Способы обработки металлов при помощи ковки

На чтение 8 мин. Просмотров 2.5k. Опубликовано 15.08.2018 Обновлено 27.07.2019

Начнем с дефиниций. Ковка – это способ обработки металла с целью его изменить. Это не , хотя металл обрабатывается в основном с помощью высокой температуры.

Ковка – это нагревание металла до его ковочной температуры, чтобы он стал пластичным для придания заготовкам новых форм. У каждого металла свои характеристики, которые включают в себя уровень ковочной температуры.

Алюминий и его сплавы поддаются ковке при температуре 400°С, медь – при 1000°С, а для ковки железа придется подогреть его до 1250°С.

Разновидности обработки

Виды ковки следующие:

• С помощью пневматического, гидравлического, парового типа;
• Ручная, при которой воздействие на металл прямое, молотом или кувалдой.
• , в которой деталь во время воздействия на него принимает форму штампа.

Поковка – это продукты, получаемые в результате ковки, в том числе полуфабрикаты.

Свободная ковка – это альтернатива штамповке: деталь деформируется свободно, без помещения ее в форму штампа. Дополнительно этот способ используется для повышения качества и структуры вещества, тогда это называется проковкой.

После проковки сплав значительно меняется в лучшую сторону, он становится прочнее и более мелкозернистым за счет разрушения крупных кристаллов.

[box type=”fact”]Машинная ковка – это деформация сплавов с помощью автоматических молотов или гидравлических прессов, которые падают с колоссальным весом вплоть до 5-ти тонн. Вес поковок после машинной ковки могут достигать 100 тонн и даже больше.[/box]

Здесь не обойтись без мощных подъемных кранов и специальных манипуляторов разного калибра. Данный способ обработки – самый экономичный из всех существующих. Если говорить о массовом промышленном производстве, то первое место по популярности у штамповки.

Свободная ковка – удел единичного или мелкосерийного кузнечного производства.

Ковочные операции и инструменты

Таких операций много, это некоторые виды ковки металла, названия говорят сами за себя:

• осадка;
• прошивка;
• протяжка;
• обкатка;
• раскатка и пр.

Вот чем должен запастись уважающий себя мастер кузнечного дела перед работой:

• молот или кувалда;
• наковальня;
• горн или печь;
• ручные и механические молоты небольшого размера;
• клещи для захвата раскаленных кусков металла
• «державка» – стержень с лапами для захвата болванки.

Физика процесса

Рассмотрим подробнее обработку при помощи ковки.

Нагрев заготовки

Судьбоносный этап: как нагреете, так процесс ковки пойдет дальше. Берется металлическая заготовка, которую необходимо нагреть. Делается это в горнах или нагревательных печах – это зависит от размера заготовки.

Первым делом разогревают печь, критерий готовности – темно-красный цвет. Следующий этап – размещение заготовки в раскаленной печи. Заготовка обязательно должна быть горячей, в противном случае вы получите трещины во внутренних слоях сплава.

Температура предварительного подогрева будет вполне достаточна на уровне 300°С: проверить можно по появившемуся дыму и легкому зажиганию масла на поверхности детали.

Когда детали или несколько деталей внутри печи, нагрев постепенно нагнетают до необходимого уровня. Зависимость здесь прямая: чем выше температура, тем мягче и пластичнее деталь. Но и перегревать заготовки категорически нельзя.

Чем выше нагрев стали, чем выше риск образования отдельных кристаллов со слабыми связями, что делает сплав после ковки хрупким, с надрывами и трещинами. Такое нежелательное явление называется перегревом стали.

[box type=”warning”]Для ковки не подходит и недостаточная высокая температура. С недогретыми заготовками практически невозможно работать. Да и в этом случае внутри металла происходят надрывы и трещины.[/box]

Важно понимать, что для эффективной и качественной ковки важны две вещи в равной степени: правильный уровень температуры и постепенность нагревания.

Обжим металлической заготовки

Это только кажется, что металл – вещество однородное и плотное. На самом деле внутри можно найти различные пустоты и так называемые раковины. Поэтому заготовку, вынутую из печи нужно немедленно уплотнить: от середины к концам бьют по ней молотком.

Действия, производимые молотом, делятся на два этапа: подготовку и окончательную отделку.

Подготовка

Главное в подготовке – «привести в порядок» сплав заготовки: уплотнить его и придать «в черновую» нужную форму и размеры. Этап подготовки тоже подразделяется на виды с точки зрения формы: цилиндры сплошные или пустотелые, плоские вещи, кольца, вытягивание и т.д.

Способ ковки на этом этапе также может различаться, названия у них такие же смешные.

[box type=”info”]У подготовки сплошных цилиндров свои правила с четкой последовательностью шагов. Она производится на нижнем бойке наковальни. Заготовку бьют молотком, и после каждых нескольких ударов поворачивают по оси ровно на 1/8 оборота.[/box]

В итоге должен образоваться восьмигранник. Его обжимают снова – удары молотком с поворотом на 1/8, после чего формируется уже форма с шестнадцатью гранями. Дальше все проходит по такому же сценарию, чтобы получить цилиндр со значительно уменьшенным диаметром.

Заготовка становится длиннее, металл перемещается по оси. Такая обработка называется вытягиванием.

Во время работы нужно следить за состоянием металла. Если, например, на поверхности обнаружатся трещины, ковку нужно остановить, а трещины вырубить с помощью кузнечного зубила.

Если металлическая деталь для ковки слишком больших размеров, обработку делают в два этапа: сначала обжимают и подготавливают нижнюю часть, затем греют и обрабатывают оставшуюся часть.

Финиш данного этапа –это «отрубка прибыли», которая заключается в удалении верхней «прибыльной» части заготовки из-за содержания в ней пустот.

Для формирования детали в виде кольца кусок заготовки нужно всего ничего: обжать, вытянуть, очистить от окалины, отрубить прибыль и… разрубить на куски. Эти куски хорошенько греем второй раз и занимаемся чудесным делом – формируем из них лепешки.

Отверстия в этих лепешках пробивают с двух сторон, чтобы получились уже реальные кольца. Дальше производится обработка под названием «разводка» в специальной наковальне стойчатого вида.

Одна из самых распространенных форм заготовок – это детали с прямоугольным поперечным сечением. Их ковка проводится по своим правилам. Во-первых, работать нужно на специальных плоских наковальнях. Сначала делают обжим, а затем их сплющивают «наплоско».

Следующий этап – поворот заготовки по оси на 90°С и сплющивание «на ребро». Под ударами и сплющиванием деталь становится длиннее по оси.

Для того, чтобы она не превратилась в тонкую ленту, одновременно производят «раскатку» для расширения размеров, а все образующиеся неровности выглаживаются с помощью молотка. Таким образом куются плиты из брони.

Вариантов заготовок по форме и природе металла огромное количество. Так же много и способов ковки. Нужно уметь выбирать самый оптимальный из них, планировать последовательность операций свободной ковки.

От правильности такого выбора будет зависеть качество ковки и расход ресурсов в виде энергии на неоднократные нагревы и другие расходные материалы.

Окончательная отделка

В результате этапа обработки у заготовки вид совсем нетоварный – это больше похоже на металлический черновик. Она неровная, с грубой поверхностью и не всегда совпадает с нужными размерами. Приведение ее в полный порядок – содержание данного этапа ковки.

Деталь чистят зубилом для удаления трещин и волосовин. Затем проходятся по всей поверхности молотком. Следующий шаг – проверка специальными линейками размеров и неровностей с выправлением любых несоответствий.

Существуют специальные гладилки и штампы для финишной «полировки» металлических поверхностей. Все эти действия по выглаживанию производятся только при остывании деталей, которые находятся на стадии буро-красного каления. Поэтому они называются наклепкой или .

Следующее состояние металла заготовки – снижение его тягучести и общее отвердевание. Это чрезвычайно ответственный момент, так как на этом этапе существует риск образования трещин из-за малой подвижности металла как такового и нарушения связей между частицами после ковки.

Чем больше размеры произведенной металлической заготовки, тем сложнее проходит процесс остывания с различными проявлениями внутренних натяжений, которые могут вызвать нежелательную деформацию металла. Чтобы избежать таких неприятностей, деталь после ковки зарывают в горячий мусор.

Главное – успеть, пока она еще красного цвета. Такой способ годится при условии, что деталь не бог весть какая большая и сложная. Если же заготовка сложной конструкции, производят дополнительный отжиг – подогрев до уровня температуры примерно в 700°С с последующим медленным остыванием в печи с замазанными щелями.

В последнее время появились и используются все чаще гидравлические прессы, которые выполняют роль классического кузнечного молота. Они называются жомами или пресс-молотами.

[box type=”fact”]С экономической точки зрения пресс-молот намного выгоднее молота: ковка происходит быстрее в несколько раз. Но и к нему нужно относиться с осторожностью, потому что появляется риск образования на поверхности складок или наплывов.[/box]

Одним словом, свободная ковка – это искусство компромисса, нужно знать основные операции ковки, чтобы определить способ, форму и вид применяемых инструментов. Для этого нужны опыт и мастерство. Дело того стоит.

Процесс ковки. Ручная и автоматическая ковка металлических заготовок

Ковка металла представляет собой довольно сложный технологический процесс. Сама сущность процесса ковки металлов заключается в том, что металлическая заготовка деформируется и приобретает необходимую форму под воздействием ручных инструментов или пресса (гидравлического или пневматического молота). При этом улучшается прочность металла, его механические свойства и структура заготовки. В любом случае – и при ручной, и при автоматизированной ковке – совершаются возвратно-поступательные движения ударного инструмента, это может быть или ручной молот, или боек пресса. Все технологические операции, равно, как и сам процесс ковки, разделяются на несколько видов и этапов. Ковка металлов бывает ручная или автоматическая.

Последовательный технологический процесс ковки представляет собой работу молотом (кувалдой) на наковальне и состоит из нескольких последовательных операций(в данной статье операции ковки описаны вкратце, раздел операций ковки тут, или смотрите подробности отдельных операций по ссылкам в статье):

1. Осадка заготовки. Применяется для того, чтобы увеличить площадь сечения заготовки для продолжения следующих операций над заготовкой. При осадке слитка или прокатной заготовки исходное сечение уменьшается и приобретает требуемый вид для вытяжки заготовки.
2. Вытяжка применяется для того, чтобы увеличить общую длину слитка, уменьшенную в результате осадки. Удары наносятся вдоль оси заготовки, но чрезмерное удлинение заготовки может привести к неправильному изгибу слитка, что впоследствии придется исправлять. Как разновидность процесса вытяжки можно рассматривать раздачу заготовки и ее расплющивание. Расплющиванием добиваются увеличения общей площади заготовки. Раздача служит для увеличения диаметров пустотелых заготовок. Возможно совмещение этих двух процессов для более эффективного результата в получении требуемой формы заготовки.
3. Прошивка – операция, при помощи которой в заготовке делаются углубления или отверстия.
4. Закручивание слитка (заготовки). При закручивании осуществляется поворот одной части заготовки относительно другой.
5. Рубка заготовки разделяет заготовку на несколько частей. Если заготовка слишком большая, то ее рубят на несколько частей требуемого размера. Также рубкой приводят изделие к окончательной форме, удаляя лишний металл. Как разновидность рубки применяется вырубка металла из заготовки.
6. Гибка заготовки. В процессе гибки полностью меняется направление оси слитка или прокатной заготовки.
7. Сварка заготовок. Соединение в одно целое нескольких заготовок, в основном из стали низкоуглеродистого состава. (См. рубрику об обучении сварке)

Автоматическая ковка металла представляет собой те же технологические операции, но с применением прессов и кузнечных молотов (пневматических или гидравлических). На прессе(молоте) также можно производить ковку заготовок любого размера, предпочтительнее больших слитков и заготовок, которые не поддаются ручной ковке. Боек молота может иметь вес от 0,5 кг до 500 кг. В процессе горячей ковки необходимо соблюдать температурный интервал нагрева и подогрева заготовок, сам нагрев осуществляется в горне. Свободная ковка металла подразумевает воздействие на металл во всех направлениях как ручным способом (кувалда), так и при помощи пресса. Проводят технологический процесс свободной ковки для того, чтобы получить единичную заготовку определенной формы, или несколько заготовок, изготовление которых большими партиями не требуется. При свободной ковке предпочтительнее применять ручную ковку, так как она дает большую свободу действия при придании заготовке требуемой формы.

На данный момент ковка металла – один из самых экономичных способов изготовления заготовок из металла для последующей их обработки и придания им законченного вида. Свободная ковка используется чаще при изготовлении единичных заготовок, а в серийном производстве экономически выгоднее применять ковку штампами, или автоматическую ковку.

технология горячей и холодной ковки

Встретить кованые изделия можно в различных сферах жизни человека. Оконные решётки, ограждения, фонари, садовая мебель и другие изделия, сделанные в процессе ковки, смотрятся изысканно и привлекают взгляды прохожих. Даже при развитии самодельных технологий, ковка металла не отошла на второй план. Она продолжает набирать популярность с новой силой.

Кованные ворота

Виды ковки

Ковка металла — процесс, который применяется для изменения формы и размера заготовок. Обработка проводится с помощью специальных приспособлений и инструментов. Заготовки могут нагреваться или оставаться комнатной температуры. Процесс делится на два метода — горячий и холодный.

Горячий метод ковки

Горячая ковка металла подразумевает под собой процесс обработки заготовки после её разогревания. Повышение температуры требуется для того, чтобы металл стал более пластичным и податливым. Температура разогрева зависит от вида используемого материала. После нагревании проще обрабатывать деталь. Делать это можно без использования рычагов и специального оборудования.

Чтобы нагревать металл, в мастерских устанавливаются кузнечные горны. В качестве топлива используется коксовый уголь. Он насыщает металл углеродом во время нагревания. Однако не всем мастерам подходит горячая ковка. Связано это с увеличением затрат на топливо для горна и запретами на использование огнеопасного оборудования в гаражах.

Холодный метод ковки

Это процесс обработки металла, который не требует установки нагревательного оборудование и расхода средств на покупку топлива. Соединяются заготовки с помощью сварки, а изгибаются и прессуются специальными приспособлениями. Холодная ковка — менее затратный процесс, которые не требует дополнительного места в мастерской и соблюдения жестких требований пожарной безопасности.

Однако у холодной ковки есть существенные минусы. Металл без нагрева с трудом изменяет свою форму. Чтобы облегчить труд, мастеру нужно использовать ручное оборудование, работа которого основана на рычагах. Допущенные ошибки исправить нельзя.

Ручная ковка

Ковка своими руками — трудоемкий процесс, который требует от человека правильного выбора обрабатываемого металла и инструментов. Проще применять метод холодной обработки, однако он не даёт тех возможностей что горячий и не терпит ошибок.

Инструменты

Ковка металла в домашних условиях потребует от мастера не только свободного помещения и ручных инструментов, но и дополнительных приспособлений. Они облегчат труд, улучшат результат и производительность.

Инструменты для ковки

Для холодной ковки 

Оборудование для холодного метода обработки основано на взаимодействии материала и рычагов:

1. Улитка. Инструмент для создания спиралей из металлических прутов.
2. Твистер. Приспособление, на которое можно установить электродвигатель. Предназначено для скручивания двух и более прутов вместе.
3. Пресс.
4. Фонарик. Приспособление для создания объёмных спиралевидных деталей.
5. Волна. По названию понятно, что с помощью этого инструмента заготовкам придаётся форма волны.

Нельзя забывать про верстак, сварочный аппарат, балкарку, тиски. Специальные приспособления можно изготовить самостоятельно или купить.

Для горячей ковки

Горячая ковка металла проводится с использованием других инструментов. Общий список:

1. Наковальня. Рабочий стол для обработки заготовок.
2. Горн. Приспособление для разогрева деталей. Может быть как самодельное, так и покупное. Важно, чтобы с его помощью можно было нагревать материалы до 1500 градусов.
3. Шпераки. Специальные наковальни для проведения декоративной обработки.
4. Ручные инструменты. К ним относится кувалда, щипцы, ручник.

Чтобы выполнять декоративные работы, понадобится набор фасонных молотков.

Металл для ковки нужно выбирать с умом. При высоком показателе пластичности с заготовкой будет просто работать, однако прочность готовой детали будет низкая. Декоративной обработке лучше поддаются цветные металлы. Однако они менее прочные, чем черные. Популярна ковка стали и железа. Эти материалы прочные и стоят недорого.

Если говорить о выборе стали, требуется учитывать процентное содержание углерода в её составе. Оптимальный показатель — 0.25%. Также нужно выбирать материал с наименьшим количеством примесей в составе, поскольку они ослабляют структуру стали.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку. Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Особенности ковки

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Ковка металла считается популярным методом обработки металлических заготовок. В зависимости от методики, ею может заниматься человек без опыта в любом свободном помещении. Новичкам желательно сначала обучиться холодной ковке.

основные процессы, разновидности- Инструкция +Видео

Ковка металла: основные процессы, разновидности. Ковка металла – это способ обработки материала, который выполняют для того, чтобы придать металла необходимый размер и форму. Горячая ковка дает возможность обеспечить производство поковок, которые в будущем будут использованы в производстве или в бытовых целях.

Стоит отметить, что в последние годы стали популярнее кованые изделия, которые используют как ограждения, решетки, ворота и прочее.

Немного истории + интересные факты

Интересно, что одна из наиболее распространенных фамилий во всем мире пошла именно от кузнечного дела. В России это Кузнецов, во Франции Ферран, а в Британии Смит. Это показывает, насколько данное ремесло было и остается распространенным в этом мире.

Принято считать, что основой слова «коварство» является такое глагол, как «ковать». Дело в том, что большинство племен и народов считали, что кузнечное дело – это что-то малопонятное и покрыто страшной тайной. Кузнец (коварь) делал ковы, вязал путы, и со временем слово «коварство» стало синонимом к мудрости, умениям и навыкам. Спустя какое-то время оно стало синонимом к злобным планам и умыслам. Одновременно стали появляться такие распространенные словосочетания, как «ковать свое счастье» и «ковать судьбу», что носит исключительно позитивный характер.

При масштабной унификации производства и использования таких типов оборудования, как штамповочное, прокатное, использования управления посредством компьютерного обеспечения почти вытеснило кузнечное дело из индустрии, но, тем не менее, оно осталось и сейчас пользуется невероятной популярностью среди дизайнеров, а также специалистов, которые занимаются проектированием интерьера. Современный кузнец умеет делать такую продукцию, которую будут использовать в качестве оград, лестниц, а также в роли архитектурного оформления строений и прочее.

В 21 веке это привело к тому, что проектирование кованых изделий делаю в специальных программах-конструкторах 3D, которые предназначены для разработки деталей разного предназначения. Свободная ковка используется для многих видов металла. При помощи данной операции есть возможность сделать и предметы обихода, а также предметы, которые представляют собой исключительно художественную ценность.

К слову, данный способ обработки металла используют и в деле ювелиров. Кстати, самым ковким металлом считается золото, так как оно имеет невероятную пластичность, текучесть, тягучесть и много других свойств, которые дают возможность делать из него невероятно красивые и практически бесценные изделия. Вы можете посмотреть на фото и видео ковки металла, в частности золота.  На практике чаще всего используют лишь два типа ковки – холодный и горячий.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка может быть выполнена, если металл разогрет до требуемого уровня. Данный способ называют еще горячей ковкой, и еще недавно это был единственный и основной способ изготовления кованых деталей. Но за последние несколько десятков лет способ холодной ковки стал не менее популярен. Он отличается от горячего тем, что его использование дает возможность экономить на площадках производства, нет необходимости поддерживать в рабочем состоянии энергетически затратный кузнечный горн и прочее.

Горячая ковка

Как уже говорилось, проведение горячей ковки возможно, если нагревать металл до температур, когда тот меняет свои характеристики прочности и становится пластичным, что дает возможность относительно легко его обрабатывать при помощи ударного инструмента и других приспособлений. Горячий способ обработки предполагает использовать особые технологии обработки металла, которые дают возможность сделать готовые изделия разнообразнее.

Но кроме преимуществ есть и некоторые недостатки метод. К ним отнесем то, что для нагревания металла требуется наличие горна или муфельной печи. Отметим, что такое оборудование помимо своей цены будет дорого обходиться и в дальнейшем, при использовании, так как потребуется оплачивать его обслуживание и топливо.

Также использование открытого источника огня является далеко небезопасным занятием и требует от мастеров соблюдения мер безопасности в повышенной мере. Кроме того, для выполнения горячей ковки требуется, чтобы у мастера были определенные знания и навыки, чтобы разбираться в температурных параметрах различных видов металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла обязательно должна быть выполнена в специальных мастерских, которые оснащены всем необходимым.

В перечень оснастки входит такое оборудование:

• Система воздухоотвода.
• Муфельная печь или кузнечный горн.

Наковальня, которая представляет собой металлическую чушку большого размера (и весом до ¼ тонны) может иметь такие технологические приспособления, как калиброванные отверстия или рога. Для изготовления наковальни требуется легированная сталь 45-ого номера. На наковальне можно выполнять ковку металла своими руками и придавать разогретым заготовкам требуемые размеры и формы. Помимо этого, на наковальне можно даже ковать лист.

Холодная ковка

Большую часть работ из холодной ковки выполняют на спроектированном по особым чертежам оборудовании. Можно перечислить определенный список оборудования, которое следует использовать при холодной обработке металла. Обычно такое оборудование может показать свою эффективность при выполнении большого объема работ для архитектурного оформления сооружений и зданий.

Среди оборудования, которое используют для получения изделий способом холодной ковки, назовем следующие:

• Торсионный, с ним можно выполнять кручение прутка вокруг собственной оси.
• Волновой, на нем делают волнообразные детали.

В парке оборудования для холодного способа ковки насчитывается лишь десяток единиц. Некоторые из них могут работать от мускульной системы оператора, а что-то работает от привода. Некоторые мастера делают самостоятельно подобное оборудование, а также создают модификации.

Разновидности кузнечных работ

Ковка металла выполняется при помощи механического или ручного ударного инструмента – это может быть пресс или кувалда, причем пресс может работать от гидравлического, электрического или пневматического привода. Штамповка и ковка дают возможность получить детали, которые бывают разные по весу и размерам.

Использование ковки дает возможность повысить механические параметры стали и оптимизирует внутреннюю структуру. Именно по этой причине такие детали, как шатуны, делают с использованием ковки или штамповки. Ковку можно поделить на такие типы – ручная и машинная. Для ручной используют ударные инструменты ручного типа, к примеру, кувалду и молот, а все работы по обработке выполняют непосредственно на наковальне.

Машинная ковка требуется для объемных и тяжелых заготовок, которые после обрабатывают под прессовым оборудованием, а меньшие по размеру и с небольшим весом можно обработать молотом.

Обработка материала изготовления при помощи ударов, в свою очередь, разделяют на обработку в штампах и свободную ковку. Второй вид подразумевает сжатие заготовки между основанием и прессом. Формирование готового изделия происходит благодаря вспомогательным инструментам, применяемым кузнецом. При штамповке металл получает размеры и форму в пределах штампа инструмента.

Для того, чтобы изготовить отдельные детали, следует для начала сделать отдельный штамп. По сути, штамповка и ковка являются промежуточными операциями в технологии, которые помогают сделать заготовки, а те в будущем будут использовать и дополнительно обрабатывать посредством сварки или фрезеровки.

Типы современного оборудования

Кузнечно-штамповочное оборудование

В промышленном масштабе часто используют много кузнечно-штамповочного оборудования, которое можно классифицировать по таким параметрам:

• Температура обрабатываемой заготовки. Для этого используют ковочные машины, а также оборудование для холодной и горячей штамповки (объемной и плоской).
• По операциям, которые выполняют на оборудовании. Их можно разделить на основное, заготовительное и финишное KШO.
• По типу подачи и удаления готовых изделий с рабочего пространства. На практике же используют оборудование, на котором все описанные операции можно выполнить в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме.
• По разновидности привода. Штамповочные машины и прессы могут работать от сжатого воздуха, гидравлики и электричества.
• По ключевому параметру, обычно это номинальное усилие, которое создается при помощи пресса, или же рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед проведением горячей обработки (горячей ковки металла) заготовки следует разогреть до определенного уровня температуры. Для этой задачи используют различные типы нагревательного оборудования, причем в этот список входят индукционные нагреватели.  В них заготовка предварительно прогревается перед штамповкой, ковкой, гибкой и прочими операциями.

Обратите внимание, что данная форма прогревание имеет ряд преимуществ перед остальными способа нагрева, к примеру, перед электрическим или газовым.

В частности, отмечают:

• Использование индукционного типа нагревателей дает возможность снижать затраты на энергию и это важно, особенно при постоянном возрастании тарифов также это дает возможность сделать изделие дешевле, благодаря чему продажи возрастут.
• Использование нагревателей дает возможность повысить производительность труда, так как индукционное нагревание дает возможность уменьшить время, которое затрачивается  на прогревание детали.
• В автоматических печах благодаря точности установки и расположения заготовки в индукторе точность нагрева повышается.
• Нагревание заготовки в таких печах отличается малым количеством окалины, что положительно сказывается на сроке эксплуатации штампового инструмента.
• Установка индукционного типа оборудования дает возможность освободить место в производственных помещениях.

Заключение

Теперь вы узнаете, что собой представляет процесс ковки, а еще какие есть способы обработки металла. Обязательно ознакомьтесь с видео в статье – это поможет подробнее разобраться в процессе и увидеть наглядно все то, что описано в статье.

Ковка — это… Что такое Ковка?

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.

Различают:

• ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
• ручная ковка
• штамповка.

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковкой.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка).

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Основные операции ковки

• осадка
• высадка
• протяжка
• обкатка
• раскатка
• прошивка и др.

Ковка железа и стали по технологии конца XIX в

Данные в этой статье приведены по состоянию на конец XIX века (требуется перевод в современные единицы измерения). Вы можете помочь, обновив информацию в статье.

Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:

• обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы) (см. Кричный передел).
• сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара (см. Сваривание).
• обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.

В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую.

Инструменты

• наковальня
• молот
  • ручные молоты (небольшие), которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет.
  • механические молоты. Важный элемент механического молота – наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.
• кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладёт на наковальне и поворачивает предмет во время ударов молота.
• подъёмные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время ковки. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.

Процесс ковки

Нагрев болванки

Для изготовления предметов путём ковки берётся отлитая стальная болванка. Её необходимо сперва нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера болванок. Для мелких вещей применяются обыкновенные кузнечные горны. Для крупных — пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших болванок устраивают газовые печи.

Печь сперва разогревают до тёмно-красного каления. Затем в неё помещают горячую болванку. (В холодных болванках внутренние слои всегда находятся в более или менее напряжённом состоянии из-за условий, в которых они после отливки затвердевают. Если в горячую печь положить холодную болванку, то наружные слои, нагреваясь и удлиняясь, вызовут возникновение трещин в малоподатливых внутренних слоях). Такая болванка должна оставаться горячей после отливки, ей не надо давать остыть ниже тёмно-красного каления и сразу же после вынимания из формы для отливки её следует поместить в печь. Если это не удалось, и болванка начала остывать, то прежде чем поместить её в печь, её надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо её подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в болванке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи болванки, её надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси болванки, от её концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев — достаточно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность болванки.

Болванки кладут в печь по одной или несколько, в зависимости от их величины. Вначале жар держат небольшой. Затем его постепенно увеличивают и доводят до требуемой степени. Чем сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идёт ковка. Однако этим опасно злоупотреблять — чем выше нагрета сталь, тем она больше стремится кристаллизоваться при остывании, из-за чего может уменьшиться связь между отдельными кристаллами (зёрнами), и они могут разъединиться даже от одного или нескольких ударов молота. Таким образом — болванка при ковке получит надрыв, трещину, а иногда даже отваливается целыми кусками. Это называется перегревом стали. Перегрев стали не следует путать с пережогом стали. Пережог влияет не на кристаллическую структуру металла, а уже на его химический состав, заставляя его изменяться: когда сталь долго находится под воздействием печных газов, сварочного жара, она мало-помалу теряет свой углерод и приближается к железу. Пережжённая сталь ни на что не годится, тогда как перегретую ещё можно поправить.

Чем твёрже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твёрдостью стали:

• мягкая сталь переносит ковку даже при сварочном жаре, около 1300° С.
• твёрдую инструментальную сталь выше 1000° С ковать уже опасно.
• для средних сортов стали температура 1000° С совершенно достаточна для ковки и вполне надёжна.

Низкая температура тоже не годится для ковки. Во-первых, она сильно затрудняет обработку. Во-вторых — при перемещении малоподвижных частиц во время ковки образуются сильные натяжения, которые иногда вызывают внутренние надрывы и трещины. Надо вести нагрев так, чтобы внутренняя часть болванки успела прогреться надлежащим образом. И хотя наружные слои всегда прогреваются сильнее, но это уравновешивается быстро вследствие их охлаждения во время ковки.

Вообще, для успешной ковки надо принять за необходимое правило, что кроме степени нагрева имеет очень важное значение и равномерность нагрева. Для этого после посадки болванки в печь, надо температуру поднимать очень медленно, наблюдая, чтобы болванка нагревалась одинаково со всех сторон.

Время нагрева зависит главным образом от величины болванки и от жаровой способности печи. На Обуховском заводе для нагрева 1800-пудовой болванки требуется около 27 часов, для 900-пудовой около 12 часов, для 300-пудовой около 8 часов.

Обжимка болванки

Стальная болванка — это не одно сплошное однородное тело. Она переполнена внутри раковинами и пустотами различной формы и величины. Поэтому сразу после выдачи болванки из печи их уплотняют — ударами молотка обковывают болванку кругом, начиная от середины к нижнему концу болванки, затем к верхнему , прибыльному. Это называется «обжимкой болванки». Образовавшаяся во время нагрева окалина на поверхности болванки частью сама отваливается при обжимке, частью отбивается ломиками и счищается метлой. Поэтому болванка отливается значительно большего размера и веса по сравнению с задуманным предметом. Отношение площади поперечного сечения болванки к площади готового изделия принимали раньше от 6 до 10. Теперь, при более плотных отливках, довольствуются отношением от 3 до 4.

Заготовка

Ковка заготовки на заводе Borsig, 1954 год

Обработку стальной болванки под молотом можно разделить на две части: на заготовку и на окончательную отделку.

Заготовка предназначена для того, чтобы уплотнить болванку, и придать ей в грубом виде необходимые размеры и формы. Формы и размеры заготовок и способы ковки зависят от вида изделий. Заготовки по виду разделяются: на заготовку сплошных цилиндров, пустотелых цилиндров, колец, заготовку плоских вещей, и т. п. Способы ковки при этом также имеют разные названия.

• Заготовка сплошных цилиндров.

При такой заготовке обжимка болванки производится на вырезном нижнем бойке, где после каждых нескольких ударов молота её поворачивают на ¹/₈ оборота и, после образования восьмигранника, подвигают на ширину верхнего бойка и продолжают ковку. Когда, таким образом, обожмут всю болванку, её опять подвигают на старое место и, ударяя молотом по граням, образуют шестнадцатигранник. Сообразно диаметру цилиндра продолжают ковку, пока болванка не примет надлежащих размеров. При такой обработке она уменьшается в диаметре, а металл при обжимке перемещается по направлению оси, и вследствие этого болванка удлиняется, вытягивается, отчего и самую обработку называют вытягиванием.

В случае, если при таком вытягивании заметят на поверхности болванки трещины, или другие пороки, тогда останавливают ковку, пока их не вырубят кузнечными зубилами. Верхний конец, так называемый прибыльный, заключающий в себе всегда пустоты, считается негодным для употребления и потому 1/4 по весу болванки отрубается, что носит название отрубки прибыли. Для рубки употребляется стальной топор, который накладывается на верх болванки и вдавливается молотом в её тело. Потом на верх топора накладываются бруски квадратного сечения и продолжают нажимать молотом, пока топор не углубится до половины тела болванки; наконец, её поворачивают на 180° и таким же образом продолжают рубку с противоположной стороны. Подобным образом разрубается на части заготовленная болванка, когда она предназначается для изготовления нескольких предметов.

При заготовке больших изделий молот за один нагрев не успеет обжать и заготовить всей болванки, поэтому сперва обжимают и заготовляют нижнюю половину болванки, потом переносят державку на отделанный уже конец, подогревают остальную часть болванки, обрабатывают её таким же самым образом, и, наконец, отрубают прибыль.

Если цилиндр должен иметь на конце уступы, или фланцы, диаметр которых больше, чем поперечник болванки, тогда после обжимки болванки и отрубки прибыли нижний боек удаляется прочь, а на его место устанавливается болванка стоймя (на попа) и ударами молота осаживается, причём диаметр её, в особенности на концах, увеличивается. Для выковки вала меньших размеров, или такой длины, что он не помещается стоймя под молотом, пользуются услугами так называемой балды, подвешенной на цепи, посредством ударов которой осаживают конец вала. Для заготовки изделий кольцеобразной формы, как, например бандажей, скрепляющих орудийных колец и проч., сперва, как было сказано выше, болванку обжимают, вытягивают, очищают от окалины и трещин, отрубают прибыль и разрубают на куски; после вторичного нагрева каждый кусок немного осаживают, или сплющивают в виде лепёшки. Потом пробивают отверстие посредством пробоя или прошивня, вдавливая его сперва с одной стороны до половины, потом, повернув болванку — с другой. Дальнейшая обработка кольца, то есть разводка, производится уже на оправке в особой стойчатой наковальне. Разводку бандажных шин производят на особой наковальне с рогом, где, кроме того, посредством раскатки а, делают выступ, называемый ребордой.

Для изготовления более длинных пустотелых цилиндров, как, например, скрепляющих орудийных оболочек, сперва отрезают на токарном станке прибыльную часть болванки, потом высверливают вдоль оси насквозь отверстие около 30 см в диаметре и, после нагрева болванки, просовывают в отверстие железный пустотелый стержень и на нём её обжимают. Такая обработка носит название К. на штревеле. Чтобы стержень не нагревался и не сжимался вместе с болванкой, внутри него постоянно циркулирует вода. Когда К. окончена, вынимают штревель из цилиндра посредством особого прибора, представляющего собой гидравлический пресс, или домкрат. Он состоит из пустотелого цилиндра А с двойными стенками а и а ₁, между которыми пускается вода для выдвигания второго цилиндра В, который упирается в гайку С, навинченную на конец штревеля. На другом конце цилиндра А укреплена муфта D, упирающаяся в откованную оболочку. Вода выдавливает цилиндр В, который тянет за собой штревель. Заготовка для вещей прямоугольного поперечного сечения производится на плоских наковальнях, где, после предварительной обжимки, болванку сплющивают сперва наплоско, потом поворачивают на 90° и куют на ребро. Надо заметить, что вообще при ударе молота удлинение совершается по направлению её оси, по перпендикулярному же направлению перемещению частиц мешает трение о поверхность бойка и наковальни. Чтобы К. расширить размеры болванки по этому последнему направлению, раздают металл посредством раскатки. Для этого на поверхность болванки, по направлению её оси, накладывают полуцилиндрический валик, называемый раскаткой (фиг. 15), и ударом молота вдавливают его в тело. После такой раскатки по всей поверхности болванки металл расползается по направлению стрелки (фиг. 16), а причинённые неровности выглаживаются потом ударами молота. Такой обработке подвергаются броневые плиты. Для изготовления коленчатого вала, заготовляется сперва прямоугольный брус, в котором, посредством топора, делают два надреза (фиг. 17). Потом молотом отгибают оба конца (фиг. 18), отрубают топором (как показано пунктиром) образовавшиеся выступы и, наконец, обжимают, закругляют и отделывают шейки (фиг. 19). Эта сложная работа требует много времени, частых нагревов, ловкости и опытности кузнеца. Вырез, показанный на чертеже пунктиром, производится на долбёжном станке. Цапфельное кольцо (с шейками) для орудий заготовляется следующим образом. Отрезанный диск от болванки сплющивают, после нагрева, под молотом в продолговатый брус и пробивают в нём продольную щель (фиг. 20) посредством клинообразного прошивня. Потом коническими оправками расширяют постепенно эту щель (фиг. 21), пока отверстие не примет круглой формы, и, наконец, на горизонтальной оправке разводят до надлежащих размеров (фиг. 22).

Вообще для разных предметов требуются разные заготовки. От умелости выбора приёмов, от рациональной последовательности переходов из одной формы в другую, в особенности при более сложных конструкциях, зависит успешность К. и уменьшение расходов на лишний нагрев и угар металла.

Окончательная отделка

После заготовки предмет имеет довольно грубую и неровную поверхность, для выравнивания которой оставлен некоторый запас против требуемых размеров. Для этого предмет очищают ещё раз зубилом от всех трещин, волосовин и лёгкими и частыми ударами молотка проходят кругом всю его поверхность. Наконец, окончательно проверяют предмет посредством кронциркулей, линеек, или шаблонов и, если окажется надобность, его выправляют и т. п.

Для придания более чистого и гладкого вида употребляются разного рода гладилки и штампы, а иногда во время ударов молота поливают поверхность водой, вследствие чего приставшая окалина лучше отскакивает и предмет выходит чище. Такое выглаживание производится всегда в самом конце, когда изделие уже остыло до буро-красного каления и поэтому носит название холодной К. или наклепки.

После наклепки замечаются всегда такие же явления, как и при закалке, то есть металл делается твёрже и менее тягуч и образуются внутренние натяжения. Вследствие малой подвижности металла, при сильной наклёпке, нарушается связь между частицами и даже иногда получаются внутренние трещины. Если отполированный разрез сильно наклёпанного бруска подвергнуть действию слабой кислоты, то образовавшийся при этом рисунок прямо показывает на внутреннее изменение металла. Вначале предполагали, что наклёпка увеличивает абсолютную плотность стали однако, дальнейшие опыты показали обратное. Так, например, при волочении проволоки, после первого прохода через волочильную доску, плотность её уменьшилась с 7,839 до 7,836; после второго до 7,791, после третьего до 7,781. Кстати заметить, что при наклёпке меди или серебра получаем результаты совершенно противоположные.

Так как влияние наклёпки аналогично закалке, то, чтобы придать металлу желаемую твёрдость и упругость, очень часто прибегают к наклёпке. При изготовлении таких изделий, как, например резцы, инструменты, клинки и пр., этот способ оказывает большую услугу, но что касается более крупных вещей, при которых получается только поверхностная наклёпка, вызывающая внутренние натяжения, этот способ, вместо пользы, приносит изделию только вред. Лучшим доказательством служит пример изготовления локомотивных или вагонных осей, у которых шейки отделаны штамповкой. При пробе на изгиб таких осей часто случается, что при ударе груза посередине оси отламывается её конец, как раз в том месте, где была отштампована шейка. Хотя все эти вредные натяжения можно уничтожить, или, по крайней мере, уменьшить отжигом (см. Отжиг стали), однако никто не может поручиться, что во время самой наклёпки не образовались уже трещины, которых отжиг исправить не в состоянии. При изготовлении более сложных поковок, где неизбежно применять штамповку, гораздо лучше совершать это при высоком нагреве, тем более, что сталь в раскалённом состоянии хорошо выдерживает штампование и отчётливо воспроизводит форму штампы; чтобы воспрепятствовать образованию натяжения, надо делать её в несколько приёмов, каждый раз подогревая сталь до надлежащей температуры.

После обработки болванки под молотом, не прибегая даже к наклёпке, всегда появляются внутренние натяжения, происшедшие вследствие неравномерного остывания концентрических слоев, и вследствие того, что разные части болванки приходится ковать при разных температурах. Чем больше диаметр откованной болванки и чем резче переход от одной формы к другой, тем неравномернее происходит остывание и тем резче будут проявляться внутренние натяжения. Для избежания трещин и искривления откованных изделий, зарывают их сейчас же после К. в горячий мусор. Подобное зарывание может принести пользу, когда вещь довольно простой формы и когда она ещё красная. В противном случае надо непременно подвергать изделие отжигу, то есть осторожно его подогреть до температуры около 700°, затем, замазав печь, дать ему медленно остыть до полного охлаждения.

Выше было упомянуто, что назначение ковки, кроме сообщения требуемой формы, заключается ещё в уплотнении металла вследствие пороков, встречаемых внутри болванки. Газовые пузыри, образующиеся при затвердевании стали, размещаются, главным образом, снаружи. Большинство из этих пузырей, имея сообщение с окружающей атмосферой, окисляется под действием печных газов и покрывается внутри слоем окалины, которая не дозволяет им свариваться при обжимке болванки под молотом, а потому они только сплющиваются в виде прослоек и вытягиваются в виде волосовин. Толщина рыхлого слоя откованного предмета зависит от величины пузырей, глубины их размещения в болванке и от большей или меньшей обработки под молотом. Поэтому всякое откованное изделие, подвергающееся окончательной отделке на токарных или строгательных станках, должно иметь соответствующий запас металла, для удаления рыхлого слоя.

Чтобы получить чистую и гладкую поверхность, достаточно оставить, для удаления рыхлого слоя запас на обточку толщиной в ½» для больших и от ¼» до ⅛» для мелких предметов. Кроме уплотнения пороков в болванке, ковка изменяет и свойства самого металла. Если сравнить изломы кусков стали, взятых от одной и той же болванки до и после её проковки, то они представляют большую разницу. Первый из них крупнокристаллический с блестящими и сильно развитыми плоскостями отдельных зёрен, второй же мелкозернистый, матовый и как бы аморфного сложения. Испытывая на разрыв эти бруски, оказывается, что как упругость и прочное сопротивление, так и удлинение кованного бруска гораздо больше. Так, например, механические испытания бессемеровской стали от одной и той же болванки дали следующие результаты:

	До ковки	После ковки
Упр. сопротивление на кв. мм	24,1 кг	11,5 кг
Абсол. сопротивление на кв. мм	45,0 кг	59,8 кг
Удлинение	8 %	5 %

Поэтому долгое время полагали, да ещё и до сих пор многие такого убеждения, что К., вследствие своего сильного давления, производит сближение частиц между собой, их сжатие, а тем самым и уплотнение самого металла, и благодаря только такому действию, сталь приобретает другие свойства. Придавая К. такое значение, старались подвергать болванку как можно большей обработке и давать по возможности большее отношение площади поперечного сечения болванки к площади изделия. Однако, более тщательные исследования не оправдали этого взгляда. Во-первых, опыт показал, что удельный вес кованной стали меньше, чем литой. Ещё в 60-х годах Н. В. Калакуцкий доказал, что удельный вес литой стали, при отсутствии пороков, есть предел её уплотнения и что К., увеличивая гравиметрическую плотность болванки, уменьшает её абсолютную плотность. Из его опытов видим, что удельный вес куска стали от литой болванки равен 7,852; удельный же вес куска от этой болванки после нагрева его до светло-красного каления и хорошей проковки равнялся 7,846. Во-вторых, что повторительные нагревы и проковка не влияют уже на увеличение сопротивления и вязкости. В-третьих, что простым нагревом до известной температуры и соответственным охлаждением можно достигнуть таких же результатов относительно структуры, повышения упругости и вязкости металла. Это последнее явление было впервые замечено Д. К. Черновым и опубликовано в «З. И. Т. Общества», 1868 г.

Этот факт объясняется тем, что сталь при нагревании, начиная с некоторой температуры, принимает воскообразное состояние, то есть что отдельные зерна её размягчаются и слипаются между собой в виде тестообразной несжимаемой массы. Если станем охлаждать эту массу, тогда частицы опять собираются в отдельные зерна или кристаллы и эта группировка продолжается до тех пор, пока сталь не остынет до некоторой определенной температуры около 700°, ниже которой кристаллизация совершаться уже не может (см. Критические точки стали). Чем более нагрета сталь, то есть чем больше размягчена, и чем медленнее и спокойнее она остывала, тем более свободы и времени имели частицы для этой группировки. Если же во время этого охлаждения воспрепятствуем частицам свободно собираться в отдельные зерна ударами молота или вальцовкой, или посредством быстрого охлаждения не дадим времени к подобной группировке, или, наконец, если сталь нагреем только до температуры и позволим ей медленно остывать от этой температуры, ниже которой кристаллизация невозможна, то во всех этих случаях получим более или менее мелкозернистое сложение. Если остановить ковку при температуре выше 700°, то группировка частиц опять возможна и структура стали будет зависеть от этой температуры. Если же, наконец, нагреем болванку до очень высокой температуры и позволим болванке некоторое время остывать без ковки, то кристаллизация может принять такие размеры, что сталь теряет свойства ковкости и носит название перегретой стали.

Надо заметить, что эти замечательные исследования были сделаны г. Черновым ещё в 1860-х гг., и что они послужили исходной точкой для всех дальнейших исследований и теперешних теорий стали. Таким образом, на перемену структуры, от которой зависит вязкость и прочность стали, имеет влияние главным образом степень нагревания и условия остывания. Ковка препятствует кристаллизации и уплотняет пороки в болванке. Для успешности ковки надо стараться ковать быстро, чтобы не оставлять какого-нибудь места болванки долгое время без ударов молота. Поэтому при обжимке и вытягивании больших болванок, лучше довольствоваться зараз меньшей степенью обжимки и обрабатывать их в несколько приемов, проходя ударами молота каждый раз всю нагретую часть. Кроме того, нельзя допускать, чтобы болванка, нагретая до высокой температуры, дожидалась долго ковки или остывала в печке. При таких благоприятных условиях кристаллизация совершается очень быстро и болванка получает свойства перегретой стали. Лучше тогда дать болванке спокойно остыть, снова её нагреть до надлежащей температуры и затем ковать.

При обработке стальных болванок имеет очень важное значение, как с экономической стороны, так и относительно влияния ковки на качество изделия, сила молота, то есть отношение веса бьющей части к весу обрабатываемой болванки. Если принять вес бабы G и вес болванки g, то общепринятое отношение G/g = 2 доходит до 1. Однако, это отношение очень условное и зависит от многих причин, главным образом от формы изделия, приёмов ковки, сорта стали, допускающей более или менее сильный нагрев и, наконец, от приспособлений, имеющихся при молоте. Для обжимки болванок или для изготовления цилиндрических валов отношение G/g = 1 может быть допускаемо только в крайних случаях; вообще, для успешности действия куют при отношении 2. Так, например, под 5-тонным молотом можно свободно отковать орудийную трубу из болванки в 3 тонны, но для изготовления такого же веса коленчатого вала, следует употребить, по крайней мере, 15-тонный молот. Чем тяжелее молот в сравнении с весом болванки, тем энергичнее идёт ковка и тем глубже передаётся давление внутренним слоям болванки. Слабые удары передаются только поверхностным слоям, которые поэтому уплотняются и вытягиваются больше внутренних и откованная болванка при этих условиях имеет вогнутые концы (фиг. 25). Подобного рода явления замечаются чаще всего на ковке больших болванок. Поэтому для их успешной ковки приходится иметь громадных размеров молоты или же прибегать к частым подогревам.

В настоящее время для ковки стальных болванок стали применять гидравлические прессы, называемые пресс-молотами или жомами. Отлагая описания устройства и действия разных систем жомов, о чём будет подробно сказано в статье Пресс-молот, представителем которых есть ковальный пресс Витворта (см. Витвортов жом), сравним только в общих чертах действие парового молота и жома на болванку. Мгновенный удар молота, с громадной вначале живой силой и с полнейшей потерей в конце своего действия, распространяясь по верхней плоскости болванки, переходит по реакции и на нижнюю, соприкасающуюся с наковальней; промежуточные же слои, исполняя только передаточную роль, перемещаются, а вместе с тем и уплотняются гораздо меньше. Жом, с момента соприкосновения бойков с болванкой, своим растущим от 0 до 3 тонн давлением передаёт его, во все время нажимания, одинаково всем слоям металла. Расползанию наружных слоев металла, в плоскости нормальной к направлению давления, мешает трение о поверхности бойков, и вследствие этого, во время давления жома, главным образом перемещаются частицы внутренних слоев, которые уплотняются больше наружных, то есть жом производит действие обратное молоту. Это, впрочем, может быть устранено применением более узких бойков. Предположение лучших качеств металла, откованного под жомом, чем под молотом, пока ещё не оправдывается, тем более, что качество плотного металла зависит, главным образом, от температуры нагрева болванки, от температуры, при которой была остановлена ковка и от условий, при которых остывала болванка. Жом имеет большое преимущество перед молотом в экономическом отношении, так как он ускоряет К. в несколько раз в сравнении с молотом. Однако, надо заметить, что силой жома чересчур нельзя злоупотреблять. Очень большой сразу нажим делает на поверхности складки и наплывы металла, а при недостаточном нагреве возможны надрывы и трещины в сердцевине болванки. Подобным образом, как при К. под молотом, лучше довольствоваться и здесь небольшими нажимами и стараться поскорее пройти всю нагретую часть болванки. Если наклёпка, то есть К. при сравнительно низкой температуре под молотом, имеет дурное влияние на качество металла, вследствие образования внутренних натяжений, то тем более при К. под жомом она не должна быть допускаема. Кроме того, надо стараться по возможности хорошо прогревать центральные слои болванки, которые претерпевают самую большую работу при давлении жома. Потеря или угар металла, вследствие образования окалины, зависит от степени и продолжительности нагрева, от величины болванки и от количества повторительных нагревов. Для первого нагрева, в зависимости от диаметра, угар составляет от 1½ до 3 %, для каждого последующего подогрева болванка теряет по весу около 1 %.

Виды ковки

Ковка лошадей

Ковка лошади — прикрепление к её копытам подков, защищающих копыта от повреждений. Ковку лошади выполняет коваль — кузнец, имеющий познания в ветеринарной ортопедии и обладающий навыками обращения с лошадью.

Художественная ковка

Художественная ковка — это изготовление методом обработки металлов, который имеет общее название ковка, любых кованых изделий, любого предназначения, имеющих в обязательном порядке свойства художественного произведения. Близкое к такой формулировке пояснение можно встретить в Словарь по общественным наукам. Глоссарий.ру и других современных словарях.

Образцы художественной ковки

Изготовление кованых изделий

Основная статья: Кованные изделия

Ковка может быть горячей и холодной.

Горячая ковка создаётся методом нагревания металла и придания ему нужной формы.

В то же время холодная ковка создается без нагрева металла. При помощи сгиба либо вручную, либо на специальном станке, также в создании узора участвует болгарка (обрезание концов квадратного либо круглого прута), и сварочный аппарат, который собирает детали узора вместе.

История ковки

Ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла:

• холодная, затем горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте — 4-3 тыс. до н. э.
• холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки — до XVI в. н. э.

Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото. Кузнецы пользовались особым почетом у народов древности, их искусство окружалось легендами и суевериями.

В Средние века кузнечное дело достигло высокого уровня: вручную отковывались ручное и огнестрельное оружие, инструменты, детали сельскохозяйственных орудий, дверей и сундуков, решетки, светильники, замки, часы и другие изделия всевозможных форм и размеров, часто с тончайшими деталями; кованые изделия украшались насечкой, просечным или рельефным узором, расплющенными в тончайший слой листами сусального золота и бронзовой потали.

В XIX в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в XX в. (работы Ф. Кюна в ГДР, И. С. Ефимова, В. П. Смирнова в СССР; оформление общественных интерьеров в Таллине, Каунасе и др.).

С наступлением эпохи персональных компьютеров производство сложных и уникальных кованых изделий, как правило, сопровождается компьютерным трёхмерным имитационным моделированием. Эта точная и относительно быстрая технология позволяет накопить все необходимые знания, оборудование и полуфабрикаты для будущего кованого изделия до начала производства^{[источник не указан 195 дней]}. Компьютерное 3D моделирование теперь не редкость даже для небольших компаний^{[источник не указан 195 дней]}.

Известные памятники художественной ковки

кованые фонари, ограды, решётки, ворота следующих дворцовых и городских ансамблей:

Центры кузнечного ремесла

Исследователи технологии ковки

• П. П. Аносов в 1831 впервые применил микроскоп для изучения структуры металлов
• Д. К. Чернов в 1868 научно обосновал режимы ковки
• советские учёные Н. С. Курнаков, К. Ф. Грачев, С. И. Губкин, К. Ф. Неймайер и др.

Литература

Ссылки

холодная ковка, операции и правила

Автор perminoviv На чтение 6 мин. Опубликовано 05.02.2018

Обработка металла – древняя специальность, которая по сегодняшний день не останавливается в развитии. Появлялись новые материалы, изменились инструменты, изобретались приспособления, облегчающие работу мастера. Однако основы ковки металла остались неизменны.

Если говорить простыми словами, то ковка предполагает изменение формы металла. В зависимости от вида материала существуют разные принципы работы кузнеца. Например, для воздействия на железо необходимо его нагреть до 800 градусов, а температура ковки алюминия составляет 400 градусов.

Цветные металлы можно ковать, применяя метод холодной ковки металла. Их структура характеризуется мягкостью, поэтому работать с такими материалами можно без их предварительного нагрева.

При работе с металлами специалисты используют некоторые технологические приемы, без которых невозможно сделать качественное изделие:

• Вытяжка – метод, при котором заготовка проковывается по всех длине (периодически переворачивается). Эти действия необходимы для увеличения длины детали. Также при художественной ковке вытяжку используют для расплющивания краев декоративных элементов.
• Осадка проводится, когда мастеру необходимо уменьшить длину заготовки. Достигается это путем нанесение ударов по торцам будущего изделия.
• Свивка – процесс скручивания детали. Для этого заготовка закрепляется в тисках, а само действие производится при помощи специального инструмента, называемого вороток.
• Рубка предполагает разделение заготовки. В основном в таком процессе применяются молот и зубило.
• Гнутье – процесс придания прямым деталям изогнутости посредством деформации металла.
• Прошивка делается для получения в будущем изделии отверстий различного типа. Используемый инструмент, так и называется – прошивень.
• Выглаживание – прием устранения дефектов либо нанесения на заготовку различных граней.

Также при художественной ковке используют специальные приемы для нанесения узоров либо применяют разнообразные типы сборки (клепка, сварка и другие).

В художественной ковке используются такие разновидности металлов:

• Железо – металл серебряного оттенка с небольшим отливом, который часто встречается как материал для кованых изделий. Самый пластичный материал. Температура его плавления – 1539 С, а точка кипения достигает 3200 С.

Железо – часто используется как материал для ковки. «Клешами» удобно брать горячий металл.

В производстве принято пользоваться разными сплавами, поскольку найти в чистом виде железо — задача непростая.

• Самый распространенный сплав железа – чугун. Этот металл не поддается ковке. При работе с ним используется метод литья.
• Сталь – сплав железа и углерода, не превышающий 2%. Сталь при воздействии высоких температур быстро поддается деформированию и числится как самый популярный металл, пригодный ковке.
• Алюминий – материал серебристого оттенка, легче чем железо. Температура плавления достигает 660 С, а кипения – 2500 С. Он пластичный и легко протягивается в проволоку.
• Медь – мягкий металл, часто используемый для холодной ковки. Температура плавления — 1083 С.
• Бронза – сплав олова и меди. Достаточно устойчива к коррозии и используется в художественной ковке.
• Мельхиор – сплав меди и никеля. Очень ковкий металл, отличающийся стойкостью к различному роду внешних действий. Широко применяется в ювелирной работе.

Чтобы узнать, какие металлы самые ковкие, следует определиться с самим понятием «ковкость».

Ковкость – способность металлов и сплавов к обработке и ковке. Такое значение тесно связано с пластичностью и способностью к деформации.

Бесспорно, самый ковкий металл – золото, которое отличается мягкостью и делает его вполне удобным для ковки. Считается, что одного грамма этого металла хватает для того, чтоб создать тонкую проволоку длиной больше чем 3 км.

Золотые или позолоченные вставки – это эффектное дополнение в металлическое изделие.

Этот металл характеризуется высокой проводимостью тепла. Его температура плавления – 1064 С, а кипения – 2856 С.

Не стоит забывать, что и другие часто используемые материалы в кузнечном ремесле: алюминий, медь, чугун, — также считаются легко поддающимися ковке.

Оптимальные металлы для холодной ковки
Для человека, который связан с кузнечным делом, нужно знать, какой металл подходит для холодной ковки.

Действительно, красиво смотрятся ворота или заборы с кованым орнаментом, окна или двери с красиво выполненными металлическими решетками, а также декоративные изделия в доме. Такие детали обычно делаются методом холодной ковки, при котором металл для соединения не нагревают.

Так какой же металл используют для холодной ковки?

Все очень просто.

Как правило, используются металлы с заниженным уровнем углевода, с возможными примесями фосфора, меди или никеля.

Сырьем выступает железо или мягкая сталь, которые с легкостью могут быть «склеены» при помощи сварочного аппарата.

Учитывая, что метод холодной ковки достаточно распространён сегодня, то многие начали делать изделия этим способом в домашних условиях. Таким образом, с первого взгляда, получаются обыденные вещи, однако если присмотреться – это будет оригинальное и неповторимое изделие. 

Рано или поздно, человек, который занимается кузнечным делом – покупает специальное оборудование для своей мастерской.

В печи самое лучшее разогревать металл до нужной температуры.

Обычно начинают с малого и устанавливают наковальню и молоток, чтобы проводить основные операции ковки металлов. Можно иметь в своем арсенале также болгарку, клещи для придерживания разогретого металла.

В большой мастерской лучше всего установить горн для нагревания металла или же муфельную печь.

В таких приспособлениях легко и быстро нагревать материал до необходимой температуры.

Если же вы занимаетесь исключительно холодной ковкой, то такое приспособления можно и не устанавливать.

Как и у любого кузнеца, у вас должны быть базовые инструменты:

• «Улитка». При ее помощи создаются спиралеобразные уникальные изделия. Недостатком такого инструмента является то, что завитки можно создавать только если деталь не более чем 12 мм.
• «Фонарик». Инструмент, с помощью которого делаются переплетенные композиции для прутов диаметром до 30 мм.
• «Гнутик». Основной инструмент для ковки, с помощью которого сгибается металл.
• «Волна». Помогает создавать волнообразные предметы.
• «Твистер» используется для перекручивания деталей вдоль оси. Инструмент с виду похож на «фонарик».

Гнутик – один из неотъемлемых инструментов кузнеца.

Также вам могут пригодиться:

• фрезерный станок,
• пульверизатор для покраски изделий,
• токарный станок,
• сварочный аппарат

Оборудование для холодной ковки

Чтобы заниматься холодной ковкой металла достаточно приобрести ручной инструмент и сварочный аппарат.

Также можно обзавестись такими инструментами как:

• «Гнутик»,
• «Улитка»,
• «Фонарик»,
• «Волна»,
• «Твистер».

Немаловажным преимуществом холодной ковки является тот факт, что для создания изделий не нужно прилагать больших физических усилий. Также, работа этим способом не занимает много места.

Кузнецу-новичку, важно помнить, что следует соблюдать все правила ковки металлов, оборудовать нужным образом свою мастерскую и владеть знаниями базовые техники – ключ к успеху профессионала.

горячая, холодная ковка своими руками

Ковка – это обработка металла, которая выполняется для придания ему необходимой формы и размеров. Горячая ковка обеспечивает производство поковок, которые впоследствии будут использованы на производстве или в быту.

Горячая ковка крупногабаритных изделий

Надо отметить, что в последние годы особой популярностью стали пользоваться кованые изделия, используемые в качестве ограждений, ворот, решеток и пр.

Интересно о ковке металла

Интересный факт, одна из самых распространенных фамилий в мире произошла от кузнечного дела. Это Кузнецов в России, во Франции – Ферран, в Британии – Смит. Это говорит о распространенности этого ремесла по всему миру.

Кузнечное дело

Основой слова коварство, является глагол ковать. Дело в том, что многие народы и племена считали кузнечное дело малопонятным и покрытым тайной. Коварь (кузнец) изготавливает ковы, вяжет путы, так со временем существительное коварство обозначало мудрость, навыки, умение. Со временем, оно стало означать злобные планы и умыслы. Одновременно появились и словосочетания ковать свое счастье и ковать свою судьбу, носящие позитивный смысл.

Во время массовой унификации производства и применения такого оборудования, как прокатное, штамповочное, использование компьютерного управления практически вытеснило кузнечное дело из тяжелой индустрии, но оно осталось и пользуется популярностью и дизайнеров и специалистов по проектированию интерьеров. Современные кузнецы изготавливают продукцию, которая применяется при создании ограждений, лестниц, архитектурного оформления зданий и пр.

Прокатное оборудование для холодной ковки

Горячая штамповка

Но наш век, привел к тому, что проектирование кованых изделий выполняют на специальных конструкторских 3D программах, предназначенных для разработки деталей различного назначения.

Свободную ковку применяют ко множеству металлов. С помощью этой операции выполняют и предметы обихода, и предметы, представляющие собой художественную ценность. Кстати, этот способ обработки металла применяют и в ювелирном деле. В самом деле, самый ковкий металл – это золото. Оно обладает пластичностью, текучестью, тягучестью и многими другими свойствами, позволяющие получать из него бесценные изделия.

Ковка ювелирных изделий

На практике применяют два основных вида ковки – горячую и холодную.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка металла может быть выполнена, когда металл разогрет до определенного уровня. Такой способ называют горячей ковкой, и до недавнего времени это был основной способ производства кованых деталей.

В последние несколько десятков лет стал набирать популярность способ холодной ковки. Этот способ отличается тем, что его применение позволяет сэкономить на производственных площадях, пропадает необходимость в содержании энергозатратного кузнечного горна и пр.

Горячий метод ковки

Как уже отмечалось выполнение горячей ковки, возможно, при нагреве металла до температур, при которых он изменяет свои прочностные характеристики и приобретает пластичность, которая позволяет его относительно легко обрабатывать, используя ударный инструмент и различные приспособления. Горячая обработка металла предполагает использование некоторых технологий обработки металла, позволяющих разнообразить готовые изделия.

Между тем нагрев металла имеет и определенные недостатки. Во-первых, нагрев металла, подразумевает то, что в мастерской должен быть установлен кузнечный горн или муфельная печь. Надо сразу отметить, что наличие такого оборудования подразумевает наличие расходов на его обслуживание и на топливо. Во-вторых, использование открытого огня – это небезопасное занятие и требует от мастера соблюдения повышенных мер безопасности. В-третьих, горячая ковка требует того, чтобы мастер обладал определенными знаниями и навыками в части температурных параметров металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла должна выполняться в специально оснащенной мастерской. В перечень оснащения входит следующее оборудование и устройства:

• горн или муфельная печь;
• система отвода воздуха;

Наковальня, представляющая собой солидных размеров (до 250 кг весом) металлическую чушку, которая может обладать такими технологическими приспособлениями, как рога, калиброванные отверстия. Для ее изготовления применяют сталь 45Л.

На наковальне может быть выполнена ковка металла своими руками и придание нагретым заготовкам необходимых форм и размеров.

Кроме того, на поверхности наковальни существует возможность ковки листа.

Холодный метод ковки

Большая часть работ холодной ковки выполняется на специально спроектированном для этих целей оборудовании. Можно назвать определенный перечень оборудования, который применяют для холодной обработки металла. Как правило, такое оборудование показывает свою эффективность при выполнении больших объемов работ при архитектурном оформлении зданий и сооружений.

Среди оборудования, применяемого при получении изделий холодной ковкой можно назвать следующее:

• торсионный, с его помощью выполняют кручение прутка вдоль оси;
• волновой, на нем выполняют различные волнообразные детали.

Всего парк оборудования для холодной ковки насчитывает порядка десятка единиц. Некоторые работают от мускульной силы оператора, некоторые от электрического привода. Некоторые умельцы занимаются самостоятельным изготовлением подобного оборудования.

Виды кузнечных работ

Ковку выполняют с помощью ручных или механических ударных инструментов, это может быть, кувалда или пресс, который может работать от электрического, пневматического или гидравлического привода.

Ковка и штамповка обеспечивают получение деталей, которые имеют разные габаритно-весовые параметры и форму.

Использование ковки приводит к повышению механических параметров стали и оптимизирует его внутреннюю структуру. Именно поэтому ответственные детали, например, шатуны, производят применяя свободную ковку или штамповку. Ковку можно разделить на следующие типы — ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент (молот, кувалда и пр.) все работы по обработке металла выполняют на наковальне. Второй тип ковки выполняют на кузнечном оборудовании, оснащенными молотом и пр. При машинной обработке тяжелые и объемные заготовки обрабатываются под прессовым оборудованием, а менее размерные, и с меньшим весом обрабатывают на молоте.

Обработку металла с помощью ударов можно разделить на свободную ковку и обработку в штампах. Свободная ковка подразумевает то, что заготовку сжимают между прессом и основанием. Формирование готовой детали происходит за счет вспомогательного инструмента, которые применяет кузнец.

Кузнечные работы

При штамповке, металл приобретает форму и размеры в пределах инструментального штампа. Для изготовления отдельной детали необходимо изготавливать новый штамп. По сути, ковка и штамповка – это промежуточные технологические операции, которые приводят к получению заготовок, которые в дальнейшем будут проходить через дополнительную обработку, например, фрезеровку или сварку.

Виды современного кузнечного оборудования

В промышленности широко применяют множество кузнечно-штамповочного оборудования. Его можно классифицировать по следующим параметрам:

• по температуре обрабатываемой заготовки. Для этой операции применяют ковочные машины, оборудование для горячей и холодной штамповки как плоской, так и объемной;
• по операциям, выполняемым на оборудовании. Разделяют заготовительное, основное и финишное КШО;
• по методу подачи и удаления готовых изделий из рабочего пространства КШО. На практике применяют оборудование, на котором все эти операции выполняют вручную, в полу- и автоматическом режиме.
• по виду привода. Прессы и штамповочные машины работают от электричества, сжатого воздуха, гидравлики и пр.
• по ключевому параметру. Как правило – это номинальное усилие, создаваемое прессом или рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед обработкой методом горячей ковки заготовки нагревают до определенной температуры. Для решения этой задачи применяют различное нагревательное оборудование. В этот список входят и индукционные нагреватели. В них проходят предварительный нагрев заготовки перед операциями штамповки, гибки, ковки и пр.

Такая форма нагрева обладает рядом достоинств перед другими типами, например, перед газовым или электрическим.

В частности:

• • использование индукционных нагревателей приводит к снижению энергетических затрат и это довольно важно, особенно в условиях стабильного роста тарифов;
  • применение нагревателей повышает производительность труда, так как индукционный нагрев позволяет минимизировать время, затрачиваемое на прогрев детали;
  • в автоматизированных печах, за счет точности позиционирования и расположения заготовок в индукторе, повышается точность нагрева;
  • нагрев заготовки в индукционной печи отличает малое количество окалины и это позитивно сказывается на длительности эксплуатации штампового инструмента;

• установка подобного оборудования, позволяет высвободить дополнительные площади в производственном помещении.

Индукционный нагреватель ТВЧ

типов процессов ковки | Ассоциация кузнечной промышленности

Существует три основных метода (или процесса) изготовления кованой детали.

1. штамповочная штамповка
2. Холодная штамповка
3. Поковка в открытых штампах
4. Поковка с бесшовным прокатом

---

штамповочная штамповка

Поковка штампа для штамповки фунт или прессование металла между двумя штампами (называемыми инструментами), которые содержат предварительно вырезанный профиль требуемой детали.Детали от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле кованы в холодном состоянии.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Обычно называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, штамповочная штамповка стали, алюминия, титана и других сплавов позволяет производить почти безграничное разнообразие трехмерных форм, вес которых варьируется от простых унций до более 25 тонн.Поковки штамповочных штампов обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах мощностью до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих отпечатки формы детали, объединяются, когда поковка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы открытой штамповки. Дополнительная гибкость в формировании как симметричных, так и несимметричных форм достигается за счет различных операций предварительной формовки (иногда гибки) перед ковкой в ​​штампах чистовой машины.

Геометрия деталей

варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блоковых прямоугольных тел и дискообразных конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие перемычки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра и выступы. Хотя многие детали обычно симметричны, другие включают в себя всевозможные элементы дизайна (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. Д.), Которые в совокупности делают поковку очень несимметричной.Кроме того, детали могут быть изогнутыми или изогнутыми в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равноразмерными или плоскими.

Большинство конструкционных металлов и сплавов можно выковывать с помощью обычных штамповочных процессов, в том числе углеродистых и легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих, алюминиевых и медных сплавов, а также некоторых титановых сплавов. Для материалов, чувствительных к скорости деформации и температуры (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребоваться более сложные процессы ковки и / или специальное оборудование для штамповки слепочных штампов.

Вернуться к началу

---

Холодная штамповка

Большая часть ковки выполняется в горячем состоянии при температурах до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью штамповки штамповки является холодная штамповка. Холодная штамповка включает в себя множество процессов — гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, чтобы получить детали различной формы. Температура металла, подвергаемого холодной ковке, может составлять от комнатной до нескольких сотен градусов.

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

Холодная штамповка включает в себя множество процессов гибки, холодного волочения, холодной высадки, чеканки, экструзии, штамповки, накатки резьбы и многое другое для получения деталей различной формы. К ним относятся различные валоподобные компоненты, чашеобразная геометрия, полые детали со штоками и валами, всевозможные конфигурации с высадкой (головкой) и изгибом, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, производились методом горячей экструзии. При холодной штамповке стального прутка, проволоки или прутка нередки детали в виде валов с трехплоскостным изгибом и конструктивными особенностями головки.

Типичные детали наиболее экономичны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматизированной обработке.Диапазон материалов: от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда методы теплой ковки предпочтительнее холодной ковки, особенно для стали с более высоким содержанием углерода или когда можно отказаться от отжига в процессе.

Часто выбираемые для интегральных конструктивных особенностей, таких как встроенные фланцы и выступы, холодная поковка часто используется в деталях рулевого управления и подвески автомобилей, антиблокировочных тормозных системах, оборудовании, компонентах защиты и других областях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и массовое производство сделайте их экономичным выбором.

При этом заготовка стержня с химической смазкой под воздействием экстремального давления вдавливается в закрытую матрицу. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямая экструзия включает поток стали в направлении силы толкателя. Он используется, когда диаметр стержня должен быть уменьшен, а длина увеличена. При обратной экструзии, при которой металл течет против силы удара, образуются полые детали. При высадке металл течет под прямым углом к ​​силе толкателя, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Вернуться к началу

---

Открытая штамповка

Ковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение детали — ключ к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину можно забивать молотком или придавать форму таким образом.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Поковка в открытых штампах позволяет производить поковки от нескольких фунтов до более 150 тонн.Этот процесс, называемый открытой матрицей, потому что металл не ограничивается латеральными штампами во время ковки, постепенно приводит исходную заготовку в желаемую форму, чаще всего между плоскими штампами. На практике ковка в открытых штампах включает множество вариантов процесса, что позволяет производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную конструктивную целостность огромного металлического компонента, огромные размеры ковки в открытых штампах делают его очевидным выбором процесса по сравнению с альтернативами без ковки.В верхней части диапазона размеров поковки с открытой матрицей ограничены только размером исходной заготовки, а именно размером самого большого слитка, который может быть отлит.

Практически все кованые сплавы черных и цветных металлов могут быть подвергнуты открытой штамповке, включая некоторые экзотические материалы, такие как жаропрочные суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Открытая форма матрицы действительно широка. Помимо круглых, квадратных, прямоугольных, шестиугольных прутков и других основных форм, процессы с открытой матрицей могут производить:

• Ступенчатые валы сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
• Пустоты цилиндрической формы, как правило, их длина намного больше диаметра детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
• Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды высокого давления, которые могут включать экструдированные сопла и другие конструктивные особенности.

В отличие от последовательных операций штамповки в последовательности штампов, несколько операций штамповки в открытых штампах могут быть объединены для получения требуемой формы.В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей степени общей деформации и оптимальной структуры потока зерна, тем самым максимизируя улучшение свойств и максимальную производительность для конкретного применения. Например, ковка цельной заготовки зубчатой ​​передачи и ступицы может повлечь за собой несколько операций волочения или сплошной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть приготовлены путем осадки слитка, затем пробивки центра перед ковкой кольца.

Вернуться к началу

---

Поковка бесшовных катаных колец

Поковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивания отверстия в толстом круглом куске металла (создавая форму пончика), а затем скатывания и сдавливания (или, в некоторых случаях, раздавливания) пончика в тонкое кольцо.Диаметр кольца может составлять от нескольких дюймов до 30 футов.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Кольца, выкованные методом бесшовной прокатки колец, могут весить от <1 фунта до 350 000 фунтов, а внешний диаметр варьируется от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, авиакосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других важных приложениях.

Бесшовные кольцевые конфигурации могут быть плоскими (например, шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (примерно как полое цилиндрическое сечение). Высота катаных колец варьируется от менее дюйма до более 9 футов. В зависимости от используемого оборудования соотношение толщины стенки / высоты колец обычно составляет от 1:16 до 16: 1, хотя большие пропорции были достигнуты с помощью специальная обработка. Фактически, бесшовные трубы диаметром до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах мощностью от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что стандартные формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложным функциональным поперечным сечением можно выковывать для удовлетворения практически любых требований к конструкции. Правильно названные, эти профилированные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и / или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей.По сравнению с бесшовными катаными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота торца и внешний диаметр) профилированных катаных колец несколько меньше, но все же очень внушительные размеры.

Высокая тангенциальная прочность и пластичность делают кованые кольца подходящими для компонентов, устойчивых к крутящему моменту и давлению, таких как шестерни, подшипники двигателей самолетов, ступичные подшипники, муфты, проставки ротора, уплотненные диски и корпуса, фланцы, сосуды под давлением и корпуса клапанов. . Материалы включают не только углеродистые и легированные стали, но и цветные сплавы алюминия, меди и титана, а также сплавы на основе никеля.

Вернуться к началу

.

типов процессов ковки | Ассоциация кузнечной промышленности

Существует три основных метода (или процесса) изготовления кованой детали.

1. штамповочная штамповка
2. Холодная штамповка
3. Поковка в открытых штампах
4. Поковка с бесшовным прокатом

---

штамповочная штамповка

Поковка штампа для штамповки фунт или прессование металла между двумя штампами (называемыми инструментами), которые содержат предварительно вырезанный профиль требуемой детали.Детали от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле кованы в холодном состоянии.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Обычно называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, штамповочная штамповка стали, алюминия, титана и других сплавов позволяет производить почти безграничное разнообразие трехмерных форм, вес которых варьируется от простых унций до более 25 тонн.Поковки штамповочных штампов обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах мощностью до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих отпечатки формы детали, объединяются, когда поковка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы открытой штамповки. Дополнительная гибкость в формировании как симметричных, так и несимметричных форм достигается за счет различных операций предварительной формовки (иногда гибки) перед ковкой в ​​штампах чистовой машины.

Геометрия деталей

варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блоковых прямоугольных тел и дискообразных конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие перемычки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра и выступы. Хотя многие детали обычно симметричны, другие включают в себя всевозможные элементы дизайна (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. Д.), Которые в совокупности делают поковку очень несимметричной.Кроме того, детали могут быть изогнутыми или изогнутыми в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равноразмерными или плоскими.

Большинство конструкционных металлов и сплавов можно выковывать с помощью обычных штамповочных процессов, в том числе углеродистых и легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих, алюминиевых и медных сплавов, а также некоторых титановых сплавов. Для материалов, чувствительных к скорости деформации и температуры (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребоваться более сложные процессы ковки и / или специальное оборудование для штамповки слепочных штампов.

Вернуться к началу

---

Холодная штамповка

Большая часть ковки выполняется в горячем состоянии при температурах до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью штамповки штамповки является холодная штамповка. Холодная штамповка включает в себя множество процессов — гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, чтобы получить детали различной формы. Температура металла, подвергаемого холодной ковке, может составлять от комнатной до нескольких сотен градусов.

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

Холодная штамповка включает в себя множество процессов гибки, холодного волочения, холодной высадки, чеканки, экструзии, штамповки, накатки резьбы и многое другое для получения деталей различной формы. К ним относятся различные валоподобные компоненты, чашеобразная геометрия, полые детали со штоками и валами, всевозможные конфигурации с высадкой (головкой) и изгибом, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, производились методом горячей экструзии. При холодной штамповке стального прутка, проволоки или прутка нередки детали в виде валов с трехплоскостным изгибом и конструктивными особенностями головки.

Типичные детали наиболее экономичны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматизированной обработке.Диапазон материалов: от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда методы теплой ковки предпочтительнее холодной ковки, особенно для стали с более высоким содержанием углерода или когда можно отказаться от отжига в процессе.

Часто выбираемые для интегральных конструктивных особенностей, таких как встроенные фланцы и выступы, холодная поковка часто используется в деталях рулевого управления и подвески автомобилей, антиблокировочных тормозных системах, оборудовании, компонентах защиты и других областях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и массовое производство сделайте их экономичным выбором.

При этом заготовка стержня с химической смазкой под воздействием экстремального давления вдавливается в закрытую матрицу. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямая экструзия включает поток стали в направлении силы толкателя. Он используется, когда диаметр стержня должен быть уменьшен, а длина увеличена. При обратной экструзии, при которой металл течет против силы удара, образуются полые детали. При высадке металл течет под прямым углом к ​​силе толкателя, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Вернуться к началу

---

Открытая штамповка

Ковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение детали — ключ к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину можно забивать молотком или придавать форму таким образом.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Поковка в открытых штампах позволяет производить поковки от нескольких фунтов до более 150 тонн.Этот процесс, называемый открытой матрицей, потому что металл не ограничивается латеральными штампами во время ковки, постепенно приводит исходную заготовку в желаемую форму, чаще всего между плоскими штампами. На практике ковка в открытых штампах включает множество вариантов процесса, что позволяет производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную конструктивную целостность огромного металлического компонента, огромные размеры ковки в открытых штампах делают его очевидным выбором процесса по сравнению с альтернативами без ковки.В верхней части диапазона размеров поковки с открытой матрицей ограничены только размером исходной заготовки, а именно размером самого большого слитка, который может быть отлит.

Практически все кованые сплавы черных и цветных металлов могут быть подвергнуты открытой штамповке, включая некоторые экзотические материалы, такие как жаропрочные суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Открытая форма матрицы действительно широка. Помимо круглых, квадратных, прямоугольных, шестиугольных прутков и других основных форм, процессы с открытой матрицей могут производить:

• Ступенчатые валы сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
• Пустоты цилиндрической формы, как правило, их длина намного больше диаметра детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
• Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды высокого давления, которые могут включать экструдированные сопла и другие конструктивные особенности.

В отличие от последовательных операций штамповки в последовательности штампов, несколько операций штамповки в открытых штампах могут быть объединены для получения требуемой формы.В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей степени общей деформации и оптимальной структуры потока зерна, тем самым максимизируя улучшение свойств и максимальную производительность для конкретного применения. Например, ковка цельной заготовки зубчатой ​​передачи и ступицы может повлечь за собой несколько операций волочения или сплошной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть приготовлены путем осадки слитка, затем пробивки центра перед ковкой кольца.

Вернуться к началу

---

Поковка бесшовных катаных колец

Поковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивания отверстия в толстом круглом куске металла (создавая форму пончика), а затем скатывания и сдавливания (или, в некоторых случаях, раздавливания) пончика в тонкое кольцо.Диаметр кольца может составлять от нескольких дюймов до 30 футов.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Кольца, выкованные методом бесшовной прокатки колец, могут весить от <1 фунта до 350 000 фунтов, а внешний диаметр варьируется от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, авиакосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других важных приложениях.

Бесшовные кольцевые конфигурации могут быть плоскими (например, шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (примерно как полое цилиндрическое сечение). Высота катаных колец варьируется от менее дюйма до более 9 футов. В зависимости от используемого оборудования соотношение толщины стенки / высоты колец обычно составляет от 1:16 до 16: 1, хотя большие пропорции были достигнуты с помощью специальная обработка. Фактически, бесшовные трубы диаметром до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах мощностью от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что стандартные формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложным функциональным поперечным сечением можно выковывать для удовлетворения практически любых требований к конструкции. Правильно названные, эти профилированные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и / или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей.По сравнению с бесшовными катаными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота торца и внешний диаметр) профилированных катаных колец несколько меньше, но все же очень внушительные размеры.

Высокая тангенциальная прочность и пластичность делают кованые кольца подходящими для компонентов, устойчивых к крутящему моменту и давлению, таких как шестерни, подшипники двигателей самолетов, ступичные подшипники, муфты, проставки ротора, уплотненные диски и корпуса, фланцы, сосуды под давлением и корпуса клапанов. . Материалы включают не только углеродистые и легированные стали, но и цветные сплавы алюминия, меди и титана, а также сплавы на основе никеля.

Вернуться к началу

массив ( ‘#markup’ => ‘

Существует три основных метода (или процесса) изготовления кованой детали.

1. штамповочная штамповка
2. Холодная штамповка
3. Поковка в открытых штампах
4. Поковка с бесшовным прокатом

---

штамповочная штамповка

Поковка штампа для штамповки фунт или прессование металла между двумя штампами (называемыми инструментами), которые содержат предварительно вырезанный профиль требуемой детали.Детали от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле кованы в холодном состоянии.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Обычно называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, штамповочная штамповка стали, алюминия, титана и других сплавов позволяет производить почти безграничное разнообразие трехмерных форм, вес которых варьируется от простых унций до более 25 тонн.Поковки штамповочных штампов обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах мощностью до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих отпечатки формы детали, объединяются, когда поковка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы открытой штамповки. Дополнительная гибкость в формировании как симметричных, так и несимметричных форм достигается за счет различных операций предварительной формовки (иногда гибки) перед ковкой в ​​штампах чистовой машины.

Геометрия деталей варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блоковых прямоугольных тел и дискообразных конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие перемычки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра. и начальство. Хотя многие детали обычно симметричны, другие включают в себя всевозможные элементы дизайна (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. Д.), Которые в совокупности делают поковку очень несимметричной.Кроме того, детали могут быть изогнутыми или изогнутыми в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равноразмерными или плоскими.

Большинство конструкционных металлов и сплавов можно выковывать с помощью обычных штамповочных процессов, в том числе углеродистых и легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих, алюминиевых и медных сплавов, а также некоторых титановых сплавов. Для материалов, чувствительных к скорости деформации и температуры (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребоваться более сложные процессы ковки и / или специальное оборудование для штамповки слепочных штампов.

Вернуться к началу

---

Холодная штамповка

Большая часть ковки выполняется в горячем состоянии при температурах до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью штамповки штамповки является холодная штамповка. Холодная штамповка включает в себя множество процессов — гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, чтобы получить детали различной формы. Температура металла, подвергаемого холодной ковке, может составлять от комнатной до нескольких сотен градусов.

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

Холодная штамповка включает в себя множество процессов гибки, холодного волочения, холодной высадки, чеканки, экструзии, штамповки, накатки резьбы и многое другое для получения деталей различной формы. К ним относятся различные валообразные компоненты, чашеобразная геометрия, полые детали со штоками и валами, всевозможные конфигурации с высадкой (головкой) и изгибом, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, производились методом горячей экструзии. При холодной штамповке стального прутка, проволоки или прутка нередки детали в виде валов с трехплоскостным изгибом и конструктивными особенностями головки.

Типичные детали наиболее экономичны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматизированной обработке.Диапазон материалов: от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда методы теплой ковки предпочтительнее холодной ковки, особенно для стали с более высоким содержанием углерода или когда можно отказаться от отжига в процессе.

Часто выбираемые для интегральных конструктивных особенностей, таких как встроенные фланцы и выступы, холодная поковка часто используется в деталях рулевого управления и подвески автомобилей, антиблокировочных тормозных системах, оборудовании, компонентах защиты и других областях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и массовое производство сделайте их экономичным выбором.

При этом заготовка стержня с химической смазкой под воздействием экстремального давления вдавливается в закрытую матрицу. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямая экструзия включает поток стали в направлении силы толкателя. Он используется, когда диаметр стержня должен быть уменьшен, а длина увеличена. При обратной экструзии, при которой металл течет против силы удара, образуются полые детали. При высадке металл течет под прямым углом к ​​силе толкателя, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Вернуться к началу

---

Открытая штамповка

Ковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение детали — ключ к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину можно забивать молотком или придавать форму таким образом.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Поковка в открытых штампах позволяет производить поковки от нескольких фунтов до более 150 тонн.Этот процесс, называемый открытой матрицей, потому что металл не ограничивается латеральными штампами во время ковки, постепенно приводит исходную заготовку в желаемую форму, чаще всего между плоскими штампами. На практике ковка в открытых штампах включает множество вариантов процесса, что позволяет производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную конструктивную целостность огромного металлического компонента, огромные размеры ковки в открытых штампах делают его очевидным выбором процесса по сравнению с альтернативами без ковки.В верхней части диапазона размеров поковки с открытой матрицей ограничены только размером исходной заготовки, а именно размером самого большого слитка, который может быть отлит.

Практически все кованые сплавы черных и цветных металлов могут быть подвергнуты открытой штамповке, включая некоторые экзотические материалы, такие как жаропрочные суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Открытая форма матрицы действительно широка. Помимо круглых, квадратных, прямоугольных, шестиугольных прутков и других основных форм, процессы с открытой матрицей могут производить:

• Ступенчатые валы сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
• Пустоты цилиндрической формы, как правило, их длина намного больше диаметра детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
• Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды высокого давления, которые могут включать экструдированные сопла и другие конструктивные особенности.

В отличие от последовательных операций штамповки в последовательности штампов, несколько операций штамповки в открытых штампах могут быть объединены для получения требуемой формы.В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей степени общей деформации и оптимальной структуры потока зерна, тем самым максимизируя улучшение свойств и максимальную производительность для конкретного применения. Например, ковка цельной заготовки зубчатой ​​передачи и ступицы может повлечь за собой несколько операций волочения или сплошной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть приготовлены путем осадки слитка, затем пробивки центра перед ковкой кольца.

Вернуться к началу

---

Поковка бесшовных катаных колец

Поковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивания отверстия в толстом круглом куске металла (создавая форму пончика), а затем скатывания и сдавливания (или, в некоторых случаях, раздавливания) пончика в тонкое кольцо.Диаметр кольца может составлять от нескольких дюймов до 30 футов.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Кольца, выкованные методом бесшовной прокатки колец, могут весить от <1 фунта до 350 000 фунтов, а внешний диаметр варьируется от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, авиакосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других важных приложениях.

Бесшовные кольцевые конфигурации могут быть плоскими (например, шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (примерно как полое цилиндрическое сечение). Высота катаных колец варьируется от менее дюйма до более 9 футов. В зависимости от используемого оборудования соотношение толщины стенки / высоты колец обычно составляет от 1:16 до 16: 1, хотя большие пропорции были достигнуты с помощью специальная обработка. Фактически, бесшовные трубы диаметром до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах мощностью от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что стандартные формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложным функциональным поперечным сечением можно выковывать для удовлетворения практически любых требований к конструкции. Правильно названные, эти профилированные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и / или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей.По сравнению с бесшовными катаными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота торца и внешний диаметр) профилированных катаных колец несколько меньше, но все же очень внушительные размеры.

Высокая тангенциальная прочность и пластичность делают кованые кольца подходящими для компонентов, устойчивых к крутящему моменту и давлению, таких как шестерни, подшипники двигателей самолетов, ступичные подшипники, муфты, проставки ротора, уплотненные диски и корпуса, фланцы, сосуды под давлением и корпуса клапанов. . Материалы включают не только углеродистые и легированные стали, но и цветные сплавы алюминия, меди и титана, а также сплавы на основе никеля.

Вернуться к началу

‘, ‘#printed’ => правда, ‘#type’ => ‘разметка’, ‘#pre_render’ => массив ( 0 => ‘drupal_pre_render_markup’, 1 => ‘ctools_dependent_pre_render’, ), ‘#children’ => ‘

Существует три основных метода (или процессов) изготовления кованой детали.

1. штамповочная штамповка
2. Холодная штамповка
3. Поковка в открытых штампах
4. Поковка с бесшовным прокатом

---

штамповочная штамповка

Поковка штампа для штамповки фунт или прессование металла между двумя штампами (называемыми инструментами), которые содержат предварительно вырезанный профиль требуемой детали.Детали от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле кованы в холодном состоянии.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Обычно называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, штамповочная штамповка стали, алюминия, титана и других сплавов позволяет производить почти безграничное разнообразие трехмерных форм, вес которых варьируется от простых унций до более 25 тонн.Поковки штамповочных штампов обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах мощностью до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих отпечатки формы детали, объединяются, когда поковка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы открытой штамповки. Дополнительная гибкость в формировании как симметричных, так и несимметричных форм достигается за счет различных операций предварительной формовки (иногда гибки) перед ковкой в ​​штампах чистовой машины.

Геометрия деталей варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блоковых прямоугольных тел и дискообразных конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие перемычки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра. и начальство. Хотя многие детали обычно симметричны, другие включают в себя всевозможные элементы дизайна (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. Д.), Которые в совокупности делают поковку очень несимметричной.Кроме того, детали могут быть изогнутыми или изогнутыми в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равноразмерными или плоскими.

Большинство конструкционных металлов и сплавов можно выковывать с помощью обычных штамповочных процессов, в том числе углеродистых и легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих, алюминиевых и медных сплавов, а также некоторых титановых сплавов. Для материалов, чувствительных к скорости деформации и температуры (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребоваться более сложные процессы ковки и / или специальное оборудование для штамповки слепочных штампов.

Вернуться к началу

---

Холодная штамповка

Большая часть ковки выполняется в горячем состоянии при температурах до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью штамповки штамповки является холодная штамповка. Холодная штамповка включает в себя множество процессов — гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, чтобы получить детали различной формы. Температура металла, подвергаемого холодной ковке, может составлять от комнатной до нескольких сотен градусов.

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

Холодная штамповка включает в себя множество процессов гибки, холодного волочения, холодной высадки, чеканки, экструзии, штамповки, накатки резьбы и многое другое для получения деталей различной формы. К ним относятся различные валообразные компоненты, чашеобразная геометрия, полые детали со штоками и валами, всевозможные конфигурации с высадкой (головкой) и изгибом, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, производились методом горячей экструзии. При холодной штамповке стального прутка, проволоки или прутка нередки детали в виде валов с трехплоскостным изгибом и конструктивными особенностями головки.

Типичные детали наиболее экономичны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматизированной обработке.Диапазон материалов: от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда методы теплой ковки предпочтительнее холодной ковки, особенно для стали с более высоким содержанием углерода или когда можно отказаться от отжига в процессе.

Часто выбираемые для интегральных конструктивных особенностей, таких как встроенные фланцы и выступы, холодная поковка часто используется в деталях рулевого управления и подвески автомобилей, антиблокировочных тормозных системах, оборудовании, компонентах защиты и других областях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и массовое производство сделайте их экономичным выбором.

При этом заготовка стержня с химической смазкой под воздействием экстремального давления вдавливается в закрытую матрицу. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямая экструзия включает поток стали в направлении силы толкателя. Он используется, когда диаметр стержня должен быть уменьшен, а длина увеличена. При обратной экструзии, при которой металл течет против силы удара, образуются полые детали. При высадке металл течет под прямым углом к ​​силе толкателя, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Вернуться к началу

---

Открытая штамповка

Ковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение детали — ключ к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину можно забивать молотком или придавать форму таким образом.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Поковка в открытых штампах позволяет производить поковки от нескольких фунтов до более 150 тонн.Этот процесс, называемый открытой матрицей, потому что металл не ограничивается латеральными штампами во время ковки, постепенно приводит исходную заготовку в желаемую форму, чаще всего между плоскими штампами. На практике ковка в открытых штампах включает множество вариантов процесса, что позволяет производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную конструктивную целостность огромного металлического компонента, огромные размеры ковки в открытых штампах делают его очевидным выбором процесса по сравнению с альтернативами без ковки.В верхней части диапазона размеров поковки с открытой матрицей ограничены только размером исходной заготовки, а именно размером самого большого слитка, который может быть отлит.

Практически все кованые сплавы черных и цветных металлов могут быть подвергнуты открытой штамповке, включая некоторые экзотические материалы, такие как жаропрочные суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Открытая форма матрицы действительно широка. Помимо круглых, квадратных, прямоугольных, шестиугольных прутков и других основных форм, процессы с открытой матрицей могут производить:

• Ступенчатые валы сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
• Пустоты цилиндрической формы, как правило, их длина намного больше диаметра детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
• Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды высокого давления, которые могут включать экструдированные сопла и другие конструктивные особенности.

В отличие от последовательных операций штамповки в последовательности штампов, несколько операций штамповки в открытых штампах могут быть объединены для получения требуемой формы.В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей степени общей деформации и оптимальной структуры потока зерна, тем самым максимизируя улучшение свойств и максимальную производительность для конкретного применения. Например, ковка цельной заготовки зубчатой ​​передачи и ступицы может повлечь за собой несколько операций волочения или сплошной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть приготовлены путем осадки слитка, затем пробивки центра перед ковкой кольца.

Вернуться к началу

---

Поковка бесшовных катаных колец

Поковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивания отверстия в толстом круглом куске металла (создавая форму пончика), а затем скатывания и сдавливания (или, в некоторых случаях, раздавливания) пончика в тонкое кольцо.Диаметр кольца может составлять от нескольких дюймов до 30 футов.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Кольца, выкованные методом бесшовной прокатки колец, могут весить от <1 фунта до 350 000 фунтов, а внешний диаметр варьируется от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, авиакосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других важных приложениях.

Бесшовные кольцевые конфигурации могут быть плоскими (например, шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (примерно как полое цилиндрическое сечение). Высота катаных колец варьируется от менее дюйма до более 9 футов. В зависимости от используемого оборудования соотношение толщины стенки / высоты колец обычно составляет от 1:16 до 16: 1, хотя большие пропорции были достигнуты с помощью специальная обработка. Фактически, бесшовные трубы диаметром до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах мощностью от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что стандартные формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложным функциональным поперечным сечением можно выковывать для удовлетворения практически любых требований к конструкции. Правильно названные, эти профилированные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и / или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей.По сравнению с бесшовными катаными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота торца и внешний диаметр) профилированных катаных колец несколько меньше, но все же очень внушительные размеры.

Высокая тангенциальная прочность и пластичность делают кованые кольца подходящими для компонентов, устойчивых к крутящему моменту и давлению, таких как шестерни, подшипники двигателей самолетов, ступичные подшипники, муфты, проставки ротора, уплотненные диски и корпуса, фланцы, сосуды под давлением и корпуса клапанов. . Материалы включают не только углеродистые и легированные стали, но и цветные сплавы алюминия, меди и титана, а также сплавы на основе никеля.

Вернуться к началу

‘, ).

Процесс ковки | Кузнечные компании | Фланцы

• ComForge, Раджкот, Индия — 9 июля 2020 г.

• Всемирный литейный конгресс, Пусан, Южная Корея — 9 июля 2020 г.

• Всемирная конференция института инвестиционного литья, Анахайм, США — 9 июля 2020 г.

• Международная литейная конференция, Словения — 9 июля 2020 г.

• Выставка литейных изделий TURKCAST — 9 июля 2020 г.

• Международный кузнечный конгресс, Чикаго, США — 9 июля 2020 г.

• FOND-EX — 9 июля 2020 г.

• Теория и применение ковки и проектирования штампов — 9 июля 2020 г.

• Семинар FIA по маркетингу — 9 июля 2020 г.

• Институт развития менеджмента (MDI) — 9 июля 2020 г.

.

Металлическая ковка

Производство ПОВКА ПРОЦЕССЫ Отбойные молотки Гидравлические и механические прессы Заголовок или расстроенная ковка Металлический пирсинг Размер металла Валковая ковка Обжимка или радиальная ковка Металлические зуборезы Ковка металлического шара Орбитальная ковка Кольцо Ковка Клепка Чеканка металла Изотермическая ковка Обрезка кованых деталей Ковка с высоким энергопотреблением ПРОИЗВОДСТВО ПРОЦЕССЫ Литье металла Обработки металлов давлением Металлопрокат Металл Экструзия Рисунок Металла Листовой металл Порошковые процессы

Ковка металла — это процесс штамповки металла, который включает приложение сжимающих усилий. к заготовке, чтобы деформировать ее и добиться желаемого геометрического изменения материала.Процесс ковки очень важен в промышленном производстве металлов, особенно в производстве чугуна и стали. обрабатывающая промышленность. Стальная кузница часто является источником высокой производительности и производительности. Рабочий запас вводится в Кузнечный, он может быть прокатным, он также может поступать непосредственно из литых слитков или непрерывного литья. Кузница будет затем производят стальные поковки желаемой геометрии и особых свойств материала. Эти свойства материала часто значительно улучшилась. Известно, что ковка металла дает одни из самых прочных деталей по сравнению с другие процессы производства металлов, и, очевидно, не ограничиваются только ковкой чугуна и стали, но и другими металлами также.Различные типы металлов будут иметь разные факторы, влияющие на их ковку, некоторые будут проще. подделать, чем другие. Ниже описаны различные испытания для определения факторов процесса ковки для различных материалов. Алюминий, магний, медь, титан и никелевые сплавы также обычно являются кованными металлами. Важно понимать принципы изготовления кованых изделий, включая различные технологии и основные конструкции ковки металла. Последующий предоставит исчерпывающий обзор процесса ковки металла. Металлическая ковка, в частности, может упрочнить материал, запечатывая трещины и закрывая пустоты в металле. Процесс горячей штамповки значительно уменьшает или устраняет включения в кованой детали за счет разрушения примесей и перераспределение их материала по металлу. Однако контроль над массой примесей в металле следует учитывать более ранний процесс литья. Включения могут вызвать стрессовые ситуации в произведенный продукт, чего следует избегать.Ковка металла также изменит структуру зерна металла с относительно потока материала во время его деформации и, как и другие процессы формования, можно использовать для создания благоприятных зернистая структура материала значительно увеличивает прочность кованых деталей. По этим причинам ковка металла производство дает явные преимущества в механических свойствах работы произведенных, по сравнению с деталями, изготовленными другими способами, такими как литье или механическая обработка. Металлические поковки могут быть мелкими деталями или весить до 700 000 фунтов.Продукты изготовленные методом ковки в современной промышленности, включают в себя такие важные детали самолетов, как в качестве шасси, валы реактивных двигателей и турбин, конструктивные элементы для транспортное оборудование, такое как автомобили и железные дороги, коленчатые валы, рычаги, шестерни, шатуны, ручные инструменты, такие как зубила, заклепки, винты и болты для назовите несколько. Изготовление штампа для ковки и другие высокие затраты на установку операция сделать производство небольших партий кованых запчасти дорогие в расчете на единицу цены.Однако после настройки затраты на изготовление поковок могут быть относительно низкими, и многие части процесса может быть автоматизирован. Эти факторы делают производство большого количества металлические поковки экономически выгодны. Рисунок: 154 Hot Die Vs. Холодная штамповка Большинство операций по ковке металлов выполняется в горячем состоянии из-за необходимости производства большая пластическая деформация детали и преимущество повышенная пластичность и снижение прочности рабочего материала.Горячая штамповка также устраняет проблему деформационного упрочнения металла. В случаях, когда желательно Для обеспечения благоприятного деформационного упрочнения детали может применяться холодная штамповка. Производство холодной штамповки, требующее больших усилий, также будет производить лучшая обработка поверхности и точность размеров по сравнению с горячей штамповкой. Некоторые конкретные Процессы ковки металла всегда выполняются в холодном состоянии, например, чеканка. Классификация Процессы ковки металла Процессы ковки металлов можно классифицировать по степени, в которой материал ограничен во время процесса.Есть три основных классификации в производстве металлических поковок. Во-первых, открытая штамповка , в которой деталь сжимается. между двумя матрицами, которые не стесняют металл во время процесса. Во-вторых, поковка штампа , в которой полости внутри штампа ограничивают поток металла во время сжатия детали, вызывая деформацию материала в желаемую геометрическую форму. Некоторые материалы при штамповке штамповки не ограниченный полостями и вытекающий из матрицы, этот металл называется вспышкой.При промышленной ковке металла последующая операция обрезки будет выполняется для удаления вспышки. Третий вид металлической поковки — бесщелковая поковка . В изготовление без оплавления вся заготовка находится внутри штампа таким образом, чтобы металл не мог вытекать из полости матрицы во время сжатие детали, поэтому вспышка не производится. Открытая штамповка Производство ковки металла производилось не менее 7000 лет, возможно, даже 10 000 лет.Самый простой вид ковки мог бы придать форму металлу, ударив по нему камнем. Позднее трудоустройство из различных материалов, таких как бронза, затем железо и сталь, а также потребность в кованых металлических изделиях, таких как как мечи и доспехи, привели к искусству кузнечного дела или кузнечной ковки. Кузнечное дело это процесс открытой штамповки, в котором поверхности молотка и наковальни служат противоположными плоскими штампами. Поковки из бронзы, за которыми следуют поковки из чугуна и стали, отмечают некоторые ранние производственные способности человека. Простой вид открытой штамповки называется высадкой. В печальном процессе работа помещается между двумя плоскими штампами и ее высота уменьшается на сжимающие силы, возникающие между двумя штампами. Поскольку объем металла останется неизменным на протяжении всей деформации, уменьшение высоты будет сопровождается увеличением ширины. На рис.155 показана высадка плоской матрицы. процесс в идеальных условиях. Рисунок: 155 В реальных условиях промышленного производства трение играет важную роль.Силы трения на границе раздела штамп-деталь препятствуют растеканию материала. рядом с поверхностями, тогда как материал в центре может легче расширяться. В Результатом является создание цилиндрической формы детали. Этот эффект называется баррелированием. в условиях ковки металла. Бочка обычно нежелательна и может контролироваться использование эффективной смазки. Еще одно соображение при производстве горячей штамповки: который будет действовать для увеличения эффекта барреляции, будет теплообмен между горячий металл и охладитель умирают.Металл, находящийся ближе к поверхности матрицы, остынет. быстрее металла к центру детали. Более холодный материал более устойчив к деформации и будет расширяться меньше, чем более горячий материал в центр, также вызывая эффект барреляции. Рисунок: 156 Другой распространенный процесс открытой штамповки промышленного металла Ковочное производство включает использование плоской матрицы для округления слитка. С использованием механические манипуляторы, деталь сжимается и поворачивается последовательно ступеней, в конечном итоге формирующих металл в цилиндрическую часть.Компрессии воздействуют на материал поковки, закрывая отверстия и щели, разрушая и преобразование слабых границ зерен и создание деформированной структуры зерен. Как этот процесс открытой штамповки прогрессирует, материал детали будет изменен сначала извне, продвигаясь внутрь. Важно, чтобы при изготовлении металлическая ковка с помощью этого процесса, деталь обрабатывается достаточно значительно, чтобы изменить структура материала в центре заготовки. Большие валы для двигателей и турбины выковывают таким образом из литых слитков. Зубцы или вытягивание часто используются в обрабатывающей промышленности. Зубчатый это процесс открытой штамповки, в котором плоские или слегка профилированные штампы используются для сжать заготовку, уменьшив ее толщину и увеличив длину. В при операции зубчатого зацепления поковка велика по сравнению с размером штампа. Часть выковывается в несколько этапов. После каждого сжатия материала открытая продвижение штампа по длине заготовки и повторная ковка сжатие.Расстояние, на которое матрица проходит вперед по заготовке между каждый шаг ковки называется надрезом и обычно составляет от 40 до 75 процентов ширина матрицы в промышленной практике. Большее уменьшение толщины кованой детали можно добиться за счет уменьшения ширины прикуса. Зубчатая передача позволяет использовать меньшее оборудование с меньшей мощностью и усилием на формирование работа большой длины. Часто при промышленном производстве металлических изделий, зубцовка может быть всего лишь одним процессом ковки металла в серии процессов ковки металла требуется для формирования желаемой части.Иногда формованные изделия, такие как металл заборы могут изготавливаться непосредственно из зубцов. Рисунок: 157 Типичный процесс открытой штамповки, выполняемый при ковке металла производство наполняется. Фуллеринг в основном используется как ранний шаг, чтобы помочь распределить материал работы для подготовки к дальнейшим операциям по ковке металла. Это часто происходит, когда производственный процесс требует нескольких операций ковки. завершить.В разделе «Проектирование процесса ковки металла» эта концепция будет рассмотрена позже. При наполнении используется открытый штамп с выпуклыми поверхностями для деформации заготовки. В результате металл будет вытекать из одной области в обе стороны. Рисунок: 158 Кромка — это также процесс открытой штамповки, часто используемый в производстве. практика, чтобы подготовить работу к последовательным процессам ковки металла. В окантовке открытый штамп с вогнутыми поверхностями пластически деформируют рабочий материал.Окантовка действует, заставляя металл течь в зону с обеих сторон. Кромка и оба наполнителя используются для перераспределения больших количеств материала металлической поковки. Рисунок: 159 Поковка для штамповки Изготовление штамповочной штамповки включает сжатие заготовки с помощью штампа для слепков (пресс-формы), которые содержат полости, которые ограничивают поток металл внутри штампа во время деформации изделия.Металл наполнит пространство внутри полости матрицы при ее пластическом сжатии в форму. Закрытие формы завершает деформацию, поэтому штамповка штампа также называется закрытой штамповкой. Кованая металлическая деталь теперь будет иметь геометрические размеры формы, при условии, что в процессе происходит полное заполнение полости матрицы. Операция по принуждению металла течь и заполнять отпечатки в штампе также изменит зернистую структуру металла.Создание благоприятного зерна конструкция из-за контролируемой деформации материала всегда должна быть рассмотрена при разработке процесса штамповки штампа. Одной из характеристик изготовления штамповочной штамповки является формирование вспышки или плавника вокруг кованой детали. При проектировании операции ковки металла, объем стартовой заготовки делается немного больше, чем у закрытой полость штампа. По мере того, как штамп закрывается, и обрабатываемый металл перетекает и заполняет контуры оттиска некоторое количество избыточного материала вытечет из штампа в область между двое умирают.Это сформирует тонкую металлическую плоскость вокруг всей работы на разделительная линия (где две матрицы встречаются, когда они закрываются) кованого изделия. Последним способом отрезается отливка из поковки. Рисунок: 160 Прецизионная ковка Современные технологические достижения в области ковки и дизайна металлов. штампа, позволили разработать прецизионную ковку. Точность ковка может давать некоторое или отсутствовать вспышку, а кованая металлическая часть будет на уровне или рядом его окончательные размеры, требующие минимальной обработки или совсем без нее.Номер сокращаются производственные операции и расходуются материалы. К тому же, прецизионная ковка позволяет изготавливать более сложные детали с более тонкими профилями, уменьшенные углы уклона и более точные допуски. Недостатки этих передовые методы ковки заключаются в том, что требуется специальное оборудование и штамп, а также требуется более тщательный контроль производственного процесса. При точной ковке количество материала в работе, а также поток этого материала через форму необходимо точно определить.Другие факторы в процессе, такие как позиционирование детали в полости также должны выполняться точно. Ковка без оплавления Ковка без оплавления — это тип процесса прецизионной ковки, при котором весь объем обрабатываемого металла находится внутри штампа, и никакому материалу не разрешается побег во время операции. Поскольку ни один материал не может покинуть форму как деталь кованая, вспышка не образуется. Как и другие процессы точной ковки, Ковка требует строгого контроля процесса, особенно в отношении количества материал, который будет использоваться в заготовке.Слишком мало материала, и матрица не будет заполните полностью, слишком много материала вызовет опасное наращивание сил. Рисунок: 161 Ковка металла При производстве поковок необходимо тщательно продумывать выбор металла. Способность металла деформироваться без разрушения и растрескивания составляет важная характеристика, которую следует учитывать при выборе материала для процесс ковки.В индустрии ковки металлов было разработано несколько испытаний. чтобы попытаться количественно оценить эту способность. Величина деформации конкретного металла способность выдержать без сбоев напрямую связана с ковкостью этого металла. В чем выше степень деформации, тем выше ковкость. Один из популярных тестов включает сжатие цилиндрической заготовка между двумя плоскими матрицами. Это называется огорчением работы, поэтому этот тест называется испытанием на осаждение .При испытании на осадку заготовка сжимается плоской открытой матрицей, что сокращает объем работы в высота до образования трещин. Сумму снижения можно считать измерение ковкости. Осадные испытания могут проводиться на разных температуры и разные скорости сжатия. Тестирование различных температур и скорости деформации помогут определить наилучшие условия для ковки особый металл. Другой распространенный тест, используемый в современной промышленности, называется Испытание на кручение в горячем состоянии .При испытании на горячую скручивание круглый стержень скручивают в одном направлении. пока не произойдет разрушение материала. Величина вращения принимается как количественная. измерение ковкости металла. Этот тест часто проводится на материале несколько разных температур. Другие испытания также используются при промышленной ковке металла. производство. Испытание на удар иногда используется для определения ковкости материал. Трещины в металле являются обычным критерием отказа для большинства Однако тесты на подделку могут также определять другие отрицательные эффекты, которые материал может проявлять в различных условиях напряжения, скорости деформации, и температура. Дефекты металлической ковки Инспекция — важный аспект производства металлических поковок. Все части следует проверять на наличие дефектов после завершения производственного процесса. Дефекты металлических кованых изделий включает внешнее растрескивание, внутреннее растрескивание, нахлёстки, холодные затворы, коробление детали, неправильно сформированные сечения и мертвые зоны. Взломать оба интерьер и экстерьер вызваны чрезмерным напряжением или неправильным напряжением Распределение по мере формирования части.Растрескивание поковки может быть следствием плохой предназначена для штамповки штампа или излишка материала в заготовке. Трещины также могут быть вызвано непропорциональным распределением температуры во время производственной операции. Высокие температурные градиенты могут вызвать трещины в кованой детали. Перехлесты или складки в металлической поковке вызваны короблением детали, нахлесты могут быть результатом слишком малого количества материала в заготовке. Холодное закрытие происходит, когда металл потоки разных температур встречаются, они не сочетаются плавно, граница слой, (холодный затвор), образуется на их пересечении.Холодное закрытие означает, что есть проблема с течением металла в форме при формовании детали. Деформация кованая деталь может произойти, когда более тонкие секции остывают быстрее, чем остальная часть ковка. Неправильно сформированные секции и мертвые зоны могут быть результатом недостаточного металл в заготовке или дефектная конструкция штамповочного штампа, что приводит к неправильному материалу распространение в процессе. В целом, дефекты деталей, изготовленных методом ковки металла, можно контролировать. во-первых, путем тщательного рассмотрения объема рабочего запаса и хорошей конструкции как штамп для ковки (пресс-форма), так и процесс.Главный принцип — ввести в действие право распределение материалов и правильный поток материалов для выполнения этих распределений. Геометрия полости матрицы и угловой радиус играют большую роль в действии металл. Конструкция штампа и процесс ковки будут рассмотрены ниже. разделы. Смазка на производстве промышленной ковки металла Силы трения внутри формы между изделием и поверхностями полость штампа, имеют большое влияние на поток материала при ковке металла.Смазочные материалы используются в промышленном производстве поковок для снижения трения. силы и обеспечить более плавное течение металла через форму. К тому же, они используются для замедления охлаждения работы и уменьшения перепады температур при горячей штамповке, служащие тепловым барьером между металлической конструкцией и штампом. Смазочные материалы также помогают сохранить металл и поверхности штампа от слипания и способствуют удалению металлической поковки из умирают. Общие смазочные материалы, используемые в современной кузнечной промышленности, включают: вода, минеральное масло, мыло, опилки, графит, дисульфид молибдена и жидкое стекло. Материал штампа для штамповки Точный материал, используемый для изготовления штампа (пресс-формы), зависит от всех подробности этого конкретного процесса ковки металла. В общем, штамп для ковки должен быть жесткие, обладают высокой прочностью и твердостью при повышенных температурах, хорошо ударопрочность, устойчивость к перепадам температур, закаливаемость и способность выдерживают абразивный износ. При изготовлении детали горячей штамповки штамп для штамповки обычно предварительно нагревается перед началом операции.Предварительный нагрев штамповочного штампа снижает тепловую цикличность, которая может вызвать трещины в матрице. Металлические штампы для штамповки закалены и отпущены. Размеры штампа должны учитывать на усадку работы, а также дополнительные материальные припуски на отделка детали. Абразивный износ при горячей штамповке Во многом это связано с масштабом рабочего фонда. Большая часть масштаба можно снять с бланка сразу после нагрева в печи, перед ковкой детали.Адекватная смазка также может значительно снизить износ. Иногда штамп для ковки может быть собраны с использованием различных секций матрицы. Эти секции, называемые die вставки , изготавливаются отдельно и могут быть из разных материалов. Сложные полости могут быть легче изготовлены с помощью вставок штампов, также различных отдельные части штампа можно заменять по отдельности. Некоторые факторы, которые следует учитывать при определении материального состава ковочный штамп, вид операции, количество штамповок, размер кованых деталей, сложность кованых деталей, тип оборудования до температура, при которой будет производиться ковка металла, и стоимость материалов.Ковочные штампы изготавливаются из инструментальных сталей, которые, в зависимости от технологических критериев, легированные с различными уровнями одного или нескольких из этих материалов, хрома, молибден, ванадий и никель. Матрицы отлиты из сплава, выковали сами, затем обработали и закончили. Конструкция штамповочного штампа Конструкция штампа для ковки всегда зависит от факторов и требований производственного процесса. Однако есть некоторые общие принципы. рассмотреть вопрос о хорошей конструкции штампа для ковки.В процессе ковки металл подвергается течет под давлением, чтобы заполнить оттиск внутри полости штампа (пресс-формы). Подобно металлический процесс литья под давлением, в металлической ковке, увеличение давление на металл внутри матрицы увеличивает способность заполнения полости матрицы полностью. Одно из основных различий между процессами заключается в том, что при литье под давлением металл жидкий, а при ковке изделие — твердый металл выше или ниже его рекристаллизации температура. Меньшие, тонкие, длинные и более сложные разделы можно производится с большим давлением, но слишком большое давление в полости матрицы плохо, потому что это может повредить матрицу и оборудование. Формирование металлического блеска является важной частью штамповки оттиска. производство. Во-первых, вспышка позволяет удалить излишки материала с заготовка для выхода из штампа. Если этот материал не мог ускользнуть во время сжатие — нарастание давления, так как объем обрабатываемого металла превышал объем полости штампа, легко мог расколоть штамп. Вспышка, позволяя материалу улетучиваться, увеличивает давление в полости матрицы. Вспышка должна пройти через узкий проход, называемый землей, прежде чем она откроется в желоб. При прохождении через землю трение между металлической вспышкой и сопряженным поверхности препятствуют дальнейшему вытеканию материала из полости матрицы, увеличивая давление внутри штампа. Кроме того, охлаждение вспышки от сопрягаемых поверхностей увеличивает сопротивление потоку материала из матрицы, тем самым также увеличивая давление в полости матрицы. Более длинная площадка приведет к тому, что металлическая вспышка будет течь дальше под сопротивлением, увеличивая давление в матрице.Уменьшение ширина земли также увеличит давление внутри штампа за счет увеличения скорость охлаждения вспышки при понижении температуры сопротивление металла до поток идет вверх. Большее сопротивление потоку металла приведет к тому, что более тонкая площадка создаст более высокую матрицу давление. Давление в полости штампа часто регулируется изменением ширина земли. Рисунок: 162 Один из основных принципов, который следует помнить при разработке штампа для ковки специфический производственный процесс заключается в том, что при деформации металла При этом материал будет течь в направлении наименьшего сопротивления.Правильный поток металла внутри фильеры важен для обеспечения полного заполнения фильеры полость, предотвращение дефектов и контроль зеренной структуры кованой детали. Трение в штампе является важным фактором при производстве поковок. Трение будет действовать, чтобы противостоять движению материала и увеличивать требуемые силы для заполнения полости матрицы во время процесса. В свою очередь, больше сил означает больше напряжение и износ пресс-формы и оборудования. Другой важный фактор в движении материала внутри полости матрицы во время формовки детали — внутренняя геометрия полости матрицы.Размер кованой детали, рабочего материала, сложности кованной детали, размеров и толщины различных детали и расстояние между разными участками от линии разъема — вот некоторые из важные факторы, касающиеся конструкции штампа для ковки. В основном тоньше более сложные объекты будет сложнее заполнить полностью, как и области дальше от линии разделения или в стороне от преобладающего потока металл. Тонкие части металлической поковки называются ребрами и перемычками.Ребро — это разрез который проходит перпендикулярно плоскости поковки, определяемой линией разъема. Длинные узкие ребра сложнее заполнить и требуют больших усилий, что увеличивает ширина длинного ребра лучше облегчит заполнение ребра материалом во время процесс. Перемычка — это часть металлической поковки, которая проходит параллельно ковочный самолет. Толщина перемычек может быть минимизирована, насколько это возможно. При проектировании штампа для ковки толщина стенки не должна быть слишком маленькой, иначе могут возникнуть проблемы с полным заполнением полотна металлом.Слишком тонкая паутина может также остывает быстрее, чем остальная металлическая поковка, в результате усадка может вызвать разрывы или коробление детали. Рисунок: 163 Когда рабочий материал заполняет полость матрицы, поток металла должен изменить направление в зависимости от геометрии детали. Гладкое, крупное филе повороты позволят потоку металла менять направление, придерживаясь размеры умирают. Если углы внутри металлической поковки слишком острые, материал может не полностью следовать по пути этих углов, что приводит к появлению вакансий, кругов, или холодное закрытие.Острые углы также действуют как концентраторы напряжения в полости матрицы. Хороший конструкция штампа для ковки должна обеспечивать достаточный радиус закругления и угла для позволяют легко течь металлу. Рисунок: 164 Рисунок: 165 Угол уклона в процессах производства металла — это конус вокруг внутреннего и внешние стороны детали. Угол уклона необходимо включить в конструкцию штамповочного штампа в для того, чтобы позволить удаление работы из штампа после того, как деталь была кованый.Чем больше угол уклона, тем легче будет снятие металлической поковки. Когда металлическая поковка охлаждается, она сжимается от внешних поверхностей полости штампа, поэтому внешние углы уклона обычно делаются меньше внутренних. В общем, металлы, такие как алюминий и магний, легче подделывать, требуют меньших углов уклона, чем материалы, трудные для ковки, такие как сталь, никель и титановые сплавы. Часто при ковке металла используется выталкиватель, который часть из полости матрицы.Однако эжекторы не используются при штамповке. Проект угол влияет на сложность поковки, которая может быть произведена. Чем больше тем больше угол уклона ограничивает сложность ковки металла. Некоторая точность ковки операции производят кованую деталь без угла уклона. Общие углы наклона, используемые в обрабатывающая промышленность — 3, 5, 7 и 10 градусов. Рисунок: 166 Размер полости матрицы при ковке металла аналогичен шаблону при литье металла. при изготовлении следует учитывать размер детали, усадку детали при охлаждении и припуски на механическую обработку и прочие чистовые операции которые могут следовать за процессом ковки металла. Расположение линии разъема имеет первостепенное значение при ковке металла умирают дизайн. Линия разъема, определяющая плоскость ковки операции, является важным фактором, определяющим, как металл течет через матрицу во время поковки. сжатие. Линия разъема определяет, где будет формироваться вспышка, и влияет на зернистую структуру изготавливаемой детали. Разделы заполнять проще ближе к линии разъема, чем дальше. При определении линии разъема следует учитывать максимальную периферию металлической поковки. Рисунок: 167 На Рис. 167 показана металлическая поковка с тремя возможными точками разделения линии. Расположение разделительной линии C облегчит прохождение металла через полость матрицы, так как в отличие от A или B, в месте C используется максимальное периферия поковки. Заливать материал возле плоскости поковки легче, чем в дальнейшие углубления полости матрицы. Помимо того, что это основной фактор перетекание металла в процессе ковки, расположение разъема Линия также имеет решающее значение для формирования зернистой структуры кованого изделия.В разделительная линия нарушает структуру зерна металла. Рисунок: 168 На Рис. 168 также показаны три возможных местоположения линии разделения для металлическая ковка. Размещение линии разделения в точках A и B нарушает зерно структура металла в плоскости, через которую он проходит. Расположение линия разъема в верхней части поковки, как в C, исключает разрыв зернистая структура поковки.Также это конкретное расположение линии разъема будет позволяют сформировать весь отпечаток в одном штампе, в то время как другой штамп может быть плоским. Конструкция штампа, как в C, более экономична и обеспечивает превосходная зернистая структура металлической поковки. Разработка процесса штамповки В современной обрабатывающей промышленности часто выковываются металлические детали сложной геометрии. полностью с необходимостью выполнения лишь незначительных чистовых операций. Эти части не могут изготавливаться однократно.Рабочий запас проходит через серию операции по ковке металла, которые поэтапно изменяют геометрическую форму материала до тех пор, пока заключительный процесс создает желаемую ковку. В этих типах последовательностей дизайна каждая операция должна быть спланирована таким образом, чтобы подготовить заготовку к следующий процесс ковки. Вместе серия операций по ковке металла, которые требуется для создания детали, создания более крупного отдельного процесса и каждой отдельной поковки операция занимает свое место в более широком процессе. При разработке сложного процесса ковки металла большое внимание следует рассматривать на каждом этапе и на том, как это соотносится с конечным продуктом. Также дизайн выбранный путь перераспределения рабочего материала с начала процесс до конца последнего шага, концентрируясь на плавном течении металла. Как правило, конструкция ковки в первую очередь выполнить грубый перераспределение материала, затем более подробное впечатление штамповочные операции и, наконец, чистовые операции.Помимо предоставления плавный переход материала в процессы ковки в целом должен быть разработан для получения контролируемой зернистой структуры конечного продукта. когда выбирая путь передела материала, конструкция ковки металла должна подумайте, как этот конкретный метод деформации металла повлияет и изменит зернистая структура детали. Желательно, чтобы конечный продукт содержал благоприятная ориентация зерен по всей структуре материала. Такое зерно структура должна усилить деталь, особенно в отношении применения этой части. Рисунок: 169 Открытая штамповка часто играет роль на ранних стадиях, обеспечивая общее массовое перераспределение рабочего металла. Перед более детальным слепком поковок может формировать изделие, металл должен быть сформирован таким образом, чтобы он располагался выше концентрации материала в регионах, где потребуется больше материала. Фуллеринг и кромка металла, обсуждаемая в разделе открытой штамповки, очень важны. Процессы штамповки, используемые для грубой передачи материала.Фуллеринг а кромка выдавит больше металла в некоторые участки работы, вызывая другие области должны иметь меньше в зависимости от потребностей процесса. Рисунок 170 показаны две грубые формы, одна подвергалась долблению, другая — обрезке, должна быть очевидна природа различных процессов. Рисунок: 170 Поковка штампа происходит после придания грубой формы. Эта закрытый процесс штамповки создаст геометрические особенности детали на работе.Как до, так и во время этой фазы необходимо тщательно спроектировать поток металла. Процессы чистовой обработки, такие как калибровка, вызывают менее, но очень точные геометрические изменения к ковке на завершающих этапах изготовления детали. Рисунок 171 показывает различные этапы процесса ковки металла, используемые для изготовления сложная часть. Рисунок: 171 Большая часть промышленных металлических кованых изделий будет подвергнута дальнейшей переработке. операции, которые обеспечат более высокие допуски и точность размеров, чем кузнечное производство в одиночку.Эти операции (например, механическая обработка), хотя больше точнее, чем ковка, не производите кованые изделия из более прочного материала. Комбинируя различные типы процессов, такие как механическая обработка и ковка металла, производитель может использовать преимущества обоих процессов, создавая очень точные детали, хорошее качество поверхности и превосходные механические свойства. ТОП

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

.