Лента нагартованная что это
Нагартованная лента нержавеющая и её особенности
Сделать заказ можно по телефону
Наши специалисты с радостью вам помогут
Нагартованная нержавеющая лента представляет собой сортовой металлопрокат, имеющий определенные поперечное сечение и длину, и свернутую в аккуратный рулон. Это облегчает удобное и безопасное хранение, транспортировку и размотку. Нержавеющая сталь обеспечивает пластичность материала, его устойчивость к влажности (коррозионная стойкость) и даже более агрессивным средам. Это определяет не только долговечность, но и возможность, например, использования в контакте с пищевыми товарами.
Область применения
Нагартованная нержавеющая лента находит широкое применение в различных отраслях производства: машиностроении, строительстве, изготовлении различных металлических изделий. В зависимости от геометрии и свойств её можно использовать, как заготовку для различных деталей (хомуты, крепежные изделия, кронштейны, ножи, различные сборные конструкции, емкости для пищи, инструменты и многое другое), так и для упаковки в качестве надежной стяжки.
Нержавеющая лента подразумевает широкий спектр марок стали и способов обработки – она подходит для всех способов резки, гибки, сварки и пр. Востребована дополнительная обработка, улучшающая отдельные свойства.
Нагартованная лента нержавеющая имеет значительно более высокую прочность с определенной потерей пластичности и вязкости. Под нагартовкой понимается пластическая деформация поверхности с помощью механического упрочнения. В результате обработки исходный материал может классифицироваться, как мягкий, полунагартованный, нагартованный и высоконагартованный. Чем степень нагартованности выше, тем больше и прочностные характеристики.
Технологичность
Конкретный вид нагартованной ленты назначается исходя из требований к изделию.
При высоких механических свойства поверхности, резка нержавеющей стали в виде ленты не представляет большой трудности. Небольшая толщина позволяет применять любое типовое оборудование для, например, отрезании части рулона.
5 способов нагартовки (пластической деформации металлов)
Услышав слово «нагартовка», большинство пожмёт плечами. Бывшие студенты металлургических и машиностроительных учебных заведений наморщат лоб, пытаясь что-то вспомнить. Лишь единицы смогут объяснить суть явления. Расскажем об этом сложном термине, пришедшем к нам из материаловедения металлов.
Нагартовка или наклёп?
Часто нагартовку путают с наклёпом. Наклёп — более широкое понятие. Это все виды пластической деформации металлов, возникающие при наружном механическом воздействии. Наклёп может быть полезным и вредным. Полезный наклёп создаётся специально и называется «нагартовка» (от немецкого слова hart — твёрдый). Вредный наклёп образуется не специально и требует последующей термической обработки металла.
Что такое пластическая деформация?
Деформация — это изменение формы и размеров предмета. Она бывает упругой и неупругой. При упругой деформации размеры тела не меняются или восстанавливаются, при неупругой меняются. Неупругая деформация возникает, например, в алюминиевой заклёпке при ударах по ней металлическим молотком для формирования второй шляпки. Под ударом молотка алюминий на мгновение становится пластичным в месте удара и меняет свою форму. Поэтому неупругую деформацию металлов ещё называют пластической.
Что происходит внутри металла при пластической деформации?
Любой металл имеет кристаллическую пространственную решётку, в узлах которой находятся атомы. Чистые металлы без примесей имеют правильную прямоугольную решётку, в которой расстояния между атомами равны. Освободить металл от примесей при плавке сложно и на 100% невозможно. После плавки металл начинает остывать. Внутри него происходят сложные физико-химические процессы и формируется монолитный кристалл.
Примеси в виде атомов чужих металлов и неметаллов вклиниваются в структуру кристалла и мешают его правильному росту. Вот поэтому в любом металле после расплава при остывании образуются зёрна разной величины и формы. Внутри каждого зерна находится чистый металл с правильной решёткой. Примеси располагаются на границах зёрен. Связи между атомами металла в кристалле очень сильны. Но при пластичной деформации строгая прямоугольная решётка кристалла меняет свою форму, она сминается.
Пример из жизни
Если взять кусочек пластилина и немного покатать его между ладоней, можно получить некое подобие металлического зерна. Ударив несильно ладонью по окатышу, получим овальный блинчик. Приблизительно такую форму принимают зёрна металла после пластической деформации. Но не все зёрна становятся «блинчиками». Пластическая деформация сминает зёрна только в верхних слоях металла, упрочняя его.
Почему упрочняются верхние слои?
Для наглядности нужно опять обратиться к пластилину. Сделаем много окатышей и положим их ненадолго в морозилку. Из несильно замороженных кусочков слепим кучу. Ударим ладонью по этой куче. Что произошло? В месте удара образовались знакомые нам «блинчики». В глубине кучи окатыши тоже немного помялись. Чем глубже, тем меньше было сминания.
А теперь попробуем отрывать окатыши пластилина от кучи. С обратной от удара стороны это получается легко. Но чем ближе к месту удара, тем тяжелее это делать. Почему? Зёрна в глубине металла имеют определённую площадь соприкосновения друг с другом. В месте удара площадь соприкосновения увеличивается из-за увеличения внешней поверхности смятого зерна. При увеличении площади соприкосновения «родные» атомы металла соседних зёрен образуют между собой дополнительные связи. «Блинчики» крепче связаны между собой, чем простые «окатыши». Вот и весь секрет уплотнения и упрочнения верхних слоёв металла после пластической деформации!
Виды нагартовки металла
Нагартовка — это полезный процесс, при котором уплотняются верхние слои металла. Такой уровень упрочнения не приводит к появлению трещин и разрушению верхних слоёв. Снаружи металла появляется «корка», которая защищает деталь при эксплуатации. После нагартовки не нужна последующая механическая обработка металла.
В отличие от нагартовки вредный наклёп требует снятия возникших в верхних слоях напряжений. Металлу устраивают «баню», нагревая поверхность до величины в 40–60% от температуры плавления. При остывании происходит рекристаллизация, восстанавливается обычная структура зёрен, напряжений больше нет и можно проводить дальнейшую механическую обработку деталей, не ломая инструмент.
Полезный наклёп (нагартовка) и вредный наклёп возникают в результате пластической деформации верхних слоёв металла только в результате холодной обработки давлением. «Холодный» – подразумевает температуру окружающего воздуха. Справочники говорят нам о допустимой верхней температуре — не больше температуры «рекристаллизации».
Важной особенностью пластической деформации является отсутствие разрушения. Пластичность оценивается величиной относительного удлинения стандартного образца при разрыве. Эта величина составляет 10–50%. К сплавам, обладающим высокой пластичностью, относятся низкоуглеродистые стали (содержание углерода 0,25%), сплавы алюминия, меди (латуни), многие легированные стали.
Какими же бывают виды холодной обработки металла давлением, запускающие процесс нагартовки в металле?
Холодная ковка
Оборудованием служат пневматические молоты при весе заготовок от 0,3 до 20 кг, паровоздушные молоты для заготовок 20–350 кг, гидравлические прессы для обработки деталей весом до 200 тонн.
Холодную ковку включают в технологию обработки, если нужно:
Холодная прокатка
Это самый распространённый способ нагартовки. Так получают длинные заготовки — трубы, рельсы, профили строительных конструкций. Прокаткой получают листовой металл, используемый в машиностроении. Примером холодной прокатки может служить алюминиевая фольга толщиной до 0,001 мм, получаемая из чистого алюминия.
Холодное прессование или штамповка
Есть два вида — объёмная и листовая штамповка.
Выдавливание производят на прессах в штампах, имеющих пуансон и матрицу. Исходной заготовкой служит пруток или лист. Если делают прямое выдавливание, то получают болты и клапаны. Обратным выдавливанием изготавливают полые детали. При боковом выдавливании производят различные тройники и крестовины. В сложном изделии, выдавливание делают комбинированным.
Только этот вид штамповки позволяет получить максимальную деформацию поверхности без её разрушения.
Холодная высадка — самый высокопроизводительный способ изготовления продукции. Процесс поддаётся автоматизации, поэтому в минуту можно получить от 20 до 400 деталей. Исходным материалом здесь служит пруток или проволока диаметром 0,5–40 мм. В высадке есть потребность при выработке деталей с местным утолщением: заклёпок, болтов и винтов, гвоздей, шариков, звёздочек и накидных гаек. Коэффициент использования металла достигает 95%.
Процесс холодной формовки аналогичен горячей штамповке. Однако здесь нужны более высокие усилия, потому что материал имеет низкую формуемость из-за упрочнения и действия сил трения. Обычно так получают детали из цветных металлов.
При холодной листовой штамповке заготовками служат листы, полосы или ленты толщиной не более 10 мм.
При листовой штамповке деформации можно подвергать всю заготовку (отрезка и вырубка) или её часть (гибка, вытяжка и формовка).
Холодное волочение
Если нужно уменьшить диаметр и уплотнить поверхность проволоки для повышения её прочностных характеристик, применяют волочение. Это единственный способ нагартовки больших объёмов проволоки. В отличие от прокатки, где инструментом служат вращающиеся валки, в волочении для обжатия используют неподвижную матрицу с фильерами. За один цикл нельзя значительно сократить диаметр изделия, потому что тянущее усилие приложено к его тонкому концу.
Волочильные станы позволяют получать проволоку диаметром от 1 микрона до 6 мм.
Редуцирование
При этом способе нагартовки заготовка помещается между вращающимися обжимными валами или вращающаяся заготовка формуется под действием пуансона. В процессе вращения и обжима происходит изменение формы поверхности детали и её уплотнение.
На резьбонакатных станках получают заготовки с наружной и внутренней резьбой М3 — М68, используя для этого накатные ролики или оправки. При редуцировании труб происходит в основном закатка или раскатка концов на длину до 200 мм. Правка заготовок нужна для выправления геометрической оси изделия. Гибку заготовок используют для получения пружин разного диаметра.
Как оказалось, нагартовка очень интересный, полезный и распространённый способ деформации металлов, который позволяет значительно увеличить эффективность металлообработки.
Металлическая упаковочная стальная лента
Сталь широко используется для упаковки крупных и тяжелых грузов. Сегодня без нее не обходятся на металлургических, деревообрабатывающих и многих других заводах. С ее помощью можно обвязывать арматурные материалы.
Производится она из стали, но для повышения стойкости к коррозии ее с обеих сторон покрывают цинком или полимерами. Благодаря этому она не только хорошо переносит повышенную влажность воздуха, но и химическое воздействие многих агрессивных веществ.
Классификация по ГОСТу
Есть две основные классификации упаковочной стальной ленты:
При выборе нужно учитывать характеристики груза, который планируется перевозить, а также принимать во внимание расстояние перевозки.
Размеры ленты
Стальная металлическая лента для упаковки стройматериалов, как правило, очень тонкая. Толщина ее может варьироваться от пары сотых долей миллиметра до почти двух миллиметров. Ширина также бывает разной, но не меньше 1,5 см и не больше 5 см. ГОСТом допускаются отклонения толщины и ширины, которые как раз зависят от точности. Например, толщина может отклоняться примерно на 0,1 мм, а ширина — на 1 мм.
Заказчик может потребовать, чтобы специально для него изготовили упаковочную ленту нестандартных размеров. В этом случае ширина может быть увеличена во много раз, однако толщина обычно не превышает 0,4 мм.
Проверка качества
Для производства применяется высококачественная сталь, которая отвечает требованиям ГОСТа. Проверка качества готового изделия проводится различными методами. Обычно для этого применяются штангенциркуль и микрометр.
Ленту, которая имеет ширину менее 2 см, измеряют в средней части, а при измерении более широких металлических полосок отступают на 1 см от кромки. При проведении измерения упаковочной ленты не забывают о такой величине, как серповидность. Дело в том, что грани полоски редко бывают прямыми: часто они искривлены.
Для того чтобы узнать, насколько она искривлена, нужно приложить 1 метр изделия к прямой линии, а затем с помощью обычной линейки измерить параметр кривизны. Для определения качества готового изделия вовсе не обязательно пользоваться какими-либо специальными инструментами и другими приспособлениями.
Можно просто осмотреть своими глазами и сделать некоторые выводы. Визуальная проверка готовых рулонов проводится обычно так: отматываются несколько витков, а затем внимательно осматриваются.
Для проверки на растяжение применяются заранее подготовленные образцы, которые также представляют собой стальную ленту, но с уже заданными параметрами.
О том, как следует проводить такую работу, говорится в ГОСТе. Для того чтобы сделать правильный вывод о качестве готовой стальной ленты, при проведении испытаний нужно применять разные образцы, которые были взяты из одного рулона.
Упаковка стальной ленты
Перед отправкой заказчику лента металлическая упаковочная укладывается в стопки по несколько рулонов в каждой. Затем каждая стопка обматывается полосками из металла или проволокой.
Предварительно их могут обработать специальным веществом, чтобы обеспечить защиту от негативного воздействия внешней среды. Для упаковывания может использоваться полимерная пленка или парафинированная бумага.
Нагартованный и мягкий тип
Стальная лента нагартованного типа отличается повышенной жесткостью и прочностью. Такое изделие целесообразно применять при транспортировке тяжелых объектов.
Нагартованная упаковочная производится методом сдавливания стали без предварительного нагрева. В результате она становится мягче, приобретает нужную пластичность, но ее поверхность при этом, наоборот, твердеет и становится прочнее.
Мягкий тип производится из низкоуглеродистой стали методом холодного проката. Прочность такого изделия достаточно высока, но во время перевозки оно может растянуться и удлиниться, что неизбежно приведет к его ослаблению. Подходит только для работы с грузами средней тяжести.
Если основной материал, то есть сталь, покрыт цинковым или полимерным защитным слоем, то его первоначальные положительные свойства не будут утрачены даже по прошествии многих лет. Материал с антикоррозийным покрытием легко переносит негативное воздействие воды и влажного воздуха, а также не боится перепадов температуры.
Скрепление концов
Для того чтобы перевозимый груз был надежно зафиксирован в определенном положении, нужно не просто его обмотать стальной упаковочной лентой, но еще и соединить друг с другом концы этой ленты. Для этого применяются специальные инструменты, а также скобы, играющие роль своеобразных замков.
Иногда для скрепления концов могут использоваться самозатягивающиеся замки.
Основные преимущества
Одно из наиболее важных преимуществ стальной упаковочной ленты — прочность. Это изделие хорошо переносит различные механические воздействия и не деформируется при транспортировке. Все это гарантирует, что груз в результате перевозки останется целым и невредимым.
Еще одно существенное преимущество — устойчивость к низкой температуре. Даже при сильном холоде свойства изделия не меняются, поэтому можно смело использовать его и в том случае, когда потребуется перевезти какой-нибудь груз зимой.
Высокая популярность стальной упаковочной ленты объясняется еще и тем, что эти металлические полоски просты в использовании. Еще на этапе производства на ее поверхности проделывают специальные отверстия, призванные упростить упаковку грузов.
Для соединения концов ленты могут потребоваться лишь скобы, но зачастую можно обойтись и вовсе без дополнительных материалов.
Требования к упаковочной ленте
Лента при перевозке может деформироваться и изменить длину, поэтому ГОСТом установлено значение максимально допустимого удлинения. И этому показателю должны соответствовать изделия из материалов с различными свойствами:
Правда, не указывается никаких цифр по отношению к нагартованным сталям.
Говорится также об уровне временного сопротивления разрыву, который выражается в ньютонах на квадратный миллиметр:
Независимо от того, какая сталь используется для производства упаковочной ленты, изделие обязательно должно соответствовать следующим требованиям:
Несоблюдение этих требований может привести к непредвиденным ситуациям при использовании ленты.
Наклеп и нагартовка: особенности и отличия видов упрочнения металла
Задача упрочнения поверхностного слоя металлического изделия является достаточно актуальной во многих случаях, ведь большая часть деталей машин и различных механизмов работает под воздействием значительных механических нагрузок. Решить такую задачу позволяет как наклеп, так и нагартовка, которые, несмотря на свою схожесть, все же имеют определенные различия.
На производстве проблема упрочнения металлических поверхностей решается с помощью специального оборудования
Сущность наклепа и нагартовки
Наклеп металла является одним из способов упрочнения металлического изделия. Происходит это благодаря пластической деформации, которой такое изделие подвергают при температуре, находящейся ниже температуры рекристаллизации. Деформирование в процессе наклепа приводит к изменению как внутренней структуры, так и фазового состава металла. В результате таких изменений в кристаллической решетке возникают дефекты, которые выходят на поверхность деформируемого изделия. Естественно, эти процессы приводят и к изменениям механических характеристик металла. В частности, с ним происходит следующее:
Упрочнение поверхности металла можно оценить по изменению микротвердости, уменьшающейся про мере удаления от поверхности
Явление наклепа, если оно относится к ферромагнитным материалам (например, к железу), приводит к тому, что у металла увеличивается значение такого параметра, как коэрцитивная сила, а его магнитная проницаемость снижается. Если наклепанная область была сформирована в результате незначительной деформации, то остаточная индукция, которой характеризуется материал, снижается, а если степень деформации увеличить, то значение такого параметра резко возрастает. Из положительных последствий наклепа следует отметить и то, что с его помощью можно значительно улучшить эксплуатационные характеристики более пластичных металлов, создающих значительное трение в процессе использования.
Наклепанный слой на поверхности металлического изделия может быть сформирован как специально, тогда такой процесс является полезным, так и неумышленно, в таком случае его считают вредным. Чаще всего неумышленное поверхностное упрочнение металлического изделия происходит в процессе обработки резанием, когда на обрабатываемый металл оказывается значительное давление со стороны режущего инструмента.
Упрочнение (наклеп) при обработке резанием
Увеличение прочности приводит к тому, что поверхность металла становится и более хрупкой, что является очень нежелательным последствием обработки.
Если формирование наклепа может произойти в результате как осознанных, так и неосознанных действий, то нагартовка всегда выполняется специально и является, по сути, полноценной технологической операцией, цель которой состоит в поверхностном упрочнении металла.
Деформационное уплотнение кромки этого затвора произошло в результате эксплуатации, значит – это наклеп
Типы наклепа
Различают два основных типа наклепа, которые отличаются процессами, протекающими при его формировании в материале. Если новые фазы в металле, характеризующиеся иным удельным объемом, сформировались в результате протекания фазовых изменений, то такое явление носит название фазового наклепа. Если же изменения, произошедшие в кристаллической решетке металла, произошли из-за воздействия внешних сил, они называются деформационным наклепом.
Деформационный наклеп, в свою очередь, может быть центробежно-шариковым или дробеметным. Для выполнения наклепа первого типа на обрабатываемую поверхность воздействуют шариками, изначально располагающимися во внутренних гнездах специального обода. При вращении обода (что выполняется на максимальном приближении к обрабатываемой поверхности) шарики под воздействием центробежной силы отбрасываются к его периферии и оказывают ударное воздействие на деталь. Формирование наклепа в дробеструйных установках происходит за счет воздействия на обрабатываемую поверхность потока дробинок, перемещающихся по внутренней камере такого оборудования со скоростью до 70 м/с. В качестве таких дробинок, диаметр которых может составлять 0,4–2 мм, для наклепа могут быть использованы чугунные, стальные или керамические шарики.
Схема традиционного деформационного наклепа и график повышения твердости материала
Для того чтобы понимать, почему нагартовка или формирование наклепа приводят к упрочнению металла, следует разобраться в процессах, которые протекают в материале при выполнении таких процедур. При холодной пластической деформации, происходящей под воздействием нагрузки, величина которой превышает предел текучести металла, в его внутренней структуре возникают напряжения. В результате металл будет деформирован и останется в таком состоянии даже после снятия нагрузки. Предел текучести станет выше, и его значение будет соответствовать величине сформировавшихся в материале напряжений. Чтобы деформировать такой металл повторно, необходимо будет приложить уже значительно большее усилие. Таким образом, металл станет прочнее или, как говорят специалисты, перейдет в нагартованное состояние.
При холодной деформации металла, протекающей в результате воздействия соответствующего давления (в процессе, например, наклепа), дислокации, составляющие внутреннюю структуру материала, начинают перемещаться. Даже одна пара движущихся дефектных линий, сформировавшихся в кристаллической решетке, способна привести к образованию все новых и новых подобных локаций, что в итоге и повышает предел текучести материала.
Изменение структуры поверхностного слоя в результате холодной деформации
Внутренняя структура металла при его деформировании в процессе выполнения наклепа или нагартовки претерпевает серьезные изменения. В частности, искажается конфигурация кристаллической решетки, а пространственное положение кристаллов, которые ориентированы беспорядочно, упорядочивается. Такое упорядочивание приводит к тому, что оси кристаллов, в которых они обладают максимальной прочностью, располагаются вдоль направления деформирования. Чем активнее будет выполняться деформирование, тем большее количество кристаллов примут подобное пространственное положение. Существует ошибочное мнение, что зерна, составляющие внутреннюю структуру металла, при его деформации измельчаются. На самом деле они только деформируются, а площадь их поверхности остается неименной.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что в процессе выполнения нагартовки или наклепа изменяется кристаллическая структура стали или другого металла, в результате материал становится более твердым и прочным, но одновременно и более хрупким. Нагартованная сталь, таким образом, представляет собой материал, который специально был подвергнут пластической деформации для улучшения прочностных характеристик.
Нагартовка и оборудование для нее
Выполнение нагартовки изделий из стали особенно актуально в тех случаях, когда имеется необходимость повысить их устойчивость к поверхностному растрескиванию, а также предотвратить протекание в нем усталостных процессов. Отраслями промышленности, в которых нагартованные изделия зарекомендовали себя особенно хорошо, являются авиа- и автомобилестроение, нефтедобыча, нефтепереработка и строительство.
Устройство промышленной дробомётной установки для обработки труб
Такие методы упрочнения металлов, как контролируемый наклеп или нагартовка, могут быть реализованы при помощи различного оборудования, от качества и функциональности которого зависит результат выполняемых операций. Оборудование для нагартовки изделий из стали или других сплавов, которое сегодня представлено большим разнообразием моделей, может быть общего назначения или специального – для того, чтобы выполнять обработку деталей определенного типа (болтов, пружин и др.).
В промышленных масштабах нагартовка выполняется на автоматизированных устройствах, все режимы работы которых устанавливаются и контролируются за счет использования электронных систем. В частности, на таких станках автоматически регулируется как количество, так и скорость подачи дроби, используемой для выполнения обработки.
Дробометная установка для обработки листового и профильного металлопроката
Выполнение наклепа, при котором процесс его формирования контролируется, используется в тех случаях, когда изделие из стали нет возможности упрочнить при помощи термической обработки. Помимо нагартовки и наклепа повысить прочность поверхностного слоя металлического изделия могут и другие методы холодной пластической деформации. Сюда, в частности, относятся волочение, накатка, холодная прокатка, дробеструйная обработка и др.
Кроме стали, содержание углерода в которой не должно превышать 0,25%, такой способ упрочнения необходим изделиям из меди, а также некоторым алюминиевым сплавам. Нагартовке также часто подвергается лента нержавеющая. Ленту нагартованную применяют в тех случаях, когда обычная лента нержавеющая не способна справляться с воспринимаемыми нагрузками.
Нагартованная нержавеющая лента обладает более высокой прочностью с определенной потерей вязкости и пластичности
Наклеп, который сформировался на поверхности металлического изделия в процессе выполнения его обработки различными методами, можно снять, для чего используется специальная термическая обработка. При выполнении такой процедуры металлическое изделие нагревают, что приводит к тому, что атомы его внутренней структуры начинают двигаться активнее. В результате она переходит в более устойчивое состояние.
Выполняя такой процесс, как рекристаллизационный отжиг, следует учитывать степень нагрева металлической детали. Если степень нагрева незначительна, то в структуре металла снимаются микронапряжения второго рода, а его кристаллическая решетка частично искажается. Если интенсивность нагрева увеличить, то начнут формироваться новые зерна, оси которых сориентированы в одном пространственном положении. В результате интенсивного нагрева полностью исчезают деформированные зерна и формируются те, оси которых ориентированы в одном направлении.
Ручная правка наклепом изогнутого вала
Существует также такая технологическая операция, как правка наклепом, при помощи которой металлический вал или лист приводятся в исходное состояние. Чтобы выполнить такую операцию, нацеленную на устранение несоответствий геометрических параметров их требуемым значениям, нет необходимости использовать специальный станок – ее выполняют при помощи обычного молотка и ровной плиты, на которую укладывается обрабатываемое изделие. Нанося таким молотком удары по изделию, форму которого требуется исправить, добиваются формирования на его поверхности наклепанного слоя, что в итоге приведет к достижению требуемого результата.
На видео ниже показан процесс упрочнения методом наклепа колес для железнодорожной техники в дробеметной установке.