Czym jest obróbka plastyczna metali?

Wyrób elementów metalowych, szczególnie o dużych gabarytach, związany jest z ich obróbką plastyczną. Proces ten wymaga specyficznych warunków oraz odpowiednich maszyn i jest wieloetapowy. Dziś odpowiadamy na pytanie, czym jest obróbka plastyczna metali oraz jakie wykorzystuje techniki i maszyny. Zapraszamy do lektury.

Obróbka plastyczna metali – definicja

By najprościej wytłumaczyć proces obróbki plastycznej metali, jest to szereg działań, w wyniku których przy użyciu siły zewnętrznej o określonej wartości doprowadza się do stopniowej i kontrolowanej zmiany plastyczności obrabianego metalu i – w efekcie – trwałej zmiany jego kształtu, wymiarów itp. przy zachowaniu właściwości technicznych oraz funkcjonalnych nowopowstałego przedmiotu. Zmianie ulegną właściwości mechaniczne, jednak kontrolowany charakter procesu obróbki pozwala na uzyskanie w zasadzie dowolnych kształtów czy form.

Warunki termiczne przeprowadzenia procesu obróbki

W praktyce metale można obrabiać plastycznie w trzech zakresach termicznych: na zimno, półgorąco oraz na gorąco. W pierwszym wypadku na obrabiany metal działa się ogromną siłą, pod której ciśnieniem metal kształtowany jest w pożądany kształt. W materiale nie następuje rekrystalizacja jego wewnętrznej struktury, bo nie została przekroczona potrzebna do niej temperatura. W obu kolejnych przypadkach proces przebiega w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji, co pozwala na użycie sił o mniejszej wartości.

Sposoby odkształcania plastycznego metali

W przemyśle hutniczym i metalurgicznym wykorzystywanych jest kilka podstawowych procesów technologicznych do odkształcania plastycznego metali. Te procesy to:

• walcowanie – materiał jest zgniatany wskutek wprowadzenia go między ruchome walce; prowadzenie walcowanego elementu może być wzdłużne, poprzeczne, skośne, okresowe lub specjalne (połączenie powyższych). Do przeprowadzenia procesu niezbędne są walcarki.
• wyciskanie – prasowanie wypływowe – materiał wtłoczony jest do prasy mechanicznej lub prasy hydraulicznej i wyciśnięty przez odpowiednio dobraną matrycę do pożądanego kształtu. W procesie stosuje się różne metody prowadzenia materiału wobec kierunku tłoczenia: wyciskanie współbieżne, przeciwbieżne, złożone i hydrostatyczne. Stosuje się je m.in.do produkcji rur, drutu, kształtowników, prętów itp.
• ciągnienie – proces podobny do wyciskania, ale materiał jest wyciągany przy pomocy ciągadła, które nadaje mu odpowiednie wymiary i przekrój. Prowadzone jest przy pomocy ciągarek bębnowych i ławowych.
• kucie i prasowanie – obrabiany materiał jest formowany pomiędzy bijakiem a kowadłem lub między stemplem a matrycą. Do procesu niezbędne są młoty i prasy.
• tłoczenie – realizowany przy pomocy pras mechanicznych i hydraulicznych oraz na zimno (lub gorąco) proces formowania elementów o charakterze przestrzennym. Często połączony z cięciem i łączeniem. Materiałem wykorzystywanym do procesu są zwykle folie i blachy.
• cięcie – rozdzielenie częściowe lub całkowite materiału wskutek spowodowania naprężenia w danym miejscu.
• gięcie – kształtowanie materiału, np. w postaci blachy, taśmy, rury, pręta lub płaskownika tak, by nie zmieniła się jego grubość.