Чем отличаются холоднодеформированные трубы от горячекатаных

Что такое горяче- и холоднодеформированная труба, и как ее выбрать

Труба стальная горячедеформированная или холоднодеформированная считается самой качественной металлической трубой, что позволяет использовать изделие в различных областях строительства и так далее. Чем различаются холоднодеформированные и горячедеформированные трубы? Где применяются данные виды труб? Какие нюансы существуют при монтаже того или иного вида труб? Ответы на эти и многие иные вопросы можно получить, ознакомившись с данной статьей.

Трубы, изготовленные из стали

Выбор труб

Наиболее сложным вопросом является выбор труб для изготовления определенных конструкций или строительства трубопроводов. При выборе рекомендуется учитывать:

  • возможность применения разных видов труб для определенной цели;
  • технические характеристики;
  • размеры труб.

Область применения горячедеформированных труб

Горячедеформированные трубы изготавливаются из нагретого до высокой температуры металлического слитка методом прокатки.

Процесс изготовления горячедеформированных труб

Готовое изделие является цельным, то есть не имеет сварных швов и отличается следующими качествами:

  • высокой устойчивостью к механическим повреждениям, перепадам температурного режима и гидравлическим ударам;
  • устойчивостью к высокому давлению и высоким температурам;
  • сейсмоустойчивостью.

Где используются горячедеформированные трубы? Преимущественными областями применения являются:

  • химическая промышленность;
  • машиностроение;
  • нефтеперерабатывающая и нефтедобывающая отрасли;
  • теплоснабжение.

Область применения холоднодеформированных труб

Окончательная обработка холоднодеформированной трубы производится без воздействия высокой температуры.

Процесс изготовления холоднодеформированных труб

Холоднодеформированная труба отличается следующими качествами:

  • высокой прочностью. В силу особенностей производственного процесса прочность холоднодеформированных труб приблизительно на 25% больше, чем у иных видов стальных труб;
  • точностью заявленных размеров;
  • подверженностью сгибанию;
  • возможностью выдерживать низкие и высокие температуры, разные показатели давления, гидравлические удары, перепады температур.

Преимущества холоднодеформированных труб обуславливают область их использования. Такой вид стальных труб применяется:

  • при изготовлении мебельной фурнитуры и отдельных элементов мебели;
  • при изготовлении электрического освещения;
  • в коммунальном хозяйстве (сооружение трубопроводов различного назначения);
  • строительство каркасов;
  • в машиностроении;
  • в котельных установках;
  • в нефтегазовой промышленности.

Технические характеристики

При использовании труб важно знать не только вид, но и технические характеристики изделий, которые указываются на маркировке:

  • если изготовленная труба имеет диаметр более 100 мм, то маркировка наносится на ее поверхность;
  • если изготавливается труба меньшего диаметра, то маркировка должна быть в сопроводительной документации.

При нанесении маркировки указываются такие параметры, как:

  • наименование предприятия изготовителя;
  • ГОСТ или технические условия, в соответствии с которыми произведена данная труба;
  • марка стали, примененная для изготовления;
  • размеры: наружный и внутренний диаметр, толщина стенки;
  • максимальное давление, температурный режим и так далее.

Технические характеристики труб

Сортамент труб

Как выбрать трубы? Кроме технических характеристик, при строительстве трубопроводов, также важно правильно подобрать диаметр.

Сортамент стальных горячекатаных труб представлен в ГОСТ 8732 78.

Выпускаемые трубы могут иметь:

  • диаметр наружный 20 – 550 мм;
  • толщину трубной стенки от 2,5 мм до 75 мм.

При этом длина труб, производимых в соответствии с ГОСТ, может быть:

  • немерной (от 4 м до 12,5 м);
  • кратной немерной с припуском в 5 мм.

Размеры горячедеформированных труб

Размерность холоднодеформированных труб регламентируется ГОСТ 8734 75, в соответствии с которым:

  • диаметр туб может составлять 5 мм – 250 мм;
  • толщина трубной стенки находится в пределах 0,3 мм – 24 мм.

Длина труб может быть:

  • мерной в пределах 4,5 – 9 м;
  • немерной в пределах 1,5 – 11,5 м.

Размеры выпускаемых холоднодеформированных труб

Нюансы монтажа разных видов стальных труб

Холоднодеформированные и горячедеформированные стальные трубы могут быть соединены следующим способами:

  • методом сварки;
  • резьбовыми фитингами.

При сварке получается более прочный и герметичный шов, поэтому данный способ выбирается при необходимости получения прочной магистрали, например, для проведения газа, теплоснабжения и так далее.

Соединение труб методом сварки

Как правильно соединить трубы методом сварки, смотрите на видео.

Резьбовой метод преимущественно используется при сооружении бытовых трубопроводов, например, при разводке системы водоснабжения в жилом помещении.

Как произвести монтаж труб резьбовыми фитингами? Соединение выполняется по следующей схеме:

  1. концы труб подготавливаются к выполнению соединения: очищаются от грязи, ржавчины и так далее, нарезается резьба;
  2. производится уплотнение резьбы любым выбранным материалом. Можно использовать нить Тангит Унилок, льняную нить и так далее;
  3. фитинг соединяется с подготовленным участком трубы и закручивается.
Читайте также:
Утеплитель Юнифол

Соединение стальных труб резьбовыми фитингами

Правильно подобранные и качественно установленные холоднодеформированные и горячедеформированные стальные трубы прослужат более 50 лет.

Трубы горячего и холодного деформирования: отличия

Холоднокатанные и горячекатаные трубы — это продукция, полученная в результате применения бесшовного способа изготовления стальных труб. Так как технология изготовления различна, то свойства трубы также отличаются по своим свойствам.

Горячекатаные трубы

ГОСТ для горячекатаных труб

ГОСТы 8732-78 и 8731-74 используются при производстве горячекатаных труб. Они содержат возможный сортамент и необходимые технические характеристики, которыми должны обладать изделия.

Изготовление г/к труб

Горячекатаные трубы изготавливают при производстве проходят три основных этапа:

· прошивка оправкой. При высокой температуре свыше 1151 °С производится прошивка для получения гильзы из стальной заготовки.

· раскатка трубы. Прокатку трубы делают несколько раз и на выходе получают трубу с точными показателями диаметра и толщины стенки изделия.

· горячая отделка обкатным станом;

· применение калибровочного стана для получения точного соответствия правилам ГОСТа.

Основное отличие от холоднокатаной трубы в том, что горячекатаная проходит данные этапы в разогретом состоянии, в следствии чего приобретает иные прочностные характеристики.

Свойства и применение

При производстве горячекатаных стальных труб, применяются углеродистые и легированные марки стали. Диаметр по ГОСТам позволяет предложить продукцию с диаметром от 28 до 530 мм, толщина стенки может составлять от 2,5 до 75 мм.

В редких случаях самый маленький диаметр может составить 16 мм. Наиболее распространённым является диаметр от 28 до 400 мм с толщиной стенки от 2,8 до 30 мм.

Трубы горячего деформирования, отличаются прочностью и высокой скоростью изготовления. Данная продукция часто используется в строительстве, химической промышленности, при изготовлении котлов и лёгких конструкций.

Холоднокатаные трубы

ГОСТы для холоднокатаных труб

Нормативным документом по производству холоднокатаных труб являются ГОСТы 8734-75 и 8733-74.

Изготовление

Основными этапами производства х/к труб является:

· Производство заготовки. Трубопрокатные станы горячей прокатки из разогретой стальной болванки делают полую гильзу. Отверстие в ней формируется путём прохода оправки насквозь через цельную заготовку.

· Заключительный этап формирования трубы. На стане холодной прокатки происходит процесс деформации на неподвижной конической оправке. Трубу обрабатывают, применяя калибры, закрепленные в вырезах валков.

Для изготовления стальных холоднокатаных труб используют углеродистые или легированные материалы.

Характеристики

· толщиной стенки варьируется от 0,06 до 12 мм;

· диаметр от 0,3 до 450 мм;

· возможно использование различных марок стали;

Область применения

Холоднокатаные трубы используются в производстве мебели, авиации, машиностроении, космонавтике и других сферах промышленности: изготовление двигателей, котлов, промышленных установок и в медицинской промышленности.

Критерии, влияющие на стоимость круглых труб

Цена на круглые трубы формируется из многих факторов, в том числе стоимости стали, заготовок, транспортировки и других немаловажных пунктов. На этапе производства, наиболее ощутимыми факторами являются:

· марки стали; диаметра;

· партии покупки (опт или розница);

· класса и типа изделий.

При планировании закупок металла, нужно точно понимать, что наиболее оптимальный выбор составит закупка металла, который полностью отвечает требованиям, а дальнейшем использовании, не превышая сильно необходимых прочностных характеристик, в целях экономии. Наши специалисты помогут подобрать оптимальную заявку исходя из целей использования труб и ответят на все интересующие вас вопросы.

Заключение

Трубы холодного и горячего деформирования, зачастую изготавливают из одинаковых марок сталей. Основными достоинствами можно назвать высокую скорость производства и низкую цену у труб горячего деформирования, а к холоднокатаным отнести идеальную поверхность внутренних и внешних стенок труб. Прочностные характеристики у труб сходи, но в некоторых областях производств могут требоваться трубы только определённых ГОСТов.

Различия горячекатаных и холоднокатаных труб

Высокий спрос на стальные трубы объяснить довольно просто – они являются основным элементом системы подачи воды, газа или отопления. В некоторых системах наличие так называемых бесшовных труб, обеспечивающих высокую герметичность, обязательно. По методу изготовления, все бесшовные трубы делятся на горячекатаные и холоднокатаные изделия. Метод определяет дальнейшие свойства стали, соответственно, и конечного продукта.

Читайте также:
Цены пластиковых перегородок, как установить самостоятельно

Основные отличия в изготовлении

Для понимания особенностей двух видов труб нужно сделать акцент на том, что холоднокатаные трубы создаются модернизированным методом горячего проката, соответственно, первым делом рассмотреть нужно именно технологию создания горячекатаных изделий. В качестве основы для создания трубы может выступать как кованая заготовка, так и цельнолитная. Она разогревается до температуры 1200 градусов, хотя на это влияет выбранная марка стали. В их производстве используются специальные трубопрокатные станы.

Метод имеет ярко выраженные минусы: низкий в сравнении с другими показатель точности, а также ощутимые допуски по толщине. Технология горячего проката может использоваться только для заготовок с толстыми стенками и большим диаметром.Процесс создания труб таким образом проходит несколько этапов:

  1. Выбранная заготовка разогревается до 900-1200 градусов.
  2. При помощи прошивочного пресса создается «гильза», или пустотелый цилиндр.
  3. Далее идет очередь процесса вальцовки, который нужен для создания точных параметров изделия, а именно толщины стенок, диаметров и формы.
  4. После этого выполняется охлаждение трубы с последующей калибровкой.
  5. Финальным шагом является нарезка изделия.

Что касается холоднокатаных труб, то для их создания не могут использоваться сверхвысокие температуры. После обработанная на прошивочном прессе заготовка подлежит охлаждению, так как дальнейшая калибровка производится только при низких температурах материала. Для создания таких труб может использоваться углеродистая, легированная и высоколегированная марка стали.

В целом холоднокатаные трубы способны переносить большие нагрузки, а технология позволяет получить более тонкие стенки. Это влияет на общий вес конструкции, что позволяет применять холоднокатаные трубы в требовательных сферах. Но указанные свойства сказываются на стоимости готовых изделий. Трубы с более низким качеством поверхности, полученные методом горячего проката, стоят дешевле.

Различия

Материалом для бесшовной трубы горячего проката обычно выступают стали марок 10, 20, 35,45, 15ХМ,30ХГСА,09Г2С. Есть строгие требования по давлению: оно не может превышать 20 Мпа. При этом толщина стенок не может отклоняться более, чем на 12,5%. Диаметр может отклоняться только на 1,25 процентов. Здесь важно вспомнить, что существует классификация изделий по толщине стенок. Тонкостенными считаются те трубы, толщина стенок которых находится в диапазоне 6-12,5 мм, а трубы с толщиной стен 12-40 мм считаются уже толстостенными.

Учитывая отсутствие швов, подобные трубы используются в системах, где нельзя допускать возникновения протечек. В большей степени это относится к газовым системам. С их помощью можно транспортировать различные газы и жидкости, начиная от обычной воды и заканчивая химически активными средами. Невосприимчивость к средам обеспечивается за счет использования легированных марок стали. Марка материала во многом определяет свойства бесшовной трубы. Есть трубы с нормированными механическими, химическими свойствами, есть трубы, способные переносить гидравлическую нагрузку, и есть комбинированные изделия, которые в определенных пределах совмещают возможности и первых, и вторых.

Области использования горячекатаных труб представлены сразу несколькими сферами: обустройство бытовых инженерных систем, котельных, химическая и нефтедобывающая промышленность.

Материалом для бесшовной трубы холодного проката может выступать и углеродистая, и легированная сталь. Тут также используется разделение изделий по толщине стенок:

1. При наличии толщины стенок не более 0,5 мм изделие будет считаться особо тонкостенным. Также для попадания в эту категорию нужно иметь отношение диаметра к толщине более 40 единиц.

2. К обычным тонкостенным изделиям относятся трубы, имеющие толщину стенок, равную 1,5 мм, а также те, чье отношении диаметра к стенке находится в пределах 12,5-40 мм.

3. Маркировка «толстостенная труба» изделие получает тогда, когда соотношение диаметра и толщины стенок не превышает 6 мм. Если труба имеет отношение, близкое к 6 мм, то она будет называться особо толстостенной.

Подобные трубы имеют особо ровную поверхность. Это достигается благодаря требованиям к кривизне произвольного участка. При толщине стенки в более 10 мм кривизна не может превышать 1,5 мм, при толщине менее 8 мм кривизна не может превышать 3 мм. Есть требования и к диаметру изделий. Если труба имеет особо малый диаметр, то допускается отклонение на 1,5 процентов. В обычном случае применяется отклонение, равное 0,8 процентов. Толщина стенок может отличаться от установленного параметра на 12 и 8 процентов соответственно.

Читайте также:
Украшение новогоднего стола 2020 – идеи декора с 30 фото

Используемые технологии производства делают готовое бесшовное изделие компактной и легкой. Подобные изделия активно используются в медицинской сфере, в энергетической промышленности, в космонавтике.В отличие от горячекатаных труб, трубы холодного проката могут иметь очень маленький диаметр и малую толщину стенок. Наибольшую востребованность получили трубы, у которых диаметр не превышает 14 см.

Чтобы определится с выбором труб, нужно точно понимать, какой состав будет у транспортируемого по трубам вещества. Немаловажными факторами являются фактор давления и внешние условия. Только тогда будет понятно, какой должен быть материал труб, метод изготовления и другие важные аспекты.

Холодная штамповка металла: технология, виды, оборудование

Холодная штамповка (ХШ) считается наиболее передовой методикой обработки металлов давлением. Ее квалифицированное применение позволяет получать изделия различных форм и размеров. Что важно, изделия, изготовленные по данной технологии, отличаются точностью своих геометрических параметров и высоким качеством сформированной поверхности, поэтому не нуждаются в дальнейшей доработке. Процесс выполнения холодной штамповки можно легко автоматизировать, что дает возможность изготавливать продукцию с его помощью с высокой производительностью.

Эти детали были изготовлены методом холодной штамповки

Тонкости технологии

Штамповка, или штампование, как часто называют такую технологическую операцию, – это процесс, при котором заготовка из металла под воздействием давления подвергается пластической деформации. В результате такого воздействия, для оказания которого используется специальное оборудование, из заготовки формируется готовое изделие требуемых размеров и формы. Деформирование металлической заготовки может выполняться с ее предварительным нагревом, тогда такой процесс называется горячей штамповкой. Если же никакого предварительного термического воздействия на заготовку не оказывается, тогда выполняется холодная штамповка металла.

Классификация основных операций штамповки

При выполнении холодной штамповки металла используется специальная технологическая оснастка. При этом металл, из которого сделана заготовка, подвергается дополнительному упрочнению. Между тем при выполнении холодной штамповки металла ухудшается его пластичность. Повышение прочности заготовки при выполнении холодной штамповки приводит к увеличению хрупкости металла, что является достаточно негативным фактором. Чтобы избежать этого, между технологическими операциями, из которых состоит штамповка деталей в холодном состоянии, выполняют термическую обработку заготовки – рекристаллизационный отжиг. В готовых изделиях, которые в процессе производства были подвергнуты такой термической обработке, оптимально сочетаются параметры прочности и пластичности.

Виды холодной штамповки

Для того чтобы изменить изначальные геометрические параметры металлического листа в нескольких направлениях, применяется холодная объемная штамповка. Чтобы не увеличить сопротивление металла и, соответственно, не снизить его текучесть, такую технологическую операцию выполняют при температуре, которая не превышает ковочную.

Вырубка шайб – простейший пример холодной штамповки

Используя данную технологию, которая требует применения специального оборудования, изготавливают изделия повышенной точности, без таких дефектов, как горячие трещины, царапины, заусенцы и риски, участки, подвергнутые усадке металла. Однако из-за того, что штамповочный пресс, используемый для выполнения объемной ХШ, вынужден преодолевать огромное сопротивление ненагретого металла, получить с его помощью детали сложной конфигурации проблематично. В таких случаях лучше использовать не холодную, а горячую штамповку.

Еще одним видом обработки металла давлением, при выполнении которой заготовки не подвергаются предварительному нагреву, является холодная листовая штамповка. При выполнении обработки по данному методу в качестве заготовок могут выступать лист, лента или полоса, изготовленные из металла. Толщина стенок обрабатываемой детали при использовании такой технологии практически не изменяется, а получить пространственные изделия можно только из пластичных металлов.

Этапы изготовления штампов

Большую роль в обеспечении требуемого качества готового изделия играет проектирование штампов для холодной штамповки, за счет которых и происходит формирование детали с требуемыми геометрическими параметрами. Выполняться рабочие чертежи таких рабочих инструментов, устанавливаемых на штамповочных прессах, могут как в двух-, так и в трехмерном формате. Для решения этой задачи требуются соответствующие знания и навыки.

Читайте также:
Способы соединения труб: сантехнические – раструбные и цанговые

Разработка чертежа и последующее изготовление штампа, используемого для холодной штамповки, выполняются в несколько этапов:

  • составление эскиза будущего штампа;
  • изучение схемы, по которой будет выполняться раскрой материала, проверка такой схемы посредством специальной компьютерной программы;
  • редактирование эскиза, если в том есть необходимость;
  • окончательная проверка размеров разработанного штампа;
  • обозначение положения и точных размеров отверстий, которые будут выполнены на рабочей поверхности штампа.

При разработке штампов часто приходится выбирать между качеством будущей детали и экономичностью производства

Разрабатывая штампы для холодной штамповки, необходимо разбить чертеж готового изделия на отдельные части и внимательно изучить их. После того как такая процедура будет выполнена, осуществляют производство штампов. При этом необходимо уделить особое внимание требованиям, которые предъявляются к параметрам готового изделия. Для каждого этапа технологического процесса холодной штамповки разрабатывается маршрутная карта, в которой учитываются как время выполнения отдельных операций, так и характеристики поковок на отдельных этапах обработки.

Большая часть штампов изготавливается из углеродистой или легированной стали, но иногда используются и сплавы алюминия и меди

В таком вопросе, как выполнение холодной штамповки металлической заготовки, значение имеют очень многие параметры, к которым, в частности, относятся последовательность выполнения технологических операций, распределение материала в полости рабочего инструмента, используемое оборудование и режимы обработки.

К процессу изготовления штампов для холодной штамповки также предъявляются серьезные требования, поскольку именно от точности данного инструмента зависит качество формируемого изделия.

Штамповка деталей, при которой в качестве заготовки используется листовой металл, может включать в себя целый перечень механических операций. Такими операциями, в частности, являются резка, вырубка, выдавливание, гибка, холодная высадка, формовка, обжим и вытяжка. При этом резка, вырубка и ряд других технологических операций относятся к разделительным операциям, а холодная высадка, формовка, гибка и др. – к формоизменяющим.

Типы разделительных операций листовой штамповки

Типы формоизменяющих операций листовой штамповки

После штамповки изделие может быть подвергнуто и ряду вспомогательных операций, к которым относятся отжиг и травление. При помощи таких операций готовому изделию придаются требуемые механические характеристики. Чтобы повысить износостойкость изделий, полученных методом холодной штамповки, на их поверхность наносят различные защитные покрытия.

Если заготовку из листового металла необходимо подвергнуть объемной штамповке, то такая операция может выполняться по двум технологическим схемам.

Первая из них состоит из трех операций:

  1. предварительной термической обработки заготовки (это необходимо для того, чтобы снизить прочность металла);
  2. подготовки поверхности заготовки к выполнению штамповки;
  3. непосредственно самой штамповки.

При выполнении холодной штамповки по второй технологической схеме к трем вышеуказанным этапам добавляется еще один – предварительная подготовка мерных заготовок, из которых и будут формироваться готовые изделия.

Изготовление болтов – понятный технологический процесс

Сейчас изготовление болтов в промышленных масштабах производится по технологии холодной штамповки. Эта методика дает возможность получать высокие по качеству крепежные изделия с различными типоразмерами.

1 Болты – востребованные метизы

Под интересующими нас крепежными изделиями понимают металлические стержни, на одном конце которых делается специальная головка, а на втором – винтовая канавка. Болты применяются для создания соединений разъемного вида. С их помощью можно фиксировать отдельные элементы разнообразных конструкций и агрегатов. Болты могут иметь стыковую, клеммную, полукруглую, закладную, потайную (иными словами фасонную) либо многогранную головку. Самыми распространенными считаются метизы с шестигранным навершием.

  • емкостей под давлением (фланцевое крепление);
  • элементов гусеничных транспортных средств (башмачное соединение);
  • тяжелонагруженных конструкций (шатунные изделия);
  • любых деталей, испытывающих постоянные динамические, циклические либо статические нагрузки (ударные болты).

Шестигранные крепежные изделия производятся с разными геометрическими параметрами, они могут быть обычными, а также иметь особые отверстия или углубления в головке либо стержне. Навершия некоторых типов болтов снабжаются специальной шайбой (ее называют опорной).

Описываемые метизы изготавливаются из материалов трех разных видов. К первому относят легированные и углеродистые стали, ко второму – тепло- и коррозионностойкие сплавы, к третьему – цветные сплавы. В быту, а также на различных строительных объектах в большинстве случаев используются болты первой группы. Их производят по технологии холодной штамповки, о которой мы и поговорим достаточно подробно.

Читайте также:
Устройство монолитного перекрытия

2 Заготовка для изготовления крепежа – какой должна быть?

Техпроцесс холодной штамповки болтов выдвигает ряд требований к характеристикам металла, используемого в качестве исходной заготовки. Он обязан иметь равномерный химсостав и механические показатели, быть высокопластичным. Кроме того, на используемой заготовке не должно быть внутренних и наружных изъянов. Под последними понимают:

  • пористость;
  • газовые пузыри;
  • включения неметаллических примесей;
  • риски и плены на поверхности металла.

Техпроцесс производства болтов требует тщательной зачистки всех поверхностных дефектов. Она выполняется по огневой методике либо механическим способом. Заготовки, используемые для штамповки, очищаются от имеющихся на их поверхности загрязнений (от жировых отложений, окалины). Затем исходный материал обрабатывается технологическим смазочным составом.

Небольшой нюанс. Окалина с заготовок удаляется методом травления. Он предполагает погружение металла в концентрированную соляную кислоту (на 10–30 мин) либо в 10–20-процентный раствор серной кислоты (на 15–110 мин). После травления заготовки промываются обычной водой (сначала горячей, потом холодной). Это позволяет удалить с поверхности металла остатки кислоты и травильного шлама.

Подготовленные описанным выше способом заготовки подвергаются известкованию. Иногда на них дополнительно наносят особый подсмазочный слой. После этого выполняется фосфатирование заготовок (если они сделаны из низколегированных сталей). Такая операция осуществляется на протяжении 10–15 мин. Для фосфатирования применяют раствор (обычно трехпроцентный) фосфорнокислой цинковой соли.

Следующий шаг подготовки заготовки – нанесение на нее мыльной эмульсии либо аналогичной по свойствам технологической смазки (например, машинное масло плюс сульфид молибдена или состав укринол плюс парафиновая жидкость). Теперь исходный металл практически полностью готов к использованию. Его нужно лишь подвергнуть операции волочения, чтобы получить заготовку, которая позволит изготовить крепеж по чертежам со строго определенными геометрическими размерами.

3 Холодная штамповка болтов – особенности разработки технологического процесса

Техпроцесс штамповки крепежных изделий по чертежам разрабатывается таким образом, чтобы из исходной металлической заготовки можно было сделать метиз с требуемыми геометрическими параметрами. При пластической холодной деформации исходный металл не нагревается. При этом такая технология дает возможность снизить сужение и удлинение (относительные показатели) заготовок, увеличить коэффициенты их текучести и прочности, а также твердость металла. Дополнительно при холодной штамповке отмечается наклеп будущих болтов (другими словами – их качественное механическое упрочнение).

Описываемая методика производства болтов характеризуется рядом достоинств. Они приводятся далее.

  • возможность изготовления метизов различных типоразмеров (сечение готовых изделий может достигать 5,2 см);
  • высокий уровень производительности операции;
  • малый расход металла;
  • гарантия точности всех размеров болтов;
  • высокая прочность крепежа;
  • чистота наружных поверхностей метизов.

Разрабатывая техпроцесс производства болтов по рассматриваемой методике, специалисты принимают во внимание ряд специальных параметров:

  1. Отношение сечения заготовки к протяженности ее осаживаемого участка. Под последним подразумевается отрезок между пуансоном и матрицей.
  2. Отношение высоты головки и ее сечения. Болт штамповать тем сложнее, чем больше указанные величины.
  3. Истинную и относительную деформации заготовки. Эти показатели, по сути, определяют весь техпроцесс производства крепежных изделий, так как считаются ключевыми факторами операции.

Теперь, когда мы имеем представление об основных тонкостях холодной штамповки метизов, можно подробно рассмотреть технологию этой методики.

4 Техпроцесс штампования болтов – проверенная временем операция

Производство болтов на холодновысадочных производственных агрегатах, работающих в автоматическом режиме, происходит в несколько этапов. Сначала создается промежуточная форма головки изделия. Затем навершие оформляют окончательно и параллельно формируют металлический стержень с заданными параметрами (их определяют по чертежам).

Последний шаг – выполнение фаски. Ее получают либо резанием, либо методом пластической деформации. Аналогичным образом изготавливают и саму головку болта. На данный момент фаски и навершия болтов чаще всего формируют резанием. Такую процедуру обычно выполняют на специальных приспособлениях, интегрируемых в холодновысадочные установки.

Техпроцесс штамповки болтов бывает следующих видов:

  • С редуцированием (с одно- либо двукратным);
  • Без редуцирования;
  • С редуцированием, выполняемым после предварительного выдавливания.

Самой распространенной методикой штамповки болтов считается процесс с однократным редуцированием. Оно используется для производства крепежных элементов по Госстандартам 7808, 7805, 7798, 7796 из легированных, средне- и низкоуглеродистых сплавов. Однократное редуцирование оптимально для изготовления метизов, у которых сечение (наружное) резьбы идентично диаметру стержня.

Читайте также:
Стеклообои: основные торговые марки

Техпроцесс без редуцирования создается тогда, когда требуется получить короткие метизы с резьбой до навершия и с уменьшенными головками. Готовые болты по такой методике имеют класс прочности 5.8, 4.8, 6.8. Как правило, штамповка без редуцирования не предполагает дополнительной термообработки выпускаемого крепежа.

В последнее время производство болтов без редуцирования осуществляется очень редко. Такая методика затрудняет процесс изготовления метизов со стандартными размерами наверший. Она нередко приводит к появлению трещин и иных дефектов на головках выпускаемых изделий.

Если требуется получить болты прочностью 4.6–10.9 из легированных сталей и среднеуглеродистых металлургических сплавов, применяется методика их производства с двойным редуцированием. На первом этапе в подобных ситуациях выполняется обжатие стержня крепежного изделия (примерно на 30 %), на втором – обрабатывается отрезок под резьбу.

Для производства высокопрочных болтов обычно разрабатывается техпроцесс, предусматривающий выдавливание и последующее редуцирование (строго однократное) исходной заготовки. Такая методика позволяет получать метизы с сопротивлением порядка 100 кг/кв.мм. При этом необходимости в специальной термической обработке готовых болтов нет. За счет этого себестоимость выпуска болтов снижается.

5 Автоматические линии для производства крепежа – основные агрегаты

Для производства болтов по различным чертежам используются специальные штамповочные линии. Они включают в себя обрезные, холодновысадочные (пресс-автоматы), резьбонакатные и другие (для сверления отверстий, обточки фасок, подрезки торцов) агрегаты. Между собой отдельные машины соединяются специальными механизмами, которые транспортируют заготовку.

Главным элементом автоматической линии можно назвать холодновысадочный агрегат. Он необходим для оформления стержня будущего болта и высадки его головки. Резьба при этом нарезается на отдельной машине (резьбонакатное устройство). Она может не входить в состав автоматической линии, если навершие крепежного изделия получает окончательную форму на холодновысадочной установке.

Пресс-автоматы располагают различными рабочими механизмами и приспособлениями:

  • выталкивателями;
  • отрезными и высадочными матрицами;
  • чистовыми и черновыми пуансонами;
  • правильными, подающими и задающими роликами;
  • отрезными ножами.

Добавим, что линии для штамповки болтов с разными геометрическими размерами постоянно совершенствуются. Их производительность постоянно увеличивается, а качество и прочность готовых крепежных изделий становится лучше.

Особенности и технологии холодной штамповки

Холодная штамповка считается передовым методом в обработке металлов. С помощью этой технологии можно изготавливать различные детали, формы и конструкции. Весь процесс упрощается за счёт того, что после холодной обработки детали не требуют дополнительного термического воздействия и готовы к использованию. Чтобы понимать, как получаются готовые конструкции и формы, необходимо разобраться с особенностями процесса.

Металлический лист штемпеля

История возникновения процесса

Штамповка изделий из металла претерпевала изменения на протяжении всей истории. Первый подъём в этом процессе был отмечен в 1850-ее годы. С этого периода времени в штамповке металлов начали применяться станки, благодаря чему улучшилось качество готовой продукции.

Следующий подъём в процессе штамповки произошёл в 20 веке. Благодаря развитию новых технологий начала активно развиваться сфера автомобилестроения. С помощью штамповки изготавливались детали корпуса и внутренних механизмов автомобиля.

В 1930-е годы процесс штамповки начал использоваться в корабле- и самолетостроении. Спустя 20 лет эта технология получила популярность в области ракетостроения.

Существует несколько причин, объясняющих рост популярности этой технологии обработки деталей:

  1. Можно производить как готовые детали, так и заготовки для дальнейшей обработки. Форма и параметры могут быть любыми.
  2. В процессе штамповки можно изготавливать детали малой массы и высокой прочности.
  3. Высокая точность работ исключает необходимость в дополнительной обработке детали другими инструментами.
  4. Роторно-конвеерная линия, работающая автоматически, облегчала и ускоряла процесс производства.

С помощью холодной штамповки можно изготавливать конструкции и детали различных форм, однако касательно размеров есть ограничения. Эта технология рассчитана на производство заготовок массой до 1 тонны. Если нужна деталь большей массы, применять холодный способ обработки металла нецелесообразно.

Краткая характеристика

При холодной листовой штамповке заготовки обрабатываются на специальном оборудовании под большим давлением. Изменяется их форма и размер. Другие геометрические характеристики деталей остаются в изначальном состоянии.

Читайте также:
Что можно сдать в цветмет

В процессе штамповки металл становится гораздо прочнее. Однако при повышении прочности, увеличивается хрупкость металла. Чтобы снизить влияние этого негативного фактора на состояние готовой детали, проводится дополнительный процесс термической обработки. Называется он рекристаллизационный отжиг. Благодаря проведению этого этапа достигаются оптимальные показатели хрупкости и прочности металла.

Принцип проведения работы

Существует горячая и холодная обработка металлов. Если в процессе изготовления не используются этапы с использованием высоких температур (кроме рекристаллизационного отжига), значит, обработка называется холодной.

Процесс проходит с использованием специальных штампов, в которых металл упрочняется под воздействием высокого давления. В качестве заготовок используется металл, который прошёл этап прокатки. На выходе получается лист или полоса, которую сворачивают в рулон и передают на штамповочную обработку. Главная особенность этого процесса — температура до которой разогреваются заготовки должна равняться или быть ниже ковочной.

Проведение работ

Оборудование и материалы

Для выполнения холодной штамповки важно правильно выбирать материалы. Чтобы делать детали различных форм и габаритов, используется низкоуглеродистая и легированная сталь, латунь, медь, магниевые сплавы. Очень популярна алюминиевая штамповка, в которой используется алюминий и его сплавы.

При изготовлении заготовок используется специальное оборудование. К нему относятся автоматы и прессы.

Прессовочные станки разделяются на две группы:

  1. Механические. К этой группе относится однопозиционное и многопозиционное оборудование. Во многопозиционных станках можно совмещать несколько операций, что ускоряет производство.
  2. Гидравлические. Они используются при мелкосерийном производстве. С помощью гидравлических прессов производят детали удлинённой формы. Такое оборудование обладает множеством преимуществ. Гидравлические прессы не боятся больших нагрузок, в них доступна регулировка усилий, появляется возможность изменять скорость движения ползуна. Если снизить скорость рабочей части в момент её соприкосновения с заготовкой, можно уменьшить динамический удар. Однако у гидравлических прессов есть серьёзные недостатки. Они имеют низкую производительность. Дополнительно к этому подвижный механизм имеет неравномерную скорость хода, из-за чего он быстро выходит из строя или повреждает заготовки.

Автоматы для проведения холодной штамповки могут выполнять различные операции — осадка, выдавливание, высадка, обжим, отрезка, калибровка, чеканка. От количества операций зависит возможность изготавливать сложные детали.

Прогрессивные способы штамповки листового металла

Существует несколько инновационных методов холодной штамповки:

  1. Обработка жидкостью. С помощью высокого давления и жидкости происходит деформация металла. В итоге он принимает форму матрицы. Этот способ используют для изготовления полых, продолговатых деталей.
  2. Штамповка взрывом. Чтобы изменить форму металла, используются взрывчатые газы (гексоген, метан, пропан). Благодаря взрыву создаётся высокое давление. Из-за этого изначальная заготовка принимает форму подготовленного заранее штампа. Давление, которое создают взрывчатые газы, позволяет производить детали большого размера и сложных форм. Главное преимущество такой обработки — минимальные затраты на обработку заготовок и исключение необходимости приобретения дорогостоящего оборудования.
  3. Обработка резиной. Этот способ используется только для обработки тонколистового металла (до 2 мм).
  4. Электрогидравлическая обработка. Особенность этого метода в том, что электрический заряд большого напряжения является энергоносителем. Разряд проходит по жидкости и вызывает ударную волну. Под воздействием давления изменяется форма заготовки. Ключевые преимущества этого метода — высокая точность и малые затраты энергии на производственный процесс.

Каждый год появляются новые технологии обработки металлов, которые экономичнее и производительнее старых.

Электрогидравлическая обработка

Какие операции подразумевает холодная штамповка

Холодная штамповка металла подразумевает наличие различных этапов обработки заготовок. Их можно разделить на две большие группы:

  1. Разделительные операции. К ним относится грубая обработка заготовок. Сюда входят операции по вырезке, отрезке, обрезке, создании надрезов, зачистки листов, вырубке отверстий.
  2. Формоизменяющие операции. Сюда относится обжимка заготовок, калибровка, правка, осадка, высадка, формовка, чеканка, клеймение, гибка.

Также в отдельную группу можно выделить комбинированные операции, которые представляют собой соединение нескольких методов обработки. Таким образом удешевляются детали, получаемые холодной штамповкой.

Технология процесса

Технология обработки металла холодным методом подразумевает под собой выбор одной из нескольких операций:

  1. Выдавливание. Используется для изготовления прутковых заготовок.
  2. Холодная высадка. С помощью этого способа производят заклёпки, болты, гайки, шпильки, винты.
  3. Формовка. Для этой операции используются закрытые и открытые штампы. Таким образом изготавливаются детали сложной формы.
Читайте также:
Схемы стабилизаторов и преобразователей напряжения, самодельные инверторы

В первую очередь, составляется эскиз штампа. Затем проводится проверка и подгонка его размеров на компьютере. Обозначаются технологические отверстия в рабочих поверхностях штампа. Изготавливается форма. Для снижения прочности металла, заготовка подвергается термической обработке. Подготавливается поверхность будущей детали. Проводится штамповка выбранным способом.

Технологические процессы изготовления болта

Болты — востребованные метизы

Деталь болт состоит из шляпки и шпильки (стержня) с наружной резьбой. Шляпка чаще всего имеет шестигранную форму. На головке может быть прямой или крестообразный шлиц. На многих разновидностях болтов шлиц отсутствует.

В болтовом соединении фиксация выполняется с помощью гайки, которую накручивают до нужного уровня на резьбу. Болтовое соединение появилось гораздо раньше сварки. Если сравнивать крепеж с помощью болтов и сварные швы, у болтового соединения есть следующие недостатки:

При этом у болтов есть важные преимущества:


Классификация болтов по конструктивным особенностям и сфере применения:

По типу резьбы различают следующие виды болтов:

Если вы умеете обращаться с токарно-винторезным станком и нарезать резьбу плашкой, небольшую партию метизов можно сделать самостоятельно. Если же болты нужны в большом количестве, проще заказать партию изделий заводского качества или приобрести необходимый крепеж в магазине.

Как делают болты холодной штамповкой?

Болты из углеродистой стали производят методом холодного штампования. Вначале берут специальную катанку и помещают в печь на 30 часов. Далее она опускается в серную кислоту для удаления ржавчины и промывается водой. После этого сталь покрывают специальным химическим веществом — фосфатом для защиты изделия от дальнейшей коррозии уже перед началом формовки.

Перед отправкой на пресс заготовки покрываются смазкой. Процесс штамповки проводится при комнатной температуре. Он заключается в прокатывании стальной проволоки через различные пресс-формы. Первым этапом идёт прокатка для распрямления и удлинения катанки, затем резка на нужные части с излишком длины. Запас необходим для формирования головки.

Каждая заготовка проходит через пресс, который формирует идеально круглый цилиндр. Затем ряд прессов плавно формирует головку по заданному виду изделия. рассмотрим формирование шестиугольника:

  • Делается лёгкий выступ;
  • Затем формируется внутреннее продавливание;
  • Следующая форма округляет заготовку;
  • И последняя отпечатывает 6 граней;

После этого наступает этап формирования резьбового конца. Острильная машина делает кромку скошенной, для более лёгкого насаживания гайки. Резьба формируется также методом холодной штамповки. Валики наносят её под высоким давлением и очень быстро — до 300 болтов в минуту.

Заготовка для изготовления крепежа — какой должна быть?

Прежде чем приступить к технологическому процессу изготовления болта, необходимо определить его основные параметры:

В качестве материала для будущего болта используется стальная заготовка. В зависимости от предназначения и класса прочности метиза, используются разные виды стали:

Болты изготавливают из сплавов цветных металлов (медь, латунь, бронза). Заготовки для дальнейшего нанесения резьбы на станке можно приобрести в магазинах крепежа. В условиях производства заготовки делают в промышленных масштабах методом штамповки. В качестве исходного материала при изготовлении болта на токарном станке используется стальной пруток, имеющий шестигранную либо цилиндрическую форму.

К качеству заготовок для заводской штамповки предъявляют более высокие требования. При оценке качества исходного сырья проверяют следующие параметры:

Как делают болты горячим штампованием?

Технологический процесс начинается с подготовки заготовок. Первым делом проверяют качество поступившего на завод сырья. Затем заготовки нарезают на ленточных станках и отрубном комплексе. Далее в ход вступает индуктор, который под действием тока высокой частоты в 40 к Гц быстро разогревает «болванки» до температуры в 1000 градусов.

Нагретое изделие помещают под форму ударного пресса для изготовления головки. В зависимости от её вида, как и в процессе холодного штампования, этот процесс может происходить в несколько этапов. Далее снимается фаска с торцевой части начала резьбы. Это процесс выполняется механически на фрезерном станке.

Основное внимание уделяют резьбе, ведь она должна быть высокого качества. Это достигается на автоматизированном нарезном станке, который смазывает ещё не готовый болт маслом и вращательным движением изготавливает резьбу при помощи резцов

Читайте также:
Чистка крыш от снега: правила уборки кровли от снега и наледи

После этого производится проверка при помощи калибров.

Для защиты готовых метизов от коррозии используют процесс горячего цинкования или химической гальванизации. Процесс состоит из следующих этапов:

  • Интенсивная мойка в горячей воде для удаления механической грязи;
  • Обезжиривание в растворе с ПАВ (поверхностно активными веществами);
  • Повторная мойка в чистой воде, для удаления органических и неорганических веществ;
  • Травление в соляной кислоте. Она обеспечивает чистую и блестящую поверхность за счёт хорошего окисления хлорида железа;
  • Промывка для нейтрализации остатков кислот;
  • Погружение изделия в разогретый до 450 градусов раствор цинка при цинковании или нанесение защитного слоя в электролите при химической гальванизации.

Производственный цикл завершается механической доработкой мелких изъянов и полировкой болтов.

Технологическое изготовление болта

Существуют два принципиально разных метода изготовления этого вида крепежа:

Процесс изготовления болтов независимо от метода состоит из следующих этапов:

На всех стадиях производства выполняется контроль качества. При изготовлении метизов по индивидуальному чертежу первая изготовленная деталь проверяется максимально тщательному контролю. При обнаружении отклонений от технического задания следует пересмотреть технологический процесс изготовления болта и найти причину несоответствия.

Изготовление на токарно-винторезном станке

Этапы и методы обработки заготовки зависят от типа исходного материала (шестигранный или цилиндрический пруток, характеристики металла), а также от степени точности заготовки. Горячекатанные заготовки обладают меньшей точностью, что исключает возможность точного центрирования будущей детали на токарно-револьверном станке или на станке с ЧПУ.

Техпроцесс изготовления детали болт на токарном станке из холоднотянутого шестигранного прутка делится на несколько этапов:

Если имеются особые требования к шестиграннику головки детали, техпроцесс изготовления болта на токарном станке усложняется. Чтобы исключить смещение оси головки относительно оси цилиндра, заготовку подвергают дополнительной обработке.

Изготовление болтов холодной штамповкой

Первый этап техпроцесса — подготовка металла к процессу штамповки:

Окалину с поверхности металлических заготовок обычно удаляют путем травления. Для этого пруток погружают в раствор серной или соляной кислоты определенной концентрации на время от 5 минут до получаса. Чтобы устранить травильный шлам, заготовки промывают в горячей воде. Если травление проводилось с помощью раствора серной кислоты, остатки смывают и нейтрализуют известкованием прутка.

Изготовление болтов из металлического прутка происходит без нагрева металла. Деформация заготовки при холодной штамповке сопровождается наклепом — увеличением механической прочности металла. Готовая деталь получается путем заполнения стандартного штампа заданной конфигурации материалом заготовки. Далее происходит высадка детали — извлечение готового металлического метиза из штампа.

Преимущества метода холодной штамповки при производстве болтов:

При выборе метода холодной штамповки следует учитывать соотношение размеров головки и диаметра стержня детали, а также соотношение диаметра головки к ее высоте и показатели относительной и истинной деформации. Если соотношения для перечисленных величин выше критических значений, следует рассмотреть возможность изготовления детали горячей штамповкой.

Изготовление холодной штамповкой

Производство болтов данным методом требует определенных параметров исходного сырья. К ним относится пластичность, равномерный состав, механические характеристики, отсутствие внешних и внутренних изъянов (неметаллических включений, пористости, рисок и плен на поверхности, газовых пузырей).


Поверхностные дефекты удаляют механически или огневым методом. Далее очищают загрязнения, представленные окалиной и жировыми отложениями. Последнюю удаляют путем травления, предполагающим погружение материала в 10 – 20% смесь серной кислоты либо концентрированную соляную. В первом случае процедура длится 15 – 110 мин, во втором – 10 – 30 мин. Далее промывают от шлама и кислоты последовательно горячей и холодной водой.

В завершение осуществляют нанесение смазки, представленной смесью машинного масла и сульфида молибдена либо парафиновой жидкости и укринола. Вместо нее можно применять мыльную эмульсию. Конечной операцией является волочение.

Холодная штамповка предполагает превращение заготовки в изделие с запланированными геометрическими параметрами. Название техпроцесса отражает, что в данном случае не используют нагревание металла. Это позволяет сократить удлинение и сужение материала, а также повысить твердость, прочность и текучесть. К тому же при рассматриваемой штамповке заготовок материал механически упрочняется.

Читайте также:
Электросчетчики двухтарифные как выбрать - полезные рекомендации

Данная методика отличается некоторыми достоинствами. Во-первых, с ее применением возможно создавать изделия различных размеров (до 5,2 см в сечении). Во-вторых, холодная штамповка обеспечивает высокую производительность. В-третьих, при данной технологии изготовления расходуется немного материала. В-четвертых, она обеспечивает точность конечных размеров, чистоту поверхности и прочность деталей.

Для холодной штамповки существует несколько определяющих параметров:

  • Деформация заготовки. Это основной параметр, определяющий технологическую карту.
  • Отношение высоты головки к сечению конечного изделия. Определяет сложность производства.
  • Отношение сечения к длине осаживаемого фрагмента заготовки.

Технологический процесс изготовления болта по приведенной методике включает несколько этапов. На первой стадии создают начальную форму головки. Это осуществляют путем прокатывания проволоки через разные пресс-формы. Первая прокатка направлена на распрямление и удлинение ее. После прокатки исходный материал разделяют на заготовки с запасом для головок. Далее формируют стержень для каждого фрагмента путем пропускания через пресс и оформляют головки также рядом прессов.

Заключительный этап состоит в нанесении фаски методом обработки валиками с большой скоростью и под высоким давлением. В завершение острильной машиной скашивают резьбовую кромку.

Последние две операции осуществляют путем пластической деформации или нарезания. Чаще всего применяют вторую технологию производства болтов с использованием интегрированных в холодновысадочные механизмы приспособлений.

Наиболее часто используют вариант с одинарным редуцированием. Его применяют при производстве из легированных низко- и среднеуглеродистых сплавов. К тому же данным методом изготавливают болты с равными диаметром стержня и сечением резьбы. Без редуцирования обходятся при изготовлении коротких изделий с маленькими головками и резьбой до них прочностью 4,8–6,8. В данном случае обычно не осуществляют дополнительную термообработку. Приведенную технологию изготовления применяют редко, так как данным образом затруднительно производить болты со стандартными головками, и это часто приводит к формированию трещин и прочих дефектов на них.

Технология с двойным редуцированием актуальна для болтов прочностью от 4,6 до 10,9 из легированных сталей и среднеуглеродистых сплавов. На начальной стадии осуществляют обжатие стержня на 30%, на второй обрабатывают фрагмент под резьбу.


Технология с выдавливанием до редуцирования подходит для изготовления высокопрочных болтов с сопротивлением около 100 кг/мм2 без последующей термической обработки, что удешевляет производство.

Как обрезать болт без болгарки: лучшие способы

Часто бывает так, что в домашней мастерской полно болтов, но все они длиннее, чем необходимо. Тогда их нужно укоротить – и вот это уже проблема, если у хозяина нет специализированных инструментов по типу болгарки. Но, как говорится, нет ничего невозможного.

Когда человек задастся целью, то он всегда придумает подходящий способ, чтобы претворить задуманное в жизнь. Нужно всего лишь немного сноровки и терпения. Вот несколько проверенных методов, которые может взять на вооружение каждый.

Рубим болт зубилом

Работа зубилом требует особого внимания и определённых навыков:

Важно: Нельзя крепко зажимать рукоятку зубила в руке. Правильно немного придерживать инструмент, равномерно нанося удары и постепенно пододвигая рубящее лезвие параллельно губкам тисков.

Когда перерубить металл с одного раза не получается, вновь повторяют проход. Иногда целесообразнее это сделать по той же разметке, но с другого бока.

На заметку: Зубило – грубый инструмент, поэтому делая разметку, нужно учесть дополнительный припуск по длине, т. к. после этого придётся обрабатывать край напильником или наждаком.

Пилим болт при помощи ножовочного полотна

Быстро добиться желаемого результата куда проще с помощью пилки по металлу и шуруповёрта или дрели. Кроме этих инструментов также потребуются пара гаек, карандаш-маркер и умелые руки.

На заметку! Если взяться за дело без подготовки и просто начать пилить болт ножовкой, то повреждение резьбы фактически неизбежно. Тогда крепёж станет непригоден к дальнейшему применению.

Гарантированно обезопасить себя можно, воспользовавшись проверенным способом. Алгоритм действий прост:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: