ОБРАБО́ТКА МЕТА́ЛЛОВ ДАВЛЕ́НИЕМ

ОБРАБО́ТКА МЕТА́ЛЛОВ ДАВЛЕ́НИЕМ, ком­плекс тех­но­ло­гич. про­цес­сов, при­ме­няе­мых для фор­мо­из­ме­не­ния, улуч­ше­ния свойств и ка­че­ст­ва ме­тал­лич. за­го­то­вок в ре­зуль­та­те их пла­стич. де­фор­ма­ции (под дей­ст­ви­ем внеш­них сил) без на­ру­ше­ния сплош­но­сти. Воз­ник­но­ве­ние О. м. д. от­но­сит­ся к эпо­хе ос­вое­ния про­из-ва ме­тал­лов и из­де­лий из них (напр., руч­ная ков­ка для из­го­тов­ле­ния ору­жия, ору­дий тру­да, пред­ме­тов бы­та и т. п.). Совр. тех­но­ло­гич. про­цес­сы О. м. д. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся на ме­тал­лур­гич. и ма­ши­но­стро­ит. пред­при­яти­ях для из­го­тов­ле­ния по­ко­вок, штам­по­вок, прут­ков, про­фи­лей, труб, лис­тов, фоль­ги, про­во­ло­ки, а так­же в ка­че­ст­ве окон­чат. опе­ра­ции при из­го­тов­ле­нии разл. де­та­лей. Раз­но­об­ра­зие форм и раз­ме­ров из­де­лий, по­лу­чае­мых при об­ра­бот­ке дав­ле­ни­ем, дос­ти­га­ет­ся разл. спо­со­ба­ми пла­стич. де­фор­ма­ции, ос­нов­ные из них – ков­ка, штам­пов­ка, прес­со­ва­ние, про­кат­ка, во­ло­че­ние. Фор­мо­об­ра­зую­щие опе­ра­ции при из­го­тов­ле­нии де­та­лей из лис­то­вых за­го­то­вок вклю­ча­ют гиб­ку, глу­бо­кую вы­тяж­ку, от­бор­тов­ку и др. Ло­каль­ная пла­стич. де­фор­ма­ция ис­поль­зу­ет­ся для по­верх­но­ст­но­го уп­роч­не­ния де­та­лей, на­кат­ки зубь­ев шес­те­рён, резь­бы кре­пёж­ных из­де­лий и т. п. При­ме­ня­ют О. м. д. так­же при из­го­тов­ле­нии би­ме­тал­лич. и мно­го­слой­ных ком­по­зи­ций пу­тём со­вме­ст­ной пла­стич. де­фор­ма­ции, в т. ч. для раз­но­род­ных ме­тал­лов, не сва­ри­вае­мых плав­ле­ни­ем. 

О. м. д. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем мо­ло­тов, гид­рав­лич. и ме­ха­нич. прес­сов, про­кат­ных и во­ло­чиль­ных ста­нов и др. В ре­зуль­та­те при­ло­же­ния внеш­них сил к де­фор­ми­рую­ще­му ин­ст­ру­мен­ту соз­да­ёт­ся не­об­хо­ди­мый уро­вень на­пря­же­ний в зо­не (оча­ге), обес­пе­чи­ваю­щий пла­стич. де­фор­ма­цию за­го­тов­ки.

Спо­соб­ность ме­тал­лов и спла­вов к об­ра­бот­ке дав­ле­ни­ем оп­ре­де­ля­ет­ся со­дер­жа­ни­ем ле­ги­рую­щих эле­мен­тов и при­ме­сей, ти­пом кри­стал­лич. ре­шёт­ки, на­ли­чи­ем и ха­рак­те­ром де­фек­тов кри­стал­лич. ре­шёт­ки (дис­ло­ка­ций, ва­кан­сий), раз­ме­ра­ми зер­на, фор­мой и строе­ни­ем (мор­фо­ло­ги­ей) час­тиц кар­би­дов, ин­тер­ме­тал­ли­дов и др., а так­же тех­но­ло­гич. фак­то­ра­ми – темп-рой, ско­ро­стью и схе­мой при­ло­же­ния на­пря­же­ний. Пла­стич. де­фор­ма­ция осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те сдви­га по оп­ре­де­лён­ным плос­ко­стям сколь­же­ния кри­стал­лич. ре­шёт­ки, двой­ни­ко­ва­ни­ем или меж­зё­рен­ным про­скаль­зы­ва­ни­ем. Эф­фек­тив­ность ка­ж­до­го из этих ме­ха­низ­мов за­ви­сит от струк­ту­ры за­го­тов­ки и тер­мо­ме­ха­нич. ус­ло­вий про­ве­де­ния про­цес­са де­фор­ма­ции.

В за­ви­си­мо­сти от тех­но­ло­гич. свойств ис­ход­ной за­го­тов­ки, тре­бо­ва­ний к струк­ту­ре и свой­ст­вам из­де­лия при­ме­ня­ют хо­лод­ную, го­ря­чую и тё­п­лую де­фор­ма­цию. При О. м. д. ус­лов­но счи­та­ют де­фор­мацию го­ря­чей (от­но­си­тель­но темп-ры плав­ле­ния ме­тал­лич. за­го­тов­ки – t_пл) при темп-рах вы­ше 0,7t_пл, хо­лод­ной – ни­же 0,3t_пл и тё­п­лой – (0,3–0,7)t_пл. Го­ря­чая де­фор­ма­ция при­ме­ня­ет­ся в ка­че­ст­ве пер­вич­ной опе­ра­ции О. м. д. или для из­го­тов­ле­ния за­го­то­вок под ме­ха­нич. об­ра­бот­ку. Про­цесс го­ря­чей де­фор­ма­ции ха­рак­те­ри­зу­ет­ся пол­ным или поч­ти пол­ным от­сут­ст­ви­ем уп­ро­че­ния в ре­зуль­та­те про­хо­ж­де­ния рек­ри­стал­ли­за­ции. Хо­лод­ная де­фор­ма­ция со­про­во­ж­да­ет­ся уп­роч­не­ни­ем ме­тал­ла (на­гар­тов­ка, на­клёп), что ог­ра­ни­чи­ва­ет эф­фек­тив­ность фор­мо­из­ме­не­ния за­го­тов­ки и вы­зы­ва­ет не­об­хо­ди­мость про­ве­де­ния меж­опе­ра­ци­он­ной тер­мич. об­ра­бот­ки (от­жиг, за­кал­ка и др.) для вос­ста­нов­ле­ния пла­стич­но­сти. Про­цесс по­зво­ля­ет по­лу­чать бо­лее точ­ные раз­ме­ры, вы­со­кое ка­че­ст­во по­верх­но­сти и тре­буе­мые свой­ст­ва из­де­лий (по срав­не­нию с го­ря­чей де­фор­ма­ци­ей). Тё­п­лая де­фор­ма­ция при­ме­ня­ет­ся в слу­чае не­дос­та­точ­ной пла­стич­но­сти ма­те­риа­лов при хо­лод­ной де­фор­ма­ции или не­об­хо­ди­мо­сти фор­ми­ро­ва­ния за­дан­ной струк­ту­ры.

О. м. д., на­ря­ду с эко­но­мич­но­стью в ис­поль­зо­ва­нии ме­тал­ла, обес­пе­чи­ва­ет по­вы­ше­ние тех­но­ло­гич. и экс­плуа­тац. свойств из­де­лия в ре­зуль­та­те фор­ми­ро­ва­ния оп­ти­маль­но­го струк­тур­но-фа­зо­во­го со­ста­ва. Ус­лож­не­ние хи­мич. и фа­зо­во­го со­ста­вов ме­тал­лич. спла­вов с це­лью по­вы­ше­ния функ­цио­наль­ных свойств со­про­во­ж­да­ет­ся сни­же­ни­ем их тех­но­ло­гич. пла­стич­но­сти и по­вы­ше­ни­ем со­про­тив­ле­ния де­фор­ма­ции, что вы­зы­ва­ет труд­но­сти при из­го­тов­ле­нии из­де­лий с при­ме­не­ни­ем тра­диц. тех­но­ло­гий. Для О. м. д. труд­но­де­фор­ми­руе­мых спла­вов при­ме­ня­ют­ся раз­ра­бо­тан­ные в кон. 20 в. про­цес­сы изо­тер­мич. и сверх­пла­стич. де­фор­ма­ции при оп­ти­маль­ных тем­пе­ра­тур­ных и ско­ро­ст­ных па­ра­мет­рах; соз­да­но спе­циа­ли­зир. обо­ру­до­ва­ние, обес­пе­чи­ваю­щее фор­мо­из­ме­не­ние за­го­тов­ки по за­дан­ной про­грам­ме. В це­лях ин­тен­си­фи­ка­ции про­цес­сов О. м. д. ис­поль­зу­ют­ся так­же разл. спо­со­бы воз­дей­ст­вия на очаг де­фор­ма­ции – УЗ-ко­ле­ба­ний, элек­трич. то­ка (элек­тро­сти­му­ля­ция), маг­нит­но­го по­ля, взрыв­ной вол­ны. Для фор­ми­ро­ва­ния в ме­тал­лах и спла­вах ульт­ра­мел­ко­зер­ни­стых и на­но­раз­мер­ных струк­тур­ных со­став­ляю­щих ис­поль­зу­ют­ся ме­то­ды ин­тен­сив­ной пла­стич. де­фор­ма­ции (ИПД). К наи­бо­лее изу­чен­ным ме­то­дам ИПД от­но­сит­ся рав­но­ка­наль­ное уг­ло­вое прес­со­ва­ние, при ко­то­ром за­го­тов­ка без из­ме­не­ния пло­ща­ди по­пе­реч­но­го се­че­ния мно­го­крат­но про­дав­ли­ва­ет­ся че­рез уг­ло­вые ка­на­лы, рас­по­ло­жен­ные под оп­ре­де­лён­ным уг­лом от­но­си­тель­но друг дру­га.