Заключительное звено этой сложной цепи – обработка готового выплавленного металла.
Все способы придания металлу нужной формы можно принципиально разбить на три группы. К первой группе относятся те способы, с помощью которых удаляется лишний металл. Это обточка, фрезерование, сверление, шлифовка и другие. При такой обработке не изменяются физические и механические свойства металла, достигается высокая точность изделий и чисто и чистота их поверхности. Но на изготовление затрачивается много труда, а самое главное большое количество металла теряется в виде отходов: стружки, обрези и т.д. Способы, относящиеся к этой группе, широко и эффективно применяют для отделки почти готовых изделий.
Во вторую группу объединяют отливку изделий различными методами, получение их сваркой, пайкой, спеканием отдельных частей и др. Главное здесь – подбором соответствующих режимов обеспечить и нужные свойства, и необходимую форму изделий из металла. Основными недостатками при этом являются низкая чистота обработки поверхности и сложность выдерживания точных геометрических размеров изделий.
К третьей группе относятся процессы, при которых масса исходной заготовки не изменяется, а форма ей придается пластической деформацией, то есть из металла, не разрушая его, выдавливают изделия определенной формы. На пластической деформации основаны такие процессы, как прокатка, волочение, прессование, ковка, штамповка и гибка. Металл сдавливают для обработки валками, прессом, штампом или каким-либо другим инструментом. Поэтому все эти виды обработки называются обработкой металлов давлением.
Рисунок 9 – Принципиальная схема прокатки
Металлы обладают пластичностью и ковкостью. А нагретый металл обрабатывать еще легче, так как при нагреве атомы приходят в движение, смещаются один относительно другого, пластичность металлов повышается. Поэтому в процессе обработки металлов давлением улучшаются и механические, и физико-химические свойства: разрушается первичная литая структура металла и вместо неё образуется структура, более плотная и мелкозернистая, что обуславливает повышение качества металла.
Самым основным и наиболее производительным способом обработки металлов давлением в современной металлургии является прокатка. Прокатка – это деформация металла, сдавливание его вращающимися валками; в результате чего металлическая заготовка вытягивается и уменьшается в поперечном сечении. Отходов при прокатке получается немного, и они не связаны с изменением формы, а также с самим технологическим процессом. Они представляют собой окалину (окислы металла), образующуюся при нагреве его под прокатку, а также тот металл, который приходится отрезать – так называемую обрезь. Это участки прокатываемого металла, на которых имеются дефекты, неровные кромки полосы и т.д.
Прокатку выполняют в прокатных станах, состоящих из одной или нескольких рабочих клетей. Клеть представляет собой станину, в которой размещены прокатные валки. Валок – основная часть, главный «инструмент» прокатного стана. Размеры валка – диаметр или длина являются основной его характеристикой. Валки состоят и трех элементов: бочки, двух шеек (цапф) и приводного конца валка. Название листопрокатного стана зависит от длины основной части валка – бочки. Например, стан 2000, т.е. длина бочки валка этого стана равна 2000 миллиметров.
Различают горячую и холодную прокатку. Горячая прокатка производится при начальных температурах стали 1000 – 1300 0С. Холодная прокатка применяется главным образом для производства листов и ленты с более гладкой поверхностью и лучшими механическими свойствами.
