Rodzaje i zastosowanie prętów

Wyroby hutnicze po przeprowadzeniu podstawowej obróbki plastycznej są dostarczane w różnych formach, które z jednej strony muszą być możliwie uniwersalne, z drugiej powinny pozwalać na wykonywanie z nich odmiennych typów produktów przy minimalizacji liczbie niezbędnych operacji technologicznych. Jednymi z wyrobów, które dają bardzo szerokie możliwości wykorzystania w rozmaitych zastosowaniach przemysłowych, są pręty stalowe. Są one dostępne w wielu rodzajach, zarówno jeśli chodzi o rodzaj stopu, z jakiego je wykonano, jak i oferowanego przekroju czy sposobu produkcji. Zobaczmy, jakie można wyróżnić typy prętów stalowych, w jaki sposób są one wytwarzane oraz gdzie się je wykorzystuje.

Jakie są rodzaje prętów stalowych?

Pręty stalowe to produkty zaliczane do wyrobów długich, które są dostępne z różnymi profilami i w rozmaitych wymiarach. W zależności od potrzeb oferowane są pręty o średnicach od kilku do kilkuset milimetrów i w długościach standardowych, zazwyczaj 6 lub 12 metrów, ale w wielu przypadkach również dłuższych.

Ze względu na potrzeby różnych zastosowań do produkcji prętów są wykorzystywane rozmaite gatunki stali. Pręty mogą być wykonywane m.in. ze stali narzędziowej, szybkotnącej czy nierdzewnej, ale także przeznaczonej do ulepszania cieplnego za pomocą hartowania, odpuszczania czy też cieplno-chemicznego przez azotowanie lub nawęglanie. Wśród propozycji dostawców można ponadto znaleźć np. stal sprężynową.

Pręty stalowe są proponowane w różnych przekrojach. Najpopularniejsze to pręty okrągłe, sześciokątne, prostokątne i kwadratowe, jednak dostępne są często również inne kształty dopasowane do konkretnych potrzeb, m.in. półokrągłe, owalne czy nawet niesymetryczne.

Pręty stalowe są też oferowane w rodzajach, które ułatwiają prowadzenie kolejnych procesów technologicznych. Dostępne mogą być m.in. pręty surowe, przeznaczone do prowadzenia obróbki ubytkowej albo do obróbki plastycznej, a także pręty, które wcześniej były już normalizowane, poddawane zmiękczaniu czy ulepszane cieplnie z dowolną charakterystyką.

Jednym z ważniejszych podziałów prętów stalowych jest ten, który uwzględnia technologię, w jakiej je wykonano. Pręty mogą być wytwarzane za pomocą jednego z rodzajów obróbki plastycznej. Powstają dzięki wykorzystaniu ciągliwość metalu, która umożliwia jego trwałe odkształcenie wykraczające poza granicę sprężystości. Wskutek działania dużej siły struktura materiału poddaje się zjawisku tzw. płynięcia, w ramach której poszczególne warstwy atomów znajdujące się w sieci krystalicznej przemieszczają się, nie tracąc jednak swojej spoistości. Najczęściej spotykanymi metodami obróbki plastycznej używanej przy wytwarzaniu prętów jest walcowanie, ciągnięcie, a także kucie.

W jaki sposób powstają pręty stalowe?

Podstawową metodą produkcji prętów stalowych jest walcowanie. Polega ono na kształtowaniu prętów za pomocą walcarek, które są zbudowane z zespołów bardzo twardych walców, między którymi jest przemieszczany kawałek metalu w postaci tzw. kęsiska, czyli długiego fragmentu materiału w kształcie graniastosłupa o podstawie prostokątnej. Kęsisko jest wcześniej podgrzewane w specjalnym piecu powyżej temperatury krystalizacji, co ułatwia prowadzenie obróbki.

Metal jest przepuszczany przez kolejne klatki walcownicze, czyli zespoły walców, które są odpowiedzialne za nadanie mu wybranego kształtu. W przypadku prętów są to walce bruzdowe, które mają specjalne bruzdy i kołnierze, dzięki którym metal nabiera odpowiedniego profilu. W ramach procesu stal ulega stopniowemu wydłużeniu, a wysoka temperatura wspomaga zachodzenie procesu usuwania powstających naprężeń i przywracanie sieci krystalicznej pierwotnego układu.

Inną metodą produkcji prętów jest ciągnienie. W tym przypadku wykorzystywanym materiałem są pręty walcowane, które są przepuszczane przez specjalny przyrząd, tzw. ciągadło, które ma mniejszą średnicę. Ze względu na to, że jest ono wykonane z bardzo twardego materiału, przeciągany metal ulega stopniowemu wydłużeniu.

Proces ciągnięcia prętów jest przeprowadzany przy użyciu tzw. przeciągarki ławowej. Za pomocą specjalnych szczęk maszyna chwyta zaostrzoną końcówkę pręta, po czym z dużą siłą przeciąga całość przez otwór ciągadła. Przeciąganie pozwala na produkcję prętów o dużej sztywności oraz niezwykle dokładnych wymiarach i gładkich powierzchniach.

Kolejnym sposobem na produkcję prętów metalowych jest kucie. Polega ono na wywieraniu nacisku mechanicznego za pomocą opadającej masy, co prowadzi do stopniowego wydłużania rozgrzanego materiału. Zaletą kucia jest duża swoboda co do uzyskiwanych rodzajów produktów, pozwala więc na stosunkowo łatwą produkcję prętów o mniej typowych kształtach przekrojów. Za pomocą kucia można uzyskiwać pręty trapezowe, ośmiokątne lub trójkątne.

Gdzie wykorzystuje się pręty stalowe?

Pręty stalowe mają bardzo dużo zastosowań. Korzysta się z nich w budownictwie oraz przy produkcji elementów na potrzeby wytwarzania maszyn i urządzeń. Prętów używa się przy wykonywaniu rozmaitych konstrukcji stalowych, znajdują również zastosowanie w metaloplastyce i kowalstwie artystycznym.

Pręty używane w budownictwie znajdują zastosowanie jako zbrojenie elementów żelbetowych. Wykorzystuje się je do tworzenia przestrzennych siatek, które zalewa się betonem. W ten sposób powstają konstrukcje monolityczne, np. stropy czy wylewane na miejscu struktury nośne – ściany i filary. Pręty zbrojeniowe są używane również do wykonywania rozmaitych prefabrykatów, a także jako elementy wykończeniowe. Z prętów wykonuje się m.in. elementy balustrad, poręczy albo wsporników. Bardzo często pręty stalowe są używane jako struktury nośne dla różnych elementów infrastruktury przesyłowej.

Bardzo szerokim obszarem zastosowań prętów stalowych jest produkcja części maszyn i urządzeń. W tym przypadku pręty są zwykle wykorzystane do różnych rodzajów obróbki ubytkowej, za pomocą której uzyskuje się odpowiednie detale. Pręty i ich pocięte fragmenty są używane jako materiał do toczenia np. wałków, wrzecion, tulei lub cylindrów, a także frezowania ramion czy dźwigni. Przy pomocy skrawania wykonuje się także m.in. koła zębate czy pasowe, a także elementy osi albo ślimaki. Z prętów stalowych korzysta się również przy produkcji ram i statywów rozmaitych urządzeń.