
отсутствием
упрочнения (наклёпа); механич. и физико-химич. свойства металла
изменяются сравнительно мало. Пластич. деформация не создаёт полосчатости
(неравномерности) микроструктуры, но приводит к образованию полосчатости
макроструктуры у литых заготовок (слитков) или к изменению направления
волокон макроструктуры (прядей неметаллич. включений) при О. м. д. заготовок,
полученных прокаткой, прессованием и волочением. Полосчатость макроструктуры
создаёт анизотропию механич. свойств, при к-рой свойства материала
вдоль волокон обычно лучше его свойств в поперечном направлении. При холодной
О. м. д. процесс пластич. деформации сопровождается упрочнением, к-рое
изменяет механйч. и физико-химич. характеристики металла, создаёт .полосчатость
микроструктуры и также изменяет направление волокон макроструктуры. При
холодной О. м. д. возникает текстура, создающая анизотропию не только
механических, но и физико-химич. свойств металла. Используя влияние О.
м. д. на свойства металла, можно изготавливать детали с наилучшими свойствами
при минимальной массе.
При О. м. д. изменение схемы напряжённого
состояния в деформируемой заготовке позволяет влиять на изменение её формы.
В условиях неравномерного всестороннего сжатия пластичность металла увеличивается
тем больше, чем больше сжимающие напряжения. Рациональный выбор операций
О. м. Д. и условий деформирования (гидростатич. прессование, выдавливание
с противодавлением, прокатка на планетарных станах и т. п.) не только позволяет
увеличить допустимое изменение формы, но и применять О. м. д. для изготовления
деталей из высокопрочных, труднодеформируемых сплавов.
Научной основой проектирования и управления
технологич. процессами О. м. д. является теория О. м. д.- науч. дисциплина,
синтезирующая отд. разделы физики металлов, и пластичности теория. Осн.
задачи теории О. м. д.: разработка методов определения усилий и работы,
затрачиваемой на деформацию, расчёт размеров и формы заготовки, характера
изменения её формы, методов определения допустимого (без разрушения или
появления др. дефектов) изменения формы заготовки, оценки изменения механйч.
и физико-химич. свойств металла в процессе его деформации и отыскание оптимальных
условий деформации.
Лит.: Целиков А. И., Смирнов В.
В., Прокатные станы, М., 1958; О х р и м е н к о Я. М., Технология кузнечно-штамповочного
производства, М., 1966; М а л о в А. Н., Технология холодной штамповки,
4 изд., М., 1969; Сторожен М. В., Попов Е. А., Теория обработки металлов
давлением, 3 изд., М., 1971. Е. А. Попов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я