4. Képlékeny alakítások

  

Hengerlés:

Olyan képlékeny melegalakítási eljárás, amely során a felhevített anyag két forgó henger között fut keresztül, és alakja a hengerprofiltól függően változik. Az alakváltozás terében a munkadarab vastagsága csökken, szélessége és hossza nő, térfogata (leszámítva az égési veszteséget) változatlan marad. A hengerlés célja a különböző keresztmetszetű rudak, lemezek, csövek folyamatos előállítása.A hengerlés előtt A0 keresztmetszet tehát ahengerlés utáni A1 keresztmetszetre csökken. Az A0/A1 keresztmetszetek hányadosát fogyásnak nevezzük.Hengerlés eszköze a henger, melegalakító szerszámacélból vagy öntöttvasból készül.A henger alakja szerint lehet sima vagy kaliber (profilos)

A kívánt alakot és méretet több egymást követő áteresztéssel (alakítható szúrással) érjük el. A hengereket hengerállványban helyezzük el. A hengerállványba rögzített hengerek száma lehet: kettő (duó hengersor) három (trió) négy (quattro)

A duo hengersor hátránya a hosszú átszerelési idő amikor megváltoztatjuk a szúrási irányt. Vékony lemezeket (s<3mm) hidegen hengerlik.. Ezért felületük fényes marad. Van 12 és 20 hengeres hengerjárat is.Az egyes hajtóműről működő állványok összességét, valamint a meghajtó berendezéséből álló gépcsoportot hengersornak nevezzük.Alkalmazási terület: alacsony széntartalmú acél, sárgaréz, réz, alumínium.Legelterjedtebben az acélt izzó állapotban 1250°C-on alakítják hengerléssel.

A szemcseszerkezet változása

A kovácsolás kiinduló anyaga az öntött acéltuskó keresztmetszetében, az eltérő lehűlési sebesség következtében eltérő alakú, és ezáltal eltérő tulajdonságú krisztallitok találhatók. Kovácsoláskor az egyenlőtlen szerkezet átalakul, mert egy újrakristályosodási folyamat játszódik le, aminek következtében a krisztallitok mérete csökken. Ha a kovácsolást hengerelt előgyártmányon végezzük, megmarad a szálas szerkezet (textura), ezért a szilárdsági jellemzők javulnak. Az egyenletes finom szemcsenagyság elérése megkívánja, hogy a munkadarab teljes keresztmetszetében minél egyenletesebb legyen az alakváltozás.

Kovácsoláskor az üllő és a munkadarab, valamint a kalapács és munkadarab között nyomókúpok keletkeznek. Mivel az alakváltozás és ennek következtében az újrakristályosodás a nyomókúpokon kívül megy végbe, a kovácsolás csak úgy érheti el célját, ha a nyomókúpok az alakítás során záródnak. Ezt a célt szolgálja a munkadarab 90˚-kal való elforgatása. A nyomókúpok nem kellő záródása a munkadarab belsejében átkovácsolatlan anyagot fog eredményezni, ami vetemedést, repedést okozhat.

Kovácsolás:

A kovácsolás olyan képlékeny alakítás, amely során a munkadarabot ütésekkel alakítjuk.Kovácsolás változatai: - szabadalakító

- süllyesztékes

Szabadalakító kovácsolás:

A munkadarabnak a szerszámmal nem érinthető részei szabadon alakíthatóak a tér bármelyik irányába.

Műveletei:

- nyújtás: melynek során a munkadarab keresztmetszete csökken, hossza pedig nő.

- szélesítés: a kiinduló anyagoknak csak a szélességi méreteit kell növelni.

- zömítés: a munkadarab magasságának csökkentésével az átmérőt akarjuk növelni

- duzzasztás: a munkadarab részleges zömítése

- lyukasztás: a munkadarabban átmenő lyukat vagy bemélyedést készítünk.

- vágás: a munkadarab kettéválasztására szolgál. A vágást nyeles vágóval végezzük

- csavarás: a munkadarabot hossztengelye mentén megcsavarjuk

- hajlítás: a munkadarab. egyik oldalát a másikhoz képest meghajlítjuk ά szögben. Hajlításkor a munkadarab belső szálai megrövidülnek, külső szálai megnyúlnak és keresztmetszete torzul.

Szerszámai:

Tűzhely Üllő Kalapács Fogók Nyeles vágók Nyeles idomverő Nyeles lyukasztó sablon

A hagyományos, kokszos tűzhely hátránya az, hogy a munkadarab revésedik, ezért újabban indukciós hevítést alkalmaznak.

Az üllő: anyaga acélöntvény, felülete edzett és köszörült. A kúpos szarvon íves hajlításokat, lapos szarván szögletes hajlításokat végzünk. A négyzetes áttörésbe üllőbetétet helyezünk, amellyel lyukasztani, vagy vágni lehet.

A kalapács lehet félkezes (1-3 kg,), vagy ráverő (3-15 kg)

A fogó: különböző hosszúságú és profilú lehet, azért, hogy jól illeszkedjék a munkadarab alakjához és méretéhez.

Az üllőbetét: alakos munkadarabok megmunkálásánál segít.

A nyeles vágóval vágni, a nyeles lyukasztóval lyukasztani, míg az idomverővel alakos felületet lehet kialakítani.

A sablon a munkadarab méretének ellenőrzésére szolgál.

Süllyesztékes kovácsolás

A süllyesztékes kovácsoláskor a munkadarabot két vagy több részből álló szerszámelem között alakítják. A szerszámelemek az alakítás befejezésekor együttesen biztosítják a munkadarab tervezett alakjának megfelelő üreget. Alakítás közben a kiinduló anyag kénytelen az üregeket kitölteni, annak alakját, méretét felvenni. A munkadarabnak az üregekből való eltávolítását az üreg osztásával, kilökővel és a munkadarab oldalferdeségével biztosítják. A biztos üregkitöltés érdekében az elméletileg szükségesnél valamivel több anyagot tesznek a szerszámok közé. A fölösleges anyagból sorja képződik.Előnyei: - termelékenyebb, mint a szabadalakító kovácsolás

- pontosabb előgyártmányok előállítására alkalmas, ezért anyagtakarékosságot, kisebb forgácsolási költséget jelent.

- szakképzetlen dolgozó is megfelel

Hátránya: szerszáma drága, ezért csak sorozat- és tömeggyártásnál kifizetendő

 

A süllyeszték lehet nyitott, vagy zárt.

A nyitott süllyeszték két felét azért nem tudjuk összezárni, mert két fél közé folyik ki a sorja.A zárt süllyeszték két szerszámfelét teljesen össze tudjuk zárni, mert a keletkező sorja a sorja csatornában helyezkedik el. A süllyesztéket gyakran több fészekkel készítik, mert az előgyártmányt csak fokozatosan tudjuk kialakítani. Kovácsolás előtt a fészket grafitos olajjal kenjük. Fészek felülete polírozott. Az oldalferdeséget az ütésiránnyal párhuzamos felületeknél alkalmaznak, hogy megkönnyítsék a munkadarab kiemelését a süllyeszték üregéből. Az oldalferdeség növelése megkönnyíti az anyagáramlást, ugyanakkor növeli az anyagszükségletet. Az oldalferdeségek ajánlott értékei kalapácson vagy sajtón kilökő alkalmazása esetén külső felületeknél 1 – 3, belső felületeknél 1 – 4, kilökő nélkül 5 - 10. A süllyesztékes kovácsolási technológia, a süllyeszték szerszám igénybevétele megkívánja, hogy a különböző felületek találkozási helyei lekerekítéssel készüljenek. A süllyesztékes kovácsolásnál a kiinduló anyag térfogata általában nagyobb, mint a kész kovácsdarab térfogata. Az anyagfelesleg kovácsolás közben az osztósík mentén kiáramlik. Ezt a kifutó részt sorjának nevezik.A sorja számára gyakran külön üreget, sorjacsatornát készítenek. A sorjacsatornába került felesleges anyag, alakítás közben elvékonyodik, gyorsabban lehűl, és ezzel jelentősen megnő az alakítási szilárdsága. A sorja számára az anyagáramlás egyre nehezebbé válik. Mindez elősegíti a süllyesztéküreg teljes kitöltését. A sorja ilyen értelemben hasznos, de túlzott

mennyisége már káros, ugyanis a sorját utólag el kell távolítani. A túlságosan sok sorja anyag- és energiapazarlást jelent, feleslegesen növeli a süllyeszték szerszám igénybevételét, csökkenti annak élettartamát.

Villáskulcs kovácsolása- Az indukciós kemencében hevített rúdanyag darabolása.- Előalakítás haránthengerléssel- Süllyesztékes kovácsolás- Sorjázás

Sorjázni lehet melegen, közvetlenül a kovácsolás után, vagy hidegen. A nagyméretű darabok, a repedésre hajlamosabb ötvözött acélok sorjázását rendszerint melegen végzik. A kovácsdarabokat szállítás előtt esetenként hőkezelik, revétlenítik, egyengetik, kalibrálják, hőkezelésként gyakran alkalmaznak feszültségcsökkentő izzítást, nemesítést.

A sorjázást leggyakrabbak egy egyszerű kivágó szerszámmal végzik el, a kovácsdarabot az alakjának megfelelő bélyeggel átnyomják a vágólapon.

Többüregű technológiánál a kovácsdarabot több egymást követő üregben alakítják ki. A üregek egy, vagy több süllyeszték tömbben helyezhetők el. Ha az üregeket egy tömbben képezik ki, akkor a kovácsolást egy gépen végzik. Ilyenkor a nagyméretű, drága süllyeszték tömbben a készre alakító üregen kívül előalakító és előkészítő üregeket és segédüregeket munkálnak ki. A süllyeszték melegalakító szerszámacélból készül, ami króm, nikkel és wolframötvözésű.

Kovácsolás gépei

A kovácsolás termelékenységének fokozására különböző gépi kalapácsokat és sajtoló gépeket használnak. A kalapácsok a mozgási energiát, míg a sajtológépek a nagy nyomóerőt hasznosítják.

Légpárnás kalapács:

A forgattyús tárcsa egy körül forgás alatt a medve egyszer lecsap és visszatér a kiinduló helyzetbe. A munkahenger alján és tetején mindig lesz valamekkora vastagságnyi légpárna, ami tompítja az ütést.

Kétállványos gőz és légkalapács:

A hengerbe bevezetett levegő vagy gőz fogja kifejteni azt az energiát, ami a kovácsoláshoz szükséges.

1. felső ütőfej2. alsó ütőfej3. állvány4. alap5. tök

Acélszalagos ellenütős kalapács:

A két medve acélszalaggal van összekötve, ezért mindig egymással szemben mozogva csapják össze a két szerszám felet. Az ütés a levegőben történik, ezért kisebb rezgések keletkeznek, emiatt kisebb alapozás is megfelel. 

1. dugattyú2. munkahenger3. lég henger4. görgő5. acél szalag6. felső medve7. alsó medve

Hidraulikus sajtó:

1. munka henger2. visszahúzó henger3. felső híd4. vezető oszlop5. kereszt híd6. alsó híd

 

 

Csőgyártás: A csövek gyártása szerint megkülönböztetünk:

- varrat nélküli csöveket

- varratos csöveket.

Varratnélküli csövek gyártása

Azokat a csöveket nevezzük varratnélkülinek, amelyben sem hosszirányban, sem spirál irányú varrat nincs.

1. Mannesmann-féle csőgyártás: A felizzott anyagot (buga) két oldalra kúpos henger közé vezetik. A munkahengerek nem párhuzamosak, hanem kb.:5-os szöget zárnak be egymással. Forgásirányuk megegyezik. Az anyagot a két henger közé tengelyközépnél szúrjuk be. Ilyenkor a tárgy saját tengelye körüli forgásra, ugyanakkor a tengelyirányban előrehaladó mozgásra kényszerül. A hengerek által kifejtett nagy nyomás hatására a buga belseje felszakad. A felszakadt üreg falfelületét a szemben elhelyezett tüske kisimítja. Ezzel az eljárással vastag falu rövid csöveket gyártunk.

 2. Pilger rendszerű csőnyújtás: során vastag falú nyers csőből egyetlen hengerlési menetben vékony falú, kész csövet lehet előállítani. A fölhevített csőbe tüskét dugunk, és bevezetjük a két alakos henger közé. A hengerek forgó mozgása úgy van összehangolva, hogy az azonos keresztmetszetű hornyos részek találkozzanak, így a cső és a tüske időnként a henger üregével együtt, máskor attól függetlenül mozog.

A folyamat 3 szakasza: - 1: A beharapó szakaszban a cső és a henger érintkezik. - 2: A hengerlés szakaszában jön létre nyújtás, a cső falvastagsága csökken. - 3: Az üresjáratban megszűnik a cső érintkezése a hengerrel, ezért a munkadarabot előre lehet

tolni.

3. Csősajtolás:

A meleg darabot hevített, vastag falú recipiensbe helyezzük és a munkadarabnak megfelelő nyílású szerszámmal lezárjuk. Másik végébe hidraulikával sajtoló tüskét nyomunk. A tüske nyomására a darab igen nagy alakváltozással a szerszám nyílásán kifolyva az előírt csőalakot adja meg. Ehhez viszont lyukas kiinduló darabra és a cső

belsejét kalibráló tüskére is szükség van. Sajtolással csak meglehetősen vastag rudak, csövek állíthatók elő. Amennyiben ennél vékonyabb termékre van szükségünk, a sajtolt terméket tovább kell alakítani, erre szolgál a húzás művelete

4. Csőhúzás: végezhető tüskével vagy anélkül. A külső átmérő mindkét esetben csökken, a fal vastagság azonban tüske nélküli húzás esetén növekszik, tüskén húzva viszont csökken. A technológia célja részben kalibrálás, részben méretcsökkentés. Igen kisméretű csövek ugyanis sem varrat nélkül, sem varrattal nem gyárthatók. Gyakori a hosszvarratos csövek redukálása, ezeken a csöveken redukálás után nem is fedezhető fel varrat.

5. Erhardt féle csőgyártás: A felhevített négyzet keresztmetszetű acélbugát egy felvevőbe helyezik, majd belenyomják a lyukasztó tüskét. Az anyag képlékenyen deformálódik és kitölti a rendelkezésére álló teret. Ily módon egy vastag falú és egyik végén zárt üreges testet kapunk, amit második műveletben csőtoló padra helyezünk, ahol egy tüske segítségével egyre kisebb átmérőjű húzógyűrűkön nyomjuk át, aminek köszönhetően megnyúlik és elvékonyodik. Végül a végét levágják, így elkészül a cső.

Varratos csövek gyártása: Kis nyomásnak kitett csöveket vékony falvastagsággal varratos kivitelben gyártják. A varratos csövek kiinduló anyaga szalagacél.

Hosszvarratos csőgyártás

Először a szalagacélt hengerek között hasított csőalakra hengerlik. Ilyen a Harmatta-féle varratos csőgyártás.

Spirál varratos csőgyártás:

A dobról a szalag, görgők segítségével vezethető egyenesen a forgó tüskére. Az eljárással nagy átmérőjű és vastag falú csöveket üzembiztosan lehet gyártani, úgy hogy egyidejűleg kívül is belül is hegesztik. A vastagabb csöveket fedett ívű hegesztéssel, a vékonyabbakat ellenállás hegesztéssel készítjük

 

 

Rúdgyártás: A hosszú termékeket (rudakat, szelvényeket) hengerlik. A hengerlés végezhető egy állványon (szúrásonkénti hengerrés állítással), vagy a fogyásterv szerinti hengerrések beállításával sokállványos, folytatólagos hengersoron. A termékeny hengerművek nem egy állványon hengerelnek, hanem állványsorozaton. A sorozatba telepített duó-, kvatró-, ill. különleges hengerállványokat természetesen nem kell a forgásirányt megváltoztatni, ezzel szemben üzemeltetésük rendkívül bonyolult.

Drót és rúdhúzó technológiák:A kiinduló anyag melegen hengerelt rúd. Kúpos üregen való áthúzással a külső átmérőt redukáljuk hideg alakító eljárással. A pácolt huzalanyagot húzógéppel megfelelő átmérője húzóüregen vezetik át.A huzal végén duójáratban meghegyezik, és a húzó üregben átfűzve a húzógép dobjához kapcsolt fogóba fogják. A rúdhúzás elvileg megegyezik a huzalgyártással. A kivitelezésben csak az jelent különbséget, hogy a rudak szálanyagok. A rúdhúzáshoz nagyobb erőt kifejező gépre van szükség, mint a huzalgyártáshoz. A rúdhúzó gépek csavaros vagy láncos meghajtásúak. A méretek csökkentése a cél. A melegen már nem hengerelhető 6 mm-nél vékonyabb szelvényeket húzzuk. A 10-12 mm-es kiinduló anyagot csak akkor használjuk, ha vastag huzalokra van szükség. Pl: betonfeszítő huzal.A 0.1 mm-es átmérőjű huzalnál igen nagymértékű nyúlásra van szükség, ezért közbeeső hőkezelést (lágyítást) iktatunk be a gyártás során. A rézhuzal esetén indukciós hevítést alkalmazunk.

A huzalgyártás a dróthúzásra hasonlít, de ezt többszöri húzási redukcióval hajtjuk végre. Húzás után az anyag zömül.A hidegen húzott acélok tűrése h8, h9, h11 lehet, felületi érdessége Ra=0.4-1.6 μm.

Biztonságtechnika

- égési sérülés- zaj

- sugárzás- balesetveszély