20.07.2018
В ходе возведения частного жилого здания и разработке интерьера, необходимо принимать во внимание все требования, которые...


20.07.2018
Биметаллическими радиаторами называют батареи, созданные из нескольких сплавов: стального и алюминиевого. Сталь применяют с целью...


19.07.2018
Гибка металла, в особенности, листового, считается технологичной процедурой, в ходе которой из прокатного листа можно получить ту...


18.07.2018
Металлические изделия самой разной функциональности для краткости называются метизы. Группа охватывает широчайший ассортимент,...


18.07.2018
Сегодня на рынке выбор покрытий для пола является попросту колоссальным, среди самых востребованных вариантов следует отметить...


17.07.2018
Инверсионная крыша является «кровлей наоборот». Если говорить простыми словами, то основным её отличием, сравнивая со стандартной...



Особенности технологии зачистки поверхности проката лезвиями

09.06.2018
Обработка металлов резанием в металлургии получила развитие в период, когда начиная с 1950 г. существенно изменился общий подход к процессам формообразования деталей: распространение получили рабочие процессы раскатки, штамповки, точного литья, экструзии, электроконтактная, электроискровая обработка металлов и др. В середине 50-х годов как в России, так и за рубежом высказывались мнения, что развитие указанных методов вытеснит в короткий период времени традиционную обработку металлов резанием. Металлургическая промышленность, располагающая значительным потенциалом и нуждавшаяся в этот период в развитии значительных объемов обработки металлов резанием, с помощью машиностроительной промышленности превратилась в полигон для испытания новых методов обработки металлов: электроконтактного, электрохимического, иглофрезерного, отслаивания, терморезания и др. В этот сложный период развития техники сортоотделки среди металлургов-технологов существовало мнение о нецелесообразности развития механических методов зачистки поверхности проката именно в тех областях производства, где они к настоящему времени получили наибольшее развитие и имеют значительные экономические перспективы.

Традиционный процесс резания металлов, к которому мы относим обработку готового металла, имеющего однородные физико-механические свойства, базируется на идеализированных физических моделях. Эти модели, как правило, относятся к конкретным условиям резания металлов, а их математическая обработка соответствует пока недостаточному с инженерной точки зрения представлению о структуре и физических свойствах металла. Объяснение природы упругих, пластических деформаций, разрушения, связи между напряжением и деформацией принимается на основе зависимостей, подтверждаемых испытаниями однородных по свойствам образцов и относительно низкими по сравнению с резанием скоростями приложения нагрузок. Современная наука о резании металлов отмечает весьма высокие значения относительной деформации в процессе; большие сжимающие напряжения в зоне пластической деформации, препятствующие резанию металла; локализацию деформации в малом объеме; химическую чистоту и активность контактных слоев металла и инструмента, повышающих адгезию и трение. Изменение свойств металлов при резании весьма усложняет анализ механики процессов резания на основе классической теории пластичности. Поэтому накопленный теоретический опыт имеет весьма ограниченное применение в области резания металлов для металлургической промышленности, где основной объем лезвийной обработки приходится на неоднородный по физико-механическим свойствам полупродукт, имеющий значительные габариты, отклонения размеров и припусков на обработку, высокую исходную энтальпию.

Особо важное значение лезвийная обработка занимает в производстве специальных сталей и сплавов, так как традиционно позволяет сохранять полноценные отходы в виде металлической стружки для последующего переплава. Металлорежущие станки и машины составляют более трети всего металлообрабатывающего парка в металлургической промышленности. За последние 15 лет наметились принципиально новые технические решения обработки металлов резанием в металлургии: обработка металла в нагретом состоянии различного вида лезвиями, иглофрезерование, отслаивание, термороторострогание и др. Интенсивно ведутся работы по усовершенствованию металлорежущего инструмента и созданию новых инструментальных материалов. Такое положение создает обнадеживающие перспективы развития, однако следует указать, что интенсивность режимов резания в целом по металлургии повышается значительно медленнее, чем в машиностроении.

Это можно объяснить рядом специфических особенностей резания в металлургии по сравнению с более изученными процессами в машиностроении.

Главной особенностью лезвийной обработки в металлургии является высокая интенсивность процессов, заключающаяся в том, что режимы резания ведутся одновременно на предельных значениях хрупкой и пластической прочности инструментальных материалов, т. е. в условиях, когда практически сближаются показатели обработки быстрорежущим и твердосплавным инструментом (рис. 4). Интенсивность обработки определяется значительными силовыми факторами, связанными с большими глубинами резания, например при точении слитков сложнолегированных сплавов до 25 мм на сторону, и значительными подачами, например при бесцентрово-токарном точении прутков углеродистых инструментальных сталей до 8000 мм/мин или 5 мм/об. В этих условиях удельные контактные нагрузки на поверхности лезвий достигают значений до 500—900 кгс/мм2. Поэтому резание в металлургии можно характеризовать как силовой процесс.

Второй особенностью процессов резания в металлургии являются специфические условия производства, которые, с одной стороны, характеризуются значительным числом обрабатываемых марок сталей и сплавов, а с другой — высокой интенсивностью основного сталеплавильного и прокатного производств и массовостью производства металла, затрудняющего организацию процессов резания как в условиях большегрузных (до 100 т электростали), так и небольших по массе (0,5—1 т) плавок сталей и сплавов.

На обработку стали резанием влияют погодные условия, так как дождевые осадки приводят к подзакалке горячих слитков при транспортировке. Из практики работы слиткообдирочного цеха известно, что в одной плавке могут оказаться явно «необрабатываемые» слитки.

Следующей особенностью резания в металлургии можно считать отличие физико-механических и химических свойств дефектного слоя, подлежащего удалению, от основного металла. Дефектный слой характеризуется наличием твердых включений типа карбидов, силицидов, нитридов и т. п., огнеупорных включений, нарушением сплошности поверхности, эксцентриситетом кристаллизации. Эти свойства литейной корки вызывают интенсивный абразивный износ лезвий, затрудняют применение твердосплавного инструмента из-за выкрашивания режущей кромки, усложняют изучение процессов с целью разработки научно обоснованных режимов резания.

В металлургии складывается тенденция обработки нагретого металла в технологическом потоке, а при резании труднообрабатываемых сталей и сплавов их предварительно нагревают. Такие рабочие процессы уже введены в потоке прокатных станов, и они с экономической точки зрения успешно конкурируют с операциями, выполняемыми на машинах огневой зачисткой. Резание металла, нагретого до температуры прокатки, имеет свои специфические особенности, из которых следует отметить высокие скорости резания (до 500 м/мин) при использовании углеродистого инструментального материала, значительные мощности металлорежущего оборудования 500 кВт и более, наличие интенсивного охлаждения лезвий, специальные условия стружкоотвода, высокий уровень автоматизации оборудования.

Еще одной особенностью резания в металлургии является размерная обработка поверхности готового проката с высокой точностью (до ±0,1 мм) и шероховатостью поверхности до 10 кл. при тенденции роста скоростей резания, достигших значений более 500 м/мин, и продольных подач до 15 000 мм/мин. Развитие этих процессов стимулируется возрастающими потребностями в массовом производстве сталей и сплавов с качественной поверхностью, с минимальными припусками на последующую обработку и базируется на применении новых сверхтвердых инструментальных материалов и надежных адаптивных систем управления процессом.