tehnologia materialelor an1 sem2 AR+IT

Download tehnologia materialelor an1 sem2 AR+IT

Post on 28-Dec-2015

138 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

prelucrarea prin tragere

TRANSCRIPT

  • Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor

    1

    2. Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor.

    2.1. Introducere

    Semifabricatele laminate, utilizate n mare msur la obinerea pieselor nu au, de foarte

    multe ori, precizia dimensional i de form i nici calitatea suprafeei necesare i impuse unei

    piese finite. Pentru satisfacerea acestor condiii semifabricatele laminate sunt supuse unor prelucrri prin

    achiere, ceea ce determin reducerea gradului de utilizare a materialului i creterea costurilor

    materiale i de manoper.

    Prelucrarea prin tragere i trefilare a laminatelor permit obinerea unor semifabricate

    avnd o precizie dimensional i de form ridicat precum i o calitate a suprafeei superioar permind

    obinerea pieselor fr aplicarea unor operaii de prelucrare prin achiere, ndeosebi de degroare.

    Avnd n vedere faptul c prelucrarea prin tragere i trefilare are loc la rece, apare un

    proces de ecruisare a materialului ceea ce conduce la modificarea structurii i a proprietilor mecanice

    i tehnologice ale acestuia.

    Cunoaterea procesului tehnologic de tragere i de trefilare, a forelor care apar

    n timpul desfurrii operaiei, precum i msura n care cresc proprietile

    semifabricatelor obinute, ndeosebi cele mecanice, este deosebit de important

    ndeosebi n ceea ce privee selecia acestora n vederea utilizrii lor la diferite

    aplicaii i selecia tehnologiei economice de obinere a pieselor finite [1].

    Cunoaterea echipamentelor conduce la formarea unei viziuni de ansamblu

    privind desfurarea procesului de prelucrare i de stabilire a limitelor de aplicare a

    acestuia.

    Obiectivele capitolului sunt:

    o Definirea operaiiilor de tragere i de trefilare;

    o Stabilirea forelor care apar n timpul desfurrii procesului;

    o Stabilirea condiiei tragerii;

    o Proprietile materialelor prelucrate prin tragere sau trefilatre;

    o Prezentarea echipamentelor;

    o Tipuri de semifabricate obinute n urma aplicrii acestor operaii.

    Durata medie de studiu individual: 50 minute.

    Concluzie:

    Obiectivele capitolului:

    Durata medie de studiu individual

  • Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor

    2

    2.2. Tragerea materialelor metalice.

    Prelucrarea prin laminare prezint mai multe dezavantaje printre care cele mai importante sunt:

    Laminarea se desfoar la cald i, deci, presupune un consum mare de energie;

    Prin laminare nu se pot obine semifabricate cu seciune mic deoarece procesul de oxidare ar putea

    afecta ntreaga mas a materialului;

    Nu se pot obine semifabricate cu o precizie dimensional i de form ridicat i nici avnd o calitate

    superioar a suprafeei.

    Prin urmare, semifabricatele care au o seciune sczut i de bun calitate se obin prin tragerea sau prin

    trefilarea laminatelor.

    Tragerea este procedeul de deformare plastic a materialelor care are loc sub aciunea unei fore de

    traciune n vederea obinerii barelor, srmelor sau a evilor n urma trecerii forate a materialului ductil printr-o

    scul de deformare a crei seciune de lucru este mai mic dect seciunea iniial a materialului. Acest

    procedeu aplicat n cazul obinerii srmelor (a semifabricatelor cu seciune mic) se numete trefilare [3, 5].

    Aa cum se poate vedea n figura 2.1,

    materialul 2 avnd seciunea S0 este trecut prin

    filiera 3 datorit forei de tragere Ft. Fora 3 care

    acioneaz asupra suprafeei de contact dintre

    filier i materialul supus deformrii se

    descompune n dou componente: fora 4 care

    determin deformarea materialului i fora 5 care

    genereaz fora Fr, for care se opune procesuui

    de tragere sau de trefilare.

    n urma tragerii sau trefilrii are loc un proces

    de reducere a seciunii prin deformare plastic la

    rece. Reducerea absolut de seciune este dat

    de relaia:

    (1)

    Reucerea procentual de seciune este dat de relaia:

    (2)

    Reducerile pariale, n cazul tragerii i al trefilrii variaz ntre 10 i 45%, n funcie de natura materialului,

    iar gradul total de reducere poate atinge 90% [2, 4].

    2.2.1. Condiia tragerii

    Pentru ca tragerea s fie posibil este necesar ca, n acelai timp, fora de tragere Ft s fie mai mare dect

    fora de respingere, for generat de fora de deformare (fora de compresiune Fc) i tensiunea generat de

    fora de tragere, n seciunea materialului tras, s fie mai mic dect rezistena de rupere a materialului tras,

    adic:

    Fig. 2.1. Principil tragerii:

    1. Filiea, 2. Materialul supus tragerii, 3. Fora care acioneaz asupra materialului n timpul deformrii, 4. Fora de deformare, 5. Fora de respingere Fr, S0- seciunea iniial a materialului, Su- seciunea rezultat dup tragerea materialului prin filier.

  • Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor

    3

    i (condiia tragerii) (3)

    n care Ft este fora de tragere (de traciune) care acioneaz pe suprafaa Su, iar Fr este fora de respingere

    determinat de componenta orizontal a forei 3 i care se opune tragerii. r reprezint rezistena de rupere a

    materialului supus tragerii, iar t este efortul unitar la traciune. Fora suportat de material n seciunea tras se

    determin cu relaia:

    ; (4)

    Fora de respingere, determin o compresiune asupra materialului genernd deformarea acestuia, se

    determin cu relaia:

    (5)

    n care c reprezint rezistena la compresiune a materialului dupus tragerii sau trfilrii.

    Coeficientul de tragere K este definit prin relaia:

    (6)

    La limit, din relaiile 2 i 3 se obine:

    (7)

    (8)

    Odat cu tragerea sau trefilarea materialului, acesta sufer un proces de ecruisare, proces insoit de

    creterea rezistenei la traciune. innd seama de acest fenomen i analiznd ecuaia 8 se poate constata c

    pe msura creterii numrului de trageri coefcientul de tragere scade.

    Cnd pentru obinerea semifabricatelor este necesar o reducere mai mare de 45% este necesar ca

    procesul s se desfoare n mai multe treceri. La fiecare trecere coeficientul de tragere va fi din ce n ce mai

    mic din cauza ecruisrii materialului i a reducerii capacitii sale de deformare. Prin urmare, se poate scrie:

    (9)

    (10)

    nlocuind expresiile 10 n relaia 9 se obine:

    (11)

    (12)

    Pentru a avea aceiai capacitate de deformare este necesar ca dup fiecare tragere materialul s fie supus

    unui proces de recoacere de recristalizare. n acest caz:

    i (13)

    Din relaiile 9 i 13 se poate scrie:

    sau

    (14)

    Prin logaritmare se obine:

  • Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor

    4

    (15)

    (16)

    n care n reprezint numrul de treceri prin filiere n vederea obinerii seciunii dorite [2, 4].

    2.2.2. Influena tragerii asupra proprietilor materialului

    n urma tragerii sau a trefilrii, materialul se ecruisez i proprietile mecanice ale materialului se modific

    substanial, astfel:

    o Rezistena de rupere, limita la curgere i limita la elasticitate, pentru oeluri, manifest o tendin de

    cretere;

    o Cu creterea reducerii de seciune i a unghiului conului de deformare rezistena la compresiune crete

    i reziliena scade;

    o Duritatea materialului crete pe msura creterii gradului de deformare;

    o Numrul de ndoiri repetate ale materialului depinde de coinutul de carbon, scznd odat cu creterea

    acestuia, dar prelucrarea prin tragere determin o cresere a numrului de ndoiri atingnd un maxim

    pentru oelul cu un coninut de 0,7% carbon;

    o Dintre proprietile fizice, greutatea specific, permeabilitatea magnetic i conductivitatea scad pe

    msura reducerii seciunii.

    Structura materialului se moific ncepnd cu prima trecere n sensul c ferita, avnd un coninut sczut de

    carbon, se alungete conducnd la formare unor gruni alugii cu aspect fibros, anizotrop. Din punct de vedere

    chimic, datorit ecruisrii, scade rezistena la coroziune a materialului n medii acide.

    Ce reprezint tragerea?

    Care este condiia tragerii?

    Care sunt valorile posibile ale reducerilor pariale n procesul de tragere?

    Cum variaz coeficientul de tragere n cazul mai multor treceri?

    Cum se calculeaz numrul trecerilor n procesul de tragere?

    Care este condiia de realizare a aceluiai coeficient de tagere n cazul

    trecerilor succesive?

    Cum sunt influenate proprietile mecanice de ctre procesul de tragere?

    Care sunt proprietile fizice influenate de procesul tragerii?

    Cum se modific structura materialului la prelucrarea prin tragere?

    Exemplu: Avnd n vedere c proprietile mecanice, ndeosebi rezistena la

    traciune, cresc substanial n urma trageii, acest procedeu de prelucrare se aplic

    la obinere unor produse avnd o rezisten mare, cum ar fi: srmele destinate

    obinerii cablurior de traciune formate sau nu din mai multe toroane, corzile

    instrumentelor muzicale i obinerea conductorilor electrici din cupru utilizai pentru

    alimentarea cu energie a locomotivelor sau a tramvaielor etc.

    ntrebri i discuii

  • Prelucrarea prin tragere i trefilare a semifabricatelor

    5

    2.3. Echipamente utilizate n procesul tragerii i al trefilrii.

    Echipamentul de baz utilizat la tragerea sau trefila