ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3.1 ΘΕΡΜΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ Οι κατεργασίες των μετάλλων σε θερμή κατάσταση είναι οι αρχαιότερες κατεργασίες πού χρησιμοποίησε ο άνθρωπος για να κατασκευάσει τα πρώτα εργαλεία και όπλα του. Χαρακτηριστικό των κατεργασιών αυτών είναι ή υψηλή θερμοκρασία του μετάλλου, πού επιτρέπει την εύκολη διαμόρφωση του στα επιθυμητά σχήματα. Επιπλέον, το μέταλλο κατά την ψύξη του αποκτά καλύτερη κρυσταλλική δομή και βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες. Κατά την θερμή κατεργασία, στο μέταλλο επιδρούν ισχυρές στατικές ή κρουστικές δυνάμεις πού προκαλούν μόνιμες παραμορφώσεις. Οι παραμορφώσεις αυτές είναι δυνατόν να διευθύνονται, ή κατά την διεύθυνση της δύναμης πού τις προκαλεί, ή κατά διεύθυνση κάθετη προς αυτή, ή να έχουμε συνδυασμό των δύο αυτών περιπτώσεων, οπότε έχουμε παραμόρφωση του μετάλλου προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι τρεις αυτές περιπτώσεις παρουσιάζονται στις παρακάτω περιπτώσεις του σχήματος 12: Σχήμα 12 Στις περιπτώσεις 1γ,δ παρατηρούμε ότι η παραγόμενη ράβδος είναι εσωτερικά κοίλη. Γενικά με την μέθοδο αυτή παράγονται ράβδοι ή σωλήνες ποικίλων διατομών.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 26 Περίπτωση 2. Με τις θερμές κατεργασίες των μετάλλων κατασκευάζονται προϊόντα διαφόρων μορφών όπως, ελάσματα, ράβδοι διαφόρων διατομών, σωλήνες διαφόρων διατομών και γενικά αντικείμενα ποικίλων μορφών. Δυστυχώς, όλα τα αντικείμενα δεν είναι δυνατόν λόγω σχήματος να κατασκευασθούν με θερμή κατεργασία πού συνήθως δίνει την καλύτερη διανομή ινών μετάλλου συγκριτικά με την κοπή ή την χύτευση. Η καλύτερη αυτή διανομή ινών είναι σαφής στο σχήμα 13. Σχήμα 13. α. Χύτευση,.Σφυρηλάτηση Κατά τις θερμές κατεργασίες των μετάλλων, το υλικό στην αρχή θερμαίνεται σε κλιβάνους αερίων ή ηλεκτρικούς μέχρι την θερμοκρασία πού χρειάζεται για να πλαστικοποιηθεί τελείως. Η θερμοκρασία αυτή εξαρτάται από το συγκεκριμένο μέταλλο η κράμα και δίνεται στον προσεγγιστικό πίνακα 6 για τα συνήθη μέταλλα και κράματα.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 27 Πίνακας 6. Θερμοκρασίες πλαστικοποίησης μετάλλων-κραμάτων Ονομασία Θερμοκρασία ( ο C) 9Χάλυβες άνθρακος 1150-1320 " μαγγανίου 1230 " νικελίου-χρωμίου 1230 " μολυβδενίου 1200-1230 " χρωνίου-μολυβδεν. 1200-1230 " νικελ.-χρωμ.-μολ. 1230-1260 " χρωμίου 1200-1230 Χάλυβες χρωμίου βαναδίου 1065-1230 πυριτίου-μαγγανίου 1200 Χαλκός 760-870 Χαλκός-ψέυδάργυρος 590-760 Χαλκός-κασσίτερος-άλουμίνιο 705-900 Χαλκός-κασσίτ.-μαγγάνιο 595-730 Μαγνήσιο και κράματα του 290-565 Χάλυβες εργαλείων 980-1200 Ταχυχάλυβες 1040-1235 Αλουμίνιο 315-565 Κράματα αλουμινίου 315-510 Υπερκράματα νικελίου 870-1235 Βολφράμιο 1200-1650 Ανοξείδωτοι χάλυβες 870-1235 Τιτάνιο 845-925 Τιτάνιο-άλουμίνιο 815-1065 Το υλικό μετά την θέρμανση του οδηγείται στην κατάλληλη μηχανή θερμής κατεργασίας, αναλόγως της επιθυμητής μορφής του αντικειμένου, έλαστρα, πρέσες, σφύρες κ.λ.π. Η μηχανή αυτή δίδει την επιθυμητή μορφή σε μία ή μετά από μια σειρά κατεργασιών. Σε πολλές περιπτώσεις, το υλικό ενδιάμεσα αναθερμαίνεται για να απόκτηση εκ νέου την κατάλληλη πλαστικότητα. Οι κατεργασίες σε θερμή κατάσταση συνοδεύονται συχνά και από θερμικές κατεργασίες, βαφή, αναθέρμανση, εξομάλυνση, κ.λ.π. για να βελτιωθούν οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Οι κυριότερες θερμές κατεργασίες μετάλλων είναι οι εξής: 3.2. Σφυρηλάτηση. Η σφυρηλάτηση είναι η αρχαιότερη θερμική κατεργασία μετάλλου. Στην σημερινή της μορφή, το σφυρί και το αμόνι έχουν αντικατασταθεί από μηχανικές ή υδραυλικές σφύρες και πρέσες, η όλη διαδικασία δε, έχει κατά πολύ αυτοματοποιηθεί. Κατά την σφυρηλάτηση, η διαδικασία μορφοποιήσεως του αντικειμένου γίνεται με την βοήθεια καταλλήλων μήτρων μέσα στις οποίες σφυρηλατείται ή συμπιέζεται το μέταλλο. Οι μήτρες διακρίνονται σε δύο βασικές κατηγορίες:
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 28 1. Ανοικτές, όπου το μέταλλο με διαδοχικές σφυρηλατήσεις επάνω σε προεξοχές ή εσοχές παίρνει την κατά προσέγγιση μορφή του. 2. Κλειστές, όπου το μέταλλο σφυρηλατείται μεταξύ δύο κοιλοτήτων πού έχουν το ακριβές σχήμα του αντικειμένου. Η χρησιμοποίηση ανοικτών μήτρων έχει το πλεονέκτημα της απλότητος και του χαμηλού κόστους μήτρων, η μορφή όμως του αντικειμένου και η ακρίβεια διαστάσεως εξαρτάται από την τέχνη του χείριστου τής σφύρας. Για πολύπλοκα αντικείμενα με μεγάλη παραγωγή, ή χρήση κλειστών μήτρων είναι απαραίτητη. Στο σχήμα 14 παρουσιάζονται μερικές ανοικτές μήτρες και οι αντίστοιχες διαμορφώσεις πού προκαλούν στο μέταλλο. Σχήμα 14 Από τα σχήματα αυτά είναι σαφές το βασικό πλεονέκτημα των ανοικτών μήτρων, δηλαδή ο σχετικά μικρός αριθμός εργαλείων με τα όποια γίνεται ή διαμόρφωση του μετάλλου. Στο σχήμα 15 παρίστανται οι διαδοχικές παραμορφώσεις πού υφίσταται το μέταλλο κατά την διάρκεια της καθόδου της σφύρας. Το μέταλλο υπό την επίδραση των δυνάμεων τής σφύρας παραμορφώνεται και διαδοχικά καταλαμβάνει τον χώρο πού υπάρχει. Η ποσότης του μετάλλου πού τοποθετείται στο καλούπι είναι πάντοτε μεγαλύτερη από την μάζα του αντικειμένου. Για να αποφύγουμε το φαινόμενο να παραμείνει υλικό μεταξύ των επιφανειών της σφύρας συνήθως διαμορφώνεται η μήτρα με μια περιφερειακή κοιλότητα στην όποια συσσωρεύεται το υλικό πού περισσεύει. Για την βελτίωση της τελικής μορφής και των διαστάσεων του αντικειμένου, συνήθως επακολουθούν και άλλες δευτερεύουσες κατεργασίες σε κλειστές ή ανοικτές μήτρες. Σε πολλές περιπτώσεις χρειάζονται περισσότερα από ένα κτυπήματα σε διαδοχικές μήτρες γιά νά πάρει το αντικείμενο την τελική του μορφή. Μία τέτοια περίπτωση δείχνει το σχήμα 16, σχετικό με την κατασκευή ήλου. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται και για την κατασκευή κοχλιών. Η επεξεργασία των μετάλλων με τη σφυρηλάτηση παρουσιάζει έναντι στη χύτευση, εκτός από το πλεονέκτημα της μεγαλύτερης μηχανικής αντοχής του αντικειμένου, και μεγαλύτερη παραγωγικότητα.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 29 Σχήμα 15 Σχήμα 16 Για την δημιουργία των μεγάλων δυνάμεων πού απαιτούνται κατά την σφυρηλάτηση χρησιμοποιούνται βασικά δύο τύποι μηχανών, οι σφύρες και οι πρέσες. Η βασική διαφορά των δύο
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 30 αυτών τύπων είναι η μορφή της, εξασκουμένης δυνάμεως πού είναι αντίστοιχα κρουστική η δυναμική. Οι σφύρες διακρίνονται στις σφύρες βαρύτητας πού η ενέργεια της κρούσης προέρχεται από την ελεύθερη πτώση της κεφαλής της σφύρας, και τις αερόσφυρες στις όποιες η ενέργεια της κρούσης προέρχεται από συνδυασμό ελεύθερης πτώσης και πεπιεσμένου αέρα ή ατμού. Η δυναμικότης της σφύρας βαρύτητας εξαρτάται από το ύψος πτώσης πού είναι ρυθμιζόμενο. Η άνοδος της κεφαλής στον τύπο αυτό της σφύρας γίνεται συνήθως με ηλεκτρικό κινητήρα έως το προκαθορισμένο ύψος, όπου και ασφαλίζεται με την βοήθεια ενός σφικτήρα τριβής. Ο τύπος αυτός τής σφύρας χρησιμοποιείται συνήθως με κλειστές μήτρες. (Σχήμα 17) Σχήμα 17. Σφύρα βαρύτητας Στον τύπο της αερόσφυρας, η άνοδος και η κάθοδος τής κεφαλής γίνεται με την βοήθεια κυλίνδρου στον οποίο διοχετεύεται πεπιεσμένος αέρας ή ατμός. Ο τύπος αυτός χρησιμοποιείται κυρίως για ανοικτές μήτρες. (Σχήμα 18) Η δυναμικότης των δύο αυτών τύπων σφυρών συνήθως καθορίζεται από το
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 31 βάρος τής κεφαλής σε kg ή 1b), και κυμαίνεται μεταξύ 500 και 10000 1b. Το βάρος βέβαια της κεφαλής είναι πολύ μικρότερο από την πραγματική δύναμη πού εξασκείται στο υλικό λόγω της κρούσης. Σχήμα 18. Αερόσφυρα Εκτός από δύο αυτούς βασικούς τύπους σφυρών υπάρχουν και άλλοι τύποι πού χρησιμοποιούνται σε μικρότερη κλίμακα σε ειδικές περιπτώσεις. Ένα από τα βασικά μειονεκτήματα των σφυρών, είναι οι μεγάλες δονήσεις πού προκαλούν στην θεμελίωση του εργοστασίου. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού δημιουργήθηκε ο τύπος της σφύρας διπλής ενεργείας πού δείχνεται στο σχήμα 19. Στον τύπο αυτό σφύρας κινούνται και οι δύο μήτρες σε αντίθετες διευθύνσεις. Η κεφαλή της σφύρας με την άνω μήτρα με την δύναμη πού εξασκεί ο άνω κύλινδρος με την ενέργεια του ατμού, και η κάτω μήτρα με την βάση της με την βοήθεια υδραυλικού υγρού. Το όλο σύστημα είναι απόλυτα ζυγοσταθμισμένο με αποτέλεσμα να μην μεταδίδονται δονήσεις στην θεμελίωση. Ο τύπος αυτός της σφύρας κατασκευάζεται και με οριζόντια διάταξη. Στο σχήμα 20 δείχνεται μία ανάλογη διάταξη για την αυτόματη τροφοδότηση οριζόντιας σφύρας διπλής ενεργείας και την απομάκρυνση των κατασκευασμένων κομματιών. Η δυναμικότης των σφυρών διπλής ενέργειας χαρακτηρίζεται συνήθως από την ενέργεια της κρούσης σε kpm ή ft-1b. Συνήθως οι τιμές αυτές κυμαίνονται μεταξύ 3000 και 70000 ft-1b ή 400 και 10000kpm.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 32 Σχήμα 19. Σφύρα διπλής ενέργειας Σχήμα 20. Ένα από τα σοβαρά προβλήματα στη χρησιμοποίηση των σφυρών για σφυρηλάτηση είναι και το μεγάλο κόστος των μήτρων πού πρέπει να είναι ιδιαίτερα ανθεκτικές στα κρουστικά φορτία πού αναπτύσσονται. Αποτέλεσμα των κρουστικών αυτών φορτίων είναι η ταχεία φθορά των μήτρων ιδίως στα σημεία πού παρουσιάζουν μικρές ακτίνες καμπυλότητας. Στην σύγχρονη βιομηχανία
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 33 μεγάλο μέρος των σφυρών έχει αντικατασταθεί από πρέσες, πού αντί να σφυρηλατούν το αντικείμενο μέσα στην μήτρα το συμπιέζουν με μεγάλες δυνάμεις, πού πολλές φορές φθάνουν τους 70000 τόνους. Οι δυνάμεις αυτές είναι απαραίτητες για την μορφοποίηση αντικειμένων από ειδικά κράματα υψηλής αντοχής πού χρησιμοποιούνται στη αεροπορική και διαστημική βιομηχανία. Τα αποτελέσματα της σφυρηλατήσεως με πρέσες παρουσιάζουν μεγάλη ακρίβεια διαστάσεων, μεγάλη μηχανική αντοχή, μικρό κόστος κατασκευής και ελάχιστο χαμένο υλικό. Επίσης, από το εργοστάσιο λείπουν τελείως οι κραδασμοί και ο θόρυβος πού συνοδεύει τη λειτουργία των σφυρών, πού είναι σε θέση να επηρεάσουν την ακρίβεια των κατεργασιών άλλων γειτονικών μηχανημάτων. Το το σχήμα 21 παρουσιάζει τους βασικούς τύπους πρέσων σφυρηλατήσεως πού χρησιμοποιούνται σήμερα. Σχήμα 21 Σχήμα 22 Το σχήμα 22 (α) παριστάνει διάφορους έκκεντρους μηχανισμούς πού χρησιμοποιούνται συνήθως για την παραγωγή της δύναμης συμπίεσης της πρέσας. Σε πολλές περιπτώσεις το σύστημα παραγωγής της δύναμης συμπίεσης είναι υδραυλικό. Στην περίπτωση αυτή όπως δείχνει το σχήμα 23 είναι δυνατό να έχουμε το υδραυλικό σύστημα στο πάνω ή στο κάτω μέρος. Τα τελευταία χρόνια, μετά το 1960, έχει αρχίσει να εφαρμόζεται με σημαντική επιτυχία η μέθοδος σφυρηλάτησης με "Υψηλό Ρυθμό Ενέργειας Σφυρηλάτησης" γνωστή σαν "High Energy Rate Forging" Στη μέθοδο αυτή, η ενέργεια παραμόρφωσης, πού γενικά στη σφυρηλάτηση κρούσεως εξαρτάται από την κινητική ενέργεια της κεφαλής παράγεται κυρίως από τις υψηλές ταχύτητες της κεφαλής.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 34 1 E = mu 2 2 Σχήμα 23 Έτσι, ενώ στις συνηθισμένες σφύρες η ταχύτητα είναι το πολύ 10 m/s, στις μηχανές HERF η κεφαλή κινείται με 20 m/s. Στις μεγάλες αυτές ταχύτητες η συμπεριφορά του υλικού είναι διαφορετική με αποτέλεσμα την καλή προσαρμογή του υλικού στη μήτρα ακόμη και για υλικά πού δεν σφυρηλατούνται με άλλη μέθοδο. Οι μηχανές HERF κατασκευάζονται σαν μηχανές διπλής ενέργειας. Τα δύο έμβολα κινούνται με πεπιεσμένο αέρα ή με πανίσχυρους γραμμικούς ηλεκτρικούς κινητήρες ή κάτω από την πίεση καυσαερίων με μία διάταξη πού μοιάζει με τους κινητήρες εσωτερικής καύσεως διπλής ενέργειας. (Σχήμα 24) Η μέθοδος του Υψηλού Ρυθμού Ενέργειας Σφυρηλάτησης αποτελεί τμήμα των μεθόδων του Υψηλού Ρυθμού Ενέργειας Μορφοποίησης, (High Energy Rate Forming), πού έχουν αναπτυχθεί τελευταία για την επίτευξη μεγάλων παραμορφώσεων με σχετικά μικρές και απλές διατάξεις.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 35 Σχήμα 24 3.3. Εξώθηση-εξέλαση Η εξώθηση είναι μία σχετικά καινούργια μέθοδος παραγωγής μεταλλικών ή πλαστικών αντικειμένων ομοιόμορφης διατομής. Στη μέθοδο αυτή το μέταλλο ή πλαστικό, στην υψηλή θερμοκρασία πλαστικοποίησης διοχετεύεται κάτω από την υψηλή πίεση εμβόλου, διαμέσου μήτρας κατάλληλου σχήματος. Η όλη διαδικασία είναι ανάλογη με την εκροή της οδοντόπαστας από το σωληνάριο. Η διάταξη έχει διαγραμματικά τη μορφή του σχήματος: 25 Ψαλίδι Σχήμα 25
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 36 Με τη μέθοδο αυτή κατασκευάζονται επιμήκη σχήματα ομοιόμορφης διατομής από διάφορα μέταλλα, κυρίως αλουμίνιο, χαλκό, μαγνήσιο και σπανιότερα χάλυβα. Τυπικές διατομές πού κατασκευάζονται παρουσιάζονται στα σχήματα 26 και 27, η ποικιλία όμως διατομών αλουμινίου για οικοδομικές εφαρμογές, είναι κυριολεκτικά ανεξάντλητη. Σχήμα 26 Σχήμα 27 Για την εξώθηση μετάλλων απαιτούνται σημαντικά υψηλές δυνάμεις πού δημιουργούνται από υδραυλικά συστήματα. Οι δυνάμεις αυτές, για συνήθεις διατομές φθάνουν τους 5000 t, αλλά για μεγάλες διατομές υπερβαίνουν τους 20.000 t. Στις περιπτώσεις αυτές ή διατομή μπορεί να έχει διάμετρο 1000 mm!! Βασική προϋπόθεση για μία ικανοποιητική εξώθηση μετάλλου είναι το σωστό κράμα, στην κατάλληλη θερμοκρασία και ο προσεκτικός σχεδιασμός της διατομής. Η διατομή γενικά πρέπει να μην έχει ιδιαίτερα λεπτά τοιχώματα και συγκεντρωμένες ποσότητες μετάλλου σε σημείο μακριά από το κέντρο της διατομής. Επίσης πρέπει να αποφεύγονται ιδιαίτερα ασύμμετρες διατομές.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 37 Σχήμα 28 Μία από τις σημαντικές εφαρμογές της εξώθησης είναι η κατασκευή μεγάλου αριθμού κομματιών, ενιαίας διατομής και μικρού μήκους. Τα κομμάτια αυτά προκύπτουν με κοπή ή άλλες μηχανουργικές επεξεργασίες από τη ράβδο πού διαμορφώθηκε με την εξώθηση. Μερικά παραδείγματα αντικειμένων κατασκευασμένων με τον τρόπο αυτό δείχνει το σχήμα 28. Με τον τρόπο αυτό κατασκευάζονται αρκετά πολύπλοκα στοιχεία μηχανών όπως οι οδοντωτοί τροχοί, πού όπως θα δούμε στη συνέχεια, ή κατασκευή τους με τη βοήθεια εργαλειομηχανών κοπής παρουσιάζει μεγάλη δυσκολία. 3.4. Έλαση Η έλαση αποτελεί ίσως την βασικότερη εφαρμογή θερμής κατεργασίας μετάλλων και χρησιμοποιείται για την παραγωγή φύλλων (λαμαρίνες) διαφόρων διαστάσεων, ράβδων και δοκών διαφόρων διατομών από χάλυβα, αλουμίνιο, χαλκό κ.α. Οι μηχανές στις όποιες πραγματοποιείται η έλαση ονομάζονται έλαστρα. Ο βασικός μηχανισμός λειτουργίας των ελάστρων είναι δύο ή, τέσσερις κύλινδροι από χάλυβα υψηλής αντοχής πού περιστρέφονται με αντίθετες φορές. Οι κύλινδροι αυτοί απέχουν μεταξύ τους μία ορισμένη απόσταση η όποια είναι δυνατόν να ρυθμισθεί από τον χειριστή και από την όποια εξαρτάται το πάχος του παραγομένου φύλλου. Το διάπυρο μέταλλο οδηγείται στο κενό μεταξύ των περιστρεφόμενων κυλίνδρων και λόγω της τριβής αναγκάζεται να περάσει από μέσα. Κατά την δίοδο του, υφίσταται ισχυρότατη πίεση που το παραμορφώνει, μειώνοντας κυρίως το πάχος του. (Σχήμα 29)
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 38 Βαρέα έλαστρα 4 κυλίνδρων Σχήμα 29 Η μείωση αυτή του πάχους του μετάλλου πραγματοποιείται σταδιακά με διοχέτευση του φύλλου σε διαδοχικές σειρές ελάστρων πού περιστρέφονται με τις κατάλληλες ταχύτητες. Τούτο είναι απαραίτητο γιατί λόγω της μειώσεως του πάχους του μετάλλου, η ταχύτητα του διαδοχικά αυξάνεται με αποτέλεσμα το τελικό φύλλο να κινείται με ταχύτητα πού φθάνει τα 70 km/h. Στην ταχύτητα αυτή του φύλλου πρέπει να προσαρμόζεται η ταχύτητα περιστροφής του επομένου ελάστρου κ.ο.κ. Στις σύγχρονες εγκαταστάσεις η λειτουργία των ελάστρων και η τροφοδότηση τους με υλικό είναι αυτοματοποιημένη και ρυθμίζεται με ηλεκτρονικό υπολογιστή. Η συνολική διαδικασία παραγωγής φύλλων χάλυβα παρίσταται στο σχήμα 30: Σχήμα 30
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 39 Το μέταλλο σε υγρή, κατάσταση (1), προερχόμενο από την υψικάμινο, χύνεται σε επιμήκη καλούπια ορθογωνικής διατομής (2) όπου και ψύχεται. Τα κομμάτια αυτά (3), θερμαίνονται σε κάμινο (4) και στην συνέχεια διοχετεύονται στο έλαστρο (5) όπου και παίρνουν την μορφή πλάκας. Η πλάκα αύτη θερμαίνεται εκ νέου στην κάμινο (6) και στη συνέχεια διοχετεύεται διαδοχικά σε σειρά ελάστρων (7) με 2 και 4 κυλίνδρους, μέχρι να αποκτήσει το κατάλληλο πάχος οπότε και τυλίγεται σε ρολά (8). Τα βαρέα έλαστρα των 4 κυλίνδρων χρησιμοποιούνται στις τελευταίες διαδρομές του φύλλου, όπου λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας και της σκλήρυνσης του υλικού χρειάζονται μεγαλύτερες δυνάμεις παραμορφώσεως. Η λαμαρίνα πού παρήχθη με τη μέθοδο αύτη μεταφέρεται στο τμήμα ψυχρής κατεργασίας, όπου κατ' αρχάς περνά από το έλαστρο καθαρισμού (10), όπου και αποσπάται το επιφανειακό στρώμα οξειδίου της θερμής έλασης. Το οξείδιο αυτό είναι δυνατό να απομακρυνθεί και με κατάλληλα χημικά λουτρά (11). Το φύλλο στη συνέχεια περνά από τα έλαστρα της ψυχρής έλασης (12), καθαρίζεται εκ νέου σε χημικά λουτρά (13) και υφίσταται ανόπτηση (14) για την εξάλειψη των εσωτερικών τάσεων. Τέλος, το φύλλο διέρχεται από το έλαστρο σκληρύνσεως (15) για τη βελτίωση των μηχανικών του ιδιοτήτων και την τελική κατεργασία της επιφανείας του, και τυλίγεται πάλι σε ρολά (16) για να δοθεί στην κατανάλωση. Τελείως ανάλογη είναι και η διαδικασία παραγωγής ράβδων ή δοκών αν και οι επιμέρους επεξεργασίες διαφέρουν ελαφρώς. Στην περίπτωση αύτη τα έλαστρα δεν έχουν κυλίνδρους με λείες επιφάνειες, αλλά με περιφερειακές εγκοπές καταλλήλων σχημάτων. Την διάταξη αυτή δείχνει το σχήμα 31: Μήτρες Σχήμα 31 Οι κύλινδροι αυτοί είναι δυνατόν να εναλλαγούν ώστε κάθε έλαστρο να είναι σε θέση να παράγει διαφόρων ειδών διατομές. Με την μέθοδο τής έλασης είναι δυνατή και η κατασκευή σωλήνων και συρμάτων. Τα χρησιμοποιούμενα έλαστρα έχουν διαφορετική μορφή γιατί η παραμόρφωση του υλικού πρέπει να γίνει με διαφορετικό τρόπο λόγω του κυλινδρικού σχήματος και τής εσωτερικής κοιλότητας.
ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Ι 40 Τη βασική διαδικασία παραγωγής σωλήνων με τη μέθοδο της έλασης παριστάνει διαγραμματικά το σχήμα 32: Σχήμα 32 [Πηγή. Kalpakjian-Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, Prentice Hall, 2001] Στην περίπτωση αυτή για να σχηματισθεί η εσωτερική διάμετρος του σωλήνα χρησιμοποιείται ένα κατάλληλο στέλεχος. Οι σωλήνες πού παράγονται με την μέθοδο της έλασης ή της εξώθησης δεν έχουν ραφή και παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντοχή από τους συγκολλητούς. Τα προϊόντα της έλασης, λόγω της απλότητας της μεθόδου παραγωγής έχουν μικρό κόστος, η ποιότητα όμως είναι συνάρτηση πολλών παραγόντων, ιδίως της θερμοκρασίας του υλικού στις διάφορες φάσεις παραγωγής από την οποία εξαρτάται μεταξύ των άλλων και η κρυστάλλωση του υλικού. Επίσης, μεγάλη σημασία έχει και ή ατμόσφαιρα της καμίνου στην οποία γίνεται η θέρμανση του υλικού για τον περιορισμό της οξείδωσης. Τέλος, η ακρίβεια των διαστάσεων των προϊόντων έλασης, καθώς και η εξωτερική επιφάνεια, συνήθως επιβάλλουν τη χρησιμοποίηση και ψυχρών ή χημικών κατεργασιών για τη βελτίωση της ποιότητας του τελικού προϊόντος.