Материалы, применяемые при обработке давлением

Для получения заготовок обработкой давлением используют различные деформируемые материалы: углеродистые, легированные и высоколегированные стали, жаропрочные сплавы, сплавы на основе алюминия, меди, магния, титана, никеля и др. Химический состав основных деформируемых металлов и сплавов указан в следующих ГОСТах:

ГОСТ 4784-74* «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки»;

ГОСТ 14957-76* «Сплавы магниевые деформируемые. Марки»;

ГОСТ 18175-78* «Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки»;

ГОСТ 5017-74* «Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением. Марки»;

ГОСТ 15527-70* «Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки»;

ГОСТ 19807-74* «Титан и титановые сплавы, обрабатываемые давлением. Марки»;

ГОСТ 492-73* «Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки»;

ГОСТ 5632-72* «Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные. Марки и технические требования»;

ГОСТ 380-71* «Сталь углеродистая общего назначения. Марки и технические требования»;

ГОСТ 1050-74** «Сталь углеродистая качественная, конструкционная. Технические условия»;

ГОСТ 4543-71* «Сталь легированная, конструкционная. Технические условия».

В табл. 1.21-1.24 приведены области применения, химический состав и механические свойства некоторых сталей и цветных деформируемых сплавов.

При выборе технологического процесса обработки металлов давлением следует учитывать технологические свойства сплавов. Чем ниже пластичность материала, тем сложнее получить качественную заготовку, тем сложнее технологический процесс и выше себестоимость детали. Так, при изготовлении поковок из тугоплавких сплавов необходимо перед ковкой или штамповкой применять подпрессовку для разрушения литой структуры, повышения пластичности и облегчения деформирования, а это значительно повышает себестоимость и трудоемкость изготовления поковок. Особенно жесткие требования по технологической пластичности предъявляются к тем сплавам, которые используются для деформирования в холодном состоянии.

Таблица 1.21 Области применения деформируемых материалов

Марка

Область применения

Углеродистые качественные, конструкционные стали

15

Цементуемые и планируемые детали: болты, гайки, винты, вилки, рычаги

20

Тяги, серьги, траверсы, крюки, рычаги, втулки и вкладыши

25

Детали повышенной вязкости: оси, валы, цилиндры, тяги, станины станков, маховики

35

Валы, оси, цилиндры прессов, шпиндели, валы турбин и редукторов, роторы, крепежные детали, маховики, станины станков и станов

45

Прокатные валки, шестерни, зубчатые колеса, плунжеры насосов, муфты, втулки, валики, крепежные детали

60

Прокатные валки, червяки, распределительные валы, поршневые кольца, толкатели

Легированные конструкционные стали

38ХМ, 40Х, 45Х, 30ХРА

Коленчатые валы, оси, шестерни, пальцы, рычаги, кривошипы, ключи гаечные, ведущие валики, всасывающие клапаны

18ХГ, 20ХГР

Цементуемые детали небольших сечений, подвергаемые действию значительных давлений и работающие на истирание

ЗОХМ, ЗОХМ А, 35ХМ, 38ХВ

Валы, роторы, диски и другие детали турбин; ведущие и коленчатые валы, цапфы, шестерни и другие детали, работающие при повышенных температурах (до 450-480 °С)

40МФА

Коленчатые валы, нецементуемые шестерни, азотируемые валки, пальцы, шпильки, шатуны

20ХН

Шестерни для дизелей, шлицевые валики, шпонки, поршневые пальцы

40ХН, 45ХН, 50ХН, 40ХТР

Крупные ответственные детали: коленчатые валы, шатуны, шестерни, роторы

12ХНЗА

Детали повышенных прочности и вязкости; шестерни, оси, ролики, шпильки, толкатели и т. п.

ЗОХГС, ЗОХГСА

Нагруженные детали относительно небольших сечений (вместо хромоникелевых и хромомолибденовых сталей)

30ХН2ВА, 38Х2Н2ВА

Ответственные детали: валы, шатуны, болты, шпильки

Марка

Область применения

40ХНМА,

40ХН2МА,

40Х1НВА

Коленчатые валы, клапаны, шатуны, шестерни

30ХН2ВФА,

30ХН2МФА,

20ХН4ФА

Валы цельнокованых роторов, диски, детали редукторов, шпильки и другие ответственные детали турбин и компрессионных машин, работающие при повышенных температурах (до 400 °С)

З8ХНЗМФА

Наиболее ответственные детали турбин и компрессорных машин особой прочности в крупных сечениях: валы, цельнокованые роторы, диски турбин, покрышки турбовоздушных матттин

38Х2МЮА

13Х11Н2В2МФ

Азотируемые детали двигателей: штоки клапанов, гильзы цилиндров, втулки, клапаны

Высоколегированные стали   и коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные сплавы

Диски компрессоров, лопатки и другие нагруженные детали

20X13

Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам; предметы домашнего обихода; изделия, подвергающиеся воздействию слабоагрессивных сред

30X13; 40X13, 14Х17Н2, 20X17Н2

Режущий, мерительный, хирургический инструмент, пружины; предметы домашнего обихода; детали химической и авиационной промышленности. Рекомендуются как высокопрочная сталь для тяжело нагруженных деталей, работающих на истирание и удар в агрессивных средах

12X17

Оборудование азотнокислых заводов; предметы домашнего обихода; оборудование заводов пищевой промышленности. Не рекомендуется для сварных конструкций

15Х11МФ, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10, 20Х23Н18

АМц

Рабочие и направляющие лопатки паровых турбин; сварная аппаратура для разных отраслей промышленности; детали установок в химической промышленности; газопроводы; камеры сгорания

Алюминиевые сплавы Листы, плиты, трубы, профили, заклепки, проволока

АК4-1, АК6, АК8

Ковочные сплавы для прутков, поковок, штамповок и листов

В95

Высокопрочные сплавы для поковок, профилей, листов

Марка

Область применения

 

Магниевые сплавы

МА2, МА5, МАИ

Прутки, полосы, поковки, штамповки; прутки и поковки для изделий, работающих при температуре 350-400 °С

Медные сплавы

JIC59-1, JIK80-3

Трубы, штамповки

БрАЖН10-4-4, БрМц5, БрОфб, 5-0,4

Трубы, прутки, поковки ответственного назначения: листы, поковки; ленты, полосы, прутки, проволока, подшипники — различные детали машиностроительной промышленности

Титановые сплавы

ВТЗ-1, ВТ6С; ВТ 14

Поковки, штамповки, листы, трубы Жаропрочные сплавы

ХН77ТЮР

Для деталей турбин и реактивных двигателей, работающих при высоких температурах

Моне ль- металл

Для деталей и оборудования нефтеперерабатывающей, фармацевтической промышленности; для деталей, работающих в морской воде и концентрированных щелочах; для деталей, работающих в соляной кислоте до температуры кипения, а также в фосфорной, серной и других кислотах

Для изготовления деталей листовой штамповкой применяют разнообразные металлические и неметаллические материалы. Металл для листовой штамповки выпускают в виде лент, полос и листов, сортамент которых указан в соответствующих стандартах, например в ГОСТ 82-70 «Сталь прокатная широкополосная универсальная. Сортамент», ГОСТ 19904-74 «Сталь листовая холоднокатаная. Сортамент».

При выборе материала для листовой штамповки необходимо учитывать эксплуатационные свойства получаемых деталей и способность материала к обработке давлением.

Химический состав и механические свойства алюминиевых деформируемых сплавов

Материалы, применяемые при обработке давлением

Таблица 1.23

Химический состав и механические свойства магниевых деформируемых сплавов

Материалы, применяемые при обработке давлением

Из углеродистой стали обыкновенного качества штампуют детали, несущие малые нагрузки, бытовые изделия. Из качественной углеродистой стали штампуют детали с повышенными требованиями к прочности и качеству поверхности. Во многих отраслях машиностроительной промышленности широкое применение находит качественная конструкционная сталь марок 05кп, 08кп, 10кп, 15кп и др. Эта сталь отличается высокими пластическими свойствами и хорошей свариваемостью.

Горячекатаную листовую сталь общего назначения, поставляемую со слоем окалины, штампуют относительно редко, так как окалина, покрывающая листы, является причиной быстрого изнашивания пуансонов и матриц. Используется эта сталь при изготовлении грубых строительных конструкций, товарных вагонов, некоторых сельскохозяйственных машин и т. д.

Декапированная тонколистовая сталь толщиной 0,25-3,0 мм имеет хорошую штампуемость. Из нее изготовляют посуду, бытовые изделия, а также детали, не несущие значительных нагрузок и не предназначенные для полирования, хромирования, никелирования.

По точности толщины листа сталь подразделяется на три группы: А — высокая точность; Б — повышенная точность; В — обычная точность.

По способности к вытяжке в холодном состоянии различают листы трех групп вытяжки: ВГ — для весьма глубокой Г — для глубокой; Н — для нормальной.

Низкоуглеродистая холоднокатаная стальная лента может быть особо мягкой (ОМ), мягкой (М), полумягкой (ПМ), пониженной твердости (ПТ) и твердой (Т); по точности изготовления — нормальной точности (Н); повышенной точности по ширине и толщине (ВШ).

Черную отожженную полированную жесть изготовляют толщиной 0,18-0,55 мм, а белую жесть — 0,21-0,55 мм. Из черной жести штампуют тонкостенные детали бытовых изделий, подвергающиеся затем окраске. Из белой жести изготовляют консервные банки, тару для упаковки пищевых продуктов, некоторые тонкостенные детали, поверхности которых должны быть защищены от коррозии.

Оцинкованную сталь, выпускаемую толщиной 0,88-1,5 мм, применяют для штамповки изделий различного назначения.

Ответственные детали штампуют из легированных конструкционных сталей, таких как 10Г2А, 12Г2А, 20ХГСА, 25ХГСА и др. Эти стали обладают хорошей способностью к штамповке в отожженном состоянии и хорошо свариваются.

Детали с повышенной коррозионной стойкостью штампуют из коррозионно-стойких сталей (например, марок 12Х18Н9, 10X13).

Помимо указанных, в листовой штамповке используются стали специального назначения, например электротехнические, пружинные.

По качеству материала листовая и полосовая сталь разделяется на сорта, изготовляемые из сталей различных марок: листовая углеродистая сталь — из марок стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71*; листовая углеродистая качественная сталь — из марок качественной стали по ГОСТ 1050-74**; листовая низколегированная сталь — из марок стали по ГОСТ 19282-73; листовая легированная конструкционная сталь — из марок легированной стали по ГОСТ 1542-71*; листовые высоколегированные стали и сплавы (коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные) — по ГОСТ 5632-72*.

В автомобильной, химической и пищевой промышленности вместо коррозионно-стойких и жаростойких сталей используют холоднокатаную стальную полосу (08кп), диффузионно-хромированную в вакууме. Сталь обладает хорошими пластическими свойствами и повышенной стойкостью во многих реактивных средах при повышенной температуре.

Стальные полосы с полимерным покрытием (металлопласт) применяют в химической, автомобильной, пищевой, радиотехнической, авиационной промышленности. Металлопласт обладает стойкостью против коррозии, износоустойчивостью, хорошими электроизоляционными и звукоизоляционными свойствами.

Из цветных металлов, применяемых для листовой штамповки, наибольшее распространение получили алюминий, медь, никель, магний, титан и их сплавы.

Алюминий и его сплавы находят широкое применение в самолетостроении, автомобильной промышленности, при изготовлении различных деталей приборов, бытовых изделий и т. д. Наиболее распространены марки алюминия А1, A3, АД, АД1 и дюралюмина: Д1, Д6, Д16.

Из медных листов и лент марок Ml, …, МЗ штампуют в основном детали электротехнической аппаратуры. Латуни находят применение при штамповке деталей часов, радиодеталей, посуды и т. д. Штампуют главным образом латуни марок JI62, JI68, JI70. Из других сплавов меди для штамповки применяют бронзы.

Никель марок HI, …, НЗ и его сплавы — мельхиор и нейзильбер — используют для изготовления химической посуды, приборов, деталей часов, ювелирных изделий.

Сплавы магния МА1 и МА8 с повышенной коррозионной стойкостью широко применяют для штамповки самых разнообразных изделий: деталей мотоциклов, велосипедов, прицепов и других средств передвижения, электротехнического и электронного оборудования и т. д. Титан все шире используют в штамповочном производстве для изготовления ответственных деталей в авиационной промышленности и в ряде других отраслей (главным образом сплавы титана марок ВТ-1, ВТ1-00, ВТ5, ВТ6, ОТ4).

Из неметаллических материалов штамповкой получают прокладочные детали, изоляционные и декоративные. Наибольшее применение находят следующие неметаллические материалы: пластмассы (гетинакс, текстолит, органическое стекло, винипласт, целлулоид и др.), резина, материалы на основе бумаги (картон, фибра), материалы минерального происхождения (слюда, миканиты). Из других неметаллических материалов штампуют также фетр, кожу, войлок, прессшпан.

Основным требованием к материалам, применяемым при изготовлении деталей листовой штамповкой, является их пригодность к штамповке и последующей эксплуатации.

Выявление этой пригодности материала к той или иной штамповочной операции весьма сложно и требует проведения ряда испытаний.

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий