T32 Obróbka plastyczna – klasyfikacja i rodzaje

Obróbka Plastyczna Metoda obróbki metali polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności. Ma na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. Zawsze uzyskuje się poprawę własności mechanicznych. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na zimno. Klasyfikacja ta zależy od temperatury. Znana jest już o ponad 50 wieków. W obecnych czasach jest jedną z ważniejszych technologii obróbki metali. Narzędziem kształtującym najczęściej jest matryca zamontowana w młotach. Elementy wykonane w tym procesie to głównie odkuwki. Ponadto narzędziem mogą być kowadła, walce oraz ciągadła. Wyróżniamy trzy rodzaje obróbki plastycznej w zależności od temperatury: na zimno na ciepło na gorąco

Obróbka Plastyczna W przypadku obróbki na zimno zakres temperatury wynosi maksymalnie do 40% wartości temperatury topnienia materiału. Zaletą tego rodzaju jest uzyskanie dużej dokładności wykonanego elementu. Jednak aby odkształcić materiał potrzebna jest duża siła. Podczas obróbki na ciepło temperatura wynosi w granicach od 40% aż do 60% temperatury topnienia. Uzyskujemy średnią dokładność a siły działające na materiał są niższe. Natomiast przy obróbce materiałów na gorąco musimy liczyć się z wysoką temperaturą towarzyszącą podczas obróbki. Wynoszącą nawet 90% wartości temperatury topnienia. W przypadku żelaza wynosi odpowiednio 1539 oC x 0,9 = 1385 oC

Obróbka Plastyczna Obróbka plastyczna na zimno   Polega ona na odkształcaniu plastycznym materiału, które wywołuje wzrost gęstości defektów w sieci krystalograficznej, głównie punktowych i liniowych, a tym samym nagromadzenie energii odkształcenia, która jest tym większa, im niższa jest temperatura tego procesu. Temperatura, w której przeprowadza się obróbkę plastyczną na zimno jest niższa od temperatury rekrystalizacji czyli 0,4 bezwzględnej temperatury topnienia. Nagromadzenie się dużej liczby dyslokacji powoduje wzajemne blokowanie się ich - skutkiem tego jest zmiana własności fizycznych i mechanicznych. Zmianę tychże własności przyjęto nazywać zgniotem. Efektem odkształcenia plastycznego jest stopniowe wydłużenie się ziaren w kierunku obróbki plastycznej. Wyciągnięciu ulegają również wtrącenia niemetaliczne, które mają tendencję gromadzenia się na granicach dendrytów. Wynikiem tego jest powstanie charakterystycznej włóknistej struktury. Innymi efektami obróbki plastycznej jest zmiana właściwości magnetycznych oraz przewodności elektrycznej ( wzrost oporności ) oraz wzrost twardości i zmniejszenie plastyczności.

Obróbka Plastyczna Obróbka plastyczna na zimno  Miarą zgniotu jest stopień odkształcenia plastycznego podawany w procentach. Stopień odkształcenia określa się na podstawie: względnej zmiany długości gdzie: Δl- długość próbki po zgniocie, l0- początkowa długość próbki względnej redukcji przekroju gdzie: ΔS- przekrój po zgniocie, S0- przekrój początkowy  

Obróbka Plastyczna Obróbka plastyczna na gorąco   Następuje powyżej temperatury rekrystalizacji. W wyniku obróbki na gorąco materiał jest miękki, rekrystalizowany i skory do odkształceń o ziarnach szerokokątnych. Cechy obróbki plastycznej na gorąco: Wzmocnienie w procesie kształtowania - usunięte w całości przez rekrystalizację; Równomierna mikrostruktura; Usunięta pasowość mikrostruktury; Wytrzymałość wyższa wzdłuż włókien - kierunek obciążenia zgodny z kierunkiem włókien;

Obróbka Plastyczna Obróbka plastyczna na gorąco  Etapy zmian struktury i własności wywołane odkształceniem plastycznym na gorąco: Zdrowienie - procesy prowadzące do zmieszania gęstości defektów punktowych. Proces zdrowienia polega na częściowym usunięciu skutków zgniotu zachodzące podczas wygrzewania zgniecionych materiałów w temperaturze niższej od temperatury rekrystalizacji. Rekrystalizacja pierwotna - polega na utworzeniu zarodków nowych ziaren i wzroście przez migrację Rozrost ziaren - po zakończeniu krystalizacji pierwotnej następuje dolny wzrost wielkości ziarna. Jeśli średnica powstałych ziaren jest statycznie jednorodna to jest to normalny wzrost ziaren, jeśli nie następuje rekrystalizacja wtórna.

Obróbka Plastyczna Do rodzajów obróbki plastycznej zaliczamy m.in. : kucie matrycowe kucie swobodne walcowanie (wzdłużne, poprzeczne, skośne) Ciągnienie wyciskanie, nagniatanie łącznie wybuchowe.

Obróbka Plastyczna Zaletami tego procesu są: oszczędność materiału (brak wiór), szybkość, duża powtarzalność, możliwość nadawania skomplikowanych kształtów (trudnych lub niemożliwych do uzyskania w innych procesach) zachowanie ciągłości włókien co zapewnia lepsze właściwości mechaniczne. Wadą tego procesu jest duży koszt maszyn (np: młotów kujących) i narzędzi kształtujących (w przypadku kucia matrycowego jest to koszt matrycy)