Обработка металлов давлением – один из древнейших и востребованных способов создания изделий. Этот метод позволяет эффективно формовать металл, придавая ему нужную форму.
История возникновения обработки металлов давлением
Обработка металлов давлением имеет многовековую историю. Первые упоминания об использовании таких методов, как ковка и волочение, относятся еще к 4-3 тысячелетию до н.э. Тогда древние мастера вручную изготавливали простейшие орудия труда, оружие и украшения из металлов, которые встречались в свободном виде в природе.
В эпоху Средневековья и Возрождения активно развивалось кузнечное дело и оружейное производство. Именно тогда появился легендарный булат – один из древнейших композиционных материалов, получаемый ковкой и сваркой сталей различной твердости.
Одно из первых упоминаний о прокатке металлов встречается в записях Леонардо да Винчи эпохи Возрождения. Он оставил чертежи прокатного стана с ручным приводом.
Изначально процесс осуществлялся вручную, затем проволоку наматывали на катушку, что стало прообразом современного оборудования, значительным этапом в развитии которого был XIX век.
Промышленное прессование металлов начало развиваться в XVII веке в Англии и Германии. Первые гидравлические прессы использовали для изготовления свинцовых труб, которые со временем стали заменять на медные и алюминиевые.
В числе ключевых изобретений, повлиявших на усовершенствование методов обработки металлов давлением, можно назвать:
- Создание парового молота в 1842 году
- Изобретение непрерывной прокатки в 1828 году
- Появление гидравлического пресса в 1795 году
- Внедрение конвейерного производства
- Разработка высокопроизводительных прессов
Сегодня обработка металлов давлением – это высокотехнологичная отрасль с огромным потенциалом для дальнейшего развития. Она продолжает совершенствоваться, осваивая новые материалы, технологии и оборудование.
Преимущества обработки металлов давлением
По сравнению с другими методами обработки металлов, такими как литье или механическая обработка, обработка давлением имеет ряд существенных преимуществ:
- Высокая производительность процессов
- Экономное расходование материала за счет отсутствия отходов
- Возможность обрабатывать практически все виды металлов и сплавов
- Получение нужных физико-механических свойств деталей
- Высокая точность и качество поверхности обработанных деталей
- Возможность автоматизации процессов для серийного производства
- Широкий ассортимент получаемой продукции
Обработка металлов давлением отличается универсальностью и позволяет решать широкий круг задач в металлообработке. Благодаря пластичности металлов, практически любой материал можно эффективно обработать давлением, придав ему нужные свойства и форму.
В зависимости от вида технологического процесса, обработку давлением можно осуществлять при комнатной температуре или с предварительным подогревом заготовок. Это позволяет дополнительно варьировать свойства получаемых деталей.
Высокая производительность, экономичность, универсальность и возможность автоматизации делают обработку давлением незаменимой в современном промышленном производстве.
Основные виды обработки металлов давлением
Существует несколько основных промышленных способов обработки металлов давлением:
- Прокатка
- Ковка
- Штамповка
- Волочение
- Прессование
Рассмотрим подробнее каждый из этих методов.
Прокатка
Прокатка - это обработка металла путем сжатия заготовки между вращающимися валками. Различают прокатку листов, лент, сортового проката различных профилей. В зависимости от температуры заготовки выделяют горячую и холодную прокатку.
Для осуществления процесса используются прокатные станы, оснащенные гладкими или ручьевыми валками. Прокатка отличается высокой производительностью и позволяет получать продукцию с точными размерами и качественной поверхностью.
Метод широко применяется в металлургии для производства различных видов проката, в том числе тончайшей фольги толщиной до нескольких микрометров.
Ковка
Ковка - это обработка металла ударами молота или давлением пресса. Заготовки перед ковкой разогревают до температуры пластичности. Различают несколько основных разновидностей ковки:
- Свободная ковка
- Штамповка
- Объемная штамповка
- Листовая штамповка
Ковкой изготавливают поковки сложной формы, которые широко используются в машиностроении. Особняком стоит художественная ковка для создания декоративных изделий.
Штамповка
Штамповка - обработка металла давлением с использованием закрытых штампов. Метод позволяет получать детали высокой точности и сложных форм. Штамповка бывает:
- Горячей
- Холодной
- Объемной
- Листовой
Процесс может осуществляться на молотах или гидравлических прессах. Штамповку используют в массовом и крупносерийном производстве деталей в автомобилестроении, авиации, бытовой технике.
Волочение
Волочение заключается в протягивании заготовки через коническое отверстие – волоку. При этом происходит уменьшение поперечного сечения заготовки и увеличение ее длины.
На волочильных станах получают проволоку, калиброванные прутки, трубы. Волочением можно добиться высокой точности размеров продукции при относительной простоте процесса.
Прессование
При прессовании заготовка помещается в замкнутую полость матрицы и выдавливается через фильеру с приданием нужной формы. Метод позволяет получать длинномерные профили постоянного сечения, такие как прутки, трубы, ленты, листы. Используют гидравлические или винтовые прессы.
Прессованием обрабатывают цветные металлы и их сплавы, в том числе алюминий, медь, свинец, цинк. Как видим, существует множество эффективных способов обработки металлов давлением для решения различных производственных задач. Правильный выбор метода позволяет получать качественную продукцию с оптимальными затратами.
