Obróbka plastyczna

Obróbka plastyczna
metoda obróbki metali polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności i mająca na celu zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. Uzyskuje się zazwyczaj poprawę własności mechanicznych
plastyczność
zdolność materiału do odkształceń stałych bez utraty spójności.

Za wysoką plastyczność metali i stopów odpowiedzialne są występujące w strukturze krystalicznej wady liniowe zwane dyslokacjami. Przemieszczanie się dyslokacji to główny mechanizm odkształcenia plastycznego.
Metale najbardziej plastyczne to:
Au, Ag, Al, Cu, Fe, Pt
Drugi z mechanizmów odkształcenia polegający na przesunięciu kolejnych warstw atomów w płaszczyźnie blizniakowania tylko o część parametru sieciowego. Blizniakowanie występuje również wtedy gdy utrudniony jest poślizg, przy odkształceniu w niskich temp. I z dużą szybkością. Metale polikrystaliczne w porównaniu z monokryształami maja wyższe właściwości wytrzymałościowe, tym wyższe im mniejsza jest wielkość ziarn
Zalety obróbki plastycznej

? oszczędność materiału
? oszczędność robocizny
? oszczędność narzędzi
? wyższa jakość przerobionego materiału
? możliwość nadawania skomplikowanych kształtów, które w innych technologiach są trudne bądź niemożliwe do osiągnięcia
Wady obróbki plastycznej
? droga technologia
? skomplikowane maszyny
? laboratoria badawcze
Charakterystyka procesu kucia metali i ich stopu.
? Stopy metali -(dawniej także: aliaż) ? mieszanina metali lub metalu z pierwiastkami niemetalicznymi, o właściwościach metalu.
? Stopy uzyskuje się przez stopienie składników a następnie schłodzenie. Stop najczęściej posiada odmienne właściwości od jego elementów składowych, w niektórych przypadkach nawet niewielkie dodatki wpływają znacznie na właściwości stopu.
? Podział stopów ze względu na zastosowanie
? stop Devardy
? stop drukarski
? stopy łożyskowe
? stopy niskotopliwe
? stop Lichtenberga
? stop Lipowitza
? stop Newtona
? stop Rosego
? stop Wooda
? stopy odlewnicze
? stopy czcionkowe
? stop lutowniczy

Podział stopów ze względu na główny składnik
? stopy aluminium
? duraluminium
? magnal
? silumin
? stopy magnezu
? stopy miedzi
? brąz
? fosfobrąz
? miedzionikle
? miedź stopowa
? mosiądz
? spiż
? tombak
? stopy żelaza z węglem
? stal
? staliwo
? żeliwo
? inne stopy
? wironit (kobaltowo-chromowy)
? inmet ? stopy niklu
? stop Monela
? inwar
? konstantan
? nikielina
? hipernik
? nowe srebro (alpaka, argentan)
? alniko
? chromonikielina
? nichrom
? manganin
? melchior
? miedzionikiel
? mosiądze
? stop K-42-B
? stopy ołowiu
? stopy rtęci
? amalgamat

? Metalami szlachetnymi nazywamy metale, które nie wypierają wodoru z kwasów tzn. stoją za wodorem w szeregu napięciowym. Należą one do grupy metali ciężkich.

? Stopami metalu szlachetnego nazywamy stopy, w których średnia zawartość metali szlachetnych jest większa niż 10%.
Metale szlachetne
? wykazują dużą odporność na korozję i na działanie agresywnych środowisk chemicznych,
? nie utleniają się i są odporne na wpływ wszystkich kwasów z wyjątkiem tzw. wody królewskiej (jest to mieszanina stężonego kwasu solnego i stężonego kwasu azotowego w stosunku 3:1)
? posiadają one dużą gęstość i dobrą plastyczność,
? posiadają wysoką temperaturę topnienia z wyjątkiem srebra i złota.
Do metali szlachetnych zalicza się
? srebro,
? platynę,
? złoto,
? platynowce: ruten, rod, pallad, osm i iryd, przy czym Ru, Rh, Pd należą do lekkich (q ? 12 Mg/m3), a Os, Ir, Pt do ciężkich (g k 22 Mg/m3).
? Złoto i srebro znalazły zastosowanie głównie w jubilerstwie, natomiast pozostałe w technice.
? Srebro, złoto i platyna nie utleniają się, Au i Pt są również odporne na działanie wszystkich kwasów, a rozpuszczają się jedynie w wodzie królewskiej.



Złoto:
? krystalizuje w sieci Al,
? topi się w temp. 1063C,
? jego gęstość wynosi 19,3 Mg/m3,
? jest bardzo plastyczne, a jednocześnie miękkie (ok. 20 HB).
? można z niego wytworzyć folię o grubości 10~4 mm,
? ze względu na małą twardość i odporność na ścieranie rzadko jest stosowane w stanie czystym. Najczęściej jako dodatki stopowe stosuje się Cu lub Cu Ag. Miedź wywołuje znaczne utwardzenie złota, obniżając jednak jego odporność korozyjną.

? Dla oznaczenia złota w stopach stosuje się próby wskazujące na jego zawartość w promilach. W Polsce są stosowane następujące próby:
? 960 ? 1 próba,
? 750 ? 2 próba,
? 583 ? 3 próba,
? 500 ? 4 próba,
? 375 ? 5 próba,
? a ponadto próba 333 tylko na obrączki ślubne.
? W celu nadania złotu odpowiedniej barwy wprowadza się różne dodatki stopowe, np.
? dodatek palladu lub niklu i cynku daje złoto białe,
? miedź ? odcień czerwony,
? aluminium ? purpurowy,
? srebro z kadmem ? zielony,
? żelazo ? niebieski.
? Oprócz zastosowania w jubilerstwie, złoto jest używane w dentystyce, w elektronice (do powlekania styków elektrycznych), na medale i monety.
Srebro:
? krystalizuje w sieci Al,
? temperatura topnienia wynosi 960C,
? gęstość 10,5 Mg/m3.
? cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym y ? 62,9 ? 108 S/m,
? twardość ? ok. 26 HB,
? jest odporne na wiele zasad i kwasów organicznych
? w stanie czystym srebro stosuje się w elektronice do galwanicznego pokrywania innych metali,

? w jubilerstwie znalazły zastosowanie stopy srebra o następujących próbach:
? 1 ? 916,
? 2 ? 875,
? 3 ? 800,
? 4 ? 750.
? stopy srebra są używane do wyrobu medali, monet, przedmiotów galanteryjnych, naczyń, sztućców itp.,
? srebro w postaci związków AgBr i AgCl w przemyśle fotochemicznym (klisze, papier światłoczuły).

Platyna
? krystalizuje w sieci Al,
? topi się w temp. 1769C,
? należy do metali ciężkich (g = 21,5 Mg/m3),
? twardość ma znacznie wyższą niż Au i Ag (ok. 50 HB),
? znalazła największe zastosowanie w technice, chociaż jest również stosowana w jubilerstwie.
? stosuje się ją do wyrobu tygli, elektrod, termopar, uzwojeń grzewczych piecyków laboratoryjnych, dysz do wytwarzania sztucznych włókien, oraz w chemii jako katalizator przy syntezie amoniaku.
? Stop Pt z Rh stosuje się na elementy grzewcze pieców oraz termopary (np. Pt-PtRhlO),
? dodatek irydu do platyny zwiększa jej twardość (stop na międzynarodowe wzorce metra i kilograma).
Kucie - proces technologiczny, rodzaj obróbki plastycznej, polegający na odkształcaniu materiału za pomocą uderzeń lub nacisku narzędzi.
? Narzędzia - czyli matryce lub bijaki umieszczane są na częściach ruchomych narzędzi. Proces ten również może być realizowany w specjalnych przyrządach kuźniczych. W procesie tym nadaje się kutemu materiałowi odpowiedni kształt, strukturę i własności mechaniczne. Materiałem wsadowym jest przedkuwka, natomiast produktem jest odkuwka
? Rodzaje kucia
? ze względu na swobodę płynięcia kształtowanego materiału
? kucie swobodne
? kucie półswobodne
? kucie matrycowe - w którym kształt odkuwki jest odwzorowaniem kształtu wykroju roboczego matrycy
? kucie matrycowe w matrycach otwartych (powstaje odpad w postaci odcinanej wypływki)
? kucie matrycowe w matrycach zamkniętych (kucie bezodpadowe)
? kucie precyzyjne
? ze względu na zastosowaną maszynę
? ręczne - "kowalskie" (jest to odrębna technologia)
? na młotach - młotowanie
? na prasach - prasowanie
? na kuźniarkach
? na kowarkach
Rodzaje operacji wykonywanych podczas kucia
? spęczanie - zgniatanie w jednym kierunku
? wydłużanie - w jednym lub w dwóch kierunkach, zmiana objętości postaciowej
? wgłębianie
? przebijanie
? gięcie - zmiana kierunku osi przedmiotu
? skręcanie - zmiana przez obrót
? cięcie
? rozkuwanie - powiększanie otworu w odkówce


Warunki realizacji procesu kucia (zależnie od temperatury procesu):
? kucie na gorąco - najczęściej spotykana technologia
? kucie na zimno - tylko te metale, dla których granica plastyczności jest mała (np. aluminium)
? kucie na ciepło
? Maszyny i urządzenia wykorzystywane w kuciu
? piece
? nagrzewnice
? indukcyjne
? oporowe
? okrojniki (głownie do usunięcia wypływki)

OBRÓBKA CIEPLNA