Наклеп и нагартовка

Наклеп и нагартовка

Для того, чтобы увеличить прочность и твердость материалов, их подвергают тепловой обработке: нагревают и выдерживают в термопечи и охлаждают. Но этот метод не всегда подходит. В частности,его не используют для таких металлов, как медь и алюминий.

Тогда применяют нагартовку – технологическую обработку, которая включает изменение формы изделия посредством холодной пластической деформации. При этом твердость и прочность материала увеличивается, но падает пластичность – способность деформироваться без разрушения. Для некоторых сплавов нагартовка является единственно возможным способом увеличения прочности. К таким сплавам, например, относятся стойкие к коррозии сплавы хрома и никеля.

Термины наклеп и нагартовка часто считают практически синонимами, которые означают:

  • процесс изменения структуры материала;
  • повышение его твердости и прочности в результате этих изменений.

Но в части литературных источниках эти термины различают: под наклепом понимают процесс, который может быть как самопроизвольным, так и целенаправленным, а под нагартовкой – осознанный процесс, целью которого является упрочнение металла.

С этой точки зрения наклеп может быть процессом как полезным, так и вредным, а нагартовка – процесс, который может быть только полезным.

При повышении температуры способность к нагартовке заметно снижается. Например, нагартовка алюминия невозможна при температурах выше 200 °С. Эта температура (температура рекристаллизации) будет различной для разных веществ. Для легкоплавких металлов (к ним относятся цинк, свинец, олово) температура рекристаллизации может быть отрицательной.

Виды нагартовки металла

Нагартовка — это полезный процесс, при котором уплотняются верхние слои металла. Такой уровень упрочнения не приводит к появлению трещин и разрушению верхних слоёв. Снаружи металла появляется «корка», которая защищает деталь при эксплуатации. После нагартовки не нужна последующая механическая обработка металла.

В отличие от нагартовки вредный наклёп требует снятия возникших в верхних слоях напряжений. Металлу устраивают «баню», нагревая поверхность до величины в 40–60% от температуры плавления. При остывании происходит рекристаллизация, восстанавливается обычная структура зёрен, напряжений больше нет и можно проводить дальнейшую механическую обработку деталей, не ломая инструмент.

Полезный наклёп (нагартовка) и вредный наклёп возникают в результате пластической деформации верхних слоёв металла только в результате холодной обработки давлением. «Холодный» – подразумевает температуру окружающего воздуха. Справочники говорят нам о допустимой верхней температуре — не больше температуры «рекристаллизации».

Важной особенностью пластической деформации является отсутствие разрушения. Пластичность оценивается величиной относительного удлинения стандартного образца при разрыве. Эта величина составляет 10–50%. К сплавам, обладающим высокой пластичностью, относятся низкоуглеродистые стали (содержание углерода 0,25%), сплавы алюминия, меди (латуни), многие легированные стали.

Какими же бывают виды холодной обработки металла давлением, запускающие процесс нагартовки в металле?

Их всего пять:

  1. Ковка.
  2. Прокатка.
  3. Прессование или штамповка.
  4. Волочение.
  5. Редуцирование.

Холодная ковка

Оборудованием служат пневматические молоты при весе заготовок от 0,3 до 20 кг, паровоздушные молоты для заготовок 20–350 кг, гидравлические прессы для обработки деталей весом до 200 тонн.

Холодную ковку включают в технологию обработки, если нужно:

  • расплющить деталь — уменьшить высоту, увеличив поперечное сечение (осадка);
  • увеличить длину поковки за счёт уменьшения поперечного сечения (протяжка);
  • получить глухое или сквозное отверстие (прошивка);
  • изогнуть ось заготовки, при этом радиус изгиба не должен вызывать складки на внутренней и трещины на внешней стороне изделия (гибка);
  • увеличить ширину заготовки за счёт уменьшения её толщины (разгонка).

Холодная прокатка

Это самый распространённый способ нагартовки. Так получают длинные заготовки — трубы, рельсы, профили строительных конструкций. Прокаткой получают листовой металл, используемый в машиностроении. Примером холодной прокатки может служить алюминиевая фольга толщиной до 0,001 мм, получаемая из чистого алюминия.

Холодное прессование или штамповка

Есть два вида — объёмная и листовая штамповка.

При объёмной штамповке можно делать:

  • выдавливание заготовки;
  • высадку;
  • формовку.

Выдавливание производят на прессах в штампах, имеющих пуансон и матрицу. Исходной заготовкой служит пруток или лист. Если делают прямое выдавливание, то получают болты и клапаны. Обратным выдавливанием изготавливают полые детали. При боковом выдавливании производят различные тройники и крестовины. В сложном изделии, выдавливание делают комбинированным.

Только этот вид штамповки позволяет получить максимальную деформацию поверхности без её разрушения.

Холодная высадка — самый высокопроизводительный способ изготовления продукции. Процесс поддаётся автоматизации, поэтому в минуту можно получить от 20 до 400 деталей. Исходным материалом здесь служит пруток или проволока диаметром 0,5–40 мм. В высадке есть потребность при выработке деталей с местным утолщением: заклёпок, болтов и винтов, гвоздей, шариков, звёздочек и накидных гаек. Коэффициент использования металла достигает 95%.

Процесс холодной формовки аналогичен горячей штамповке. Однако здесь нужны более высокие усилия, потому что материал имеет низкую формуемость из-за упрочнения и действия сил трения. Обычно так получают детали из цветных металлов.

При холодной листовой штамповке заготовками служат листы, полосы или ленты толщиной не более 10 мм.

У листовой штамповки есть много преимуществ:

  • получение деталей с малой массой;
  • высокая точность и качество поверхностей;
  • производительность — до 40 тысяч деталей в смену на одном станке;
  • возможность автоматизации процесса.

При листовой штамповке деформации можно подвергать всю заготовку (отрезка и вырубка) или её часть (гибка, вытяжка и формовка).

Холодное волочение

Если нужно уменьшить диаметр и уплотнить поверхность проволоки для повышения её прочностных характеристик, применяют волочение. Это единственный способ нагартовки больших объёмов проволоки. В отличие от прокатки, где инструментом служат вращающиеся валки, в волочении для обжатия используют неподвижную матрицу с фильерами. За один цикл нельзя значительно сократить диаметр изделия, потому что тянущее усилие приложено к его тонкому концу.

Волочильные станы позволяют получать проволоку диаметром от 1 микрона до 6 мм.

Редуцирование

При этом способе нагартовки заготовка помещается между вращающимися обжимными валами или вращающаяся заготовка формуется под действием пуансона. В процессе вращения и обжима происходит изменение формы поверхности детали и её уплотнение.

  • накатка наружной и внутренней резьбы;
  • редуцирование труб;
  • правка заготовок;
  • гибка заготовок.

На резьбонакатных станках получают заготовки с наружной и внутренней резьбой М3 — М68, используя для этого накатные ролики или оправки. При редуцировании труб происходит в основном закатка или раскатка концов на длину до 200 мм. Правка заготовок нужна для выправления геометрической оси изделия. Гибку заготовок используют для получения пружин разного диаметра.

Как оказалось, нагартовка очень интересный, полезный и распространённый способ деформации металлов, который позволяет значительно увеличить эффективность металлообработки.

В каких случаях используют наклеп, а когда нагартовку

Физика данных процессов основана на деформационном упрочнении металлического изделия. Отличие заключается в следующем:

  1. Наклепом называется любое деформационное упрочнение металла, эффект от которого может быть как положительным, так и отрицательным.
  2. Нагартовкой считают только тот процесс, который применяют к изделию умышленно, с целью повышения эксплуатационных характеристик.

В технической документации, включая государственные стандарты, ANSI и ISO, отсутствует термин наклеп. Например, деформационно-упрочненный алюминий называют нагартованным. Для этого металла степень обработки обозначают буквой Н. За ней следует числовое определение, которое может содержать от одной до трех цифр.

Виды наклепа

В случае образования новых фаз, отличающихся иным удельным объемом, явление называют фазовым. Если причина изменений – действие внешних сил, наклеп называют деформационным.

Читайте также  Как установить анкерный болт

Существует две категории:

  1. Центробежно-шариковый. На изделие воздействуют шариками, которые располагаются в гнездах обода установки. Ее принцип действия основан на вращении, когда под влиянием центробежной силы элементы оказывают механическое воздействие на обрабатываемую заготовку.
  2. Дробеметный. Этот метод основан на использовании кинетической энергии. В качестве обрабатывающих элементов используют дробь диаметром до 4 мм, изготовленную из прочного материала: чугуна, стали или керамики. Согласно технологическим требованиям скорость потока может достигать 70 м/с.

Рассмотрим характерные изменения материала, которые происходят при деформационном упрочнении. В результате действия внешних сил элементы внутренней структуры начинают активно перемещаться, что приводит к искажению внутри кристаллической решетки. При этом зерна, ориентация которых носит беспорядочный характер, приобретают четкую структуру – наиболее прочная ось кристаллов будет располагаться вдоль направления деформирования.

Во время изучения явления некоторые специалисты высказали мнение, что под действием внешних сил зерна металла дробятся, а это приводит к измельчению структуры. На самом деле они лишь деформируются, сохраняя прежний объем.

На какие характеристики изделия влияет твердость?

Для каждой области важны конкретные критерии и показатели. Например, износостойкость, которая представляет собой подверженность металла истиранию, разрушению поверхности, изменению размеров в ходе эксплуатации в тех или иных условиях, важна решительно в каждой сфере использования данного материала. Нельзя найти такой области, где этот показатель не был бы не просто важен, а даже первостепенен, будь то детский конструктор или новый виадук, хирургическая игла или вышка связи, газопроводная труба или обручальное кольцо. Естественно, чем износостойкость выше, тем дольше прослужит изделие, и тем дороже будет стоить.
Следующим, на что напрямую влияет твердость, является возможность обработки конкретного металла или сплава и вид этой обработки. Здесь можно выделить несколько больших групп способов обработки:

  • механическая,
  • литье,
  • термическая,
  • давлением,
  • сварка,
  • электрическая,
  • химическая.

Разумеется, при выборе метода должно быть учтено несколько критериев (вкратце — исходные свойства металла и желаемый результат), но твердость исходного материала является одним из основополагающих в этом вопросе.
Твердость металлов также влияет на сопротивление давлению и другим усилиям. Это важно, например, для валов или подшипников, на которые действуют силы центробежная и трения.
Величина твердости материала определяет возможность использования изделия как инструмента для работы с другими металлическими или неметаллическими изделиями. Здесь речь идет об инструментальной стали с повышенным содержанием углерода (от 0,7 % и выше). Из неё изготавливают различные инструменты как для промышленного, так и для домашнего использования: сверла, фрезы, молотки, плоскогубцы, напильники, хирургические ножницы, скальпели и т.д.
Естественным выводом из всего вышесказанного является признание огромной важности показателя твердости металлов и вопрос вероятности её повышения.

Нагартовка (наклеп)

Нагартовка или наклеп – результат процесса пластического деформирования стальной проволоки (уменьшение исходного диаметра или утонение) при температурах, когда еще не растет размер «зерна» стали в процессе нагрева, то есть не происходит рекристаллизация. В ходе этого процесса увеличивается твердость и прочность поверхностных слоев заготовки за счет снижения их вязкости и пластичности. Возвращение мягкости и пластичности достигается за счет применения рекристаллизационного отжига, т.е. термообработкой готовой проволоки. Для отожженного состояния механические свойства определяются главным образом составом стали, и в первую очередь содержанием углерода.
Нагартованную проволоку тонких сечений после значительных степеней обжатия используют для изготовления канатов и тросов. Обычно для этой цели применяют сталь с 0,6 – 0,8% С (углерода), которая после обжатия 80—90 % получает прочность 1800—3000 МПа.

каталоги

  • О компании
  • Компания
  • Система качества
  • Работа и карьера
  • Новости
  • Продукция
  • Нихром, фехраль
  • Прецизионные сплавы
  • Жаропрочные сплавы
  • Коррозионостойкие сплавы
  • Сварочные сплавы, сварочная проволока
  • Сетка нержавеющая
  • Полиуретановые изделия
  • Металлорукава
  • Нагревательные элементы
  • Услуги
  • Технический сервис
  • Неразрушающий контроль
  • Полезное
  • Калькуляторы
  • Каталоги продукции
  • Применение
  • Словарь терминов
  • Стандарты (ГОСТ’ы)
  • Контакты
  • Москва, 127299
  • Проспект Мира
  • д.119, стр.519
  • помещение 2
  • Телефон/Факс:
  • +7(495)931-96-26

© «Союзнихром» 1991-2020 Пользовательское соглашение
Использование материалов cайта без прямой ссылки запрещено

Обработка давлением

По способу обработка давлением различается на горячую и холодную деформацию, а по виду ‒ на штамповку, ковку, прокат, вытяжку и высадку. Здесь также внедрена механизация и компьютеризация производства. Это значительно снижает себестоимость продукта, в то же время повышает качество и производительность. Недавним достижением в области холодной деформации стала холодная ковка. Специальное оборудование позволяет с минимальными затратами производить высокохудожественные и одновременно функциональные элементы декора.

Группы цветных металлов

С учетом химических и физических свойств, сформировано 8 групп цветных металлов:

  • Тяжелым цветметом называют олово, никель, медь, а также свинец и цинк. Они высоко ценятся на рынке вторсырья.
  • Легкими металлами считают алюминий, титан, кальций, стронций и другие.
  • Благородные – особая группа ценного цветмета, представители которой известны каждому.
  • Малые металлы, к списку которых причисляют кадмий, мышьяк, кобальт, а также сурьму и висмут.
  • Тугоплавкие цветные металлы с усиленной антикоррозийной способностью. Эту группу сложно представить без циркония, ниобия, молибдена, ванадия и вольфрама.
  • Рассеянные редкие металлы, которые изготовлены из вторсырья цветмета. К их числу относится теллур, таллий, рений, а также германий и индий.
  • Редкоземельные металлы, к которым относятся лантаноиды, а также иттрий и скандий.
  • Радиоактивные металлы.

Наличие пунктов приема лома по всей Москве позволяет нам оперативно принимать цветмет и предлагать высокую цену за вторсырье. Стоимость за килограмм зависит от вида металла и присутствия других посторонних веществ.

Дипломатические полумеры

Помимо заседания совбеза, премьер-министр Армении также провел встречу с представителями внепарламентских политических сил. В прошлый раз подобное мероприятие проводилось для координации усилий и связи между армянскими диаспорами за рубежом, которым, стоит отметить, удается создавать широкий общественный резонанс.

Завершилась встреча Никола Пашиняна с представителями внепарламентских сил
Завершилась встреча премьер-министра Никола Пашиняна с представителями внепарламентских сил. Отметим, что во встрече принимали представители тех же политических…
Подробнее на https://t.co/VJu4VNMVLy pic.twitter.com/13Zi7EO1vK

Фактор диаспоры наверняка сыграл роль и в том, что в Палату представителей Конгресса США была представлена резолюция об исключении Турции из Североатлантического альянса (НАТО). Как передает Армянский национальный комитет Америки (АНКА), резолюцию представила член палаты Тулси Габбард, имеющая армянские корни.

В Палату представителей Конгресса США представлена резолюция с призывом об исключении Турции из НАТО. Проект резолюции выдвинула член нижней палаты Конгресса Тулси Габбард
Причина: Турция оказывает открытую поддержку Азербайджану в боевых действиях в Нагорном Карабахе.

Во Франции мэр Парижа Анн Идальго отметилась весьма неоднозначным заявлением. По ее словам,если единственным решением нынешнего конфликта является признание независимости Карабаха, то «не надо сомневаться».

Мэр Парижа: Если единственным решением нынешнего конфликта является признание Нагорного Карабаха, мы не должны колебаться https://t.co/AJeERPCtvb

В МИД России по-прежнему подходят к вопросу со стороны темы сирийских боевиков. В ведомстве отметили, что Россия в контактах с Турцией поднимает вопрос участия наемников из Сирии и Ливии в боях в Нагорном Карабахе. С реальными доказательствами по-прежнему туго — в прессе различного калибра ежедневно можно встретить сообщения о переброске новых «тысяч боевиков» чуть ли не лично Эрдоганом. Так же активно СМИ муссируют истории о побеге этих же самых тысяч обратно в Сирию, так как кто-то «обманул их ожидания» и предложил вместо охраны различных объектов за крупную сумму идти на штурм карабахских высот.

Россия в контактах с турецкой стороной поднимает вопрос участия наемников в боях в зоне карабахского конфликта — NovostiNK — Новости Армении https://t.co/oiM0zbb1OY

Подводя итоги дня можно отметить, что армянское военно-политическое руководство фактически признало готовность решить вопрос конфликта в Нагорном Карабахе, используя формулу Казанской инициативы. Однако в обмен Ереван просит первоначально определиться со статусом республики. Наверняка такой же вариант лоббируется и «Минской тройкой». Но станет ли соглашаться на подобный расклад Азербайджан, которому пока сопутствует военных успех, а также Турция, чья риторика остается пока самой агрессивной из вовлеченных конфликт стран, вероятно узнаем уже очень скоро.

Читайте также  Каково назначение токарно винторезного станка

Подписывайтесь на Telegram-канал «Южный ветер»,чтобы получать еще больше аналитики и информации о событиях на Ближнем Востоке, Закавказье и Украине.