Технология производства и применения калиброванного проката

20.01.2025

Калиброванный прокат представляет собой стальной прокат с повышенной точностью размеров и улучшенным качеством поверхности, который производится в процессе обработки металла различными методами.

Основной задачей технологии является обеспечение минимальных отклонений геометрических размеров, достижение высокой чистоты поверхности и улучшение механических характеристик.

Эти параметры делают его востребованным в машиностроении, строительстве, производстве инструментов и других областях.

Для изготовления калиброванного проката применяют углеродистые и легированные стали различных марок, среди которых часто используются стали группы Ст, 10, 20, 45, 40Х, ШХ15.

Выбор материала зависит от назначения продукции. Так, для деталей, подвергающихся значительным механическим нагрузкам, отдают предпочтение стали с повышенной прочностью и износостойкостью, тогда как для менее нагруженных конструкций подходят материалы с низким содержанием углерода.

Химический состав металла должен соответствовать требованиям ГОСТ 1050-2013 и другим нормативным документам, где подробно регламентируются пределы содержания углерода, марганца, кремния, фосфора и серы.

Технология производства начинается с заготовок, которые обычно представляют собой горячекатаный прокат. Заготовки предварительно проходят контроль размеров, а также проверяются на наличие дефектов, таких как трещины, расслоения, непрокаты.

После этого они подвергаются нагреву до температуры, при которой обеспечивается требуемая пластичность материала, что важно для последующей обработки. Температура нагрева находится в пределах 950–1100 °C, в зависимости от состава стали.

Недостаточный нагрев приводит к увеличению износа инструментов, тогда как избыточный может вызвать рост зерна и ухудшение механических свойств.

После нагрева заготовки подаются на процесс калибрования, который может быть выполнен несколькими методами. Одним из основных является холодная прокатка, где металл подвергается обработке на специальных станах с прокатными валками, обеспечивающими высокую точность размеров.

Для этого используются станки, оборудованные системой автоматического управления процессом, что позволяет достигать отклонений по диаметру в пределах 0,01–0,05 мм. Калиброванные прутки диаметром от 5 до 75 мм наиболее востребованы, поскольку они находят применение в производстве болтов, гаек, валов и других элементов машин.

Другим способом обработки является вытяжка через фильеру. В данном случае заготовка протягивается через инструмент с калиброванным отверстием, где обеспечивается не только необходимая точность, но и дополнительная обработка поверхности. Метод вытяжки предпочтителен для получения сложных профилей, таких как шестиугольные или квадратные.

Сила вытяжки регулируется в зависимости от материала и диаметра заготовки, и в большинстве случаев находится в пределах 10–50 тонн, что позволяет эффективно работать с различными марками стали.

При необходимости повышения прочности и твердости проводится дополнительная термообработка. Закалка с последующим отпуском выполняется в специальных печах, где контролируется температура и продолжительность выдержки.

Для сталей типа 45 оптимальная температура закалки составляет 840–860 °C, а отпуск производится при 200‒300 °C для снятия внутренних напряжений. Такой подход позволяет улучшить характеристики материала, сохранив его пластичность.

Качество поверхности — ключевой параметр качественного проката. Шероховатость контролируется в соответствии с требованиями ГОСТ 2789-73, где указываются параметры Ra и Rz для конкретных изделий.

Методы обработки, такие как полировка или шлифование, позволяют достичь зеркального блеска поверхности с Ra до 0,4 мкм. Это важно для деталей, используемых в точных механизмах, таких как подшипники, оси и шестерни.

В машиностроении особенно ценятся стабильные геометрические размеры калиброванной продукции. Так, при производстве зубчатых колес минимальные отклонения в диаметре обеспечивают равномерное зацепление зубьев, что уменьшает износ и повышает долговечность узлов.

В случае с валами и осями точность позволяет избежать необходимости дополнительной обработки, сокращая время производства. Для изготовления крепежных элементов, таких как шпильки или гайки, гладкая поверхность и точные размеры гарантируют качественную резьбу и плотное соединение деталей.

При резке важно использовать инструменты с твердосплавными вставками, которые обеспечивают чистый рез без заусенцев. Режущая кромка инструмента должна быть остро заточенной, а угол наклона лезвия подбирается в зависимости от марки стали.

Для углеродистых сталей он составляет 10–15 градусов, а для легированных может увеличиваться до 20–25. Смазочно-охлаждающие жидкости применяются для уменьшения износа инструмента и предотвращения перегрева материала.

Сварка также требует особого подхода. Использование электродов с низким содержанием водорода или проволоки с газовой защитой позволяет избежать пористости швов и трещин. Для стали 40Х рекомендована предварительная подогревка до 200–300 °C, что снижает риск образования холодных трещин.

После сварки детали проходят термообработку для выравнивания структуры металла.

Хранение и транспортировка высокоточного проката также имеют значение для сохранения его качества. Продукция укладывается на деревянные поддоны или стеллажи с мягкими прокладками, предотвращающими появление царапин.

Дополнительно используются антикоррозионные покрытия, такие как лак или масло, для защиты от воздействия влаги. В случае поставок на большие расстояния материал упаковывают в полиэтиленовую пленку или пленку с термоусадкой, что предотвращает контакт с окружающей средой.

Таким образом, применение калиброванного проката обеспечивает высокую точность изготовления деталей, улучшает эксплуатационные характеристики готовых изделий и снижает затраты на их обработку.

Это делает его неотъемлемой частью современного промышленного производства, где требуется сочетание прочности, долговечности и эстетической привлекательности.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев