Obróbka plastyczna - metoda obróbki metali i ich stopów polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco, na półgorąco lub na zimno (klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji odkuwki). Podczas obróbki plastycznej na zimno tj. poniżej temperatury rekrystalizacji danego materiału uzyskuje się poprawę właściwości mechanicznych. Na gorąco - odkształcenie plastyczne następuje powyżej temperatury rekrystalizacji.
Rozróżnia się podstawowe sposoby obróbki plastycznej tj.
Kucie,
Tłoczenie,
Walcowanie,
Ciągnienie ,
Wyciskanie .
Kucie polega na odkształcaniu materiału za pomocą uderzeń lub nacisku narzędzi. Narzędzia – czyli matryce lub bijaki umieszczane są na częściach ruchomych narzędzi. Proces ten również może być realizowany w specjalnych przyrządach kuźniczych. W procesie tym nadaje się kutemu materiałowi odpowiedni kształt, strukturę i własności mechaniczne. Materiałem wsadowym jest przedkuwka, natomiast produktem jest odkuwka.
Rodzaje kucia:
ze względu na swobodę płynięcia kształtowanego materiału:
kucie swobodne
kucie półswobodne
kucie matrycowe – w którym kształt odkuwki jest odwzorowaniem kształtu wykroju roboczego matrycy
ręczne – "kowalskie"
na młotach – młotowanie
na prasach – prasowanie
na kuźniarkach
na kowarkach
Tłoczenie realizowane głównie na zimno i stosowanych do rozdzielania, kształtowania i łączenia materiałów w postaci blach, folii i płyt (metalowych lub niemetalowych). Tłoczenie przeprowadza się za pomocą przyrządów zwanych tłocznikami, przeważnie na prasach mechanicznych lub hydraulicznych. Ponieważ jeden z wymiarów (grubość) półwyrobu jest istotnie mniejszy od dwóch pozostałych - stan naprężenia (poza pewnymi wyjątkami) można uważać za płaski. Procesy tłoczenia, podczas których nie dochodzi do rozdzielania materiału stanowią oddzielną grupę (tzw. tłoczenie - kształtowanie). Szczegółową klasyfikację i nazwy poszczególnych procesów tłoczenia rozróżnia przede wszystkim występujący stan naprężenia.
Tłoczenie obejmuje:
cięcie
kształtowanie
łączenie
Walcowanie polega na kształtowaniu materiału między obracającymi się walcami, tarczami, rolkami lub przemieszczającymi się względem siebie narzędziami płaskimi. Walcowanie wzdłużne jest podstawową metodą kształtowania wyrobów hutniczych, takich jak pręty, kształtowniki, blachy itp. Pozostałymi metodami walcowania można również kształtować rury oraz wyroby osiowo-symetryczne.
Sposoby walcowania ze względu na ruch walców:
wzdłużne,
poprzeczne,
poprzeczno-klinowe,
pielgrzymowe,
kuźnicze,
skośnie.
Sposoby walcowania wg układu klatek roboczych:
jednoliniowe,
wieloliniowe,
ciągłe,
półciągłe,
mijane,
szachownicowe.
Ciągnienie polegający na formowaniu drutu lub pręta poprzez przeciąganie materiału wyjściowego w postaci: walcówki, prasówki, lub krajki poprzez otwór ciągadła, którego pole przekroju jest mniejsze niż pole przekroju poprzecznego przeciąganego materiału. W wyniku tego następuje zmniejszenie średnicy obrabianego przedmiotu oraz jego wydłużenie, może też nastąpić zmiana kształtu przekroju. Podczas ciągnienia zachodzi umocnienie materiału (zwiększenie własności wytrzymałościowych okupione zmniejszeniem własności plastycznych).
Wyciskanie - materiał pod naciskiem stempla wypływa przez otwór lub otwory w narzędziu albo przez szczeliny utworzone przez narzędzia.
Podczas wyciskania materiał umieszczony w pojemniku lub matrycy i poddany naciskowi stempla (lub tłoczyska – poprzez przekładkę, zwaną także przetłoczką, względnie płytą naciskową) wypływa przez otwór matrycy lub szczelinę pomiędzy stemplem i matrycą, doznając wydłużenia kosztem zmniejszenia przekroju poprzecznego. Stan naprężenia w przeważającej części obszaru uplastycznionego jest trójosiowym nierównomiernym ściskaniem. Możliwe są więc duże odkształcenia plastyczne bez naruszenia spójności materiału (maksymalne współczynniki wydłużenia są rzędu 300, średnie – ok. 50). Jest to główna zaleta procesów wyciskania. Duże odkształcenia wymagają dużych sił. Głównym ograniczeniem wielkości odkształceń możliwych do uzyskania w jednej operacji wyciskania nie jest zjawisko dekohezji materiału (jak w wielu innych procesach), lecz wytrzymałość narzędzi.
Przy dużych odkształceniach stosuje się wyciskanie na gorąco, gdyż podczas wyciskania na zimno siły są tak znaczne, że narzędzia nie wytrzymują obciążeń. Duże odkształcenia mogą być zrealizowane na zimno tylko dla materiałów miękkich (np. czystego aluminium).
współbieżne, gdy zwroty prędkości stempla i materiału wypływającego przez otwór w matrycy są zgodne
przeciwbieżne, gdy zwroty prędkości stempla i materiału wypływającego przez otwór w matrycy lub szczelinę pomiędzy stemplem i matrycą są przeciwne,
z bocznym (poprzecznym, promieniowym) wypływem materiału, gdy matryca lub matryce znajdują się w bocznych ścianach pojemnika, względnie materiał wpływa do szczelin matrycy w kierunku poprzecznym (prostopadle do kierunku ruchu stempla),
złożone, gdy materiał równocześnie wypływa z matrycy zgodnie i przeciwnie do ruchu stempla ,
specjalne, wyciskanie hydrostatyczne, z ruchomym pojemnikiem, bez pojemnika i inne, np. wyciskanie osłon kabli, wyciskanie proszków metali.
Zalety obróbki plastycznej:
Oszczędność materiału ,
Stosunkowo niskie koszty ,
Polepszenie właściwości fizykalnych i mechanicznych przerobionego materiału,
Możliwość nadawania skomplikowanych kształtów, które w innych technologiach są trudne bądź niemożliwe do osiągnięcia.
Wady obróbki plastycznej:
Droga technologia,
Skomplikowane maszyny,
Laboratoria badawcze.