Пластическая деформация– сложный процесс, в результате которого наряду с изменением формы и строения исходного материала, изменяются его физико-механические свойства. К физическим свойствам относятся плотность, теплоёмкость, температура плавления, термическое расширение, магнитные характеристики, тепло- и электропроводность. Они определяют поведение материалов в тепловых, гравитационных, электромагнитных и радиационных полях. Механические свойства материалов характеризуют их способность сопротивляться деформированию и разрушению под воздействием различного рода нагрузок. Деформацией называется придание материалу требуемой формы и размеров под действием напряжений без нарушения его сплошности. Деформация, при сравнительно небольших напряжениях и сохраняющаяся после – называется остаточной или пластической. При увеличении напряжений деформация может заканчиваться разрушением. Так же в процессе обработки металла могут образовываться дефекты. Включения на поверхности заготовок и полуфабрикатов — дефект поверхности в виде включений инородного металлического или неметаллического тела (частицы) различной ве­личины и формы. Надрыв — дефект поверхности в виде местных несквозных разрывов, расположенных попе­рек или под углом к направлению прокатки, прессования или волочения, образовавшихся вследствие раскрытия внутренних несплошностей металла и (или) нарушения режимов термообработки и деформации. Сквозной разрыв — дефект поверхности в виде сквозных несплошностей листа, полосы, ленты, фольги, образовавшихся вследствие деформации плоской заготовки неравномерной толщины или с вкатанными инородными телами. Накол — дефект поверхности в виде несквозных единичных или групповых точечных углуб-лений, образовавшихся вследствие использования загрязненных смазочно-охлаждающих жидкостей, загрязнения заготовки мелкими металлическими и инородными включениями, а также из-за наличия выступов и налипших частиц на поверхности валков. Вмятина — дефект поверхности в виде отдельных единичных углублений различной величи­ны и формы с пологими краями, образовавшихся вследствие повреждений поверхности при изготовлении, транспортировке, складировании. Забоина — дефект поверхности в виде произвольно расположенного углубления неправиль­ной формы, обычно с острыми краями, образовавшегося от удара. Отпечаток — дефект поверхности полуфабриката в виде периодически повторяющихся углублений и (или) выступов, расположенных по всей поверхности или на отдельных ее участках, образовавшихся от выступов и (или) углублений на прокатных и правильных валках. Задир — дефект поверхности в виде широкого продольного углубления с неровным дном и краями, образовавшегося вследствие резкого трения отдельных участков полуфабриката о детали прокатного (прессового) и отделочного оборудования. Риска — дефект поверхности полуфабриката в виде продольного узкого углубления с закруг­ленным или плоским дном, образовавшегося в результате царапания поверхности металла выступами на поверхности прокатного и отделочного оборудования. Царапина — дефект поверхности в виде углубления неправильной формы и произвольного направления, образовавшегося в результате механических повреждений, в том числе при складировании и транспортировке. Потертость — дефект поверхности в виде местного нарушения блеска или скоплений мелких различного направления царапин, образовавшихся при трении витков лент, а также листов, полос, труб, прутков и проволоки. Налип — дефект поверхности в виде налипшего на поверхность полуфабриката слоя или вкраплений частиц металла с инструмента. Закат — дефект поверхности, образовавшийся в результате вдавливания в полуфабрикат частиц обрабатываемого металла, а также заусенцев, выступов, морщин, образовавшихся при резке, зачистке и фрезеровании. Пережог — дефект в виде темных пятен, оплавленных или окисленных участков поверхности, образовавшихся при превышении температуры и продолжительности нагрева металла. Расслоение — дефект в виде отделения слоя (слоев) металла на торцах и (или) кромках полуфабриката, образовавшегося в результате наличия внутренних дефектов в металле (рых­лости, включений, внутренних разрывов, пережога). Плена — дефект в виде расслоения, чаще всего языкообразной формы, вытянутого в направлении прокатки, прессования или волочения и соединенного с основным металлом одной стороной, образовавшегося вследствие наличия надрывов, трещин, пузырей, а также пережога или оплавления металла в процессе нагрева. Чешуйчатость — дефект поверхности, представляющий собой расслоения и разрывы в виде чешуи или сетки, образовавшиеся при пластической деформации вследствие пережога или пониженной пластичности металла периферийной зоны. Рябизна — дефект поверхности в виде скопления (скоплений) углублений, образовавшихся при прокате или плавке. Смятая поверхность — дефект поверхности в виде складок, изгибов, волн, не вызывающих разрывов металла. Излом — дефект поверхности, представляющий собой след резкого перегиба в виде полосы, расположенный поперек или под углом к направлению прокатки и образовавшийся в резуль­тате резкого перегиба при сматывании или разматывании рулонов, а также при перекладке тонких листов. Недотрав — дефект поверхности в виде пятен или полос, образовавшихся при неравномерном травлении поверхности. Перетрав — дефект, представляющий собой местное или общее разъедание поверхности металла в виде точечных или контурных углублений, образовавшихся в результате нарушения режима травления. Пятна загрязнения — дефект поверхности в виде полос, натеков, разводов, образовавшихся вследствие прилипания технологической эмульсии, загрязненного масла или мазута к поверхности полуфабриката и заготовки. Коррозионные пятна — дефект поверхности в виде различно окрашенных светлых и темных, как правило, шероховатых участков поверхности, образовавшихся вследствие коррозии. Цвета побежалости — дефект поверхности, представляющий собой окисленные участки в виде пятен и полос различной окраски и формы, имеющие гладкую поверхность и образовавшиеся вследствие нарушения режимов термообработки и травления. Кольцеватость — дефект поверхности круглых полуфабрикатов в виде периодически повторяющихся выступов и углублений кольцеобразной формы, образовавшихся в процессе пластической деформации или плавки. Следы плавки — дефект поверхности в виде периодически повторяющихся светлых и темных продольных, поперечных или спиралеобразных полос, образовавшихся в процессе плавки. Омеднение — дефект в виде покраснений на отдельных участках поверхности, возникающих в результате контактного выделения меди вследствие нарушения режимов термообработки и травления. Серповидность (кривизна) полос и лент — наибольшее отклонение полосы или ленты от поверочной линейки. Серпровидность измеряется в миллиметрах на 1 м длины полуфабриката. Овальность — отклонение формы поперечного сечения трубы, прутка или проволюки от формы круга. Если с — максимальный диаметр сечения, d — минимальный диаметр сечения, т — средний диаметр сечения, то c-d/m*100 — отклонение от формы круга, % Разностенность — отклонение толщины стенки по длине трубы от номинальной толщины или розница в толщине полуфабриката по его длине и ширине. Разнотолщинность — отклонение толщины листа (полосы, ленты) по длине и ширине от номинальной величины или разница толщины стенки по длине трубы. Фестонистость — образование выступов (фестонов) по краю изделия, полученных при глубокой штамповке листов и лент. Направление образования выступа зависит от направления оси прокатки.

Деформация (инженерия) — Deformation (engineering)

В инженерии любые изменения формы или размера объекта.

В технике , деформация относится к изменению размера или формы объекта. Смещения — это абсолютное изменение положения точки на объекте. Отклонение — это относительное изменение внешних смещений объекта. Деформация — это относительное внутреннее изменение формы бесконечно маленького куба материала, которое может быть выражено как безразмерное изменение длины или угла деформации куба. Деформации связаны с силами, действующими на куб, которые известны как напряжение , кривой зависимости напряжения от деформации . Связь между напряжением и деформацией, как правило, линейна и обратима до тех пор, пока предел текучести и деформация не станет упругой . Линейная зависимость материала известна как модуль Юнга . Выше предела текучести сохраняется некоторая остаточная деформация после разгрузки, которая называется пластической деформацией . Определение напряжения и деформации во всем твердом объекте дается полем прочности материалов, а для конструкции — структурным анализом .

Инженерное напряжение и инженерная деформация — это приближения к внутреннему состоянию, которое может быть определено по внешним силам и деформациям объекта, при условии, что нет значительных изменений в размере. Когда происходит значительное изменение размера, истинное напряжение и истинная деформация могут быть получены из мгновенного размера объекта.

На рисунке видно, что сжимающая нагрузка (указанная стрелкой) вызвала деформацию в цилиндре, так что исходная форма (пунктирные линии) изменилась (деформировалась) в форму с выпуклыми сторонами. Боковые стороны выступают из-за того, что материал, хотя и достаточно прочный, чтобы не трескаться или иным образом не разрушаться, недостаточно прочен, чтобы выдержать нагрузку без изменений. В результате материал вытесняется вбок. Внутренние силы (в данном случае под прямым углом к ​​деформации) противостоят приложенной нагрузке.

Концепция твердого тела может применяться, если деформация незначительна.

Виды деформации

В зависимости от типа материала, размера и геометрии объекта, а также приложенных сил могут возникнуть различные типы деформации. На изображении справа показана диаграмма зависимости инженерного напряжения от деформации для типичного пластичного материала, такого как сталь. Различные режимы деформации могут возникать в разных условиях, что может быть отображено с помощью карты механизма деформации .

Постоянная деформация необратима; деформация сохраняется даже после снятия приложенных сил, в то время как временная деформация восстанавливается, поскольку она исчезает после снятия приложенных сил. Временная деформация также называется упругой деформацией, а остаточная деформация — пластической деформацией.

Упругая деформация

Изучение временной или упругой деформации в случае инженерной деформации применяется к материалам, используемым в машиностроении и строительстве, таким как бетон и сталь , которые подвергаются очень небольшим деформациям. Инженерная деформация моделируются бесконечно малой деформация теории , также называемой теорией малых деформаций , теория малых деформаций , теория малых смещений , или небольшим смещение градиента теории , где деформация и вращение оба являются малыми.

Для некоторых материалов, например эластомеров и полимеров, подверженных большим деформациям, инженерное определение деформации не применимо, например, типичные инженерные деформации больше 1%, поэтому требуются другие более сложные определения деформации, такие как растяжение , логарифмическая деформация , зеленый штамм и штамм Альманси . Эластомеры и металлы с памятью формы, такие как нитинол, демонстрируют большой диапазон упругой деформации, как и резина . Однако в этих материалах упругость нелинейна.

Обычные металлы, керамика и большинство кристаллов демонстрируют линейную упругость и меньший диапазон упругости.

Линейная упругая деформация регулируется законом Гука , который гласит:

σзнак равноEε{\ displaystyle \ sigma = E \ varepsilon}

Где — приложенное напряжение , — постоянная материала, называемая модулем Юнга или модулем упругости , а ε — результирующая деформация . Это соотношение применяется только в диапазоне упругости и указывает на то, что наклон кривой зависимости напряжения от деформации можно использовать для определения модуля Юнга ( ). Инженеры часто используют этот расчет при испытаниях на растяжение. σ{\ displaystyle \ sigma}E{\ displaystyle E}E{\ displaystyle E}

Обратите внимание, что не все эластичные материалы подвергаются линейной упругой деформации; некоторые, такие как бетон , серый чугун и многие полимеры, реагируют нелинейным образом. Для этих материалов закон Гука неприменим.

Истинный стресс и напряжение

Поскольку мы не принимаем во внимание изменение площади во время деформации, описанной выше, истинную кривую напряжений и деформаций следует восстановить. Для построения кривой напряжения-деформации можно предположить, что изменение объема равно 0, даже если мы деформировали материалы. Можно предположить, что:

Ая×εязнак равноАж×εж{\ displaystyle A_ {i} \ times \ varepsilon _ {i} = A_ {f} \ times \ varepsilon _ {f}}

Тогда истинное напряжение можно выразить следующим образом:

σТзнак равноF/Ажзнак равноF/Ая×Ая/Ажзнак равноσе×лж/лязнак равноσE×ля+δллязнак равноσE(1+εE){\ displaystyle \ sigma _ {T} = F / A_ {f} = F / A_ {i} \ times A_ {i} / A_ {f} = \ sigma _ {e} \ times l_ {f} / l_ { i} = \ sigma _ {E} \ times {\ frac {l_ {i} + \ delta l} {l_ {i}}} = \ sigma _ {E} (1+ \ varepsilon _ {E})}

Кроме того, истинная деформация ε _T может быть выражена следующим образом:

εТзнак равноdлл0+dлл1+dлл2+⋯знак равно∑яdлля{\ displaystyle \ varepsilon _ {T} = {\ frac {dl} {l_ {0}}} + {\ frac {dl} {l_ {1}}} + {\ frac {dl} {l_ {2}} } + \ cdots = \ sum _ {i} {\ frac {dl} {l_ {i}}}}

Тогда мы можем выразить значение как

∫л0ляdллdИксзнак равнопер⁡(лял0)знак равнопер⁡(1+εE){\ displaystyle \ int _ {l_ {0}} ^ {l_ {i}} {\ frac {dl} {l}} \, dx = \ ln \ left ({\ frac {l_ {i}} {l_ { 0}}} \ right) = \ ln (1+ \ varepsilon _ {E})}

Таким образом, мы можем вызвать сюжет с точки зрения и , как на рисунке справа. σТ{\ displaystyle \ sigma _ {T}}εE{\ displaystyle \ varepsilon _ {E}}

Кроме того, на основе истинной кривой напряжения-деформации мы можем оценить область, в которой начинается образование шейки. Поскольку образование шейки начинается после предельного напряжения растяжения, когда прилагается максимальная сила, мы можем выразить эту ситуацию следующим образом:

dFзнак равно0знак равноσТdАя+АяdσТ{\ displaystyle dF = 0 = \ sigma _ {T} dA_ {i} + A_ {i} d \ sigma _ {T}}

так что эту форму можно выразить следующим образом:

dσТσТзнак равно-dАяАя{\ displaystyle {\ frac {d \ sigma _ {T}} {\ sigma _ {T}}} = — {\ frac {dA_ {i}} {A_ {i}}}}

Это указывает на то, что шейка начинает появляться там, где уменьшение площади становится более значительным по сравнению с изменением напряжения. Тогда напряжение будет локализовано в определенной области, где появляется шейка.

Кроме того, мы можем вызвать различные зависимости на основе истинной кривой напряжения-деформации.

1) Кривая истинных деформаций и напряжений может быть выражена приблизительной линейной зависимостью путем регистрации истинных напряжений и деформаций. Отношение можно выразить следующим образом:

σТзнак равноK×(εТ)п{\ Displaystyle \ sigma _ {T} = K \ times (\ varepsilon _ {T}) ^ {n}}

Где — коэффициент напряжений, а — коэффициент деформационного упрочнения. Обычно значение составляет от 0,02 до 0,5 при комнатной температуре. Если равно 1, мы можем выразить этот материал как идеально эластичный материал. K{\ displaystyle K}п{\ displaystyle n}п{\ displaystyle n}п{\ displaystyle n}

2) На самом деле, напряжение также сильно зависит от скорости изменения деформации. Таким образом, мы можем вывести эмпирическое уравнение на основе изменения скорости деформации.

σТзнак равноK′×(εТ˙)м{\ displaystyle \ sigma _ {T} = K ‘\ times ({\ dot {\ varepsilon _ {T}}}) ^ {m}}

Где константа, связанная с напряжением течения материала. указывает производную деформации по времени, которая также известна как скорость деформации. — чувствительность к скорости деформации. Кроме того, значение связано с сопротивлением сужению. Обычно значение находится в диапазоне 0-0,1 при комнатной температуре и достигает 0,8 при повышении температуры. K′{\ displaystyle K ‘}εТ˙{\ displaystyle {\ dot {\ varepsilon _ {T}}}}м{\ displaystyle m}м{\ displaystyle m}м{\ displaystyle m}

Объединив пункты 1) и 2), мы можем создать окончательную связь, как показано ниже:

σТзнак равноK″×(εТ)п(εТ˙)м{\ displaystyle \ sigma _ {T} = K » \ times (\ varepsilon _ {T}) ^ {n} ({\ dot {\ varepsilon _ {T}}}) ^ {m}}

Где — глобальная константа для связи деформации, скорости деформации и напряжения. K″{\ displaystyle K »}

3) Основываясь на истинной кривой напряжения-деформации и ее производной форме, мы можем оценить деформацию, необходимую для начала образования шейки. Это можно рассчитать на основе пересечения истинной кривой напряжения-деформации, как показано справа.

На этом рисунке также показана зависимость деформации сужения при различных температурах. В случае металлов с ГЦК обе кривые напряжение-деформация при ее производной сильно зависят от температуры. Поэтому при более высокой температуре образование шейки начинает появляться даже при более низком значении деформации.

Все эти свойства указывают на важность расчета истинной кривой напряжения-деформации для дальнейшего анализа поведения материалов в неожиданных условиях окружающей среды.

4) Графический метод, так называемое «конструктивное рассмотрение», может помочь определить поведение кривой напряжения-деформации независимо от того, происходит ли образование шейки или вытягивание на образце. Установив в качестве детерминанта, истинное напряжение и деформацию можно выразить с помощью инженерных напряжений и деформаций, как показано ниже: λзнак равноL/L0{\ displaystyle \ lambda = L / L_ {0}}

σТзнак равноσе×λ,εТзнак равнопер⁡λ.{\ displaystyle \ sigma _ {T} = \ sigma _ {e} \ times \ lambda, \ qquad \ varepsilon _ {T} = \ ln \ lambda.}

Следовательно, значение инженерного напряжения может быть выражено секущей от истинного напряжения и значения, где до . Анализируя форму диаграммы и секущей линии, мы можем определить, имеют ли материалы рисунок или шейку. λ{\ displaystyle \ lambda}λзнак равно0{\ displaystyle \ lambda = 0}λзнак равно1{\ displaystyle \ lambda = 1}σТ-λ{\ displaystyle \ sigma _ {T} — \ lambda}

На рисунке (а) виден только вогнутый вверх участок Консидера. Это указывает на то, что нет падения текучести, поэтому материал будет разрушаться до того, как станет текучим. На рисунке (b) есть конкретная точка, где касательная совпадает с секущей линией в точке где . После этого значения наклон становится меньше, чем секущая линия, на которой начинает появляться сужение. На рисунке (c) есть точка, где начинает проявляться податливость, но когда происходит рисование. После рисования весь материал растянется и в конечном итоге покажет трещину. Между и сам материал не растягивается, а начинает вытягиваться только шейка. λзнак равноλY{\ displaystyle \ lambda = \ lambda _ {Y}}λзнак равноλd{\ displaystyle \ lambda = \ lambda _ {d}}λY{\ displaystyle \ lambda _ {Y}}λd{\ displaystyle \ lambda _ {d}}

Пластическая деформация

Этот тип деформации нельзя устранить простым удалением приложенной силы. Однако объект в диапазоне пластической деформации сначала подвергнется упругой деформации, которую можно устранить, просто сняв приложенную силу, так что объект частично вернется к своей исходной форме. Мягкие термопласты имеют довольно большой диапазон пластической деформации, как и пластичные металлы, такие как медь , серебро и золото . Сталь тоже, но не чугун . Твердые термореактивные пластмассы, резина, кристаллы и керамика имеют минимальные интервалы пластической деформации. Примером материала с большим диапазоном пластической деформации является влажная жевательная резинка , которая может растягиваться в десятки раз по сравнению с исходной длиной.

Под растягивающего напряжения, пластическая деформация характеризуется деформационного упрочнения область и утонения области и , наконец, трещины (также называемый разрыв). В процессе деформационного упрочнения материал укрепляется за счет движения атомных дислокаций . Фаза образования шейки обозначается уменьшением площади поперечного сечения образца. Сужение шеи начинается после достижения максимальной прочности. Во время образования шейки материал больше не может выдерживать максимальное напряжение, и напряжение в образце быстро увеличивается. Пластическая деформация заканчивается разрушением материала.

Усталость металла

Другой механизм деформации — это усталость металла , которая проявляется в первую очередь в пластичных металлах. Первоначально считалось, что материал, деформируемый только в пределах диапазона упругости, полностью возвращается в исходное состояние после устранения сил. Однако с каждой деформацией на молекулярном уровне появляются ошибки. После многих деформаций начнут появляться трещины, за которыми вскоре последует перелом, без видимой пластической деформации между ними. В зависимости от материала, формы и того, насколько близко к пределу упругости он деформируется, разрушение может потребовать тысяч, миллионов, миллиардов или триллионов деформаций.

Усталость металла была основной причиной отказов самолетов, особенно до того, как этот процесс был хорошо понят (см., Например, аварии с De Havilland Comet ). Есть два способа определить, когда детали угрожает усталость металла: либо предсказать, когда произойдет отказ из-за комбинации материала / силы / формы / итерации, и заменить уязвимые материалы до того, как это произойдет, либо выполнить проверки для обнаружения микроскопических трещин и произведите замену, как только они возникнут. Выбор материалов, которые вряд ли будут подвержены усталости металла в течение срока службы продукта, является лучшим решением, но не всегда возможным. Избегание форм с острыми углами ограничивает усталость металла за счет снижения концентрации напряжений, но не устраняет ее.

Анализ коэффициента выпучивания герметичных частей самолета может помочь в оценке устойчивости фюзеляжей планера к повреждениям .

Разрушение при сжатии

Обычно сжимающее напряжение, прикладываемое к стержням, колоннам и т. Д., Приводит к укорачиванию.

Нагрузка на элемент конструкции или образец увеличивает сжимающее напряжение до тех пор, пока он не достигнет своей прочности на сжатие . В зависимости от свойств материала режимы разрушения являются уступающими для материалов с пластичным поведением (большинство металлов , некоторые грунты и пластмассы ) или разрушающимися для хрупкого поведения (геоматериалы, чугун , стекло и т. Д.).

В длинных и тонких конструктивных элементах, таких как колонны или стержни фермы , увеличение сжимающей силы F приводит к разрушению конструкции из-за потери устойчивости при более низком напряжении, чем прочность на сжатие.

Перелом

Этот вид деформации также необратим. Разрыв происходит после того, как материал достигает конца диапазона упругой, а затем пластической деформации. В этот момент силы накапливаются до тех пор, пока их не станет достаточно, чтобы вызвать перелом. При приложении достаточных усилий все материалы в конечном итоге разрушатся.

Заблуждения

Распространенное заблуждение состоит в том, что все материалы, которые гнутся, «слабые», а те, которые не гнутся, — «прочные». В действительности многие материалы, которые подвергаются большим упругим и пластическим деформациям, например сталь, способны поглощать напряжения, которые могут вызвать разрушение хрупких материалов, таких как стекло, с минимальным диапазоном пластической деформации.

Смотрите также

Ссылки

прокатка, прессование, волочение, холодная и горячая штамповка листовой формы

19.03.2020

1. Что такое обработка металлов давлением
2. Виды обработки металла давлением
3. Схемы основных категорий металлообработки

Существует большое количество технических вариантов обрабатывания металлических изделий: как ручных, так и автоматизированных (при эксплуатации специального оборудования). Однако несмотря на широкий выбор, простые обыватели и настоящие профессионалы нередко выбирают способ обработки металла давлением. Отличительной чертой пластической деформации является не только изменение формы детали, но и ее физических, механических свойств. Благодаря этому технология активно применяется в разных сферах промышленности и производства. Еще одна причина популярности – таким образом можно значительно повысить производительность и сэкономить расходование сырья, чем при помощи иных аналогичных методик.

ОМД представляет собой изменение параметров и размера заготовок благодаря влиянию на них внешними условиями с дальнейшим сохранением и закреплением полученного результата. Такой эффект достигается за счёт высокой пластичности материалов, поддающихся отделке. После завершения всех рабочих этапов удаётся получить готовое изделие, форма и габариты которого полностью соответствует заявленным заказчиком требованиям. Для увеличения пластичности, перед работой с этим материалом, его прогревают до высоких температурных показателей. Для любой разновидности существуют установленные критерии нагрева, которые имеют четкую зависимость от физико-химических показателей.

Суть обработки металлов посредством давления определяется тем фактом, что атомы при взаимодействии со сторонними факторами обретают тенденцию и склонны принимать иное, устойчиво стабильное положение в кристаллической форме решетке. Важно, чтобы величина этого воздействия была больше допустимого значения пределов металлической упругости. Данный процесс называется пластическая деформация, которая способна изменить не только внешний критерий оценки и габариты изделия, но и его физико-химические параметры. Чтобы обеспечить правильность выполнения с технической точки зрения, нужно обладать профессиональным подходом, иметь необходимое оснащение. Подобрать качественное оборудование легко и удобно в каталоге компании «Сармат».

На основании условий, в которых осуществляется ОМД, специалисты выделяют два направления. Они пользуются примерно одинаковой популярностью на современном рынке, но последняя относится к более инновационной методике. Их отличительными особенностями являются:

• Холодная разновидность, напротив, имеет температурный уровень, ниже рекристаллизации.
• Вид — горячая обработка металлов давлением выбирается при температурных показателях, превышающих баланс нагрева при рекристаллизации материала.

В основе лежит получение заготовки, соответствующей техническому заданию и формату посредством пластической деформации. Доминирующая особенность пластинчатости (в сравнении с упругим аналогом) — это сохранение деформированных форм и параметров после устранения внешних сил, оказывающих влияние. Достижение такого результата объясняется тем, что атомы движутся относительно друг друга на величины, превышающие межатомное расстояние и, после прекращения воздействия на них, не способны вернуться в исходное положение.

Горячая и холодная штамповка металла известна на протяжении многих столетий. Последняя раньше была основным методом изготовления металлической посуды. Это связано с тем, что её отличает быстрота исполнения, отличное качество и доступная стоимость. Такие параметры особенно ценны при массовом производстве и крупном бизнесе, требующем быстрого создания товаров в больших объемах.

Прокатка

Эта разновидность ОМД подразумевает под собой применение двух движущихся валиков, которые обжимают изделие с обеих сторон. Скорость их вращения устанавливается самостоятельно. Целью этой манипуляции является снижение геометрических данных поперечного сечения, а также достижение желаемой конфигурации. Деформация заготовки происходит за счёт трения (толщина минимизируется, а длина и ширина — увеличивается). Данным методом могут обрабатываться металлические листы и ленты, но при условии применения гладких валков. Помимо этого, методика используется при работах с деталями фасонного профиля, но с привлечением ручьевого валка. Типы прокатки металла:

1. Продольная — изделие пропускается через движущиеся в разных направлениях валки, из-за чего оно обжимается до толщины расстояния между ними.
2. Поперечная — эта разновидность необходима для преобразования материала в форму шара, конуса, цилиндра или друг вращающихся тел. Таким образом изготавливают бесшовные балки и многие строительные предназначения для работы.
3. Поперечно-винтовая — в большинстве случаев, она используется для создания и переработки полых заготовок.

Помимо этого, в зависимости от присутствия или отсутствия подогрева, в качестве подготовительного процесса работы, специалисты выделяют холодную или горячую прокатку металла.

Ковка

Данная технология отнесена к категории высокотемпературных способов металлической обработки. Пред тем, как приступить к делу, деталь нагревается до высоких температурных показателей. Температура выставляется и зависит от вида материала, из которого выполнено изделие. Сегодня применяется несколько методов. Важно выделить:

• Ручная — осуществляется руками мастера и применяется по мере необходимости изготовить небольшую партию заказа. Они не ограничены в рабочей зоне, поэтому формируют любое положение в пространстве.
• Штамповки — предусматривают подготовительные работы, в виде помещения заготовки в штамповую матрицу, не позволяющей ей свободно перемещаться. Благодаря этому она полностью повторяет форму матричной полости.
• С применением дополнительного специализированного оснащения (пневматического, гидравлического или паровоздушного).

Метод ковки при обработке металлов давлением, в подавляющем большинстве, выбирается для разовых заказов и мелкосерийного производства. Перед тем как приступить к этой процедуре, деталь разогревается и помещается между двумя ударными положениями молота (бойки). Помимо бойки можно использовать также топор, раскатку или обжимку. Основными ковочными операциями служат:

1. Осадка — уменьшение высоты болванки за счёт увеличения площади поперечного сечения.
2. Высадка — это, своего рода, осадки. Проведение этого этапа требует наличия оправки (подкладной инструмент).
3. Протяжка — увеличение длины посредством снижения площади поперечного сечения.
4. Раскатка на оправе — внутренний и внешний диаметр увеличивается, а стенозная толщина уменьшается.
5. Пошивка — создание сквозных или глухих отверстий. Рабочим инструментом выступает прошивень, а для отвода необходима выдра.
6. Скручивание — поворот определенного участка вокруг продольной оси.

Прессование

Этот вид ОМД подразумевает под собой помещение металлического предмета в специальную форму с дальнейшим выдавливанием через имеющееся отверстие. Эти процессы происходят за счёт мощного пресса и давления, которое способствует выталкиванию. При этом важно помнить, что площадь отверстия не должна превышать площадь сечения используемого изделия. При выполнении этой работы деталь приобретает вид прута, форма и технические свойства которого устанавливаются в зависимости от отверстия. Эта методика отличается простотой и высокой эффективностью. Она часто применяется для оловянных, медных, свинцовых, алюминиевых или цинковых предметов.

На основании того, какой материал используется, прессование металла бывает холодного и горячего типа. Если изделие выполнено из алюминиевого, оловянного, медного или прочего вещества, то оно не нагревается. Если используемые предметы имеют в составе никель или титан, осуществляется нагрев заготовки и рабочего инструмента. Выделяют 2 метода:

1. Прямой — выдавливание осуществляется в направление движения пуансона.
2. Обратный — перемещается навстречу движениям пуансона.

Использование этой тактики ОМД нередко сокращает срок эксплуатации, в связи с чем рекомендуется периодически наносить на рабочие поверхности минеральные масла, графит, канифоль или жидкое стекло. Несмотря на множество достоинств этой обработки, её главным недостатком считается большой пресс остаток (порядка 20%) в прессовочной камере.

Волочение металла

Главным инструментом, используемым в этой методике, является фильера (или волока). Овальная или фасонная форма пропускается через фильерное отверстие, из-за чего создаётся необходимый профиль с поперечным сечением. Лучший пример исполнения этой техники — это создание проволоки, подразумевающее протягиванием заготовки с большим диаметром через несколько фильеров. В результате этих действий происходит его превращение в изделие нужного размера. Технология пользуется спросом при необходимости получения деталей маленького диаметра, создании фасонных профилей, производстве тонкостенных труб и калибровки.

Материалом для волоки может быть инструментальная сталь, металлокерамический сплав или технический алмаз (при тонкой проволоке). Целью этой техники служил уменьшение трения, повышение стойкости инструментария и улучшение отвода тепла.

Существует несколько разделений волочения по разным критериям. Одной из них является:

• Сухое — в случае привлечения мыльной стружки.
• Мокрое волочение предполагает работу с мыльной эмульсией.

Также к основным категориям обработки металлов давлением на практике относятся следующие разновидности:

1. Однократное — осуществляемся единственным проходом.
2. Многократное — требует более одного прохода, благодаря чему осуществляется постепенное снижение поперечного сечения.

Объемная штамповка

Это технологический процесс, в результате которого происходит пространственное изменение различных объемных заготовок, имеющих простейшую геометрическую конфигурацию (цилиндрическую, призматическую и т.п.), для того, чтобы изготовить из них детали гораздо более сложной формы. Такой эффект реализуется посредством специального штампа. Исходя из конструктивной реализации, эта методика делится на 2 основных вида:

1. Открытая — даёт возможность не придерживаться весовой точности. В ней предусмотрен зазор, расположенный между их движущимися элементами, куда отправляется лишний объём материала. Работая с открытым типом, необходимо удалить облой, который формируется по контуру.
2. Закрытая — эта холодная и горячая обработка металлов под давлением не имеет специальных отверстий, а создание изделия проводится в ограниченном пространстве. Но важным условием является грамотный расчёт габаритов (вес и объём).

Листовая

Исходя из ожидаемого результата, эта разновидность ОМД делится на:

• Разделительную — включает в себя пробивку, отрезку и вырубку.
• Формообразующую — состоит из таких элементов, как чеканка, а также гибка и раздача и т.д.

При работе с этой методикой требуется гидравлический пресс или кривошипно-шатунный. Главной деталью этого оборудования считается штамп из матричных элементов и пунсона. Отличительной особенностью метода является отсутствие необходимости обрабатывать в дальнейшем. Для обеспечения высококачественного эффекта, применяемые детали должны иметь высокую точность.

Сегодня самым популярным и распространенным способом обработки является штамповка листового металла под давлением. Она пользуется спросом среди большинства промышленных отраслей, что значительно расширяет область применения. С ее помощью производятся как небольшие элементы радиоэлектронных аппаратов, так и кузова автомобилей и иных транспортных средств.

Комбинированная

Эта разновидность ОМД актуальна при возникновении необходимости одновременного использования нескольких технологий. Комбинировать можно любые доступные на сегодняшний день методы. Их определение зависит от конечной цели, желаемого результата и текущего технического оснащения. На практике комбинирование проводится достаточно часто, так как это дает возможность создавать более сложные формы и конфигурации.

На практике используется схема прокатки, которая позволяет оптимизировать производственный процесс и ускорить обработку. Благодаря высокому уровню пластичности используемого в производстве сырья, выбор наиболее подходящей технологии проходит исходя из конечной цели изготовителя. Показатели способствуют созданию продукта необходимых размеров, заданным показателям или конкретным тех.заданиям. Максимальное количество промышленных отраслей задействуют в своем рабочем процессе разнообразные методы и технологии. При этом учитываются такие обязательные факторы, как общие условия, при которых проводится изготовление и направление деятельности предприятия.

Работа с металлическими изделиями — это сложный, кропотливый и длительный процесс, требующий ответственного подхода. Для достижения желаемого и технически верного результата обязательно требуется привлечение специалистов и оборудования. Добиться этого в домашних условиях практически невозможно, поэтому крайне важно обратиться в проверенную фирму, которая сможет предоставить достаточное количество оборудования, способного удовлетворить требования заказчика. Компания «Сармат» обладает этими возможностями, позволяя реализовать самые сложные задумки.

Основы деформации — tec-science