Kohászati képlékenyalakító eljárások Előgyártási technológiák Kohászati képlékenyalakító eljárások

Kohászati képlékenyalakító eljárások Alakításkor a fémek szerkezete és mechanikai jellemzői megváltoznak. Képlékeny alakítás maradó alakváltozás MELEGALAKÍTÁS alakítási keményedés újrakristályosodás Tújrakrist. HIDEGALAKÍTÁS alakítási keményedés

Kohászati melegalakító eljárások: meleghengerlés, - kovácsolás, - csőgyártás (lyukasztás és vastagfalú cső gyárátása), - melegsajtolás, - extrudálás,… Fontos a hőmérséklet helyes megválasztása A melegalakítás hőmérséklet-tartománya acéloknál: (a széntartalom függvénye Fe-Fe3C diagram) az anyag alakítási szilárdsága Tfelső = 1100 – 1250 oC Talsó = 850 – 900 oC Kohászati hidegalakító eljárások: hideghengerlés, rúd- és csőhúzás, csőredukálás,… Képlékenyalakító eljárások kohászati félkész gyártmányok

Kohászati félkész gyártmányok Félkész gyártmányok: olyan termékek, amelyek ● szakaszos öntéssel (öntött tuskó) vagy ● folyamatos öntéssel (különbő szelvényű előtermékek) előállított alapanyagokból készülnek kohászati képlékenyalakító technológiákkal. Kohászati képlékenyalakító technológiák termékei: ◄ ● széles termékek ( pl. durvalemez, szalag) ◄ ● hosszú termékek (pl. rúd, profil, hengerhuzal, ...) ◄ ● széles termékből gyártott hosszú termékek ( pl. szalagból hajlított profilok és zártszelvények) ◄ ● kovácsolt termékek (pl. kovácstuskó, zömített kovácsdarab)

Másodlagos alakadó technológiák: ◄ képlékeny melegalakító technológiák ●előhengerlés, lemezhengerlés, szalaghengerlés, rudak, huzalok, idomanyagok hengerlése, ● kovácsolás (szabadalakító, süllyesztékes), ● varratnélküli csőgyártás (lyukasztás és vastagfalú cső gyártása) ● rúd-, huzal- és csőhúzás ● rúd- és csősajtolás Harmadlagos alakadó technológiák ◄ képlékeny hidegalakító technológiák ● lemezek, szalagok hideghengerlése, ● rúdhúzás, drótok, huzalok húzása, ● varratnélküli csőgyártás (csövek redukálása), ● kombinált technológiák: csövek és zártszelvények hegesztése

Képlékeny melegalakító technológiák

Meleghengerlés Lemezek, rudak, sínek, profilok gyártásának tömegtechnológiája. Ellentétesen forgó hengerpár a munkadarabot megnyújtja. Széles termékeket sima felületű hengerek között hengerelnek, hosszú termékeket hengerekben kialakított üregek (profilos üregű hengerek) segítségével hengerelnek. Hengerlésnél fontos a hengerátmérő megválasztása, a hengerpár annál vastagabb anyagot tud „behúzni“ minél nagyobb az átmérője (nagy fogyást biztosít), a nagy hengerek hátránya, hogy nyújtás mellett szélesedés is jelentkezik- ennek csökkentése céljából kisebb átmérőjű hengerekkel kell dolgozni → ezzel nem tartható a termék vastagságtűrése és nem vihető át a nyomatékszükséglet sem, ezért támasztó hengerekkel „merevítenek“. A termelékeny hengerművek állványok sorozatával hengerelnek, a duo, kvarto, speciális hengerállványok.

A hengerlés geometriai viszonyai Egy lépésben létrehozott alakítás mértéke a fogyás  = ln So / S1 So – a darab hengerlés előtti keresztmetszete S1 – a darab hengerlés utáni keresztmetszete A hengerlés geometriai viszonyai

hosszirányú hengerlése Lemez vagy szalag Idom (pl. körszelvény) hosszirányú hengerlése

Hengerjáratok - hengerlési elrendezések duó trió kvarto Hengerjáratok - hengerlési elrendezések

Hengerlő berendezések (hosszirányú)

Folyamatos öntés és hengerlés Az egymást követő alakítási lépéseket célszerűen sorba rendezett hengerállványokon végzik Ilyenkor a hengerek beállításai a fogyási tervnek megfelelően követik egymást. Hengerállványok

Gazdaságos, új eljárás szalagok hengerlésére közvetlenül a folyamatosan öntött vékonybramma szalagból Folyamatos öntés és hengerlés

Melegen hengerelt termékek választéka

Rudak hengerlése különböző üregsorozattal

Kovácsolás Elve: az újrakristályosodási hőmérséklet felett ütéssel vagy nyomással (lassú nyomással) végzett alakítás. Fajtái: ● Szabadalakító kovácsolás - egyszerű alakzatok gyártására, előalakításhoz ● Süllyesztékes kovácsolás – sorozatgyártás, bonyolult geometriájú darabok, drága szerszám ● Kovácshengerlés – periódikus alakzatokhoz

Szabadalakító kovácsolás A szerszám csak részben érintkezik az alakítandó darabbal Egyszerű szerszámokkal, durva előalakításra alkalmas Zömítés Duzzasztás Körkovácsolás

Tuskó szabadalakító kovácsolása

Süllyesztékes kovácsolás A munkadarabok méret és alakazonossága elsőrendű követelmény. A munkadarab felveszi a süllyeszték üregének alakját. nyújtózömítés fejzömítés alakzömítés sorjamentes kovácsolás kovácsolás sorjával

villáskulcs hajtórúd Süllyesztékes kovácsolás - példák

Az előgyártmányt forgó hengerpár palástján kialakított, az alakítási sorrendnek megfelelő üregekbe helyezik. A hengerpár egy fordulata egy alakítási lépést eredményez. Kovácshengerlés

Varratnélküli csőgyártás Alapanyaga: öntött kovácstuskó, folyamatosan öntött szálból darabolt test, előnyújtott bugából darabolt test vagy hengerelt rúdból darabolt test. A csőgyártó technológiákban közös: lyukasztással vastagfalú csövet hoznak létre a csőalak nyújtása, kalibrálása, az átmérő és a falvastagság elérése érdekében Csőgyártó technológiák: Mannesmann féle lyukasztó csőhengerlés:  tömör rúd forgó hengerek (kúpos, hordó alakú) között előrehalad, közepén felszakad és forgó tüske csővé kalibrálja. Pilger féle csőnyújtó hengerlés Erhard féle csőgyártás

Varratnélküli csőgyártás (Mannesmann féle csőhengerlés) Speciális haránthengerlési eljárásnak tekinthető. A szögben elhelyezett, forgó hengerek nyomó hatására a rúd belseje felreped, és a tüske bővíti a furatot. Varratnélküli csőgyártás (Mannesmann féle csőhengerlés)

Pilger féle csőnyújtó hengerlés

Rúd-, huzal- és csőhúzás rúdhúzás csőhúzás Mindegyik művelet kúpos üregben végzett alakítás A huzalhúzás végetlenített rúdhúzásnak tekinthető

Rúdhúzás vázlata Kúpos húzószerszám Láncos húzópad Rudak alakítása több lépésben történik, túl nagy fogyás beállítása a húzott szakasz elszakadásához vezetne. Rúdhúzás vázlata

Rúd- és idom sajtolás A felhevített matricába helyezett meleg előgyártmányból nagy nyomással rudat vagy profil anyagot sajtolnak. Ez is kúpos üregben végzett alakítás, de a kúp az anyagfolyásból is alakulhat. Elsősorban alumíniumot sajtolnak 300…400 oC-on (sínek, profilok).

Sajtolással gyártott profilok

Extrudált alumínium profilok

Képlékeny hidegalakító technológiák

Szalag hideghengerlés Kiinduló anyag: melegen hengerelt és pácolt (savfürdőben revétlenített) feltekercselt széles szalag (kb. 1500 mm széles, 4-6 mm vastag) történhet egy állványon reverzáló üzemmódban, folytatólagosan egymást követő hengerállványokon probléma: nagy alakítási szilárdságból (ellenállás) ebből következő henger belapulás és behajlás megoldás: 1) támasztóhengerek alkalmazása 2) a szalagokat a lehető legkisebb szélességűre gyártják Késztermék: lágy, félkemény, kemény szalag. A szalag lágyítása tekercsben történik – hőkezelő üzemben. Fóliahengerlés: A kellő merevséget nagy méretű támasztóhengerekkel a jó nyújtást pedig kisméretű munkahengerekkel érik el. Akár 20 hengeres hengerállványokat is alkalmaznak.

Többhengeres (20 henger) hideghengersor

Szalag gyártása hasítással Széles szalag lágyítása

A hideghengerlés munka-módszerei

Rúd- és dróthúzás Kúpos üregeken történő áthúzás. Kiinduló anyag: melegen hengerelt rúd, hengerhuzal rúdhúzásnál 1-2 húzás, dróthúzásnál akár 20 húzási fokozat is lehet nagy alakítási mértéknél pácolás utáni foszfátozás szükséges rúdhúzás: méret és alaktűrés szempontjából, ha a hengerelt állapotú rúd túl lágy, ha kis mennyiségű profilos rúd gyártására van igény. dróthúzás: elsősorban a méretek csökkentése és nem a kalibrálás a cél, 6 mm-nél vékonyabb a kiinduló anyag, húzókövek közötti húzódobokon huzal tárolódik – gyűjtve húzó gépsorok.

Rúd és dróthúzás (húzókő profilok) Rúdhúzás

Varratnélküli csőgyártás – csőhúzás (csőredukálás) Történhet tüske alkalmazásával vagy tüske nélkül, a külső átmérő csökken, a falvastagság a tüske nélküli húzásnál növekszik, tüskén történő húzásnál pedig csökken. A technológiák célja részben a kalibrálás, részben a méretcsökkentés. Gyakori a hosszvarratos csövek redukálása – kitűnő minőség érhető el.

A csőhúzás módszerei

Kombinált technológiák Elsősorban hegesztéssel kombinált technológiákról van szó. széles termékből (lemez, szalag) gyártanak olyan terméket, amelyek hosszú termékeket helyettesítenek hengerelt szélesacélból készült I tartó helyettesítése hegesztett I tartóval hengerelt és szalagból hajlított L, U, Z szelvények spirálvarratos csőgyártás hosszvarratos csőgyártás

Széles, durva szalagot fedett ívű hegesztéssel hegesztenek

Csőprofil hajlítása Nagy átmérőjű hosszvarratos cső

Felhasznált irodalom: [1] Borossay Béla: Anyagtechnológia alapjai I, BMF BGK oktatási segédlet, 2006 [2] Csizmazia Ágnes: Előgyártási technológiák, SZE, Győr, 2007 [3] Czinege Imre: Gyártási folyamatok, SZE, Győr, oktatási segédlete (Power Point bemutatók), 2006 [4] Bagyinszki Gyula, Kovács Mihály: Gépipari alapanyagok és félkész gyártmányok – gyártásismeret, Tankönyvmester kiadó, Budapest, 2003