Plastisk bearbetning

Question 1

Kristallglitter

Answer 1

fasta metalliska material har atomerna ordnat in sig i kristaller. Ordningen som atomerna
ligger i kan beskrivas med enhetsceller t ex BCC (kubiskt rymdcentrerat) och FCC (kubiskt
ytcentrerat), se bild nedan. Rent järn med temperatur under 911°C har rymdcentrerad struktur. I
temperaturområdet 911°C – 1395°C har järn i stället ytcentrerad struktur. Enhetscellerna bygger
upp kristallstrukturer - kristallgitter

Question 2

Dislokationer

Answer 2

En dislokation är en linjeformad felbyggnad i kristallen, t ex i form av ett extra atomplan. När
materialet deformeras (töjs) genereras dislokationer

Question 3

Deformationshårdnande

Answer 3

När
materialet deformeras (töjs) genereras dislokationer, vilket medför deformationshårdnande
(flytspänningskurvan stiger). Dislokationerna låser varandra. Mer kraft behövs för att fortsätta
deformera materialet när den plastiska deformationen har startat

Question 4

Glödgning

Answer 4

Glödgning är en
värmebehandlingsmetod som gör att materialet återhämtar sig. Dislokationerna arrangerar om
sig.

Question 5

Rekristallisation

Answer 5

Vid rekristallisation blir korngränserna rörliga och nya korn bildas. Dislokationsstätheten
återgår till ett värde motsvarande det som gällde före deformationen.

Question 6

Duktilitet

Answer 6

Med duktilitet avses ett
materials förmåga att klara av plastisk deformation utan att spricka.

Question 7

Volymkonstans

Answer 7

Vid plastisk deformation av metalliska material ändras inte deras volym, dvs. de är
inkompressibla.

Question 8

Kall vs varmbearbetning

Answer 8

Kall (< 0,3 Tm): Ämnestemperaturen är vanligtvis i närheten av rumstemperatur. Leder till
deformationshårdnande, ökat kraftbehov och större verktygsbelastningar. Begränsad
formbarhet, fina ytor och fina toleranser.

Varm (> 0,6 Tm): Ämnestemperaturen är så hög att materialet blir mjukt och segt. Materialet
rekristalliserar, låg flytspänning och lägre kraftbehov. Stora deformationer är möjliga, sämre
ytor och toleranser.

Materialets rekristallisationstemperatur avgör om det är varm eller kall bearbetning.

Question 9

Beskriv vad som händer med mikrostruktur, porer, slagg och segringar i ett gjutet material när
det bearbetas plastiskt, dvs. gjutstrukturen

Answer 9

Gjutstrukturen bryts sönder, kornstrukturen förfinas genom rekristallisation, porositeter sluts
(väller ihop), slagger och oxider ”krossas” och blir slaggstråk, segringar utjämnas

Question 10

Skiftnyckel

Answer 10

Sänksmidning

Question 11

Ståltråd

Answer 11

Tråddragning

Question 12

Hushållskärl i aluminium

Answer 12

Dragpressning

Question 13

Ihåliga aluminiumprofiler

Answer 13

Strängpressning

Question 14

Mönster på mynt

Answer 14

Prägling

Question 15

Smideståga

Answer 15

Det är en ”fiberstruktur” som uppkommer i smidda detaljer på grund av segring, dvs. den vid stelnandet ojämna koncentrationen av legeringselement i materialet.

Materialet är ”segast” i
tågans riktning. Segheten nyttjas vid framställning av t ex vevaxlar och vevstakar till motorer.

Question 16

Hur tillverkas aluminiumburkar?

Answer 16

Verktyget består av två ringar, en dyna där plåten pressa ner av stämpeln, och en plåthållare
eller tillhållare som hindrar att plåten veckas . Det måste vara spel mellan dyna och stämpel för
att plåten ska få plats. Dyna och stämpel måste också ha radier för att plåten inte ska spricka vid
pressningen. Metoden kallas dragpressning.

Question 17

Ange några fördelar/nackdelar med plastisk formning

Answer 17

Fördelar: Ge materialet önskvärd form, krossa gjutstruktur, styra produktegenskaper så som
kornstruktur (rekristallisation) och hårdhet/hållfasthet (deformationshårdnande). Rationell
tillverkning av profiler, stång och plåt.

Nackdelar: Stora investeringskostnader i verktyg och utrustning. Uppvärmningskostnad.

Question 18

Plan deformation

Answer 18

Vid beräkningar av plastiska bearbetningsprocesser antas ofta ett plant deformationstillstånd. Det
innebär att all materialflytning sker i ett plan, endast töjning i två riktningar. Eftersom material-
rörelsen är hämmad i en riktning krävs högre tryck för att deformera materialet.

Question 19

Bredning

Answer 19

Bredning är skillnaden mellan plåtens bredd före och efter valsning.

Question 20

Fotografiet visar två små burkar som har tillverkats genom dragpressning (djupdragning). Båda
burkarna har en vågig övre kant. På burken med den mindre ytterdiametern syns det tydligt.
Vad kallas fenomenet och vad beror det på?

Answer 20

Öronbildning, plåten är anisotrop (har olika mekaniska egenskaper i olika riktningar).

Question 21

En kallvalsad stålplåt klipps i två kvadratiska bitar som v-bockas längs respektive tvärs
valsriktningen. I det ena fallet uppstår det små sprickor i materialet, se figur nedan. Förklara
vad som orsakar sprickorna och markera också valsriktningen i respektive figur

Answer 21

Under valsning sträcks
kornen i materialet ut i
valsriktningen (”fiberliknande
struktur”). Sprickor uppstår
då lättare längs valsriktningen
än tvärs.