Перечислите методы обработки металла и дайте их краткое описание.

Ковка (молотком), дифовка (или выколотка, прием холодной обработки листового металла ударами молотка, под которыми он тянется, изгибается и приобретает нужную форму. Как правило, толщина заготовки не больше 2 мм), чеканка (применяется для набивки фактуры и дочеканки после литья, тонкой лепке. Инструменты: чеканы, молоток, тиски), басма (дальнейшее развитие чеканки, применяется доска с уже набитым рисунком, матрица. На нее кладут лист металла и колотят молотком. Лист должен быть тоньше, преимущество - быстрота производства, экономия металла), гравирование (нанесение линейного рисунка на материал при помощи резца. Бывает плоскостное и трехмерное. Инструмент - штихель), чернь (чем-то похожа на эмаль, в виде порошка, накладывается на серебро, оттеняет узор), насечка (тауширование, инкрустация - наружная поверхность предмета насекается и набивается золотой или серебряный узор), скань (филигрань), эмалирование (финифть), давление (упругое и пластическое, меньше отходов).

31. Обработка металлов давлением – перечислите виды и дайте их краткое описание.

Обработка металлов давлением основана на их способности при определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил. Упругая деформация характеризуется смещением атомов относительно друг друга на величину, меньшую межатомных расстояний, и после снятия внешних сил атомы возвращаются в исходное положение. При пластических деформациях атомы смещаются относительно друг друга на величины, большие межатомных расстояний, и после снятия внешних сил не возвращаются в свое исходное положение, а занимают новые положения равновесия.

 

Для начала перехода атомов в новые положения равновесия необходима определенная величина действующих напряжений, зависящая от межатомных сил и характера взаимного расположения атомов (типа кристаллической решетки, наличия и расположения примесей, формы и размеров зерен поликристалла и т. п.).

Так как сопротивление смещению атомов в новые положения изменяется не пропорционально смещению, то при пластических деформациях линейная связь между напряжениями и деформациями обычно отсутствует.

Напряжения, вызывающие смещение атомов в новые положения равновесия, могут уравновешиваться только силами межатомных взаимодействий. Поэтому под нагрузкой при пластическом деформировании деформация состоит из упругой и пластической составляющих, причем упругая составляющая исчезает при разгрузке (при снятии деформирующих сил), а пластическая составляющая приводит к остаточному изменению формы и размеров тела. В новые положения равновесия атомы могут переходить в результате смещения в определенных параллельных плоскостях, без существенного изменения расстояний между этими плоскостями. При этом атомы не выходят из зоны силового взаимодействия и деформация происходит без нарушения сплошности металла, плотность которого практически не изменяется. Скольжение одной части кристаллической решетки относительно другой происходит по плоскостям наиболее плотного размещения атомов (плоскостям скольжения). В реальных металлах кристаллическая решетка имеет линейные дефекты (дислокации), перемещение которых облегчает скольжение.

Величина пластической деформации не безгранична, при определенных ее значениях может начаться разрушение металла.

На величину пластической деформации, которую можно достичь без разрушения (предельная деформация), оказывают влияние многие факторы, основные из которых - механические свойства металла (сплава), температурно-скоростные условия деформирования и схема напряженного состояния. Последний фактор оказывает большое влияние на значение предельной деформации. Наибольшая предельная деформация достигается при отсутствии растягивающих напряжений и увеличении сжимающих. В этих условиях (схема неравномерного всестороннего сжатия) даже хрупкие материалы-типа мрамора могут получать пластические деформации. Схемы напряженного состояния в различных процессах и операциях обработки давлением различны, вследствие чего для каждой операции, металла и температурно-скоростных условий существуют свои определенные предельные деформации.

Существенные преимущества обработки металлов давлением по сравнению с обработкой резанием - возможность значительного уменьшения отхода металла, а также повышения производительности труда, поскольку в результате однократного приложения усилия можно значительно изменить форму и размеры деформируемой заготовки. Кроме того, пластическая деформация сопровождается изменением физико-механических свойств металла заготовки, что можно использовать для получения деталей с наилучшими эксплуатационными свойствами (прочностью, жесткостью, высокой износостойкостью и т. д.) при наименьшей их массе. Эти и другие преимущества обработки металлов давлением (отмеченные ниже) способствуют неуклонному росту ее удельного веса в металлообработке. Совершенствование технологических процессов обработки металлов давлением, а также применяемого оборудования позволяет расширять номенклатуру деталей, изготовляемых обработкой давлением, увеличивать диапазон деталей по массе и размерам, а также повышать точность размеров полуфабрикатов, получаемых обработкой металлов давлением.

Ковка. Основные понятия, инструменты технология.

Ковка делается ударами молота по заготовке. Бывает с нагревом (горячая ковка - малоуглеродистые стали, изготовление инструментов, худ. изделий) и без нагрева (холодная ковка - драгоценные металлы и медь). Под ударами заготовка деформируется и приобретает нужную форму. Девормироваться без разрывов и трещин могут только металлы с определенной степенью вязкости, пластичности, текучести. Все эти свойства вместе - ковкость металла. Чем выше температура нагрева, тем мягче металл.

Инструменты: наковальня, шперак (маленькая двурогая наковальня - до 4 кг), кувалда (легкий, средний, тяжелый удар), ручник (кузнечный молоток, сторона плоская, сторона шарообразная), зубило и подсечка (рубка и раскалывание), пробойники (пробивают отверстия), гвоздильня (перфорированая металлическая доска для создания шляпок), клещи.

Операции: осадка (уменьшение длины заготовки за счет увеличения поперечного сечения) и высадка (осадка, которая не по всей длине), вытяжка (обратно осадке), рубка (разделение поковки на части зубилом и молотком), гибка (поковке придается изогнутая форма), закручивание (часть поковки поворачивается вокруг общей оси), выглаживание, насекание рисунка, набивка рельефа и фактуры, кузнечная сварка.