Előgyártási technológiák

Kohászati képlékenyalakító

eljárások

Kohászati képlékenyalakító eljárások

Alakításkor a fémek szerkezete és mechanikai jellemzői megváltoznak.

Képlékeny alakítás maradó alakváltozás

MELEGALAKÍTÁS-alakítási keményedés- újrakristályosodás

HIDEGALAKÍTÁS-alakítási keményedés

Tújrakrist.

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)

Kohászati hidegalakító eljárások:

- hideghengerlés, rúd- és csőhúzás, csőredukálás,…

az anyag alakítási szilárdsága

Tfelső = 1100 – 1250 oC

Talsó = 850 – 900 oC

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

MeleghengerlésLemezek, 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.

Egy lépésben létrehozott alakítás mértéke a fogyás

So – a darab hengerlés

előtti keresztmetszete

S1 – a darab hengerlés

utáni keresztmetszete

= ln So / S1

A hengerlés geometriai viszonyai

Hengerlés (1)

Lemez vagy szalag Idom (pl. körszelvény)

hosszirányú hengerlése

Hengerjáratok

duó trió kvarto

Hengerjáratok - hengerlési elrendezések

Hengerlő berendezések(hosszirányú)

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

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 csőgyártásVarratnélküli 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.

Pilger féle csőnyújtó hengerlés

Rúd-, huzal- és csőhúzás

rúdhúzás csőhúzás

Mindegyik művelet kúpos üregben végzett alakítás

A huzalhúzás végetlenített rúdhúzásnak tekinthető

Rúdhúzás vázlata

Rudak alakítása több lépésben történik, túl nagy fogyás beállítása a húzott szakasz elszakadásához vezetne.

Kúpos húzószerszám Láncos húzópad

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 dróthúzásKúpos 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