Прокатка металлов и способы его разделения
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Филиал государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
"Московский
государственный технический
в г. Ликино - Дулёве
Кафедра «Специальные
дисциплины»
Реферат по введению в специальность на тему
«Прокатка металлов
и способы его разделения»
Выполнил Студент Группы 1-ЛДн
Готовцев М.А.
Проверил преподаватель
Типалин С.А.
2011г.
Прокатка
металлов, способ обработки металлов
и металлических сплавов
Дрессировка (от франц.
dresser — выправлять) в технике, операция
отделки в производстве тонких полос из
стали и цветных металлов, состоящая в
холодной их прокатке с очень малыми обжатиями
(не более 3%). Как правило, металл подвергается
Д. после термической обработки. В результате
Д. предел текучести повышается на 30—50
Мн/м2 (3—5 кгс/мм2), благодаря чему снижается
возможность образования на металле при
холодной штамповке линий сдвига, портящих
поверхность изделий. Д. необходима для
листового металла, подвергаемого холодной
штамповке с глубокой вытяжкой, например
стальных листов, предназначенных для
изготовления деталей кузовов автомобилей
(так называемых автолистов), жести и т.п.
При Д. в зависимости от назначения листового
металла его поверхность подвергают различной
степени обработки; при этом происходит
его частичное выравнивание. Д. производят
на дрессировочных станах (см. Прокатный
стан), в основном в один, реже в несколько
проходов.
Сортамент проката,
перечень всех прокатных профилей (с
размерами), выпускаемых в стране,
на металлургическом заводе (или группе
заводов), на данном прокатном стане.
Различают профильные С. п. (перечень
профилей одного назначения) и размерные
С. п. (перечень размеров одного профиля).
Часто С. п. даётся одновременно по признаку
и профилей, и размеров. Весь С. п.
можно разделить на 3 основных группы:
сортовой прокат (в т. ч. специальные профили),
листовой прокат и трубы.
Плакирование (от франц.
plaquer — накладывать, покрывать), нанесение
на поверхность металлических листов,
плит, проволоки, труб тонкого слоя др.
металла или сплава термомеханическим
способом. Осуществляется в процессе горячей
прокатки (например, П. листов и плит) или
прессования (П. труб). П. может быть одно-
и двусторонним. Применяется для получения
биметалла и триметалла, для создания
антикоррозийного слоя алюминия на листах,
плитах, трубах из алюминиевых сплавов,
нанесения латунного покрытия на листы
стали (вместо электролитического покрытия)
и т.д.
Катанка, горячекатаная
проволока обычно круглого сечения
диаметром от 5 до 10 мм. К. получают на
специальных проволочных или
комбинированных проволочно-
Благодаря свойственной
Прокатка непрерывности рабочего процесса
она является наиболее производительным
методом придания изделиям требуемой
формы. При Прокатка металл, как правило,
подвергается значительной пластической
деформации сжатия, в связи с чем разрушается
его первичная литая структура и вместо
неё образуется структура, более плотная
и мелкозернистая, что обусловливает повышение
качества металла. Т. о., Прокатка служит
не только для изменения формы обрабатываемого
металла, но и для улучшения его структуры
и свойств.
Прокатное производство,
получение путём прокатки из стали
и других металлов различных изделий
и полуфабрикатов, а также дополнительная
обработка их с целью повышения
качества (термическая обработка, травление,
нанесение покрытий). В промышленных
странах прокатке подвергается больше
4/5 выплавляемой стали. Прокатное производство
обычно организуется на металлургических
заводах (реже на машиностроительных);
как правило, особенно в чёрной металлургии,
является завершающим звеном цикла производства
(см. Металлургия; о Прокатное производство
как отрасли металлургической промышленности
см. в статьях Чёрная металлургия, Цветная
металлургия).
К основным видам
проката относятся: полупродукт, или
заготовка, листовой и сортовой прокат,
катаные трубы, заготовки деталей
машин (особые виды проката) - колёса, кольца,
оси, свёрла, шары, профили переменного
сечения и др. Перечень прокатываемых
изделий с указанием размеров
называемым сортаментом проката, большая
часть которого в СССР стандартизована.
Основное количество проката изготовляется
из низкоуглеродистой стали, некоторая
часть - из легированной стали и стали
с повышенным (больше 0,4%) содержанием
углерода. Прокат цветных металлов
производится главным образом в
виде листов, ленты и проволоки; трубы
и сортовые профили из цветных
металлов изготовляются преимущественно
прессованием (см. Прессование металлов).
Прокатка стали. производство
стального проката на современном металлургическом
заводе осуществляется двумя способами.
При первом исходным материалом служат
слитки (отлитые в изложницы), которые
перерабатываются в готовый прокат обычно
в 2 стадии. Сначала слитки нагревают и
прокатывают на обжимных станах в заготовку.
После осмотра заготовки и удаления поверхностных
дефектов (закатов, трещин и т.п.) производят
повторный нагрев и прокатку готовой продукции
на специализированных станах. Размеры
и форма сечения заготовки зависят от
её назначения: для прокатки листового
и полосового металла применяют заготовки
прямоугольного сечения шириной 400-2500
мм и толщиной 75- 600 мм, называемые слябами;
для сортового металла - заготовки квадратного
сечения размером примерно от 60´60 см до
400´400 мм, а для цельнокатаных труб - круглого
сечения диаметром 80-350 мм.
При втором способе,
применяемом с середины 20 в., прокатка
исходной заготовки заменяется непрерывным
литьём (разливкой) на специальных машинах.
После осмотра и удаления дефектов
заготовка, как и при первом способе,
поступает на станы для прокатки
готовой продукции. Благодаря применению
непрерывно-литой заготовки
Преимущества применения
непрерывно-литой заготовки в
производстве проката становятся ещё
более значительными при
Прокатка листового
металла производится из катаных
или непрерывно-литых слябов и
только листов толщиной свыше 50-100 мм -
непосредственно из слитков или
кованых слябов. В технологический
процесс входят следующие основные операции:
подача слябов со склада к нагревательным
печам; нагрев; подача по рольгангу к рабочей
клети стана и прокатка в несколько проходов
(пропусков между валками), причём в первые
проходы для получения листов требуемой
ширины сляб иногда подаётся в валки поперёк
или под углом; правка на роликовых правильных
машинах; охлаждение на холодильниках;
контроль и разметка; обрезка продольных
кромок; обрезка концов, разрезка на листы
определённой длины; иногда термическая
обработка и покраска; отправка на склад
готовой продукции.
Листы толщиной от 4
до 50 мм и плиты толщиной до 350 мм
прокатываются на толстолистовых или
броневых станах, состоящих из одной
или двух рабочих клетей, а листы
толщиной от 1,2 до 20 мм - на значительно
более производительных непрерывных
станах, на которых листы получаются
в виде длинных (более 500 м) полос; при
выходе из последней клети стана полосы
сматываются в рулон. Листы толщиной менее
1,5-3 мм выгоднее прокатывать в холодном
состоянии, поэтому дальнейшее уменьшение
толщины листа осуществляется обычно
на станах холодной прокатки. Для этого
рулоны после их получения на непрерывных
станах горячей прокатки транспортируются
в цех холодной прокатки, где с поверхности
металла удаляется окалина (в линии непрерывного
травления), затем обрезаются концы и производится
стыковка (электрическая контактная сварка)
для полной непрерывности дальнейшего
процесса. Травленые рулоны разматываются
и в несколько проходов обжимаются до
требуемой толщины (общее обжатие для
низкоуглеродистой стали доходит до 75-90%).
Прокатка осуществляется на непрерывных
станах, состоящих из 4 или 6 четырёхвалковых
клетей, или на одноклетевых реверсивных
станах. После холодной прокатки полосу
отжигают для устранения наклёпа, затем
подвергают дрессировке, правке, резке
на листы и упаковке (рис. 1).
Прокатка сортового
металла включает следубющие основные
операции: нагрев до 1100-1250 °С; подачу нагретой
заготовки к рабочим клетям и прокатку
в несколько проходов в калибрах, постепенно
приближающих сечение исходной заготовки
к сечению готового профиля; резку проката
на пилах или ножницах на части требуемой
длины или сматывание в бунты; охлаждение
на холодильниках; правку на роликовых
правильных машинах; контроль и отправку
на склад готовой продукции.
Число проходов выбирается
в зависимости от размеров и формы
сечения исходной заготовки и
готового профиля и составляет: для
рельсов обычно 9, балок 9-13, угловых
и других сортовых профилей, например
зетообразного (рис. 2), 5-12, проволоки 15-21.
Выполнение указанных технологических
операций производится на специализированных
сортовых прокатных станах, представляющих
собой поточную автоматическую систему
различных машин.
Прокатка (горячая) труб
состоит из 3 основных и нескольких
вспомогательных операций. Первая операция
(прошивка) - образование отверстия
в заготовке или слитке; в результате
получается толстостенная труба, называемая
гильзой. Вторая операция (раскатка) - удлинение
прошитой заготовки и уменьшение
толщины её стенки примерно до требуемых
в готовой трубе размеров. Обе
операции осуществляются с одного нагрева,
но на различных прокатных станах,
установленных рядом и входящих
в общую систему машин
Прокатка заготовок
деталей машин (штучных изделий)
находит широкое применение главным
образом в производстве различных
тел вращения и профилей переменного
сечения: вагонных колёс, осей, бандажей,
колец для подшипников качения,
шаров, зубчатых колёс, винтов, свёрл
и т.д. При этом иногда прокатка используется
для выполнения лишь одной операции
в комбинации с ковкой или штамповкой.
Прокатка цветных
металлов. Наибольшее применение получила
прокатка листов, ленты, фольги и проволоки
из алюминия, меди, магния, цинка и
их сплавов.
В технологический
процесс прокатки листов из алюминиевых
сплавов входят следующие основные
операции: предварительная прокатка
плоских непрерывно-литых
В начале 60-х гг. 20 в.
был разработан новый процесс прокатки
листов из алюминия и его сплавов. Особенность
этого процесса состоит в совмещении непрерывного
литья с прокаткой. Исходным материалом
служит жидкий алюминий, который поступает
через распределительную проводку в межвалковое
пространство, образованное между двумя
горизонтальными валками (рис. 3). Алюминий,
соприкасаясь с валками, кристаллизуется,
а образующаяся полоса непрерывно выходит
из валков стана. Валки могут быть расположены
как в вертикальной плоскости, так и в
горизонтальной. В первом случае алюминий
подводится сбоку, а во втором - снизу.
Этим методом успешно изготовляются полосы
толщиной 8-12 мм, шириной 1000-1600 мм, которые
затем сматывают в рулоны. Применение
такой технологии вместо прокатки полосы
из крупных слитков даёт большой экономический
эффект.
Исходной заготовкой
при прокатке листов и лепты из
меди и латуни служат плоские слитки
массой около 0,5-1 т, толщиной 100-150 мм, которые
прокатываются в горячем
Для производства катанки
из алюминиевых и медных сплавов
наиболее эффективен способ непрерывного
литья, совмещенный с прокаткой
на непрерывном стане.
Технический прогресс
в области Прокатное
Прокатный стан —
комплекс оборудования, в котором
происходит пластическая деформация металла
между вращающимися валками.
Считается, что первый
прокатный стан (с деревянными
валками) был сконструирован еще
Леонардо да Винчи. Первые прокатные
станы для производства полосового
железа и мелкого сорта были изготовлены
еще в XVIII в. Они приводились во
вращение от водяных колес. С развитием
железнодорожного транспорта значительно
увеличилась потребность в
В зависимости от
профиля прокат делится на четыре
основные группы: листовой, сортовой, трубный
и специальный. В зависимости
от того нагретая или холодная заготовка
поступает в прокатные валки
– горячий и холодный.
Листовой прокат
Листовой прокат
из стали и цветных металлов подразделяется
на толстолистовой (4…60 мм), тонколистовой
(0,2…4мм) и жесть (менее 0,2 мм). Толстолистовой
прокат получают в горячем состоянии,
другие виды листового проката –
в холодном состоянии.
Прокатку листов
и полос проводят в гладких
валках.
Сортовой прокат
Среди сортового
проката различают:
1. Заготовки круглого,
квадратного и прямоугольного
сечения для ковки и прокатки;
2. Простые сортовые
профили (круг, квадрат, шестигранник,
полоса, лента);
3. Фасонные сортовые
профили:
профили общего назначения
(уголок, швеллер, тавр, двутавр);
профили отраслевого
назначения (железнодорожные рельсы,
автомобильный обод);
профили специального
назначения (профиль для рессор,
напильников).
Трубный прокат
Трубный прокат получают
на специальных трубопрокатных станах.
Различают бесшовные
Общая схема процесса
производства бесшовных труб предусматривает
две операции: 1– получение толстостенной
гильзы (прошивка); 2 – получение
из гильзы готовой трубы (раскатка).
Первая операция выполняется на специальных прошивочных станах в результате поперечно-винтовой прокатки. Вторую операцию выполняют на трубопрокатных раскатных станах различных конструкций: пилигримовых, автоматических и др.
Технология производства
интегральных схем на стадии подготовки
кристаллов и плат к сборке в корпусах
предусматривает разделение полу проводниковой
пластины, диэлектрической подложки с
функциональными схемами на отдельные
кристаллы (платы). Полупроводниковая
пластина поступающая на операцию разделения
и аккумулирующая в себе значительные
трудовые и материальные' затраты, обладает
большой стоимостью. Это обстоятельство
налагает высокую ответственность на
операцию разделения, определяет ее важное
место во всей технологической цепочке
производства.
Требования к операции
разделения пластин формируются
в соответствии с требованиями, предъявленными
к кристаллу. Основными и них
являются высокий процент выхода
годных кристаллов; геометрическая точность
кристаллов; низкий уровень сколов
по краям кристаллов.
Традиционные методы
резки, применяемые в
резка пластин на
кристаллы диском с наружной режущей
кромкой или с применением
абразива;
резка пластин на
Кристаллы стальными полотнами
и проволокой с применением абразива;
разделение пластин
на кристаллы скрайбированием с последующей
ломкой;
ультразвуковая резка
пластин;
разделение пластин
на кристаллы травлением.
Из перечисленных
способов наибольшее распространение
нашли: резка алмазным режущим диском,
скрайбирование алмазным резцом и ла зерное
скрайбирование с последующей ломкой.
Резка алмазным режущим
диском (ДАР) наиболее простой и легко
осуществимый в Производственных условиях
способ резки полупроводниковых
материалов. Алмазная кромка диска "обладает
высокой режущей способностью.
Механизм резки
полупроводникового материала ДАР
следующий: каждое алмазное зерно представляет
собой микрорезец, который снимает
мельчайшие стружки с обрабатываемой
поверхности полупроводникового материала.
Резка производится на высоких скоростях
(около 5000 об/мин), с одновременным участием
в резании большого количества алмазных
зёрен, и результате чего достигается
высокая производительность обработки.
При резке выделяется большое количество
тепла, поэтому ДАР необходимо охлаждать
водой или специальной охлаждающей жидкостью.
На рисунке 1 показана
схема резки полупроводниковой
пластины диском с наружной алмазной
режущей кромкой. Диск 1 устанавливается
на шпинделе станка и зажимается с
двух сторон фланцами 2. В процессе резания
алмазный режущий диск вращается
с большой скоростью и
Рисунок 1. Схема резки
полупроводниковой пластины диском
с наружной алмазной режущей кромкой.
Для увеличения производительности
на шпинделе станка через прокладку
размещают несколько ДАР (в среднем
до 200). Толщину прокладок выбирают
в зависимости от требуемых размеров
обработки.
Основным недостатком
резки диском с наружной режущей
кромкой являлась" невысокая жесткость
Инструмента (ДАР), зависящая в основном
от соотношения его размеров (толщины
и внешнего диаметра). Один из путей
повышения жесткости
Другой путь увеличения
жесткости - это применение более
толсто основы ДАР, однако при этом
получается большая ширина пропила,
также увеличиваются потери полупроводникового
материала.
Жесткость инструмента
может быть увеличена также за
счет уменьшения разности внешнего диаметра
ДАР и прижимных фланцев или
прокладок. Установлено, что ДАР
будет обладать большей жесткостью,
если режущая кромка выступает за
края прокладок не более чем на
1,5 толщины разрезаемого материала.
Современный ДАР (рисунок
2) представляет собой алюминиевый
корпус, на котором электрохимическим
методом осажден никель (в качестве
связующего материала) с различными
абразивными включениями (для разделения
полупроводниковых пластин, например,
используют мелкие зёрна алмаза размером
3-5 мкм), а затем с части корпуса
никель удален хим1 ческйм травлением
для вскрытия режущей Кромки.
Рисунок 2. Современный
ДАР:
1 - прижимная прокладка;
2 - адгезионный материал; 3 - абразивный
слой; 4 - алюминиевый корпус; b - толщина
лезвия; h - высота лезвия; d - посадочный
диаметр ДАР; p - внешний (рабочий)
диаметр ДАР
При резке пластин
ДАР на скоростях вращения инструмента
выше 6700 об/с вследствие интенсификации
гидромеханических процессов возраста
величина сколов в зоне реза. Проблема
устранения этих явлений была решена в
конструкции диска, где за счёт введения
тонкого слоя алмазно-адгезионного материала
между абразивным слоем режущей кромки
опорным кольцом диска обеспечивается
поглощение энергии колебаний стоячих
волн в режущей кромке и обеспечивается
более высокое качество юза.
Усовершенствованным
вариантом ДАР является конструкция,
представляющая собой тончайшее
лезвие в форме круга, основой
которого является эластичный компаунд
с равномерно распределенными в
нём по объёму алмазными зёрнами.
Гонкое лезвие зажимается между двумя
обкладками, придающими ему жёсткость.
Такой диск обеспечивает получение
ширины реза, равной его толщине.
Алмазный режущий
диск - своеобразный абразивный инструмент,
и поэтому боковые плоскости
кристалла имеют вид
При разделении полупроводниковых
пластин на кристаллы с сохранением
ориентации дисковую резку проводят
на эластичных адгезионных носителях,
представляющих собой полимерные ленты
с адгезионным слоем на поверхности,
либо на жёстких подложках, в качестве
которых могут использоваться бракованные
кремниевые пластины, графит, керамика
и другие материалы. Для закрепления
пластины чаще всего используют “электронный”
воск.
При использовании
гибкого носителя пластины надрезаются
до минимальной перемычки (~10мкм). Операция
разламывания на кристаллы, характерная
при скрайбировании, отсутствует, а
осуществляется непосредственно на операции
монтажа, где каждый из кристаллов снимается
с адгезионного носителя с подколом. Качество
этого процесса в значительной степени
определяется свойствами адгезионного
носителя, обеспечивающего ориентацию
кристаллов при обработке и межоперационной
транспортировке. Адгезионный носитель
по физико-химическим свойствам должен
быть совместим с кремниевым, а также обладать
исключительной равномерностью клеевого
покрытия, стабильностью адгезионных
свойств в воде (отмывка в воде после резки),
высокой пластичностью (растягиваться
в 1,5-2 раза) и способностью сохранять напряжённое
состояние при растягивающих усилиях.
При выборе типа адгезионного
носителя необходимо учитывать размеры
кристаллов: чем больше кристалл тем
меньшей адгезией должен область носитель.
Это требование определяется необходимостью
беспрепятственного съёма при монтаже.
Полупроводниковая
пластина, наклеенная на адгезионный
носитель - ленту для сохранения
ориентации разделённых кристаллов,
закрепляется в кассете, обеспечивающей
натяжение ленты. Такие кассеты
выпускаются двух типов в различном
конструкторском исполнении кольцеобразные
и прямоугольные.
Скрайбирование является
одним из методов разделения пластин на
кристаллы, заключающееся в том, что на
поверхность Полупроводниковой пластины
резцом, лазерным лучом или другими способами
наносят неглубокую риску (англ. scribe), вокруг
которой концентрируются механические
напряжения, ослабляющие материалы. Основным
достоинством метода скрайбирования наряду
с высокой производительностью и культурой
производства является: малая ширина прорези,
а, следовательно, и отсутствие потерь
полупроводникового, материала, которых
невозможно избежать при использовании
других методов разделения пластины на
кристаллы. Наиболее широко скрайбирование
используют в планарной технологии изготовления
ИС, когда на пластине уже сформированы
полупроводниковые структуры.

- Прокатное производство
- Прокатное производство
- Прокатные валки и их подразделение
- Прокатный стан
- Прокладка маршрута международного туризма
- Прокладка трубопроводов в условиях болот
- Прокладка трубопроводов методом горизонтального бурения
- Происхождения углей
- Происхоождение налогов
- Проихождение солнечной системы
- Проиышленные отходы
- Прокариоттар клеткасының құрылымы
- Прокариоты
- Прокатка металлов