Нагартовка – как заставить металл быть прочнее?

Процесс обработки металла давлением

Нагартовка (наклеп) – технологический процесс упрочнения металлов, происходящий в результате пластической деформации при холодной обработке металлов давлением. В результате данного процесса изменяются механические свойства металлов: повышаются прочность и твердость материала, увеличивается предел текучести, однако снижается пластичность.

Схема влияния степени нагартовки на прочность, твердость и пластичность металлов

Нагартовка и наклеп – различие понятий

Довольно часто понятия «нагартовка» и «наклеп» считают взаимозаменяемыми, однако между ними есть одно отличие.

Нагартовка представляет собой осознанный и целенаправленный процесс, который проводится специально в целях улучшения прочностных характеристик металла.

Наклеп, в отличие от нагартовки, часто является самопроизвольным процессом и может нести как положительный, так и отрицательный эффект. Детали с неблагоприятным наклепом подлежат дальнейшей термической обработке. Как известно, чем выше температура металла, тем ниже его способность к нагартовке. Для избавления от нежелательного наклепа металл подлежит нагреву, и в результате рекристаллизации восстанавливается недеформированная структура зерен.

Способы достижения нагартовки и благоприятного наклепа.

Достижение нагартовки (благоприятного наклепа) возможно несколькими способами: с помощью специальных операций, целенаправленно проводимых для достижения упрочнения металла и в результате пластической деформации при холодной обработке металла давлением.

Нагартовка в результате специальных операций

Схемы центробежно-шариковой и дробеструйной нагартовки

Процесс целенаправленной нагартовки с помощью специальных операций происходит под воздействием внешних сил. Существует два метода образования нагартовки:

· Дробеструйный способ. Данный процесс организован с использованием дроби диаметром до 4 мм, которая выбрасывается на поверхность детали с огромной скоростью.

· Центробежно-шариковый способ. Принцип действия данного метода выражается в использовании вращающегося обода, в гнездах которого расположены специальные шарики. При вращении в результате центробежной силы шарики отбрасываются в крайнее положение, нанося удар по обрабатываемой детали.

Благоприятный наклеп в результате холодной обработки металла давлением

Одним из наиболее известных способов умышленного создания наклепа является холодная обработка металла давлением.

Среди основных видов металлообработки давлением при температуре ниже температуры рекристаллизации, в результате которых происходит упрочнение материала, можно выделить следующие:

· Ковка

· Прокатка

· Прессование

· Волочение

· Штамповка

· Ротационная вытяжка

Образование наклепа в процессе ротационной вытяжки

Процесс ротационной вытяжки металла

Ротационная вытяжка представляет собой технологический процесс формоизменения металла давлением, используемый для изготовления тонкостенных деталей в форме полых тел вращения.

Среди видов холодной обработки металлов давлением ротационная вытяжка заслуживает особого внимания. Данный метод можно считать одним из наиболее эффективных способов получения прочных и твердых деталей, так как он имеет большую производительность и экономическую эффективность, не требует дополнительной обработки и позволяет получать сложные и глубокие изделия.

В результате получения деталей данным способом повышаются предел прочности и предел текучести металла, а также возрастают предел выносливости и твердость материала. Чем больше степень утонения стенки заготовки в процессе обработки, тем более высокую прочность и твердость будет иметь полученная деталь.

Ротационная вытяжка отличается высокой степенью деформационного упрочнения материала, в результате чего возможно использовать более экономически выгодные металлы при соблюдении требуемой прочности изделия.

Области применения нагартованных деталей

Детали, подверженные упрочнению в результате нагартовки, имеют особую ценность в некоторых отраслях промышленности: машиностроении, судостроении, авиастроении и т.д.

Нагартовка занимает важное место при изготовлении деталей, подвергающихся различным внешним неблагоприятным воздействиям (колебание температуры, высокое давление и т.д.), и позволяет повысить износостойкость и усталостную прочность изделия.

На сегодняшний день нагартовка пользуется большой популярностью в разных сферах производства благодаря своим полезным свойствам и способности значительно увеличить эффективность металлообработки.

#металлообработка #моспресс #ротационная вытяжка #станок чпу #обработка металла