Нагрев при обработке металлов давлением

Например, сродство к кислороду того или иного элемента препятствует протеканию технологических процессов восстановительного свойства сцепление частиц материала препятствует его деформации силы поверхностного натяжения препятствуют дроблению жидкости и т. д. Для преодоления указанных сил должна быть совершена работа с затратой того или иного количества энергии. Ту энергию, которая непосредственно совершает работу по преодолению сил, препятствующих протеканию данного технологического процесса, удобно называть рабочим видом энергии. В промышленности в качестве рабочего вида энергии наиболее часто используются тепло и механическая энергия. Так, например, при обработке металла на токарном станке непосредственно затрачивается механическая энергия, при обработке металлов давлением на прокатном стане и кузнечном молоте затрачивается также механическая энергия, но для того чтобы перевести металл в удобное для обработки давлением пластическое состояние, нужно его нагреть до той или иной температуры, затратив тепло. Тепло нужно затратить для того, чтобы расплавить материал, осуществить процесс сушки или возгонки, восстановить руду до металла и т. п. [c.7]

Нагрев массивных тел перед пластической обработкой металлов давлением, а также в целях изменения структуры металла (термическая обработка) является распространенным процессом в промышленности. Печи-теплообменники, применяемые для этой цели характеризуются низким коэффициентом использования энергии. Совмещение зон технологического процесса и теплогенерации, характерное для печей-теплогенераторов, применительно к массивным твердым телам практически возможно только на базе использования электрической энергии. [c.211]

Нагрев при обработке металлов давлением [c.299]

При обработке металлов давлением (ковке, штамповке, прокатке, высадке) часто применяют нагрев для повышения пластичности металлов. [c.299]

Наряду с экономией топлива и рациональным использованием природного газа в металлургии и в машиностроительном комплексе, где имеет место нагрев перед обработкой металла давлением, необходимо стремиться к идеальному качеству металла в ходе его тепловой обработки. [c.616]

Наиболее сложный комплекс требований к качеству нагрева металла предъявляется при штамповке и прессовании. Важной проблемой, имеющей громадное народнохозяйственное значение, является также нагрев с минимальным обезуглероживанием инструментальных сталей перед прокаткой. Поэтому основное внимание в настоящей работе уделено удовлетворению требований этих процессов обработки металлов давлением. [c.8]

Склонность тугоплавких металлов и сплавов к взаимодействию с газами снижает их пластические свойства, затрудняет деформацию и значительно понижает процент выхода годного металла. Например, при нагреве ниобия в среде аргона при 1400—1600° С и деформации на воздухе глубина окисленного слоя составляет 3 мм. Этот слой необходимо удалять механической обработкой. Молибден и вольфрам в аналогичных условиях окисляются на глубину до 1 мм, а при температурах выще 1000° С интенсивно образуют летучие окислы, приводящие к потере металла и ухудшению санитарных условий труда. Поэтому нагрев, обработку давлением и охлаждение заготовок следует проводить в защитных или нейтральных атмосферах и вакууме. Один из способов защиты заключается в нагреве и охлаждении заготовок в среде нейтральных и инертных газов. Например, для защиты молибдена и вольфрама применяется водород, а ниобия и тантала — аргон или гелий. Защита металлов и сплавов от окисления может обеспечиваться также применением оболочек, нагревом заготовок в расплаве стекла, применением защитных покрытий в виде эмалей. Однако эти способы решают задачу только частично. [c.242]

Нагрев металлов под горячую обработку давлением часто обусловливают только температурой и совершенно не оговаривают среду, скорость и время нагрева. Между тем правильный нагрев любых металлов под деформацию и термообработку зависит не только от температуры и среды, в которой производится нагрев (окислительная, восстановительная, нейтральная или защитная), но также от скорости и времени нагрева при заданной температуре. [c.283]

Непрерывный нагрев заготовок или сутунок перед ковкой или штамповкой — другой пример использования нагревательных отапливаемых газом печей непрерывного действия в машиностроительной промышленности. Стальные заготовки, а также заготовки из цветного металла нагревают в пламенных печах, где они движутся навстречу горячим продуктам сгорания. Как правило, в конце нагрева эти заготовки подвергаются томлению в зоне, оборудованной излучающими горелками. Очень часто для этих целей применяют печи с вращающимся подом, в которых достаточно точно достигается пропорционирование соотношения газ—воздух и значительно снижается или даже совсем ликвидируется возможность окалинообразования на поверхности заготовок как в процессе нагрева, так и в процессе обработки давлением. Аналогичные преимущества характеризуют печи скоростного конвективного газового нагрева, которые часто используют для нагрева заготовок и прутков. [c.324]

Среднетемпературные печи им еют верхнюю температурную границу 1200—1250° С, определяемую возможностью применения для нагревательных элементов специальных сплавов сопротивления. Технологические применения этих печей весьма обширны процессы закалки, нормализации, отжига, термохимическая обработка черных металлов, нагрев под обработку давлением черных и цветных металлов и т. п. [c.38]

Одним из видов нанесения защитных покрытий на детали из высокотемпературных материалов служит метод окунания в расплав [1]. Такой метод используется для кратковременной защиты покрытий при горячей обработке давлением молибдена и ниобия. Для нанесения качественного покрытия необходимо определение оптимальных температур и состава расплава, при которых происходит удовлетворительное смачивание твердых металлов расплавом. Смачивание твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия исследовали на установке, позволяющей раздельный нагрев твердой и жидкой фаз [2]. Опыты проводили в среде гелия, температуру фиксировали платина — платинородиевой термопарой. В качестве объектов исследования использовали молибден и ниобий после электронно-лучевой плавки, алюминий чистоты 99,98% и порошки легирующих компонентов кремния, титана и хрома марки ч. д. а. Для экспериментов готовили навески одинаковой массы 500 мг. При достижении твердой подложкой температуры опыта навеска плавилась и соприкасалась с подложкой, время контакта при заданной температуре составляло 2 мин, по истечении которого каплю фотографировали аппаратом Зенит-С на [c.55]

Нагревательные печи. В нагревательных печах происходит нагрев металла до температур, создающих условия для осуществления последующих пластических деформаций при обработке давлением (ковки, штамповки, прессования). Эта температура для черных металлов колеблется в пределах от 900 до 1280° С. К группе нагревательных нечей иногда относят также термические печи, служащие для придания заданных свойств изделиям или их поверхности (нанример печи для нагрева перед закалкой). Эти печи работают обычно при более низких температурах (600— 850° С). Так как термические печи часто требуют создания контролируемой атмосферы, то в этом разделе ограничимся рассмотрением нагревательных печей прокатного и кузнечного производства. К прокатным относятся как печи непрерывного действия (методические, карусельные), так и периодически действующие камерные печи и нагревательные кольца. [c.286]

При нагреве металлов под обработку давлением, при отпуске или отжиге после сварки и в других случаях, когда требуется равномерный нагрев материалов по всему сечению, с целью достижения наибольшей скорости нагрева целесообразно использовать возможно меньшие частоты, но без заметного снижения электрического к. п. д. [c.95]

Сварка — высокопроизводительный процесс соединения материалов за счет появления между соединяемыми поверхностями межатомной (для металлов — металлической) связи. Физические основы электрической сварки весьма просты — для получения сварного соединения необходимо сблизить поверхности соединяемых материалов на расстояние действия межатомных сил. На процесс соединения оказывает сильное влияние состояние поверхности — наличие окислов, жировых пленок, слоев адсорбированных газов и т. д. Для устранения вышеуказанных причин, мешающих получить качественное сварное соединение твердых материалов, используются нагрев и давление. При нагреве с повышением температуры снижается твердость материала и повышается его пластичность, причем в случае доведения материала до расплавления (получение жидкой фазы) отпадают затруднения, связанные с твердостью материала, так как объемы жидкого металла самопроизвольно сливаются в общую сварочную ванну. Пластическую деформацию материала получают также приложением соответствующего давления. Так как заметное взаимодействие атомов проявляется на расстояниях менее 5-10 ° м, а поверхности деталей в зависимости от механической, химической подготовки и условий нагрева покрыты продуктами взаимодействия с окружающей средой и различными загрязнениями, а также имеют даже при самой совершенной обработке высоту неровностей по поверхности более 10 м, то необходимо прилагать значительные усилия для их сближения. За счет приложения достаточного давления можно получить столь значительную пластическую деформацию, что материал начинает течь подобно жидкости. Перемещаясь вдоль поверхности раздела, загрязненный поверхностный слой вытесняется наружу, в соприкосновение приходят внутренние свежие слои и сливаются в одно целое. С повышением температуры осадка облегчается, а величина необходимого давления уменьшается. Возможны различные соотношения между нагревом и давлением от расплавленного металла без осадки (давления) до одной осадки без нагрева. В соответствии с этим различают три разновидности свар-130 [c.130]

Индукционные нагревательные установки применяют для нагрева заготовок, труб и деталей из углеродистой стали перед обработкой давлением и термообработкой. Применяются два вида принципиально различных варианта нагрева сквозной, когда заготовка прогревается на всю толщину с разницей температур между поверхностью и сердцевиной 50—100°, и поверхностный, когда требуется нагреть только относительно небольшой слой металла на определенную глубину. [c.260]

Перед обработкой давлением применяют сквозной индукционный нагрев, обеспечивающий большую скорость нагрева при меньшем окислении металла, легко поддающийся автоматизации и механизации и отличающийся более высокой производительностью на единицу площади цеха, чем пламенные печи и печи сопротивления. В связи с этим установки сквозного индукционного нагрева получили широкое распространение в кузнечных, прессовых и прокатных цехах. Для термообработки применяют поверхностный индукционный нагрев. На рис. 111 показана индукционная установка для сквозного нагрева цилиндрических заготовок. [c.261]

Рост зерна в деформированных сталях и сплавах, происходящий вследствие развития собирательной рекристаллизации, может приводить к значительному укрупнению кристаллической структуры. Однако следует учитывать, что нагрев металлов и сплавов в процессе обработки давлением не является окончательной операцией и сопровождается, как правило, последующей деформацией. В данном случае деформация значительно измельчает крупнокристаллическую структуру, образовавшуюся при нагреве и собирательной рекристаллизации. Отсюда можно заключить, что температура начала собирательной рекристаллизации не является потолком нагрева перед обработкой давлением. Поэтому при установлении температур обработки температуры начала собирательной рекристаллизации вследствие положительного влияния деформации должны учитываться с возможным повышением их в зависимости от величины последующей деформации. Температуры собирательной рекристаллизации жаропрочных сплавов и отдельных легирующих элементов определялись также рентгеновским методом. [c.124]

Режим нагрева высоколегированных сплавов отличается от нагрева обычных конструкционных сталей. Это различие определяется меньшей теплопроводностью высоколегированных сплавов в интервале температур от комнатной до 700—800° (см. фиг. 38). а также понижением технологической пластичности их при диффузии отдельных элементов в нагреваемый металл из продуктов сгорания топлива пламенных нагревательных печей. Так как высоколегированные малопластичные сплавы имеют более низкую теплопроводность, нагрев их должен производиться с предварительным медленным подогревом до 700—800° и лишь только после достижения этих температур их нагревают до температур обработки давлением. Отступление от такого режима нагрева обычно приводит к образованию значительных температурных напряжений, которые могут вызывать хрупкое состояние нагреваемого металла. Поэтому общая длительность нагрева высоколегированных сплавов, как установлено проведенными исследованиями, примерно в 2—1,5 раза превышает продолжительность нагрева конструкционных легированных сталей. [c.137]

Требования, предъявляемые к нагреву заготовок перед обработкой давлением, определяются в зависимости от технологического процесса обработки давлением (прокатки, ковки, штамповки, прессования, резки на заготовки и т. д.), размеров исходной заготовки, ее химического состава и теплофизических свойств. Нагрев считается качественным, если он проведен по определенному режиму, в результате чего получено требуемое распределение температур по объему заготовки, а величины окисления и обезуглероживания не превышают определенных значений и при этом отсутствуют нарушения целостности металла (трещины). [c.5]

В зависимости от состояния ( чистоты ) поверхности, давления газов в окружающей атмосфере и условий стимуляции (нагрев, освещение) при регистрации эмиссии газонаполненным счетчиком Гейгера или вторично-электронным умножителем могут происходить процессы как адсорбции, так и десорбции. В последнее время появились работы, касающиеся явлений само-возбуждающейся эмиссии. Нагревание образцов без какого-либо предварительного возбуждения (в результате механических, радиационных и других воздействий) приводит к появлению пиков ТСЭ [8, 24—27]. Эти эффекты особенно проявляются в том случае, если исследуемые вещества подвергаются предварительной обработке, приводящей к гидратации поверхности. Интенсивная термостимулированная эмиссия наблюдалась после смачивания водой металлов и полупроводников [25], травления полупроводников [26], смачивания водой и спиртом щелочных галогенидов [4, 27]. [c.257]

Расчеты показывают, что наиболее экономичные в зависимости от размера нагреваемых заготовок и района расположения предприятия индукционный или газовый нагрев. Способ безокислительного газового нагрева металла под обработку давлением наиболее экономичен во всех районах нашей страны, располагающих природным газом. [c.102]

Электронно-лучевые печи применяются для получения особо чистых металлов. В печах этого типа нагрев осуществляется благодаря бомбардировке поверхности нагреваемого предмета быстро движущимися электронами. Так как создать направленный поток электронов и сообщить ему достаточную энергию можно только в условиях высокого вакуума, в электронно-лучевых печах поддерживается давление порядка 10 -10 " Па. Основным элементом печи является нагревательный элемент или пушка, снабженная электромагнитным фокусирующим устройством и системой развертки луча, что позволяет получить пятно диаметром 5-10 мм на расстоянии 1,5-2 м от катода и перемещать его по поверхности слитка. Следует отметить, что электронно-лучевые печи используются не только для плавки, но и для различных процессов, связанных с нагревом материалов, например, при выращивании и зонной очистке монокристаллов, термической обработке ленточных и проволочных материалов, испарение металлов с целью нанесения покрытий, для сварки, литья и т.д. [c.18]

Начальной операцией горячей обработки давлением слитков иттрия являются ковка и экструзия. Иногда экструзия рассматривается как самостоятельная законченная операция. Экструзия иттрия по сравнению с прокаткой является более экономичным процессом получения изделий различной формы. Экструзия требует меньше времени на подготовку и нагрев и сопровождается меньшим окислением металла. Способность иттрия хорошо обрабатываться в горячем состоянии позволяет изготовлять путем выдавливания через матрицу изделия разнообразной формы [4]. [c.45]

Наибольшие затруднения вызывает удаление серы и углерода. Даже нри очень низком содержании сера в результате диффузии из объема, как правило, собирается в значительном количестве на поверхности, особенно нрн температурах отжига. Летучесть углерода очень мала (при 2050 К давление паров составляет 10 5 Па, или 10 мм рт. ст.), и он также обычно накапливается на поверхности. Удалить углерод можно обработкой кислородом. Один из таких способов предусматривает кратковременный (от нескольких минут до нескольких десятков минут) нануск кислорода до давления около 10 Па ( 10 мм рт. ст.) нри низкой температуре (до нескольких сотен градусов Цельсия), последующее вакуумирование образца и быстрый его нагрев (вспышку) для удаления адсорбированного кислорода. В некоторых случаях эту обработку необходимо повторять, так как в результате вспышки на поверхности опять может накапливаться некоторое количество углерода. Другой способ заключается в длительной (в течение нескольких часов) обработке образца при температуре выше 2300 К и давлении кислорода около 10 Па ( 10 мм рт. ст.) с последующей термодесорбцией адсорбированного кислорода этим методом металл очищается от углерода на значительную глубину. Углерод является существенной примесью для W, Мо и Та, меньшее значение он имеет в случае Re, Nb, Ir и Os известно, что вольфрам, подвергнутый жесткой термической обработке нри 2500—3000 К, не полностью свободен от поверхностного углерода и для его удаления необходима кислородная обработка [15]. Необходимо всегда помнить, что в процессе высокотемпературной обработки образца в него могут переходить примеси из подложки. Поэтому по возможности подложка должна быть изготовлена из того же металла, что и образец. Закрепляя виток проволоки вокруг подложки, ее можно обезгажнвать независимо от образца. [c.124]

Внепечной газовый нагрев широко используется для термообрабопси изделий из стекла в приборостроении, электронной промышленности и т.д. В сварочном производстве внепечной газовый нагрев металла применяют для предварительного нагрева стыков крупногабаритных деталей с целью снижения неравномерности распределения температур для уменьшения и предотвращения сварочных напряжений и деформаций при сварке, подогреве сварочных швов для снятия остаточных напряжений. Внепечной газовый нагрев в металлургии применяется для сушки литейных ковшей, желобов и стаканов мартеновских печей, форм, стержней и т.п. Целью сушки является упрочение футерованного слоя. После сушки перед разливкой металла производится также нагрев футеровки до температуры 873-1073 К. Внепечной газовый нагрев применяется в различных отраслях промьшшенности также для сушки лакокрасочных покрытий, нагрева пластмасс перед обработкой давлением, сварки винипласта, нагрева дорожных асфальтобетонных покрытий в городском хозяйстве при ремонте дорог и др. [c.216]

Полирование сознательно было отнесено к числу факторов предварительной обработки, влияющих на прочность, так как оно значительно влияет также и на характер поверхности основного металла. Здесь следовало бы добавить, что при полировании в зависимости от силы давления и от окружной скорости полировочного круга происходит наклеп поверхности, который может захватывать и более глубокие слои. Сходное явление имеет место и при нагреве в местах соприкосновения с полировочным кругом при ненормальной работе, когда этот нагрев становится очень высоким не только в самых верхних слоях, но затрагивает и более глубокие зоны, что приводит к отпуску материала (цвета побежалости). Эта опасность возникает прежде всего прп сухом полировании. При ручном полировании сильно профилированных деталей неравномерность давления может очень отрицательно влиять на появление заметных зон сильного наклепа выступающих мест. Вследствие возможного сильного перенапряжения структурной решетки материала при механическом полировании стало развиваться электролитическое глянцевание (полирование). Если сравнивать данные длительной прочности механически и электролитически отполированных материалов, можно установить менее удовлетворительную прочность материала, обработанного электролитически (работы Хемпеля, Мондопа и др. см. стр. 215). Следует заметить, что эти результаты в основе ошибочны, так как при сравнении за исходную принята прочность, полученная механически отполированными образцами. Как уже говорилось, поверхность материала при механической обработке в верхней зоне получает наклеп, который еще усиливается при механическом полирова- [c.155]

По ввду и назначению используемой энергии и тепла все технологические процессы подразделяются на следующие группы а) силовые процессы обработки резанием и давлением, процессы транспортировки деталей, узлов и полуфабрикатов б) высокотемпературные процессы термическая обработка, плавка металла, окраска (например, в электростатическом поле )и т. п. в) электрохимические и химические процессы (хромирование, никелирование, электролиз и т. п.) г) средне- и низкотемпературные процессы (сушка, отопление, нагрев, бытовое горячее водоснабжение и т. п.) д) оовещение бытовых и промышленных помещений. [c.201]

Современные средства нагрева стальных заготовок перед обработкой давлением должны обеспечивать высокое качество нагрева, т. е. равномерность нагрева по сечению и объему заготовок снижение потерь на угар металла до 0,3—0,5% от исходной массы заготовок (безокислительный нагрев) и снижение до минимума обезуглероживания поверхности заготовок (необезуглероживающий нагрев). [c.3]

Хром, даже высокой степени чистоты,содержащий минимальные количества углерода и водорода, не поддается обработке давлением. Этот металл может быть откован в горячем состоянии только если отсутствуют примеси углерода и водорода и приняты специальные меры предосторожности (например, нагрев в атм осфе-ре инертного газа или в вакууме) против насыщения этими примесями в процессе нагрева под ковку. Процеас получения ковкого хрома состоит из ряда операций. Ковкий хром может быть получен восстановлением чистой окиси хрома кальцием в смеси расплавленных хлоридов бария и, кальция в открытом тигле, нагреваемом током высокой частоты в атмосфере аргона. Полученный порошок хрома после промывки водой, подкисленной азотной кислотой, и повторного в осстановления, прессуется, дегазируется нагревам до 1300° в высоком вакууме и спекается в штабики при 1600—1700°. Эти штабики допускают прокатку в горячем оостояини при температу ре 1250° (на рев под прокатку производится в распла вленном ВаСЬ). [c.436]

Пластические деформации, неизбежно возникающие в сварных соединениях и конструкциях, по происхождению в процессе технологического цикла изготовления и эксплуатации сварной конструкции можно разделить на следующие группы а) исходные деформации в основном металле, зависящие от способа получения и об-работю металла литьем, порошковой металлургией, давлением (прокатка, штамповка, ковка) б) деформации, возникающие при заготовительных операциях и сборке при резке, правке, гибке, вальцовке, закреплении в сборочных приспособлениях в) сварочные деформации, являющиеся следствием термодеформационного цикла сварки г) послесварочные технологические деформации, возникающие при правке конструкции (местный нагрев, изгиб, растяжение, проковка, прокатка и др.) и при окончательной обработке (термическая обработка, дробе- и пескоструйная обработка, резание и др.) д) эксплуатационные деформации, которые могут иметь место в процессе эксплуатации в результате местных перегрузок, потери устойчивости и т. д. [c.135]

Для ускорения процесса склеивания допускается выд-ерж а под давлением при 55 5 °С (30—40 мин) или при 45 5 °С в течение 60—70 мин (при склеивании металлов с термопластичными пеноматерналами). После окончания нагре-вания склеенные детали выдерживают под давлением не менее 30 мин для охлаждения до 20—30 °С. После снятия давления изделия, склеенные без нагревания, до механической обработки выдерживают 8—12 ч при 16—30 °С. Изделия, склеенные при нагревании, могут подвергаться обработке через 2 ч после снятия давления. [c.373]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология