Metallerin Haddelenmesi: İşlem ve Prensipler (Diyagramlı)

Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceğiz: - 1. Merdanenin Anlamı 2. Merdane İşlemi 3. Prensipler 4. Yük ve Güç Gereksinimi 5. Yağlama 6. Kusurlar.

Rolling Anlamı:

Metalleri yarı mamul veya mamul formlara silindirlerin arasından geçirerek şekillendirme işlemine haddeleme denir. Haddeleme, en yaygın kullanılan metal şekillendirme işlemidir. Metal külçeleri çiçek, kütük, levha, levha, levha, şerit vb. Gibi basit stok üyelerine dönüştürmek için kullanılır.

Metal haddelemede, ters yönde dönen silindirler arasından geçirilerek plastik olarak deforme edilir. Haddelemenin ana amacı metalin kalınlığını azaltmaktır. Normalde, genişlikte ihmal edilebilir bir artış vardır, böylece kalınlıktaki azalma uzunluktaki bir artışa neden olur.

Haddeleme işlemi, Şekil 2.1'de gösterilmiştir:

Haddeleme hem sıcak hem de soğuk yapılır. Haddehanelerde yapılır. Bir haddehane, iki veya daha fazla çalışma silindirine, destek silindirlerine, silindir standlarına, tahrik motoruna, redüksiyon dişlisine, volan, kuplaj dişlisine vb. Sahip karmaşık bir makinedir.

Silindirler düz veya oluklu olabilir, haddelenmiş ürünün şekline bağlıdır. Metal, iki merdane ile temas ettiği dönemde şeklini kademeli olarak değiştirir.

Yuvarlayarak üretilebilecek ürün yelpazesi çok geniştir. Haddeleme, uzun süre boyunca aynı enine kesitte metal gerektiğinde dövme işleminden daha ekonomik bir deformasyon yöntemidir.

Yüksek metal verimliliği ve düşük maliyeti nedeniyle tüm metal işleme proseslerinde en yaygın kullanılanlardan biridir. Genel olarak haddelenmiş malzemeler çelik, bakır, magnezyum, alüminyum ve alaşımlarıdır.

Haddeleme Süreci:

Haddeleme işleminde, ürünü Şekil 2.2'de gösterildiği gibi tamamlamak için üç adım vardır:

Şekil 2.2. Haddelenmiş ürün imalatında yer alan işlemlerin sırası.

(i) Birincil Rolling:

Birincil haddeleme, metal külçeyi çiçek ve kütükler gibi basit stok üyelerine dönüştürmek için kullanılır. Bu işlem döküm külçe yapısını iyileştirir, mekanik özelliklerini iyileştirir ve gizli iç kusurları ortadan kaldırır.

(ii) Sıcak Haddeleme:

Birincil haddelemeden elde edilen çiçek ve tabakalar, yine sıcak haddeleme işlemi ile levhalara, tabakalara, çubuklara ve yapısal şekillere dönüştürülür.

(iii) Soğuk Haddeleme:

Soğuk haddeleme, genellikle sıcak haddeleme ile üretilen ürünlerin son halinin verildiği bir bitirme işlemidir. Bu işlemler iyi yüzey kalitesi, daha yakın boyutsal toleranslar sağlar ve malzemenin mekanik dayanımını arttırır.

Eritme dükkanından veya çelik üretim tesislerinden elde ettiğimiz çelik çoğunlukla külçe şeklindedir. Külçeler 1.5mx 1.5m kabaca kare kesite sahiptir ve ton ağırlığındadır.

Bu külçeler ilk önce ıslanma çukurlarında yaklaşık 1200 ° C'ye ısıtılır ve daha sonra çiçek gibi ara parçalar üretmek için silindirlerden geçirilir. Çiçeklikler kütüklere ve kütükler yassı, kare, altıgen, açı, I, U, vs. gibi istenen bölümlere yuvarlanır. Yukarıda belirtilen üye yaklaşık olarak aşağıdaki boyutlara sahiptir.

Döküm Külçeler - 1, 5 mx 1, 5 m (Dikdörtgen kesit)

Çiçek - 150 mm ila 400 mm kare.

Levhalar - Genişlik: 500 - 1800 mm (Dikdörtgen kesit) kalınlık: 50 - 300 mm

Kütük - 30 mm ila 150 mm kare. (Çiçeklenmekten daha küçük)

Plakalar - 6 mm veya üzeri kalınlık, 1200-1400 mm genişlik, 6000 mm uzunluğunda.

Sayfalar - 0, 5 mm ila 5, 0 mm kalınlık

Şerit— Genişlik: 750 mm veya daha az. (Dar plaka veya levha).

Şekil 2.3, bir kütüğün (100 x 100 mm) yuvarlak bir çubuğa indirgenmesinde art arda gelen aşamaları göstermektedir. Kütük her geçişten sonra 90 ° döndürülür.

Rolling Prensipleri:

Haddeleme, metali ters yönde dönen silindirler arasındaki bir boşluktan geçirmekten oluşan bir işlemdir. Bu boşluk, çalışmakta olan parçanın kalınlığından daha küçüktür. Bu nedenle, merdaneler metal-merdane arayüzlerinde sürtünme nedeniyle aynı anda ileri kaydırırken metali sıkıştırır.

İş parçası tamamen silindirler arasındaki boşluktan geçtiğinde, tamamen işlenmiş olarak kabul edilir. Sonuç olarak, işin kalınlığı azalır, uzunluğu ve genişliği artar.

Bununla birlikte, genişlikteki artış önemsizdir ve genellikle ihmal edilir. Şekil 2.4, bir plakanın basit haddeleme işlemini göstermektedir. Kalınlıktaki azalma taslak olarak adlandırılırken, uzunluktaki artış mutlak uzama olarak adlandırılır. Genişlikteki artış mutlak yayılma olarak bilinir.

Diğer iki terim göreceli taslaktır ve uzama katsayısı aşağıdaki gibi verilebilir:

Yukarıdaki denklem (3), uzama katsayısının, çalışmanın nihai kesit alanlarının final oranına oranla ters orantılı olduğunu göstermektedir. Ayrıca, denklem (2), uzama katsayısının, çalışmanın nihai uzunluklarının nihai oranı ile orantılı olduğunu göstermektedir.

Şekil 2.5, deformasyon bölgesini, gerilme durumunu, yuvarlanma işleminde temas açısını göstermektedir. Metal, deformasyon bölgesi olarak bilinen gölgeli alanda deforme olur. Metal, deformasyon bölgesinden önce ve sonra herhangi bir deformasyona uğramaz.

Deformasyona uğrayan metalin ark AB boyunca silindirlerin her biri ile temas halinde olduğu da görülebilir. Ark-AB'ye temas arkı denir. Karşılık gelen açıya (α) temas açısı veya ısırma açısı denir.

Çizim geometrisinden ve basit trigonometri uygulayarak, ısırma açısı olarak verilebilir:

Yukarıdaki denklem (4), haddeleme işleminin geometri parametreleri, ısırma açısı, draft ve silindirlerin yarıçapı arasındaki ilişkiyi verir.

Metalin sürtünme ile kaymasını sağlamak için, temas açısının (a), tan β = ((silindir yüzeyi ile metal arasındaki sürtünme katsayısı) olduğu sürtünme açısından (β) daha az olması gerekir.

İzin verilen maksimum temas açısı (α) değeri aşağıdaki gibi diğer faktörlere bağlıdır:

(i) Silindirlerin malzemesi.

(ii) Dönülmekte olan işin malzemesi.

(iii) Yuvarlanma sıcaklığı.

(iv) Silindirlerin hızı vb.

Tablo, farklı haddeleme işlemleri için önerilen maksimum ısırma açısını (α) göstermektedir:

Haddeleme için Yük ve Güç Gereksinimi:

Deformasyon bölgesi, gerilme durumu ve yuvarlanmadaki temas açısı, Şekil 2.4'te gösterilmiştir (bir plakanın basit yuvarlanması). Deformasyon bölgesinde üretilen ana gerilme sistemi üç eksenli sıkıştırmadır. Maksimum veya ana gerilme yuvarlanma yönüne normal davranıyor.

Deforme olmuş metal, denge koşullarını yerine getirmek için silindirlerin her birine eşit ve zıt bir kuvvet uygular.

Bu nedenle, yuvarlanma yönüne normal olan bu kuvvet, ruloların ve öğütücü gövdesinin tasarımı için dikkate alınan önemli bir faktördür. Bu kuvvet (F), bir yuvarlanma işleminde güç tüketimini belirlemede de önemlidir.

Ne yazık ki, yuvarlanma yükünün ve güç tüketiminin tam olarak belirlenmesi tipik bir iştir ve plastisite ve hesap teorisi hakkında iyi bir bilgi gerektirir.

Bununla birlikte, yuvarlanma yükünün ilk yaklaşımı aşağıdaki denklemde verilebilir:

Bu denklem (2), silindir-iş ara yüzündeki sürtünmeyi ihmal etmekte ve dolayısıyla yuvarlanma yükünün daha düşük bir tahminini vermektedir.

Deneylere dayanarak, sürtünmelerin aşağıdakileri dikkate almak için modifiye denklemde 1.2 çarpım faktörü kullanılmıştır:

Ayrıca, haddeleme işleminde güç tüketimi kolayca elde edilemez; Bununla birlikte, (düşük sürtünme göz önünde tutularak) kaba bir tahmin tarafından verilir:

Ayırma kuvvetini (F) azaltmanın çeşitli yöntemleri şunlardır:

(a) Daha küçük rulo çapı (bu, temas alanını azaltır).

(b) Düşük sürtünme.

(d) 'Isırma açısını' küçük tutun (böylece temas alanını azaltır).

Haddeleme İşleminde Yağlama:

Yağlama, haddeleme işleminde haddeleme ile haddeleme yapılacak metaller arasındaki sürtünmeyi azaltmak için kullanılır. Sürtünme haddeleme işleminde çok önemli ve kullanışlı bir rulo oynar.

Aslında, çalışmanın rulolar arasında ileri kaydırılmasından sorumludur ve bu nedenle uygun bir seviyenin altına düşülmemesi veya azaltılmaması gerekir. Bu, haddeleme işlemi için bir yağlayıcı seçerken önemli bir husustur.

Çeliğin soğuk haddelenmesinde, düşük viskoziteye sahip akışkan yağlayıcılar kullanılır, parafin, müteakip ısıl işlem sırasında lekelenmeyi önlemek için alüminyum, bakır ve alaşımları gibi demir içermeyen malzemeler için uygundur; Buhar üretmek ve oluşan terazileri parçalamak için su seli ile kullanılır. Bazen bir yağlama maddesi olarak grafitli bir yağ emülsiyonu kullanılır.

Haddelenmiş Ürünlerdeki Kusurlar:

Haddelenmiş ürünlerde bir dizi kusur haddeleme işlemi sırasında ortaya çıkar. Belirli bir kusur genellikle belirli bir işlemle ortaya çıkar ve başka işlemlerde ortaya çıkmaz.

Haddelenmiş ürünlerde görülen yaygın kusurlardan bazıları aşağıda verilmiştir:

(i) Kenar Kırma:

Kenar çatlama genellikle haddelenmiş külçe, levha veya plakalarda meydana gelir. Bunun nedeni, iş metalinin sınırlı sünekliği veya özellikle kenarlarda düzensiz deformasyondur.

(ii) Kıvrımlar:

Kıvrımlar genellikle levha haddelemesinde meydana gelen bir kusurdur. Bu, geçiş başına azaltma çok küçükse ortaya çıkar.

(iii) Timsah:

Alligatoring, kusurdur, genellikle slabların (özellikle alüminyum ve alaşımların) yuvarlanmasında meydana gelir. Bu kusurda, iş parçası, çıkışta yukarıdan aşağıya doğru olan yatay bir düzlem boyunca ayrılır. Bu kusur, her zaman döşeme kalınlığının temas uzunluğuna oranı 1.4 ila 1.65 aralığında olduğunda meydana gelir. Şekil 2.15. Alligatoring'in kusurunu gösterir.