Причины трудностей при обработке

Весьма трудно сказать заранее, выдержит ли новый материал горячую обработку без повреждений. Только немногие материалы столь нечувствительны, что они могут обрабатываться при всех условиях в безукоризненный фабрикат. Большая же часть материалов требует определенного режима обработки, который устанавливается опытным путем.

Причины появления трещин при деформации весьма разнообразны. Они могут быть в химическом составе материала, в плохом качестве слитка в отношении его структуры, плотности, содержания шлаков, наличия трещин, в местных перенапряжениях, неблагоприятном распределении температур, нечистой поверхности соприкасающихся с материалом при деформации частей рабочей машины и т. д.

Даже при обработке столь распространенного материала, как медь, встречается ряд трудностей, причина которых неясна еще и в настоящее время. Хотя здесь и установлены определенные физические закономерности в результате ряда исследований, однако правильных практических выводов отсюда сделать не удалось. Слитки для производства проволоки и листов изготовляются обычно из рафинированной меди, которая содержит как водород, так и кислород. Литье, в особенности при производстве вайрбареов, производится в горизонтальные изложницы. Развитие газов при затвердевании компенсирует усадку, вследствие чего усадочная раковина не образуется. Кислород в форме закиси меди, более легкой по удельному весу, собирается у поверхности.

Такие вайрбарсы часто растрескиваются при горячей прокатке уже в первых проходах, даже если материал очень чист. Напротив, отлитые в вертикальную изложницу слитки, более плотные по своей структуре, верхняя часть которых, обогащенная кислородом, удаляется, прокатываются безукоризненно даже из менее качественных сортов меди. Однако содержание кислорода в меди не всегда затрудняет прокажу. Нередко слитки с большим содержанием кислорода выдерживают прокатку явно лучше. Это связано, очевидно, что в таком случае слиток получается более плотным. Однако присутствие кислорода в металле неблагоприятно сказывается при дальнейшей обработке, например в виде водородной болезни при отжиге, в растрескивании проволоки при волочении и т. д. Отсюда напрашивается заключение, что основным дефектом отлитых в горизонтальную изложницу слитков является неплотность структуры. Однако правильность этого вывода сомнительна. Так, для обрабатываемости вайрбареов оказываются весьма благоприятными литье при возможно низких температурах и тонкозернистая структура. Но слитки с грубозернистой структурой часто тоже хорошо прокатываются, так что дело, следовательно, и не в структуре. Установлено, кроме того, что дефекты, появляющиеся при прокатке, связаны с существованием усадочных трещин в слитках.

Как бы то ни было, с постепенным совершенствованием техники эти недостатки постепенно устраняются. Так, в настоящее время для более ответственных отливок применяют литье в вертикальную изложницу и раскисление фосфором. Такие слитки плотны и содержат незначительные количества кислорода. Верхняя часть слитка с усадочной раковиной обычно отрезается.

Вследствие некоторого содержания фосфора ухудшается электропроводность материала. Чтобы избежать этого, раскисление производят кальцием или литием. Другой путь состоит в том, что катоды без рафинирования расплавляют под толстым слоем древесного угля и отливают таким образом, чтобы избежать такого бы то ни было поглощения кислорода. Новейшие исследования показывают однако, что уже без особых приготовлений литье в вертикальную изложницу можно производить таким образом, что значительная часть недостатков горизонтального литья устраняется. Причина того, что вертикальное литье не нашло пока широкого применения, лежит в том, что вследствие сравнительно сложного удаления из форм и необходимости отрезания литниковой части вертикальное литье стоит дороже горизонтального.