Сущность процесса прокатки заключается в деформировании (обжатии) металла между вращающимися волками, зазор между которыми меньше толщины обжимаемой заготовки. В результате обжатия толщина заготовки уменьшается, а длина – увеличивается. Заданная толщина проката получается многократным повторением процесса обработки заготовки при постепенном уменьшении зазора между волками.
Современныйпрокатный стан – сложное оборудование, оснащенное всевозможными механизмами и приборами, которые позволяют полностью механизировать и автоматизировать производственный процесс. В общем случае прокатный стан состоит из рабочей машины, волков нужного профиля, передаточных механизмов и двигателя.
Технологический процесс прокатного производства состоит из следующих этапов:
1) Подготовка исходного металла, его нагрев (в случае горячей прокатки);
2) Прокатка метала и его отделка.
На всех этапах прокатки осуществляется контроль за ходом процесса и состоянием оборудования. На станах окончательной прокатки получают либо законченное изделие (фольга, рельсы), либо изделия, нуждающиеся в последующей обработке (балки, трубы). Вся продукция прокатного производства подвергается отделочным операциям: разрезанию, правке, затем проводится контроль качества и маркировка продукции, иногда проводят термическую обработку, отжег или нормализацию, правление поверхности для обеспечения качества. Отожженный и протравленный прокат называется декапированным.
Основные виды проката. Совокупность профилей с различной формой и размерами сечений называется сортаментом проката. Он делится на 5 групп:
1) Сортовой прокат;
2) Листовой прокат;
3) Трубы;
4) Периодический прокат;
5) Специальный прокат.
Сортовой прокат разделяется на простой (круг, квадрат, шестигранник, овал) и фасонный (уголок, швеллер, бутар, рельс).
Листовой прокат разделяется на толстолистовой (броневая, котельная, резервуарная сталь) и тонколистовой (кровельная, трансформаторная, электротехническая сталь).
Стальные трубы бывают бесшовные, цельнотянутые и сварные из ленты.
Прокат периодического профиля представляет собой полосу или пруток, поперечное сечение которого изменяется по длине проката, воспроизводя форму будущей детали. В последнее время начали производить гнутые профили из полос и лент. Их применяют в автотракторной, авиационной промышленности и строительстве. Сортамент гнутых профилей превышает 400 разновидностей.
К специальным видам проката относят продукцию законченной формы (обод автомобильного колеса, гусеницы трактора).
Волочение и прессование
Волочение – процесс обработки металла при протаскивании его через отверстие, сечение которого меньше исходного сечения заготовки, вследствие чего сечение заготовки уменьшается, а длина увеличивается.
Путем волочения в холодном состоянии изготавливают проволоку, комбинированные прутки различного профиля, тонкостенные трубы. При этом получают изделия точных размеров заданной геометрической формы с чистой и гладкой поверхностью. Заготовками могут служить: прокат, катаная проволока, прутки, трубы, а также прессованные профили. Окончательные размеры изделия обеспечиваются протягиванием через несколько последовательно расположенных отверстий (фильера).
Технологический процесс волочения состоит из 3-х стадий:
1)подготовка металла;
2) волочение по определенному режиму;
3)отделка, маркировка, смазка.
Прессование – процесс выдавливания металла через отверстие матрицы, форма которой соответствует форме готового изделия. Процесс прессования осуществляется при высоких температурах, когда металл обладает высокой пластичностью. Прессованию подвергают медь, цинк, алюминий, олово, свинец и их сплавы. Прессованием получают профили из специальных сталей и титановых сплавов. Исходной заготовкой для прессования служит либо слиток, либо прокат круглого сечения. Прессование проводится на горизонтальных или вертикальных прессах. Процесс прессования высокопроизводителен иобеспечивает высокую точность профиля получаемых изделий. Простая замена матрицы позволяет переходить к изготовлению изделия другого вида. Метод прессования из-за сложности и высокой стоимости оборудования применяется в условиях массового производства сложных профилей.
Свободная ковка
Свободная ковка – способ обработки металлов давлением, при котором заготовке (паковке) придается форма ударами молота или нажатием бойка пресса. В большинстве случаев паковка служит заготовкой для дальнейшей механической обработки. Различают ручную и машинную свободную ковку.
Ручная ковка осуществляется в кузнице.
Машинная ковка осуществляется на кузнечнопрессовых машинах с помощью бойков. Поковка может быть массой до 250тонн.
Процесс свободной ковки трудоемок и мало производителен, однако его вынуждены применять при изготовлении сложных крупногабаритных деталей.
Основными путями повышения производительности трудаявляется механизация трудоемких работ. Это применение манипуляторов, контователей и т.д.