Процесс ковки металла: Процесс ковки. Ручная и автоматическая ковка металлических заготовок

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.

Разделы: Без рубрики

Метки: изготовление кованых изделий, Ковка- основы, операции ковки, ручная ковка, свободная ковка

Ковка металла — виды, основы и приемы технологии

Что в себя включает технология ковки металла, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки? Об этом далее.

Ковка металла, наряду с литьем, самая древняя технология по обработке материалов. Причем производить изделия таким способом человечество начало еще задолго до появления железа и стали. Первые кузнецы работали около 5-6 тысяч лет назад. Со временем технология лишь совершенствовалась и дополнялась новыми приемами. Сегодня ни одно производство не обходиться без обработки металла ковкой.

Что в себя включает технология ковки, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки?

Понятие ковки металла

Говоря простым языком, ковка — обработка металла, нагретого до ковочной температуры. Принцип технологии построен на физических свойствах любого материала, имеющего температуру плавления. Но прежде, чем будет достигнут этот порог, структура вещества станет более мягкой.

Каждый металл имеет свою температуру, при достижении которой он становиться более мягким, а, значит, и более податливым для обработки путем ковки.

Однако, существует также технология металлообработки, когда заготовку не нагревают, а куют холодной. Такой прием позволяет получить не менее прочные изделия, без нагревания заготовка прессуется и изгибается.В таблице указаны пределы температур, при которых тот или иной металл можно ковать.

Виды кузнечной обработки

Существуют основные виды ковки металла:

• Свободная.
• Машинная.
• Штамповка.

Свободная ковка подразумевает то, что заготовки не ограничены никакими формами. Или же материал будет закреплен с одной стороны на наковальне. К этому технологическому приему относиться и ручная ковка металла, когда изделию придают форму, используя кувалду или молоток. Свободная ковка применяется как для производства отдельных продуктов, так и просто для улучшения качества материала.

При проковке поверхности заготовки улучшается свойство металла. Крупные кристаллы материала размельчаются, структура станет более мелкозернистой и однородной. К тому же, при поковке завариваются внутренние раковины, упрочняя тело заготовки.

Машинная ковка — более современный вариант обработки. Такая технология используется в массовой, тяжелой промышленности. При этом используют механизированные молоты (с массой от 40 килограмм до 5 тонн), ковочные машины или прессы. Вес заготовок и конечных поковок порой может достигать нескольких десятков тонн.

ПОСМОТРЕТЬ Индукционный нагреватель на AliExpress →

Штамповка. Такой технологический прием позволил сделать производство массовым. При изготовлении изделий металл ограничивается штампами и при деформации получает нужную форму.

Штамповка используется в массовом производстве, где важно получить большое количество продукции. Свободная ковка, как правило, используется в мелкосерийном и единичном производстве.

Оборудование и инструменты

Многовековое развитие такого вида металлообработки привело к появлению огромного количества инструментов и приспособлений. Но горячая ковка металла сохранила ту же технологическую линию, как и тысячи лет назад: нагревание, закрепление, деформация, закалка.

При изготовлении кованых изделий ручным способом используют практически те же наборы инструментов и оборудования, которые применяли мастера с зарождения этой технологии. Список следующий.

Кузнечный очаг или горн используется для нагревания материала до нужной температуры. Существует множество различных видов этого оборудования.

• Стационарные и переносные.
• Закрытые и открытые очаги.
• Топливные или электрические.
• Жидкостные, газо- или твердотопливные.
• С боковыми соплами подачи воздуха или центральной фурмой.

Наковальни — это массивные металлические столы, где собственно и происходит формирование заготовки. Состоят из основания, рога и наличника с отверстиями для гибки. Существует несколько разновидностей этого кузнечного приспособления, однако обязательно наличие стальной опоры с весом от 30 килограмм.

Клещи в ручной ковке мастер использует для оперирования заготовкой в процессе работы.

Молоты — основной инструмент, использующийся в кузнечном деле, могут иметь различную массу для работы с разными по габаритам заготовками.

Материалы и технология ковки

Самые первые изделия, изготовленные человеком путем ковки, были из меди. Это связано с двумя основными причинами. Во-первых, это был самый распространенный вид материала, который попадался в самородном (практически чистом) виде. Во-вторых, медь — самый ковкий металл, нижняя граница температуры, при которой ее можно ковать, равна 100°С, что вполне было доступно первобытным мастерам. Позже начали ковать бронзу и железо. А с появлением стали были отработаны приемы и технологии ее обработки.

Кузнечные приемы

Основные кузнечные операции, использующиеся в технологии ковки металла:

• Осадочные.
• Высадочные.
• Протяжные.
• Обкатки.
• Раскатки.
• Прошивки.
• Разгонки.

Осадочные кузнечные работы подразумевают уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечной площади сечения.

Высадка, по сути, частичная осадка заготовки. Применяется, когда на поверхности металла нужно сделать некоторые утолщения. Добиваются этого за счет уменьшения длины заготовки.

Протяжка — еще один технологический прием обработки металла кузнечным способом. Такая операция подразумевает удлинение заготовки. При этом уменьшается поперечная площадь сечения.

Раскатка на станке

Обкатка в кузнечном деле подразумевает собой придание заготовке формы цилиндра. В процессе деформации металла заготовка проворачивается вокруг своей оси.

Раскатка — обработка кольцевой заготовки. Когда нужно увеличить ее внутренний и наружный диаметры, металл раскатывают на оправке за счет уменьшения толщины стенок.

Прошивку в кузнечном деле применяют для получения сквозного отверстия за счет использования пробойника.

Разгонка — это операция получения более широкой заготовки. По сути, металл для ковки расплющивают на поверхности наковальни молотом, двигаясь поперек оси изделия.

Существует также множество других приемов, с помощью которых получают требуемые формы изделия.

Особенности кузнечной обработки стали

При изготовлении кованых изделий чаще всего использую сталь, как наиболее прочный материал, который без особых проблем можно обработать таким способом. Но при этом соблюдаются некоторые технологические особенности материала.

• Стальная заготовка должна нагреваться равномерно со всех сторон.
• Обязательно при ковке стали нужно соблюдать температурные рамки, которые зависят от твердости материала. Легированные инструментальные марки металла нельзя перегревать свыше 1000 градусов, мягкие — более 1300. Недостаточный нагрев также не способствует нормальной кузнечной обработке: во-первых, это затрудняет ковку стали, а во-вторых, в структуре изделия могут образовываться трещины и разрывы.
• Обязательно перед нагревом заготовки до температуры ковки металл предварительно нужно разогреть до показателя в 300 градусов.

До изобретения сварочных аппаратов кузнечным способом проводили и соединение металлических частей. Это делалось за счет сильного разогрева крепящихся концов заготовки и их последующего сдавливания ударами молота. Кузнечные сварные соединения использовались практически для любого доступного металла: меди, бронзы, серебра и железа.

Ковка в промышленных условиях

Несмотря на развитие современных технологий, ковка металла остается одним из основных технологических приемов получения различных изделий. Кузнечным способом изготавливают различную продукцию. Усовершенствование такой обработки привело к массовому производству путем штампования по стандартной форме.

Значительно упростило изготовление кованых изделий появление машин, способных обрабатывать большие по весу и габаритам заготовки.

Пример работы в промышленных условиях можно посмотреть в предоставленном видео:

Несмотря на упадок и появление машинной штамповки, кузнечное дело не теряет своей популярности. Особенно пользуются спросом изделия художественной ковки.

А что Вы думаете по поводу материала этой статьи? Если у Вас есть опыт кузнечных работ и изготовления вещей путем ковки поделитесь им в блоке обсуждения к этой статье.

Техника ковки. Работы по металлу

Техника ковки

Теперь рассмотрим процесс ковки. Хотя существует и холодная ковка, основные операции кузнец проводит именно с горячим железом. Разогревают его в горне. Это не такое уж простое дело, как может показаться.

Способов и приемов ковки множество, но все их можно свести к нескольким основным операциям. Это осадка и высадка, протяжка или вытяжка, рубка, прошивка или пробивка отверстий, гибка, закручивание, отделка (выглаживание), нанесение рисунка, набивка фактуры и рельефа, кузнечная сварка.

Нагрев металлов

Этот процесс начинается с розжига и топки горна.

Для начального нагрева холодного горна необходимо очистить очаг от золы и шлака, продуть фурму. Затем засыпать в очаг небольшой слой угля, следя за тем, чтобы отверстия фурмы оставались свободными, поверх него – древесную стружку или пропитанную керосином ветошь. Поджечь ветошь или стружку, засыпать сверху второй слой угля и начать слабо поддувать воздух в фурму. Когда уголь разгорится, добавить еще топлива и плавно увеличить подачу воздуха.

Уголь в горне спекается в корку, под которой и развивается необходимая высокая температура. Для разогрева заготовки зарывают ее целиком или нужную часть в горячие угли подальше от фурмы (чтобы между металлом и фурмой постоянно был слой раскаленного угля) и засыпают свежим углем. Корка образует спекшийся свод, который должен всегда быть целым. Время от времени подгребают от краев очага к центру свежий уголь и слегка обрызгивают его водой. Если угли под коркой выгорели и образовалась большая полость, разрушают свод и подгребают свежий уголь; вскоре образуется новая корка. Заготовку периодически поворачивают для равномерного нагрева.

Регулируют поддув так, чтобы пламя было нейтральным, невысоким, слегка коптящим. Избыток воздуха (высокое дутье) вызывает перегрев металла и оплавление кромок. Кроме того, образуется окалина, которая приводит к потерям (угару) металла, снижает качество и затрудняет дальнейшую обработку заготовки. Избыточный или неоправданно долгий разогрев заготовки приводит к пережогу металла, он становится хрупким, при ударе рассыпается на части.

Хорошая ковкость появляется после достижения температурного промежутка, который для каждого металла свой. Нагревать заготовки чаще всего приходится до ковочной температуры, которая для разных видов стали составляет от 1200 до 1250 °C.

Определение степени нагрева осуществляется с помощью специальных приборов – термопаров и пирометров. Но в условиях обычной кузницы проще и вернее определять ее на глаз. На разных степенях каления металлы окрашиваются в разные цвета, которые при остывании меняются в обратном порядке.

При дневном освещении в тени температуры нагрева соответствуют следующим цветам:

– 530–580 °C – темно-коричневый;

– 580–650 °C – красно-коричневый;

– 650–730 °C – темно-красный;

– 730–780 °C – вишневый;

– 780–830 °C – светло-вишневый;

– 830–900 °C – красный;

– 900–1050 °C – светло-красный;

– 1050–1150 °C – соломенно-желтый;

– 1150–1250 °C – лимонно-желтый;

– 1250–1400 °C – ослепительно белый.

Режимы нагрева

Правильный режим нагрева имеет большое значение для качественной последующей обработки. Обязательно нужно учитывать температурный интервал, верно определять время нагрева заготовки, чтобы не допустить пережигания или недокала.

Обычно ковку начинают при 1100° C и заканчивают при 700 °C. Следует помнить о том, что при длительном нагреве углерод стали выгорает прежде всего с поверхности. Если надо закалить изделие после ковки, долго греть заготовку нельзя. Лучше увеличить температуру в очаге горна.

Нижняя граница ковки должна превышать отметку 723 °C, выше которой кристаллическая решетка металла меняет свою структуру на гранецентрированную кубическую. В этом состоянии сталь имеет наибольшую пластичность.

Определение верхней границы ковки зависит от температуры плавления: она должна быть на 100–150 °C ниже последней. При превышении этого предела начинается резкое увеличение размеров зерен металла, что приводит к уменьшению пластических свойств. Такой дефект называется перегревом. Его можно устранить, проведя дополнительную ковку, после которой зернистость уменьшается, и подвергнув металл повторной термической обработке.

Нагрев до более высоких температур в горне приводит к тому, что материал начинает плавиться, вследствие чего большое количество углерода и других газов проникает в его нижние слои. Там происходит активное окисление, которое в кузнечном деле называется пережогом. Связь между зернами нарушается, и металл навсегда теряет пластичность.

Нагревание сплавов следует производить в строго ограниченном температурном промежутке, который определяется свойствами материала. Он обозначается буквами Тн и Тк – температура начала и конца ковки.

При приближении к Тк у металла устанавливается мелкозернистая структура, которая обеспечивает высокую пластичность, поэтому при нагревании его стремятся доводить до этой температуры. Такой режим позволяет дольше ковать изделие. Но, с другой стороны, при долгом повышении температуры с поверхности начинает выгорать углерод. Деталь после этого будет очень трудно закалить. Поэтому режим следует выбирать заранее, с учетом поставленной задачи.

Интервал, в котором можно проводить ковку, у разных марок стали различный. Самый широкий (до 500 °C) имеют малоуглеродистые сорта стали, что позволяет обрабатывать их в течение длительного промежутка времени без дополнительного нагрева. Чем выше содержание углерода, тем этот промежуток меньше.

Другие металлы, например алюминий, имеют более низкий температурный интервал обработки. Для сплава ВД17 он составляет 400–470 °C.

Во время ковки металл постепенно остывает и с трудом поддается деформации. Поэтому останавливать процесс надо уже при достижении температуры, которая на 20–30 °C выше Тк.

Табл. 5 содержит информацию о температурных интервалах некоторых марок стали.

Таблица 5. Температурные интервалы ковки

Определение времени нагрева зависит от многих факторов. Не рекомендуется брать заготовки слишком большого диаметра, так как на полное прогревание требуется слишком много времени, за которое образуется большой слой окалины. В то же время, если слишком поспешить, то внутренние слои не приобретут достаточной пластичности и могут потрескаться.

Скорость нагрева зависит также от сечения заготовки. Быстрее нагреваются круглые детали, медленнее – квадратные. У изделий большего сечения разница почти отсутствует. Нагрев в горне, заправленном древесным углем, круглой заготовки диаметром 10–20 мм происходит за 2–4 минуты, а квадратной – за 3–5 минут.

Если размеры больше 30 мм, то время увеличивается до 8–15 минут, а у заготовок диаметром до 50 мм нагрев занимает до 25 минут.

Поскольку каменный уголь дает меньшее количество тепла, то нагревать на нем деталь придется немного дольше. Для того, чтобы получить гарантированно ровный прогрев, поковки рекомендуется выдерживать в огне в течение срока, больше требуемого на 25 %.

Отжиг

Очень часто для выполнения художественных изделий требуется пластичная поделочная сталь, а под рукой оказалась только инструментальная. Как поступить в таком случае? Ковкость металла можно повысить, проведя отжиг.

Как известно, содержащая меньшее количество углерода сталь более пластична.

При отжиге сталь более высокой марки нагревается в горне при температуре 650–720 °C, что соответствует темно-красному цвету каления, в течение 2–3 часов.

Регулировать режим ковки можно интенсивностью поддува. Периодически уровень накала надо проверять, охлаждение и перегрев одинаково нежелательны.

По прошествии нужного времени горн выключают и заготовке дают постепенно остыть. Чем медленнее будет происходить этот процесс, тем пластичнее станет металл. Если отжиг проводится на древесном угле, то можно закопать заготовку в золу и оставить в таком виде на несколько часов.

Окалина

При нагревании стальных изделий на поверхности образуется слой оксидов железа, называемый в кузнечном деле окалиной. Пластичность металла после ее появления заметно снижается.

С повышением температуры окисление становится более интенсивным, особенно после 900 °C. Образование окалины гораздо сильнее при избытке воздуха, наличие которого определяется по коротким прозрачным языкам пламени. Ее верхний слой, называемый шубой, частично предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Параллельно происходит выделение углерода из верхних слоев материала, вследствие чего металл становится менее прочным и хуже закаливается.

У заготовок большого размера часть газа из внутренних слоев переходит во внешние, и металл немного восстанавливает свою пластичность.

В условиях кузницы полностью защитить поковку от образования окалины невозможно. Для уменьшения этого процесса применяют скоростной нагрев, однако делать это можно не во всех случаях.

Следует также отметить, что образование окалины происходит не только во время нагревания, но и в течение ковки. Поэтому при переносе надо следить за тем, чтобы слой «шубы» не осыпался.

Обрабатывая металл на наковальне, окалину удаляют только с тех частей, которые подвергаются деформации. У заготовок из малоуглеродистых сталей нагар легко удаляется ударами ручника.

Перед тем как положить заготовку в горн, на нее наносят специальные обмазки. Они не только защищают металл, но и являются хорошим смазывающим материалом, снижающим время нагрева и увеличивающим пластичность металла.

Простой способ защиты от окалины мелких изделий из инструментальной стали, например чеканов, напильников и т. п., – нагревать их внутри герметично закрытой трубы.

Дефекты нагрева

При недогреве, который появляется при неправильно выбранном тепловом режиме или плохой поддувке, разные части заготовки во время ковки деформируются неодинаково. Это вызывает перекос и образование трещин.

Если прокаливается только часть заготовки, необходимо следить за тем, чтобы весь подлежащий обработке участок был одного цвета. В противном случае поковка требуемой формы не получится.

Важно следить за режимом поддува: он должен быть равномерным и давать необходимую для того или иного процесса температуру.

Часто при неправильном нагреве на поверхности металла возникают трещины. Работы с поделочной сталью, как правило, обходятся без них, поскольку данные сорта обладают широким температурным интервалом ковки.

Глубокие поперечные трещины появляются вследствие слишком быстрого нагрева заготовки, когда внутренние слои остаются еще холодными. Наиболее часто трещины образуются на поверхности, они возникают из-за того, что металл остыл до температуры, которая ниже Тк. Если при ударах молотом заготовка раскалывается на несколько частей, то это свидетельствует о пережоге стали.

Начинающему мастеру следует особенно тщательно следить за соблюдением температурного режима ковки и нагрева. Рекомендуется до начала серьезной работы потренироваться на черновых заготовках, то есть не имеющих еще правильной формы.

Вытяжка

Вытяжка или протяжка – увеличение длины заготовки за счет поперечного сечения. Чаще всего возникает необходимость отковать из куска металла прут или полосу определенного сечения. Для этого надо взять раскаленную заготовку и положить ее на наковальню. Удерживая поковку клещами, наносят по всей длине удары узким бойком молота. Бить надо быстро и часто, за один нагрев отковывая как можно больший участок. Затем заготовку вновь нагревают, поворачивают на 90° и повторяют операцию.

Для того чтобы поковка не раздавалась в ширину и вытягивалась в нужном направлении, применяют желобчатые (седлообразные) наковальни и шпераки, а также ручьи кузнечной плиты-формы. Если нужна круглая заготовка или заготовка с гранями, применяют обжимки (рис. 144).

Рис. 144. Использование обжимки при вытяжке.

Они не только вытянут заготовку в длину, но и выгладят ее, придав нужное сечение. Поворачивая заготовку вокруг продольной оси (для получении граней – на определенный угол), надо ударять кувалдой по обжимке и постепенно передвигать заготовку вперед. Если необходимо получить всю поковку или отдельный участок в виде пластины (например, при ковке лепестков, листьев в растительном орнаменте), заготовку или ее часть расплющивают (разгоняют). При этом площадь увеличивается за счет уменьшения толщины.

Расплющивать можно кувалдой или ручником на наковальне. Если необходимо раздать металл быстрее, надо воспользоваться раскаткой с полукруглыми рабочими поверхностями. Сила удара в таком случае будет сосредоточена на небольшом участке, и металл раздастся равномерно во все стороны.

Вытяжка с переходами

Чаще всего, чтобы выполнить протяжку с большим перепадом размеров, ее проводят в несколько этапов, в промежутке выполняя кантовку. Такая последовательность операций называется переходом. Наиболее удобная последовательность переходов: несколько протяжек с последующей кантовкой на 90°, затем на 45° и закругление с помощью обжимок, раскаток и других специальных инструментов.

Для выполнения нескольких последовательных операций существует правило: независимо от задуманного результата в процессе протяжки заготовка сначала куется квадратного сечения, затем она уменьшается до нужных размеров и только потом ей придается нужная форма.

На рис. 145 показана очередность переходов при ковке различных сечений.

Рис. 145. Последовательность переходов при ковке различных сечений: а – квадратное сечение из круглого; б – квадратное из квадратного; в – круглое из круглого; г – круглое из квадратного.

Разгонка

Одной из разновидностей протяжки, часто используемой в художественной ковке, является разгонка, или изготовление пластины из заготовки большего сечения.

Она выполняется с помощью раскатки, которая разгоняет металл в разные стороны. Последовательным перемещением инструмента создают широкую ребристую поверхность нужных размеров, потом выравнивают ее гладилками до требуемой толщины (рис. 146).

Рис. 146. Разгонка плоской пластины.

Протяжка на оправке и раскатка

Если необходимо увеличить длину толстостенной трубки или другой пустотелой заготовки при уменьшении ее толщины, надо применять вытяжку с оправкой. Оправку (она круглая или квадратная, обычно слегка коническая или пирамидальная для облегчения снятия заготовки) вставляют в поковку, саму поковку размещают в соответствующих обжимках (рис. 147, а).

Рис. 147. Примеры вытяжки с оправкой: а – протяжка на оправке; б – раскатка.

В процессе вытяжки поковку надо постоянно поворачивать вокруг оси (при работе с квадратной оправкой – на 90°).

Для увеличения наружного и внутреннего диаметров колец, обручей и т. п. металл раздают на оправке. Для этого надо осадить и прошить заготовку или взять готовое изделие и надеть его на цилиндрическую оправку. Оба выступающих конца оправки уложить на подставку, ударами молота раздать металл, постепенно поворачивая заготовку. Диаметр изделия увеличивается за счет утончения стенок. Готовые кольца можно раздать на конической оправке, поставленной в вертикальное положение.

Раскатка увеличивает диаметр кольцевой заготовки протяжкой стенок полосы. Ее применяют для изготовления бесшовных колец высокой прочности (рис 147, б).

Проводят эту операцию на роге кувалдой или используют верхники вогнутой формы. Если кольцо сделано из полосы с продольным распределением волокон, то поперечная деформация незначительна, а расширение идет целиком по периметру. На заключительном этапе делают выглаживание.

Осадка

Осадкой называется увеличение площади поперечного сечения детали за счет уменьшения длины. Эта операция обратна вытяжке (рис. 148).

Рис. 148. Формообразующие операции осадки: а – осадка цилиндрической заготовки; б – высадка верхней части заготовки; в – высадка нижней части заготовки; г – высадка средней части заготовки.

Осадка (рис. 148, а) нужна для уменьшения длины заготовки за счет увеличения толщины (поперечного сечения). Если осадка производится только на отдельных участках заготовки (на концах или в середине), то такая операция называется высадкой (рис. 148, б, в, г).

Осадку применяют для утолщения изделия по всей длине, высадку – для получения отдельных утолщений, при ковке декоративных элементов (узлов, ягод и т. п.), шляпок гвоздей и т. д.

Высадка в середине стержня или полосы проводится также перед изгибанием под углом 90°. Это необходимо для восполнения недостающего металла, иначе в месте перегиба толщина поковки сильно уменьшается.

Когда требуется высадить середину длинной заготовки, ни один из вышеперечисленных способов не подходит. Пруток надо изогнуть в форме буквы Z выше места деформации и наносить удары по изгибу. После выполнения операции заготовку выпрямляют.

Осадка применяется как предварительная операция перед прошивкой при изготовлении колец, трубок и других пустотелых изделий.

Для осадки или высадки нагревают поковку или высаживаемый участок в горне. Если длина заготовки или нагретого участка превосходит диаметр (толщину) не более чем в 2–2,5 раза, а сама поковка относительно короткая, то ставят поковку вертикально на наковальню и бьют ручником или кувалдой по верхнему концу.

Длинные изделия или участки при таком способе осадки могут изогнуться, поэтому их надо положить на наковальню, зажать клещами и осаживать молотом или ручником.

Существует также способ осадки поковки за счет ее собственного веса: для этого зажимают нагретую поковку в клещах и бьют торцом о наковальню. Но необходимо помнить, что обычно такая осадка применяется для небольших изделий.

Чтобы утолщение распространялось только в нужную сторону, заготовку после высадки куют соответствующим образом. Если высадка оказалась недостаточной, процесс повторяют. Для придания желаемой формы утолщению пользуются обжимками, подбойками и т. п.

Фигурную высадку выполняют с помощью гвоздильни. Пруток в этом случае помещают в отверстие наковальни, необходимый по длине конец оставляют снаружи и деформируют ударами кувалды.

Можно высаживать заготовку в тисках. При этом надо помнить, что нагретая часть в тисках охлаждается быстрее. Этот способ используется тогда, когда необходимо получить четкий переход от осаженной части к стержню.

Рубка

Рубкой называется разделение заготовки на части. Для этого используется зубило, разнообразные подложки и кувалда (рис. 149).

Рис. 149. Разделительные операции: а – обрубка с помошью зубила; б – обрубка с помошью зубила и подвески; в – продольная разрубка; г – разрубка отщепов в тисках; д – вырубка или просечка.

Для рубки заготовку нагревают до темно-красного цвета, кладут на наковальню, наставляют кузнечное зубило и сильно бьют по нему молотом (рис. 149, а). Перерубив заготовку на 3/4, переворачивают ее и отрубают окончательно. Толстые поковки перерубаются с помощью зубила и подсечки (рис. 149, б), полосы – с помощью подсечки без зубила. Подсечку вставляют в отверстие наковальни, сверху кладут полосу и наносят удар кувалдой. Нельзя прорубать металл насквозь, потому что можно повредить острые части инструмента. Для окончательного перерубания надо использовать незакаленную площадку у основания рога наковальни или подложить полосу мягкой стали (рис. 149, в). Чтобы лезвия зубила и подсечки не схватывались с горячим металлом и не выкрашивались, перед рубкой необходимо протереть их ветошью, смоченной машинным маслом.

Разновидностями рубки являются разрубка, обрубка (обсечка), вырубка. При разрубке (рис. 149, г) заготовку надрубают, оставляя прочно соединенной на каком-то участке. В художественной ковке этот прием широко применяется, при этом надрубленные зубцы отгибают, вытягивают, расплющивают и т. д., превращая в завитки, листья и цветы на общей ветке, дополнительные (поперечные) зубцы ограды по эскизу и велению фантазии.

Обрубка – это отделение металла по внешнему контуру. Вырубка (рис. 149, д) – удаление части металла по внутреннему контуру, применяемое при создании ажурных изделий или отверстий сложной формы и больших размеров. Для вырубки по сложному контуру применяется специальный инструмент – кузнечный топор (секач) с угловой или полукруглой формой лезвия.

Выбивание отверстий

В кузнице, не применяя сверлильного станка, можно делать сквозные отверстия или углубления с помощью пробойников. Существует два способа выбивания отверстий.

Пробивка

Это один из способов изготовления отверстий, при котором металл отделяется от заготовки. Ее проводят при высокой температуре пробойником, если отверстие небольшого диаметра, и с помощью специальных прошивней.

Пробивку проводят на кольце с толстыми стенками, которое устанавливают на наличнике наковальни. Сверху кладут заготовку тем местом, в котором будет пробиваться отверстие.

Прошивень берут чуть меньшего размера, чем диаметр кольца. Слабыми ударами его вгоняют в металл, который выдавливают в кольцо с другой стороны. Чтобы отверстие получилось ровным, края прошивня должны быть острыми, а зазор между ним и кольцом очень небольшим.

Отверстия диаметром до 30 мм делаются пробойниками с различным сечением рабочей части. Ими пользуются в паре с гвоздильней и кузнечной плитой, подбирая требуемые фасонные отверстия.

Работать пробойниками очень удобно, так как они имеют конические сужения к обоим концам. Это позволяет легко вынимать инструмент из отверстия или проталкивать его в отверстие.

После пробивания отверстия поверхность около него несколько деформируется. Заготовку правят легкими ударами ручника или используют гладилки.

Прошивка

Если пробивка отверстия производится за счет выдавливания металла, то при прошивке он раздается в стороны, пропуская инструмент. Чаще всего этот способ является подготовительным этапом для пробивания.

Во время прошивания отверстия импульс от ударов распространяется не только строго вниз, но и немного в стороны. Чем больше диаметр инструмента, тем больше форма заготовки прогибается внутрь. Поэтому прошивку осуществляют в самом начале обработки изделия в несколько этапов по разным схемам.

Открытую прошивку выполняют на рабочей плоскости наковальни. Пробойник погружают на 2/3 в глубину металла, затем изделие переворачивают на другую сторону и легкими ударами выбивают оставшуюся часть. При закрытой прошивке место заготовки, в котором будет пробиваться отверстие, располагают над круглым отверстием наковальни. От ударов по пробойнику металл выдавливается с другой стороны (рис. 150).

Рис. 150. Прошивка отверстия пробойником.

Инструмент погружают примерно на 1/2 глубины металла, затем заготовку вынимают и, не отнимая пробойника, делают легкий удар, чтобы точно обозначить место с другой стороны. Затем поковку переворачивают, ставят над отверстием и выбивают прошивнем металлическую пробку.

Во время работы инструмент рекомендуется немного покачивать после каждого удара. В противном случае он застревает и требуются большие усилия, чтобы продвигать его дальше.

При прошивке глубоких отверстий пробойник необходимо периодически погружать в воду, так как иначе он сам может начать деформироваться. К тому же охлажденный он дает усадку и легче проходит в отверстие.

Другой способ обезопасить инструменты – насыпать в образующееся отверстие немного угольного порошка. При работе он будет гореть, а образовавшиеся газы будут выполнять роль смазывающего вещества и предотвращать взаимодействие металлов.

Раздача

При прошивке и пробивке образуются отверстия, края которых имеют коническое сужение. Для исправления этого дефекта используют бочкообразные оправки, которые проталкивают сквозь отверстие. При этом стенки вдавливаются внутрь, и отверстие получается правильной цилиндрической формы.

У отверстий, выполненных с помощью пробивки, сужение направлено к нижнему краю, а максимальная ширина соответствует наибольшему сечению прошивня. У тех же, которые сделаны пробойником, сужение идет к центру и внешние отверстия имеют диаметр, соответствующий сечению погруженной в металл части инструмента. Это следует учитывать при выборе размера пробойника.

При раздаче тонкие стенки детали могут выпучиваться за внешние границы. Чтобы устранить этот дефект, в отверстие вставляют стержень такого же диаметра, кладут заготовку горизонтально на наковальню и делают осадку выступа.

Инструмент при выбивании отверстий располагают вертикально, первые удары наносят слабо, чтобы наметить место и создать направление деформации.

Гибка

Если поковке придается изогнутая форма по заданному контуру, то такая кузнечная операция называется гибкой. При гибке происходит неравномерное деформирование различных частей заготовки. Те слои, которые расположены у внешнего края угла, растягиваются, внутренние, наоборот, сжимаются. За счет этого толщина изделия уменьшается на величину, называемую утяжиной.

В процессе такой деформации главное – избежать появления трещин на внешней части. Она подвергается наиболее сильному воздействию, которое зависит от величины угла сгиба, пластичности металла, толщины заготовки и направления волокон.

Чаще всего гнется горячий металл, но тонкие полосы поделочной стали гнутся и в холодном виде. Деформация такой полосы более упругая, поэтому ее лучше делать на угол, на несколько градусов больше, чем требуется.

Приемы гибки

Они зависят от формы поперечного сечения заготовки. Перед началом операции ее разогревают до температуры ковки, желательно только в том месте, в котором осуществляется сгиб.

Следующий этап – высадка внешней части сгиба, которая будет компенсировать утяжину (рис. 151).

Рис. 151. Способы устранения утяжины.

Размеры ее определяются с учетом толщины и угла сгиба. Можно оставить утолщение на месте сгиба во время выполнения протяжки. Заготовку кладут на угол наковальни, прижимают сверху кувалдой или струбциной и ручником изгибают на нужный угол (рис. 151, а).

У более коротких заготовок металл наращивают уже после того, как произведена гибка. Сделать это можно прямыми ударами по торцу или же гладящими ударами по внешним сторонам (рис. 152, б). Когда требуется сделать угол меньше 90°, проводят высадку внешней части, затем сгибают деталь необходимым образом. Далее проводится протяжка угла, то есть запас металла перемещается в сторону утяжины. Удар ручником делается с небольшим наклоном, как показано на рис. 151, в.

Рис. 152. Различные приемы гибки: а, б, в – с помощью подложек; г – в вилке; д – на гибочной плите.

Сгибание полосы

Очень просто согнуть полосу металла, поскольку толщина ее обычно небольшая. Сделать это можно с помощью различных подкладок (рис. 152), например углового нижника (рис. 152, а).

Нижник устанавливают в квадратное отверстие наковальни, заготовку кладут на ребра и деформируют заостренной кувалдой.

Используя другие подкладки, можно получить различные формы сгиба, как это показано на рис. 152, б, в.

Сгибание круглой заготовки

Для сгибания круглой заготовки высадку проводить неудобно, поэтому его осуществляют в специальной вилке (рис. 152, г). Пруток удерживают в ней клещами, а свободную сторону загибают на нужный угол ударами молота. Более усовершенствованную модель представляет собой гибочная плита с перемещаемыми держателями. На металлической плите делается несколько отверстий, в которые вставляются штырьки, фиксирующие стержень под нужным углом по отношению к вилке. Для сгибания применяется рычаг, который равномерно деформирует деталь.

Гибка по дуге

Эта разновидность гибки очень часто используется художниками для создания красивых завитков, спиралей и прочих украшений. Производится она на роге наковальни, шпераках и сложных оправах, которые служат для серийной гибки одинаковых орнаментов.

Гнуть завитки и спирали можно на специальной подкладке в форме перевернутого сапожка. На конусообразной подставке делают конусные спирали, плотно наматывая на нее раскаленную проволоку или загибая ее с помощью ручника.

Скручивание

Эта операция заключается в том, что одна часть заготовки поворачивается относительно другой. Во многих случаях она является вспомогательной: отдельные детали поковки выполняются в одной плоскости, а затем поворачиваются под разными углами.

Для расположения в пространстве отдельных элементов орнамента часть заготовки поворачивается на угол до 180°, обычно с одновременным изгибом по дуге или под углом. Многократное скручивание на 360° граненого стержня делает его витым. Несколько тонких прутков или проволок можно скрутить (свить) в шнур. Наиболее красивый шнур образуют два туго свитых круглых прутка.

Скручивание или свивание производят при ярко-красном или желтом калении, иначе на изделии из-за недостаточной пластичности металла могут возникнуть трещины (рис. 153).

Рис. 153. Способы скручивания: а – в тисках с ограничительной трубой; б – двумя клещами; в – в тисках; г – с неподвижным закреплением двух концов.

Толстые поковки скручивают с помошью воротка, стальной полосы с отверстием, соответствующим сечению скручиваемой поковки, ключа или вилки (рис. 153, в), второй конец заготовки при этом зажимают в тиски.

Для того чтобы заготовка не изгибалась при скручивании, на нее надевают отрезок трубы. Тонкие заготовки быстрее остывают, поэтому их либо больше нагревают перед зажатием в тиски и вороток, либо (что лучше) скручивают вдвоем. При этом необходимо клещами захватить концы заготовки и одновременно начать вращать в противоположных направлениях (рис. 153, б).

Широкие полосы закручивают с помошью специальной вилки, зажав оба конца заготовки (рис. 153, г).

Сварка

Это одна из самых сложных операций ручной ковки. Для овладения ею требуется большой опыт работы с металлами и знание технологического процесса.

Кузнечная (горновая сварка) позволяет соединять отдельные детали изделия. Откованные по отдельности детали можно более тщательно оформить, соединить в большое и сложное изделие и т. д. В последнее время все чаще используется электрическая или газовая сварка, однако зачастую только горновая сварка может обеспечить высокие художественные достоинства изделия, так как кузнечные швы легче обрабатываются и отделываются.

При кузнечной сварке различают 4 основных операции: подготовка концов, нагрев, сварка, проковка шва.

Кузнечная сварка отличается от аналогичной слесарной операции. Когда при деформировании на малое расстояние происходит сближение поверхностей, между атомами кристаллической решетки возникают мощные силы притяжения. Если металл имеет высокую пластичность, то на такое расстояние его можно свести нагреванием в кузнечном горне.

Выбор материала

Хорошее качество сварки можно получить у низкоуглеродистой конструкционной стали. Кузнечной сваркой лучше всего сваривать сталь с содержанием углерода 0,15–0,25 %.

Некоторые примеси, например сера и фосфор, сильно ухудшают свариваемость, поэтому содержание этих веществ не должно превышать 0,05 %. Легированные стали брать не рекомендуется, сварка их в условиях обычной кузницы почти невозможна. Положительно на качество сварки влияет добавление марганца. Также к сварочному флюсу рекомендуется добавлять опилки низкоуглеродистой стали. При горении они будут поглощать углерод, и сварка получится более прочной.

Нагрев под сварку

Перед началом сварки заготовкам необходимо придать определенную форму, которая зависит от сечения поковки. Поверхности очищают от окалины. Горн следует прочистить тщательнее, чем обычно, удалить всю старую золу. Нагрев должен быть равномерным и сильным.

Температура, при которой можно проводить сварку, зависит от содержания углерода: чем оно выше, тем ниже температура. Низкоуглеродистую сталь можно варить при 1350–1370° С, когда заготовка становится ослепительно белой. Лучшим топливом является древесный уголь, так как содержание серы в нем невелико. При работе с кузнечным углем надо использовать те сорта, в которых содержится минимальное количество серы.

Флюсы

Даже при незначительном повышении температуры ковки (а она гораздо ниже сварочной) происходит интенсивное образование окалины и возможен пережог металла. Чтобы избежать нежелательного нагара при горновой сварке, раскаленные части заготовок посыпают специальным составом – флюсом. Используются и сварочные порошки, состоящие из кварца, поваренной соли и буры (Na2B4O7).

Для сварки низкоуглеродистой стали в качестве флюса берут просеянный речной песок с добавлением буры. Если сталь конструкционная, в состав включают металлические и марганцевые опилки. Его насыпают на заготовку при температуре 950–1050 °C, что соответствует оранжевому или светло-желтому цвету металла. Делать это лучше до того, как металл начнет искриться. Попадая на разогретые концы, флюс плавится, вследствие чего предотвращается окисление и растворяется окалина.

Проверить готовность поковки можно тонким металлическим стержнем: если он вязнет в металле, то нагрев достаточный. Однако сразу после этого вынимать ее не рекомендуется, лучше подсыпать еще флюса и немного погреть заготовку.

После окончательного нагрева и непосредственно перед сваркой флюс удаляют с заготовки ударом о наковальню или счищают металлической щеткой.

Способы сварки

Вынув металл из горна и счистив шлак, концы заготовок складывают вместе и сваривают быстрыми ударами молота. Первые удары делают легкими, чтобы лучше пригнать поверхности и выбить шлак, последующими проводят окончательную сварку. В это время зернистость металла уменьшается, он становится более прочным.

Заключительными ударами заготовке придают требуемую форму.

Всю сварку надо проводить быстро, чтобы металл не успел остыть. Повторное нагревание уже закаленного металла нежелательно. Часто для большей скорости сварку делают одновременно несколько человек.

Для окончательной отделки используют гладилки, обжимки и другие кузнечные инструменты.

Подготовка свариваемых концов зависит прежде всего от их толщины (рис. 154).

Рис. 154. Различные способы сварки: а – внахлестку; б – вразруб; в – встык; г – врасщеп; д – с помощью шашек.

Поковки толщиной до 100 мм можно сварить внахлестку. Этот способ позволяет создать высокопрочный стык за счет большой площади совместной деформации.

Перед сваркой концы заготовок высаживают и делают плоскость контакта под углом 30–45° (рис. 154, а). Их накладывают друг на друга, совмещают несильными ударами, а затем проводят окончательную проковку с одновременной осадкой до нужной формы.

Толстые изделия сваривают вразруб, этот метод требует более сложной подготовки концов деталей. Один из них высаживается и надрубается зубилом по продольной оси, полученные части разгибаются под углом 30–40°. Другой конец после высадки заостряют с двух сторон так, чтобы он заполнял разруб первого (рис. 154, б).

Пустоты, образующиеся при вставке, ликвидируют холодной ковкой. Для учета раздачи металла при нагревании в промежуток между ними вставляют тонкие пластины. Нагретые и очищенные от флюса концы совмещают и сваривают сильными ударами. Затем, когда металл немного остынет, проводят окончательную отделку. Этот способ применяется при сварке сталей разных марок, причем металл меньшей пластичности вставляется в металл большей.

Тонкие полосовые заготовки сваривают врасщеп. Концы заготовок дважды разрубают вдоль продольной оси, после чего загибают в разные стороны, как показано на рис. 154, г. После доведения металла до нужной температуры детали соединяют, кладут на наковальню и сильными ударами сверху накрепко сваривают концы. Преимущество этого способа сварки в том, что соединение получается очень прочным.

Встык варят заготовки в том случае, если нет возможности подготовить концы указанными выше способами, а также тогда, когда стержень приваривается к продольной поверхности другой детали.

При подготовке осаживать концы деталей не надо, это происходит уже в процессе сварки. Заготовки соединяют встык и сильными ударами вдоль продольной оси доводят до образования прочного спая (рис. 154, в). Для этого другой конец обязательно должен быть холодным. После окончания работы проводят вытяжку.

По прочности сварки этот способ уступает всем остальным, его рекомендуется применять в тех случаях, когда не требуется создания прочных конструкций. Но для изготовления декоративных деталей он подойдет.

Для ремонта поврежденных деталей или частей металлических колец, которые теряют нужную форму из-за наложения, применяют способ сварки, выполняемый с помощью шашек. Так называются металлические вспомогательные части сварного узла, которые вставляют между концами заготовок. Вместе с последними они образуют участок полосы, по форме не отличающийся от целого (рис. 154, д).

Обычно шашки делаются из низкоуглеродистой стали, что повышает качество сварки. Удары делают сильными, по плоской поверхности спая. Можно разбить процесс на несколько этапов: сначала приварить шашки к концам заготовок, а потом проводить сварку так, как это делается способом внахлестку.

Сварка колец

Чтобы сварить кольцо из прутка круглого или прямоугольного сечения, необходимо предварительно согнуть его на роге наковальни (рис. 155).

Рис. 155. Сварка колец: а – на роге; б – на наличнике.

Концы протягивают или отрубают под одинаковым углом и немного разводят в стороны. Сварку проводят при обычной температуре, на наковальне. Если срез делался в плоскости кольца, то оно отковывается на роге (рис. 155, а), а если в плоскости ребра – на плоской поверхности (рис. 155, б).

Пайка латунью

Она не относится к кузнечным операциям, но часто применяется для соединения небольших деталей художественных композиций из металла. Паять можно только изделия из поделочной стали, имеющие плоскую или квадратную форму. Круглые прутки соединяются плохо, так как имеют маленькую плоскость соприкосновения.

Перед началом пайки изделие собирают, скрепляя его отдельные части металлической проволокой (биндрой). Затем его помещают в горн и нагревают до красного каления. Закладка должна производиться очень осторожно, место для изделия в углях расчищают кочергой. На решетке оставляют достаточно большой и ровный слой топлива. Подгребать уголь следует так, чтобы его кусочки не попадали на поковку. Дутье горна для равномерного прокаливания должно быть слабым.

В качестве флюса обычно используется бура, которую перед нанесением немного смачивают водой. Когда она растекается по всей поверхности, можно начинать пайку. Для этого прутком латуни, не снимая флюса, касаются тех мест, которые требуется соединить. При этом цвет пламени в горне меняется на зеленый. Передвигать изделие во время пайки нельзя, чтобы не сместить со своих мест отдельные детали.

Композиции, состоящие из многих элементов, сваривают иным образом. В местах пайки заранее раскладывают кусочки латуни с таким расчетом, чтобы при нагревании они растеклись и скрепили детали.

Наряду с кусочками латуни, можно использовать стружку или опилки, которые насыпают на места сварки. Они должны быть чистыми, от примесей железа их очищают с помощью магнита. Более мелкие изделия паяют, применяя в качестве скрепляющего материала глину с добавлением соли. Их собирают, соединяя отдельные части латунной, а не железной проволокой. Затем посыпают бурой, обмазывают глиной и осторожно кладут на металлический лист, который помещают в горн.

Дутье должно быть слабым, чтобы глина успела равномерно прогреться, после ее засыхания воздуха можно подавать больше. Когда она начинает трескаться, детали уже надежно скреплены. Латунная проволока начинает плавиться и спаивает отдельные части изделия.

После окончания процесса горн выключают, а готовой поковке дают остыть. Далее с нее аккуратно удаляют глину и флюс, лишний припой снимают напильником.

Правка

Заключительным элементом ковки изделия является правка. С ее помощью устраняют неровности, кривизну и пр.

Изгиб заготовки

Он может проходить по плоскости заготовки или по ребру. В первом случае заготовку укладывают на наковальню выпуклой частью вверх, одной рукой поддерживают с противоположной стороны клещами, а с другой наносят молотом удары по прилегающей к наличнику части выступа. По мере выравнивания молот перемещают в сторону середины.

Сила удара зависит от толщины заготовки. По мере выпрямления все большая его часть переходит в пластическую деформацию металла, что ведет к нежелательной протяжке. Поэтому к концу обработки размах молота постепенно уменьшают.

Изгиб по ребру исправляют растяжением выпуклой части металла. Заготовку ставят так, чтобы горб оказался сверху, и по нему наносят сильные удары кувалдой, которые при перемещении молота к одному из краев делают слабее. Нижнее ребро постепенно удлиняется, а верхнее, наоборот, уменьшается. Окончательную правку делают, переворачивая заготовку с одной стороны на другую. Если в поковке присутствуют сразу оба этих дефекта, то сначала устраняют неровность по плоскости, а затем по ребру.

В том случае, когда образуются дополнительные боковые деформации, заготовку переворачивают на другую сторону и выправляют.

Выглаживание

После того как все основные операции выполнены и форма изделия откована, приступают к отделке, или выглаживанию. Цель этой операции – устранить следы молотка, шероховатости и другие неровности кованой поверхности.

Выравнивание поверхности производится с помошью гладилок с прямой или изогнутой рабочей частью. Для цилиндрических и граненых участков используют обжимки, для внутренних и вогнутых участков – специальные гладилки.

При операции выглаживания (рис. 156) постепенно перемещают гладилку по поверхности изделия, ударяя по ней кувалдой или ручником.

Рис. 156. Выглаживание.

Поковку при этом размещают на наковальне так, чтобы отделываемый участок был над ней. В некоторых случаях для большей художественной выразительности нужно выглаживать только отдельные участки изделия (например, выпуклые участки). Прутки круглого сечения, выглаженные плоской гладилкой, будут казаться слегка граненными и лучше смотреться в ограде или орнаменте.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Способы обработки металлов при помощи ковки

На чтение 8 мин Просмотров 3.4к. Опубликовано 15.08.2018

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ковка металла: особенности процесса, способы и виды обработки

Обработка металла при помощи ковки применялась людьми еще задолго до начала использования железа и появления стали. По данным археологических исследований люди механически обрабатывали металл, размягченный длительным нагреванием, придавая ему требуемую форму еще 5-6 тысяч лет назад. Технологически ковка в наши дни представляет тот же самый процесс. Только с развитием металлургии и техники в кузнечном ремесле появились новые приемы, способы и механизмы для обработки металла. Сегодня ковка металла применяется на многих промышленных предприятиях.

Технология

Как и тысячи лет назад, для того чтобы металл поддавался обработке при помощи ковки, его требуется нагреть до определенной температуры. Если постепенно нагревать заготовку, не доводя до температуры плавления, то в определенный момент металл становится мягким и пластичным. Для каждого металла эта температура разная. После придания необходимой формы и доведения ее до определенной структуры с особыми свойствами, полученное изделие подвергается закалке. Традиционно закалка заключается в резком охлаждении в различных жидкостях. Иногда закалка подразумевает цикл нагрева и охлаждения до определенной температуры.

Также существует технология холодной ковки. Характеристики изделий полученных прессованием и изгибанием холодной металлической заготовки, по ряду параметров не уступают изделиям, полученным традиционным способом.

Способы механической обработки

Основными видами механической обработки при ковке изделий являются:

• Свободная ковка;
• Машинная ковка;
• Штамповка.

При свободном способе заготовка располагается на наковальне без применения дополнительных удерживающих приспособлений. К этому способу относится традиционная ручная ковка.

Машинный способ используется на промышленных предприятиях. Процесс ковки производится механическими молотами, вес которых может достигать 5 тонн. Этим методом обрабатываются изделия весом в десятки тонн.

Применение штамповки позволило сделать данную технологию массовой. Изделие нужной формы получается путем размещения заготовки в специализированном штампе. После удара механического пресса заготовка приобретает форму отверстия в матрице штампа.

Инструменты и оборудование

По набору оборудования и инструментов современная кузница не сильно отличается от древних кузниц, использовавшихся всеми народами мира. Она оснащена горном, мехами и наковальней, для обработки деталей применяются различные молоты и клещи.

Кузнечный горн представляет собой очаг или печь для нагревания заготовок. Для увеличения температуры в печи в нее при помощи мехов подается воздух. Современные кузнечные горны могут быть топливными или электрическими с принудительной подачей воздуха через сопла, расположенные в разных его точках. Наковальня представляет собой массивный стол с ровной поверхностью.

Виды механической обработки

Для придания металлу требуемой формы и устранения всех наружных и скрытых дефектов заготовки применяются следующие виды обработки:

• Осадка – уменьшение высоты изделия за счет увеличения площади поперечного сечения;
• Высадка – создание утолщений на определенных участках детали;
• Протяжка – длину заготовки увеличивают, а ширину и высоту уменьшают;
• Раскатка – придание заготовке цилиндрической формы;
• Прошивка – пробивание сквозных отверстий в заготовке;
• Разгонка – деталь расплющивают по наковальне, уменьшая ее высоту.

Особенности процесса

Для качественной ковки стальных изделий необходимо соблюдение ряда условий:

1. Легированные стали нельзя нагревать свыше 1000 ºС, а мягкие – более 1300 ºС;
2. Нагрев заготовки проводится поэтапно, на первом этапе нагревание производится до 300 ºС, затем постепенно достигается температура ковки;
3. Стальная заготовка должна нагреваться равномерно со всех сторон.

Использование в промышленности

На сегодняшний день использование ковки применяется и в традиционном кузнечном деле, и в промышленных масштабах. Появление тяжелых механических молотов, технологии штамповки и современных инструментов сделало возможным массовое изготовление кованных изделий, но индивидуальная художественная ковка сохраняет свою популярность и в наши дни.

Процессы ковки | Мир ковки

Ковка представляют собой ряд основных процессов, которые в совокупности позволяют осуществлять производство сложных поковок. Освоив эти операции, кузнец сможет применять их в более серьезных ситуациях. Вот эти процессы: придание квадратной формы, придание круглой формы, острение (при волочении), волочение, изгиб и соединение.

Данные процессы являются основой практически всех кузнечных задач. Как только кузнец им обучится, он сможет выполнить любую свою задумку. Мастер постоянно должен стремиться к  совершенству. Помните, что каждую неудачную работу можно рассматривать как опыт. Если вы подходите так к своей работе, то вам будет проще воспринимать неудачи.

В большинстве кузнечных операций вам необходимо нагреть металл до красного или оранжевого цвета, затем поместить его на наковальню и бить по нему молотком. Главное, чтоб молодой кузнец проделывал эти действия на практике раз за разом, пока они не станут его второй натурой.

Хороший способ начать обучение – это выполнение операций по приданию круглой и квадратной формы, изучив которые вы сможете продолжить обучение. В работе кузнеца часто требуется создание прутка с сечением квадрат или круг. Не забегайте вперед слишком быстро, а наберитесь сначала опыта в каждой из основных операций, о которых здесь говорится.

Поскольку в литературе не так часто встречается описание процессов придания квадратной и круглой формы, в этой статье они будут рассмотрены более детально, поскольку это очень важно.

Придание квадратной формы

Для того чтоб стальной заготовке придать квадратную форму ее надо разместить на наковальне так, чтоб она была как можно ближе к краю, где образуется прямой угол. Лучше всего для этой цели подойдет плоский молоток, но можно использовать и любой другой. Удары необходимо наносить в одно и тоже место. Перемещайте стальной пруток назад и вперед под молотом, так чтоб получить плоский участок.

Не начинайте работу с конца прутка. Сначала отодвиньтесь назад на несколько сантиметров, а потом двигайте по направлению к цели. Не работайте молотком слишком долго на одном мессе, попытайтесь сделать поверхность более гладкой, широкой и плоской, так чтоб она была одинаковой ширины по всей длине. Не бейте слишком сильно. Ваша цель сделать плоские ровные грани. Слишком сильные удары могут привести к появлению вмятин, которые потом будет сложно исправить.

Работать молотом можно только в том месте, где металл раскален. Для увеличения этого участка время от времени помещайте заготовку в огонь. Когда закончите делать одну грань, переверните пруток и переходите к следующей. В начале у вас получиться восьмигранник, у которого необходимо будет объединить каждые две грани в одну. В результате вы получите пруток, имеющий сечение квадратной формы. Скорость работы будет зависеть от того, насколько вы много будете успевать сделать между тем, как помещаете заготовку в огонь. После каждого процесса плавки, ваша заготовка будет уменьшаться в размерах.

Помните, что вы должны сделать пруток квадратным, так чтоб каждая из его сторон имела одинаковую ширину, а углы все были прямыми. Если в вашей работе имеются ошибки, то вы можете их исправить. Если у вас стороны разной высоты, то исправить это можно, постоянно вращая пруток на 90 градусов.

Чем дольше вы будете продолжать обрабатывать грани, тем резче будут у вас углы. Вполне возможно, что вы не захотите делать углы слишком резкими, а решите оставить их немного закругленными. Получить резкий квадратный угол вы можете, если будете использовать очень плоский молоток или специальные обжимки.

Операция придания квадратной формы важна, потому что множество существующих квадратных прутков, не всегда имеют в сечении правильный квадрат. Придавая прутку форму правильного квадрата, вам будет проще делать другие операции. К тому же это важно, когда необходима заготовка, имеющая одинаковую толщину и форму по всей длине. Если у вас будет достаточно опыта, чтоб правильно сделать небольшой участок заготовки, то вы сможете продлить его и дальше.

Используя для этой операции механический молот, можно устанавливать заданную высоту грани, что делает задачу получения квадрата проще. При работе ручным молотком, чтоб увеличить точность можно использовать ковочные штампы. Сначала это станет хорошим подспорьем, а со временем вы научитесь работать четко ручным молотком и без штампов. Практика позволит вам совершенствовать свое умение и глазомер. Не существует другого пути, познать кузнечное ремесло!

Придание круглой формы

Придание круглой формы является обратной операцией приданию квадратной формы. Предположим, что круглую форму вы хотите придать квадратному прутку, хотя это не всегда бывает именно так. Если заготовка не квадратной формы, то вы можете сначала придать ей квадратную форму так, как было описано выше, а потом начать операцию придания круглой формы. Круг в сечении гораздо проще получить, если вначале у вас имеется квадрат, а не что-то другое.

Раскалите квадратный пруток и поместите его на наковальню, так чтоб он стоял практически вертикально на одном из углов. После этого вы должны придать квадратному прутку форму восьмиугольника. При этом необходимо стараться, чтоб грани получались равные по ширине на протяжении всего прутка. Затем переверните пруток на 90 градусов и начните делать новую грань. Убедитесь, что у вас не получилось перекосов. Прежде чем перейти к следующему шагу, у вас должен получиться правильный восьмиугольник одинаковой толщины по всей длине прутка.

Хорошо, теперь у вас есть восемь углов и восемь плоских граней. Начните обрабатывать молотком каждый из восьми углов, так чтоб у вас получилось шестнадцать плоских граней. Убедитесь, что все грани имеют одинаковую ширину, и что нет перекосов и искажений. Затем снова повторите операцию, чтоб получить еще 16 плоских граней, но значительно меньшей ширины.

Продолжая проделывать данную операцию, вы дойдете до того, что грани станут практически незаметными, и сечение будет приближаться по форме к кругу. Это вы можете сделать даже без использования ковочных штампов. Перед тем как начать нагревать пруток обязательно выпрямляйте его, иначе он может перекоситься и вам будет сложно с ним работать.

Обжимка является очень полезным инструментом, если вам необходимо придать форму круга. После того как вы сделаете столько граней, сколько возможно, вам необходимо будет начать добиваться округлой поверхности. Удары должны становиться все легче и легче, пруток постепенно будет становиться все более круглым. Если правильный круг в сечении прутка у вас пока не получается, воспользуется ковочными штампами.

Ковка. Технологичекий процесс ковки. Выбор основных операций и инструмента.

В разработку технологического процесса ковки входит:

1. Выбор основных, вспомогательных и разделительных операций. Установление их последовательности. Подбор и конструирование инструмента.
2. Подбор вида, размеров и массы исходной заготовки.
3. Подбор ковочного, подъемно-транспортного и нагревательного оборудования.
4. Установление режима нагрева заготовок и охлаждения поковок.
5. Определение состава бригады и нормы выработки.

Выбор основных операций определяется формой и размерами поковки, видами и размерами исходной заготовки, окончательной макроструктурой металла поковки.

Форму поковки характеризуют 4 признака:

1. Отношение длины к толщине.
2. Наличие или отсутствие полости.
3. Наличие или отсутсвие уступов.
4. Прямолинейность или изогнутость главной оси.

По первому признаку поковки делят на 3 группы:

1. Относительно длинные поковки — у которых отношение длины к толщине таково, что осадка поковки в торец невозможна без продольного изгиба. Основная операция в таких случаях — протяжка.
2. Поковки цилиндров и брусьев, у которых соотношение размеров таково, что возможно осуществление как осадки, так и протяжки. В таких случаях применяется комбинация осадки и протяжки.
3. Относительно короткие поковки (диски, пластины), у которых отношение длины (высоты) к толщине не позволяет производить протяжку без продольного изгиба сплошного сечения. Основная операция в таких случаях — осадка.

При получении поковок из слитков начинают с оттяжки хвостовика, который необходим для удержания заготовки и манипулирования ей патроном или захватом-хоботом. Затем производится биллетировка, которая является эффективным средством предупреждения развития крупных поверхностных дефектов при осадке. После осуществления всех ковочных операций, выполняемых при удержании поковки за хвостовик, его удаляют в отход вместе с прибыльной частью слитка.

В отношении микроструктуры материала поковки технологические требования сводятся к одному — не допустить образования крупного зерна. Для этого необходимо:

• не подвергать продолжительному нагреву те части поковки, которые не будут деформироваться;
• избегать критических степеней деформации, особенно при последовательных обжатиях;
• заканчивать ковку необходимо при температуре наиболее близкой к нижнему температурному интервалу.

Более подробные рекомендации для построения рацинального техпроцесса ковки устанавливаются на основании изучения типовых и реально существующих техпроцессов ковки аналогичных поковок.

При определении вида и размеров исходной заготовки необходимо стремиться применять прокат. Слитки вместо проката применять в том случае, если нет соответсвующего типоразмера проката. Массу исходной заготовки определяют как сумму масс поковки, отходов, обрубков и угара.

Выбор ковочного оборудования:

При выборе ковочного оборудования вначале определяют усилие ковки по операциям и по наибольшему усилию предварительно выбирают оборудование. Затем уточняют его типоразмер в зависимости от необходимых размеров рабочего пространства с учетом размещения в нем заготовки с инструментом, возможности выполнения соответсвующих обжатий и манипуляций.

Кузнечно-прессовое оборудование

Выбор режима нагрева:

Режим нагрева металла устанавливается в зависимости от геометрических размеров заготовки, марки стали и других параметров. Число подогревов устанавливают в зависимости от времени охлаждения, от температуры нагрева до нижнего температурного интервала с учетом времени выполнения отдельных операций ковки.

Технология нагрева и нагревательное оборудование

Норма выработки:

При установлении нормы выработки следует учитывать, что время, затраченное на выполнение отдельных приемов определяется без разделения его на основное и вспомогательное. При расчете нормы штучного времени берется оперативное время и к нему добавляется вспомогательное, не перекрываемое основным временем (подача заготовки от печи, укладывание поковки).

Так как работа ведется бригадой, то нормирование выполняется на бригадира, то есть на те работы, которые выполняются с его участием.

Процессы, методы и применения ковки металла

Ковка металла — это процесс, при котором металлы формуются и формируются с использованием сжимающих сил. Усилия передаются с помощью удара, прессования или прокатки.

Существует ряд процессов ковки — холодная ковка, теплая ковка и горячая ковка, которые классифицируются по температуре обрабатываемого металла.

Ковка — один из важнейших процессов металлообработки в металлообрабатывающей промышленности.Это особенно важно в черной металлургии и рассматривается как огромный источник производительности.

Что такое процесс ковки металла?

При выборе типа поковки покупатель имеет длинный список вариантов изготовления ответственной металлической детали. Сделать правильный выбор может быть непросто, потому что каждый метод имеет свои плюсы и минусы, зависящие от затрат и логистики.

Однако выбор метода ковки дает множество уникальных преимуществ, недоступных ни при каком другом выборе.

Что касается цены и общего качества, ковка металла является наиболее ценной. Это понятие звучит вдвойне, когда для приложения требуются максимальная прочность детали, нестандартные размеры и критические рабочие характеристики.

Вот некоторые из наиболее часто используемых методов:

• Поковка в закрытых штампах
• Открытая штамповка
• Холодная штамповка
• Экструзия
• Вал кованый

Ковка в открытых штампах, штампованная штамповка и ковка валков

Наиболее распространенными процессами ковки металла являются ковка в открытых штампах, ковка в закрытых штампах и ковка вальцов.

Что такое открытая штамповка?

При открытой штамповке нагретые металлические детали формируются между верхней штампом, прикрепленным к плунжеру, и нижним штампом, прикрепленным к балке, наковальне или молотку. При открытой ковке в штампах металл никогда полностью не ограничивается или удерживается в штампах.

Обычно температура находится в диапазоне от 500 ° F до 2400 ° F, соответствующие температуры применяются при обработке металлических деталей. После того, как металл был должным образом нагрет, выполняется сложная ударная обработка — или прессование заготовки — для постепенного придания металлу желаемой формы.

Обычно процесс открытой штамповки используется для производства более крупных деталей простой формы, таких как стержни, кольца и пустоты.

Что такое ковка в закрытых штампах?

Поковка в закрытых штампах перемещает штамп навстречу друг другу, полностью или частично покрывая заготовку. Нагретое сырье, которое приближается по форме / размеру к окончательной кованной детали, помещается в нижнюю матрицу.

Этот процесс работает путем включения формы поковки в верхнюю или нижнюю матрицу в качестве негативного изображения.Как только процесс начинается, удар верхней матрицы по металлическому материалу придает ему требуемую кованую форму.

Этот процесс можно использовать для производства деталей размером от нескольких унций до 60 000 фунтов.

Что такое ковка валков?

Валковая ковка, также известная как профилирование, представляет собой метод ковки, при котором для формирования металлической детали используются противоположные валки. Несмотря на то, что при ковке валков для производства деталей и компонентов используются валки, она по-прежнему считается процессом ковки металла , а не процессом прокатки.

В процессе используются два цилиндрических или полуцилиндрических горизонтальных валка, которые используются для деформации круглой или плоской прутковой заготовки. Благодаря этому толщина уменьшается, а длина увеличивается. Детали, изготовленные методом валковой ковки, обладают превосходными механическими свойствами, чем детали, полученные с помощью многих других процессов.

После вставки нагретый стержень пропускается между двумя валками. Он постепенно приобретает форму при прокатке по формованным канавкам станка. Точная геометрия этих канавок — это то, что придает детали заданные размеры.

Поковка валков часто используется для изготовления деталей для автомобильной промышленности. Он также используется для производства ножей и ручных инструментов.

Стандартное кузнечно-прессовое оборудование

В процессе ковки металла используются четыре основных инструмента, в зависимости от конкретного используемого метода.

Молотки

Молоток или механический молоток — это инструмент, чаще всего связанный с ковкой. Будь то ручной молоток или массивный молоток, этот инструмент используется для многократных ударов по металлу с целью его деформации.Пока он обладает движущей силой 50 000 фунтов для нанесения ударных ударов под высоким давлением, молоток может придавать металлу форму.

Прессы

Прессы

используют механическое или гидравлическое давление для непрерывного давления на штамповочные штампы. Для этого вида оборудования требуется движущая сила в 50 000 тонн для вертикального вдавливания металла в полости штампа с контролируемым высоким давлением. Вместо многократных ударов по металлу для его деформации, металл медленно вдавливается в штампы.

Вытяжные устройства

Высаживающая ковка

похожа на ковку на прессе, однако основное отличие состоит в том, что высадочная машина — это ковочный пресс, который используется горизонтально.Вместо того, чтобы прижимать металл вниз в матрицу, металл перемещается в слепок матрицы в горизонтальном направлении.

Кольцевые ролики

Кольцевые ролики используются для производства колец диаметром от нескольких дюймов до более 300 дюймов. Кольцевые ролики выдавливают неразъемное кольцо, что устраняет необходимость в сварке. Под сильным давлением он поворачивает полый круглый кусок металла относительно вращающегося валка.

Как ковка укрепляет металл?

Известно, что ковка металла позволяет производить одни из самых прочных доступных деталей по сравнению с другими методами производства.По мере того как металл нагревается и прессуется, мелкие трещины закрываются, а пустоты, обнаруженные в металле, закрываются.

Кроме того, процесс горячей штамповки разрушает любые примеси в металле и перераспределяет такой материал по металлоконструкциям. Это приводит к значительному уменьшению включений в кованой детали. Включения представляют собой составные материалы, внедренные в сталь на протяжении всего производства, вызывая точки напряжения в продукте.

Несмотря на то, что во время начального процесса литья необходимо бороться с примесями, этот процесс позволит дополнительно улучшить качество металла.

Другой способ, которым ковка укрепляет металл, — это изменение его зеренной структуры. Это связано с потоком зерна материала при его деформации. Подобно другим процессам формования, может быть создана благоприятная зернистая структура, что сделает кованый металл более прочным.

Для каких продуктов требуется кованый металл?

Процесс ковки невероятно универсален и может применяться к чему угодно, от небольших деталей в дюймах до компонентов весом до 700 000 фунтов.

Кованые изделия могут быть следующими конструктивными элементами:

• Важнейшие детали самолета:
  • Шасси шасси
  • Валы реактивных двигателей
  • Турбины
• Транспортное оборудование:
  • Автомобили
  • Железные дороги
  • Коленчатые валы
  • Рычаги
  • Шестерни
  • Шатуны

Также ковка используется для усиления ручных инструментов (например,г., зубила, заклепки, винты и болты).

Какой металл лучше всего подходит для ковки?

Можно выковать любой металл, но есть определенные металлы и сплавы, которые лучше подходят для различных целей.

Чаще всего подделывают следующие металлы:

• Углеродистая, легированная и нержавеющая сталь
• Исключительно твердые инструментальные стали
• Алюминий
• Титан
• Латунь и медь
• Жаропрочные сплавы, содержащие кобальт, никель или молибден

Из этих вариантов практически невозможно выбрать «лучший», поскольку это действительно зависит от потребностей клиента.

Экономика 101 для ковки металлов

В меньших количествах кованые детали могут быть очень дорогими в расчете на единицу продукции. В первую очередь это связано с тем, что изготовление штампа для ковки требует высокой первоначальной стоимости — черта, которую разделяют другие расходы, связанные с открытием цеха.

После того, как все настроено и вы приобрели штампы, фактические эксплуатационные расходы становятся разумно доступными, особенно с учетом того, что автоматизация играет огромную роль. Принимая это во внимание, этот метод изготовления металла обычно лучше всего подходит для продуктов, которые производятся в более значительных количествах.

По мере того, как мир продолжает модернизацию, спрос на высококачественные детали будет только расти. Поскольку ковка производит одни из самых прочных металлов, которые только можно представить, неудивительно, что к 2025 году прогнозируемый объем рынка составит 131,32 миллиарда долларов.

Начало проекта по ковке металла

Если вы заинтересованы в производстве металлических деталей или компонентов по индивидуальному заказу и считаете, что ковка из металла может быть для вас лучшим вариантом, не стесняйтесь позвонить в The Federal Group USA.Наша опытная группа поддержки рассмотрит вместе с вами требования к вашему проекту, поможет вам определить наилучший план действий и предоставит вам бесплатное ценовое предложение для вашего проекта. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы назначить консультацию.

Преимущества ковочно-ковочных процессов | Скот Фордж

Процесс ковки металла

Когда покупатели должны выбрать процесс и поставщика для производства критически важного металлического компонента, они сталкиваются с огромным количеством возможных альтернатив.Сейчас доступно множество процессов металлообработки, каждый из которых предлагает уникальный набор возможностей, затрат и преимуществ. Процесс ковки идеально подходит для многих приложений, связанных с деталями; тем не менее, некоторые покупатели могут не знать об исключительных преимуществах, которые дает только эта форма обработки металлов давлением. Фактически, ковка часто является оптимальным процессом как с точки зрения качества деталей, так и с точки зрения стоимости, особенно для приложений, требующих максимальной прочности детали, нестандартных размеров или критических характеристик производительности.

Доступно несколько процессов ковки, в том числе штамповка или закрытая штамповка, холодная штамповка и экструзия.Однако здесь мы подробно обсудим методы, применение и сравнительные преимущества процессов ковки в открытых штампах и цельнокатаных кольцах. Мы приглашаем вас принять во внимание эту информацию при выборе оптимального процесса производства ваших металлических деталей.

Исторический взгляд на ковку металла

Чтобы соответствовать меняющимся потребностям промышленности, ковка была разработана с учетом огромных достижений в области оборудования, робототехники, компьютеров и электронного управления, которые произошли в последние годы.Эти сложные инструменты дополняют творческие человеческие навыки, которые даже сегодня необходимы для успеха каждой металлической ковки. Современные кузнечные заводы способны производить металлические детали высочайшего качества практически безграничного разнообразия размеров, форм, материалов и отделки.

В процессе горячей штамповки литая крупнозернистая структура разрушается и заменяется более мелкими зернами. Усадка и газовая пористость, присущие литому металлу, консолидируются за счет уменьшения размера слитка, достижения прочных центров и структурной целостности.Таким образом, механические свойства улучшаются за счет уменьшения литой структуры, пустот и расслоения. Ковка также обеспечивает средства для выравнивания потока зерна для наилучшего достижения желаемой направленности. Вторичная обработка, такая как термообработка, также может использоваться для дальнейшей обработки детали.

Ковка может создавать множество размеров и форм с улучшенными свойствами по сравнению с отливками или сборками.

Перейти к следующему разделу: Процесс открытой штамповки

Процесс ковки стали | Стальная поковка

Поскольку все стальные поковки, производимые на нашем заводе, ограничиваются процессом штамповки в закрытых штампах, ниже мы подробно рассмотрим процесс штамповки стали с использованием технологии штамповки в закрытых штампах.Обычно основными этапами процессов ковки стали в закрытых штампах являются изготовление штампа / инструмента, резка заготовки, нагрев заготовки, ковка, обрезка, термообработка, дробеструйная обработка, механическая обработка, обработка поверхности, контроль и упаковка.

Шаг 1. Проектирование и изготовление штампа

Изготовление штампов является ненужным этапом при штамповке стальных деталей с закрытым штампом. После размещения нового заказа наш инженер спроектирует штампы в соответствии с чертежами стальной поковки, предоставленными заказчиками. В отличие от литья, штампы для штамповки стали будут включать штампы для ковки, штампы для обрезки и выравнивания, поэтому штампы для ковки намного дороже, чем литейные формы.

Шаг 2. Резка и нагрев заготовок

В нашей кузнечной компании мы храним на складе некоторые стандартные спецификации стальных материалов для непрерывного производства. После изготовления штампов стальные заготовки забираются с нашего склада материалов, затем разрезаются на необходимую длину и нагреваются в среднечастотной печи перед ковкой.

Шаг 3. Закрытая штамповка

После нагрева заготовок нагретые стальные стержни помещаются под верхнюю и нижнюю матрицы, а затем прижимаются к желаемой форме, но вокруг продукта будет виден лишний материал, который называется вспышкой.

Шаг 4. Обрезка

Теперь получаются штамповочные заготовки с заусенцами, чтобы убрать заусенцы, заготовки из кованой стали кладут под обрезные штампы и снова запрессовывают. На этом этапе готовится вся ковочная заготовка.

Шаг 5. Термическая обработка

Для улучшения прочности и механических свойств после ковки будет производиться термообработка.Как и отливки по выплавляемым моделям, распространенными методами термообработки стальных поковок являются нормализация, закалка, отжиг, отпуск и закалка, обработка раствором и т. Д. Конечно, термообработка применяется только тогда, когда это необходимо.

Шаг 6. Дробеструйная очистка

Для удаления окалины и улучшения качества поверхности стальные поковки будут подвергнуты дробеструйной очистке. После дробеструйной обработки изделия будут выглядеть более чистыми и гладкими.

Шаг 7. Обработка

Хотя допуски ковочных заготовок более жесткие, чем у литых, иногда этого все же недостаточно для применения, в этом случае требуется механическая обработка. В нашей компании основным обрабатывающим оборудованием являются токарные станки с ЧПУ и ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ используется для простой обработки, а ЧПУ — для точной обработки с высокой стоимостью обработки.

Шаг 8.Обработка поверхности

Если нет требований к специальной обработке поверхности, достаточно нанести антикоррозийную окраску водой / маслом перед упаковкой. Иногда также требуется специальная обработка поверхности в зависимости от применения стальных поковок, например, цветная окраска, цинкование, электроокрашивание и т. Д.

Шаг 9. Осмотр

Осмотр — тоже важный шаг. Мы можем разделить процесс проверки на внешний и внутренний.Внешний осмотр включает: контроль размеров, осмотр визуальных дефектов. А внутренний осмотр относится к осмотру внутренних свойств.

Шаг 10. Упаковка и доставка

Для экспортируемых стальных поковок, чтобы защитить продукцию от повреждений, мы упаковываем продукцию в специальный мешок, а затем помещаем в стандартный деревянный ящик. Кроме того, мы также можем настроить упаковку в соответствии с требованиями заказчика. Находясь в порту Нинбо, нам очень удобно доставлять продукцию в порты назначения клиентов как по морю, так и по воздуху.

Ковка металла

Производство на дому ПОВКА ПРОЦЕССЫ Отбойные молотки Гидравлические и механические прессы Заголовок или расстроенная ковка Металлический пирсинг Размер металла Валковая ковка Обжимка или радиальная ковка Металлические зубофрезеровки 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 Экструзия металла Рисунок Металла Листовой металл Порошковые процессы

Поковка 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 металла, особенно в производстве чугуна и стали. 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 определенных свойств материала. Эти свойства материала часто значительно улучшилось. 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, сплавы магния, меди, титана и никеля также обычно являются кованными металлами. Важно понимать принципы изготовления кованых изделий, в том числе различные технологии и основные конструкции ковки металла. Следующий 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. загрязнения 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 процессами, 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 критически важные детали самолетов, такие 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 долота, 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 поковки из металла экономически выгодны. Рисунок: 154 Hot Die Vs. Холодная штамповка Большинство операций по ковке металла выполняется в горячем состоянии из-за необходимости производства большая пластическая деформация детали и преимущество повышенная пластичность и пониженная прочность обрабатываемого материала.Горячая штамповка также устраняет проблему деформационного упрочнения металла. В тех случаях, когда желательно Для обеспечения благоприятного деформационного упрочнения детали может применяться холодная штамповка. Производство холодной штамповки, требующее более высоких усилий, также будет производить более высокая чистота 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 металла можно классифицировать по степени протекания 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 для слепка , 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 наружу из матрицы, этот металл называется вспышкой.При промышленной ковке металла последующая операция обрезки будет выполняется для удаления вспышки. Третий вид металлической поковки — это безуплотненная 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. Поковка в открытых штампах Производство ковки металла производилось не менее 7000 лет, возможно, даже 10 000 лет.Самый простой вид ковки придал бы 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, проложили путь к искусству кузнечного дела или кузнечной ковки. Кузнечное дело это процесс открытой штамповки, при котором поверхности молотка и наковальни служат противоположными плоскими штампами. Поковки из бронзы, за которыми следуют поковки из железа и стали, отмечают некоторые из ранних производственных успехов человека. Простой вид открытой штамповки называется высадкой. В печальном процессе работа помещается между двумя плоскими штампами, а ее высота уменьшается на сжимающие силы, возникающие между двумя штампами. Поскольку объем металла останется неизменным на протяжении всей своей 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, в то время как материал в центре может легче расширяться. В Результатом является придание детали цилиндрической формы. 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 теплопередача между горячий металл и охладитель умирают.Металл, находящийся ближе к поверхности штампа, остынет. быстрее металла по направлению к центру детали. Более холодный материал более устойчив к деформации и будет расширяться меньше, чем более горячий материал в в центре, также вызывая эффект барреляции. Рисунок: 156 Другой распространенный процесс открытой штамповки промышленного металла Ковочное производство предполагает использование плоской матрицы для округления слитка. С использованием механических манипуляторов, заготовка 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. В качестве 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 моторов и турбины выковывают таким образом из литых слитков. Зубцы или вытяжки часто используются в обрабатывающей промышленности. Зубчатый это процесс открытой штамповки, при котором плоская или слегка профилированная штампа используется 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, зубчатая обработка 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, открытая плашка с вогнутыми поверхностями пластически деформируют обрабатываемый материал.Окантовка действует, заставляя металл стекать в зону с обеих сторон. Кромка и оба наполнителя используются для перераспределения больших количеств материала металлической поковки. Рисунок: 159 Поковка штампа Изготовление штамповочной штамповки включает сжатие заготовки за счет использования 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 во время процесса произошло 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 в процессе штамповки штампа. Одной из характерных особенностей 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 матрица закрывается, и обрабатываемый металл перетекает и заполняет контуры оттиска некоторое количество лишнего материала будет вытекать из штампа в область между двое умирают.Это сформирует тонкую металлическую плоскость по всему периметру изделия. 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 с его окончательные размеры, требующие минимальной обработки или совсем без нее.Количество сокращаются производственные операции и расход материалов. Кроме того, прецизионная ковка позволяет изготавливать более сложные детали с более тонкими профилями, уменьшенные углы уклона и более строгие допуски. Недостатки этих передовые методы ковки заключаются в том, что необходимо 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 должны быть точно определены.Другие факторы в процессе, такие как позиционирование детали в полости также должны выполняться точно. Поковка без вскрытия Ковка без оплавления — это процесс точной ковки, при котором весь объем обрабатываемого металла содержится 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, безусадочная ковка предъявляет строгие требования к контролю 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 или растрескивания составляет важная характеристика, которую следует учитывать при выборе материала для процесс ковки. В кузнечной промышленности было разработано несколько тестов. 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 осадки . При испытании на осадку заготовка сжимается плоской открытой матрицей, что сокращает объем работы в высота до образования трещин.Сумму снижения можно считать измерение ковкости. Осадочные 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 горячим способом . При испытании на горячую скручивание круглый стержень скручивают в одном направлении. до тех пор, пока не произойдет разрушение материала. Величина вращения принимается как количественная. измерение ковкости металла.Этот тест часто проводится на материале при 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 тесты, однако, тесты на подделку могут также определить другие отрицательные эффекты, которые материал может проявлять в различных условиях напряжения, скорости деформации, и температура. Дефекты металлической поковки Инспекция — важный аспект производства металлических поковок.Все части следует проверять на наличие дефектов после завершения производственного процесса. Дефекты металлических кованых изделий включают 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 распространение как часть формируется. 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. Искривление 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 позже. разделы. Смазка на производстве промышленной металлической ковки Силы трения внутри формы между заготовкой 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 плавный поток металла через форму.Кроме того, они используются для замедления охлаждения работы и уменьшения перепады температур при горячей штамповке, служащие тепловым барьером между металлом и штампом. Смазки 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 прочные, обладают высокой прочностью и твердостью при повышенных температурах, хорошо ударопрочность, устойчивость к перепадам температур, закаливаемость и способность выдерживают абразивный износ. При изготовлении горячекованной детали штамп для штамповки обычно предварительно нагревается перед началом операции. Предварительный нагрев штампа для ковки снижает тепловую езда на велосипеде, которая может вызвать трещины в матрице. Металлические штампы для ковки закалены и отпущены. Размеры штампа для ковки 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 вынуть из бланка сразу после нагрева в печи, перед ковкой детали. Адекватная смазка также может значительно снизить износ. Иногда штамп для ковки может могут 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 различным содержанием 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, более тонкие, длинные и более сложные разделы могут быть производится с большим давлением, но слишком большое давление в полости матрицы плохо, потому что это может повредить матрицу и оборудование. Формирование металлического блеска — важная часть 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 контактом поверхности препятствуют дальнейшему вытеканию материала из полости матрицы, увеличивая давление внутри штампа для ковки.Кроме того, охлаждение вспышки от сопрягаемых поверхностей увеличивает сопротивление вытеканию материала из фильеры, тем самым также увеличивая давление в полости матрицы. Более длинная посадка на приведет к тому, что металлическая вспышка будет течь дальше под сопротивлением, увеличивая давление в матрице. Уменьшение ширина фаски 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 поверхность создаст более высокую матрицу давление. Давление в полости штампа часто регулируется путем изменения ширина земли. Рисунок: 162 Один из основных принципов, которые 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 в матрице важен для обеспечения полного заполнения матрицы полость, предотвращение дефектов и контроль зернистой структуры кованой детали. Трение в штампе является важным фактором при производстве поковок. Трение будет действовать, чтобы противостоять движению материала и увеличивать необходимые силы для заполнения полости матрицы во время процесса. Больше сил, в свою очередь, значит больше напряжение и износ пресс-формы и оборудования. Другой критический фактор движения материала в 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 По мере того, как обрабатываемый 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 внутренней и внутренней поверхности. внешние стороны детали. Угол уклона необходимо включить в конструкцию штамповочного штампа в для того, чтобы позволить удалить работу из штампа после того, как деталь была кованые.Чем больше угол уклона, тем легче будет снятие металлической поковки. По мере охлаждения металлическая поковка сжимается от внешних поверхностей полости матрицы, поэтому внешние углы уклона обычно делаются меньше внутренних. В целом, 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, помогающий толкать часть из полости матрицы.Однако эжекторы при штамповке не используются. Проект угол влияет на сложность ковки, 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 штампа при ковке металла аналогичен шаблону при литье металла. при изготовлении следует учитывать размер детали, усадку детали при охлаждении и припуски на механическую обработку и другие чистовые операции это может 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 пробора определяет, где будет формироваться вспышка, а 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 местоположениями линии разъема. 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 в формировании зернистой структуры кованого изделия.В линия раздела нарушает структуру зерна металла. Рисунок: 168 На рисунке 168 также показаны три возможных положения линии разделения для металлическая ковка. Размещение линии разделения в точках A и B разрушает зерно. структура металла в плоскости, через которую он проходит. Расположение линия разъема в верхней части поковки, как в C, исключает разрыв зернистость 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 матрицы, как в C, более экономична и обеспечивает превосходная зернистая структура металлической поковки. Проектирование процесса ковки В современной обрабатывающей промышленности часто выковываются металлические детали сложной геометрии. полностью с необходимостью выполнения лишь незначительных чистовых операций. Эти части не могут изготавливаться с помощью одинарной ковки. 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 уделяется следует рассматривать на каждом этапе и на том, как он соотносится с конечным продуктом. Также дизайн выбранный путь перераспределения рабочего материала с начала процесс до конца последнего шага, концентрируясь на плавном течении металла.Дизайн ковки, как правило, в первую очередь должен 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 металлической ковки 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 усиливать деталь, особенно в отношении применения этой части. Рисунок: 169 Открытая штамповка часто играет роль на ранних стадиях, обеспечивая общий 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, обсуждаемые в разделе открытой штамповки, очень важны. Процессы штамповки, используемые для грубой передачи материала. Фуллеринг а кромка выдавит больше металла в некоторые участки работы, вызывая в других областях должно быть 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.Этот закрытый процесс штамповки создаст геометрические особенности детали на работе. Как до, так и во время этой фазы необходимо тщательно спланировать поток металла. Процессы чистовой обработки, такие как калибровка, создают меньшие, 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 более 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

Различные процессы ковки | Cornell Forge Co.

Ковка — это производственный процесс, в котором сжимающие силы используются для придания металлу желаемых форм и размеров. Специалисты отрасли применяют множество различных методов ковки — в зависимости от материала и продукта, который подвергается ковке, — каждая из которых имеет свои преимущества и наилучшее применение.

В следующем блоге представлен обзор различных типов доступных методов ковки с описанием того, что они влекут за собой, их основных преимуществ и типичных применений.

Ковочные операции можно разделить на четыре основных типа:

Ковка в открытых штампах

Ковка в открытых штампах предполагает использование двух плоских штампов или штампов простой формы для приложения давления к основному материалу с обеих сторон.Применение многократного сжатия на высоком уровне или ударов молотком по штампу придает материалу желаемую форму. Поскольку используемые матрицы не полностью закрывают основной материал (отсюда и обозначение открытой матрицы) и допускают боковое перемещение, процесс может обеспечить создание более крупных и тяжелых компонентов.

По сравнению с другими процессами ковки, ковка в открытых штампах дает очень мало отходов материала и конечную продукцию с более однородной структурой зерна и более высоким сопротивлением усталости.В авиационной и железнодорожной промышленности этот процесс часто используется для производства крупных и тяжелых компонентов, таких как цилиндры, ролики и валы.

Поковка в штампах

Подобно методу штамповки в открытых штампах, штамповка в штампах, также известная как штамповка в закрытых штампах, использует штампы для формования материала в требуемые детали и изделия. Однако, в отличие от ковки в открытых штампах, используемые штампы полностью закрывают основной материал. Кроме того, для сравнения, процесс требует гораздо больших сжимающих усилий, чтобы обеспечить полное заполнение полостей фильеры и формирование целостной детали.

Кованые штампом детали обычно меньше, чем открытые штампованные детали. Однако они демонстрируют более жесткие допуски (в том числе для форм, близких к конечной) и более высокое качество отделки поверхности, что способствует снижению производственных затрат при более крупных производственных циклах из-за уменьшения потребности во вторичных операциях обработки. Автомобильная, горнодобывающая, нефтегазовая промышленность часто полагается на этот процесс для производства прецизионных деталей, таких как фитинги, фланцы и компоненты двигателей.

Узнайте о нашей ковке из сплавов

Холодная ковка

Хотя некоторые методы ковки требуют приложения тепла к основному металлу, также доступны различные процессы холодной ковки.Некоторые примеры методов холодной штамповки включают гибку, холодную высадку, холодное волочение, чеканку и экструзию. Эти процессы используются для создания широкого спектра деталей и продуктов различного дизайна.

По сравнению с методами горячей штамповки, холодная штамповка позволяет получать детали с жесткими допусками по размерам и хорошим качеством поверхности без необходимости термической обработки или использования более дорогих материалов. В автомобильной промышленности обычно используется холодная ковка для изготовления компонентов необычной или сложной геометрии, таких как компоненты рулевого управления и подвески, тормозные компоненты, оси, сцепления, шестерни и шестерни.

Узнайте о нашей поковке из нержавеющей стали

Бесшовные поковки с катаным кольцом

Подобно другим методам штамповки, поковка с катаным кольцом сжимает штампы для придания формы материалу. Однако вместо использования плоских штампов в процессе используются изогнутые штампы — обычно два противоположных ролика — для формирования кольцевых компонентов.

Процесс ковки катаных колец обеспечивает непрерывное производство, что позволяет повысить производительность и снизить производственные затраты. Кроме того, кованые детали с катаным кольцом имеют больший срок службы и превосходную чистоту поверхности, чем другие кованые детали.Благодаря высокой прочности они часто используются в тяжелом горнодобывающем оборудовании, авиакосмических двигателях, ветряных генераторах и железнодорожном оборудовании.

Получите необходимую экспертную помощь от команды Cornell Forge

В Cornell Forge Company мы рады предоставить одни из самых высококачественных кованых компонентов в отрасли. Обладая более чем девятидесятилетним опытом, мы хорошо разбираемся во всех аспектах ковки металлов, включая ковку в закрытых штампах. Для получения дополнительной информации о доступных типах поковок или помощи в предстоящем проекте по производству кузнечных изделий свяжитесь с нами или запросите ценовое предложение сегодня.

Хотите узнать больше о кузнечных деталях?

Руководство по ковке деталей

Общие сведения о ковке и кованых деталях

Хотя ковка является одним из старейших методов обработки металлов, она остается одним из самых эффективных и по сей день. По своей сути ковка — это процесс формирования необработанного металла без полного расплавления материала. Металл остается в твердом состоянии, пока оператор выполняет любую комбинацию методов формования, таких как удар, прокатка или прессование.Несмотря на то, что существует множество разновидностей ковки, каждая из которых имеет свои явные преимущества, большинство из них включает нагрев заготовки до очень высоких температур, чтобы облегчить эти процессы формовки.

По сравнению с литьем или другими методами обработки металлов ковка обеспечивает наиболее желательные физические характеристики, включая очень высокую степень прочности на разрыв, по привлекательной цене. Эти полезные свойства в первую очередь обусловлены изменением текстуры металла. Поскольку материал никогда не плавится, ударные или сжимающие силы, прикладываемые во время ковки, заставляют зерно следовать за потоком готового продукта.Это создает компоненты, которые намного прочнее, чем их обработанные и литые аналоги.

Cornell Forge делает эти преимущества доступными для клиентов из разных отраслей, предлагая полный спектр квалифицированных услуг по ковке, отвечающих потребностям множества приложений.

Процесс ковки

Существует множество подтипов более широкого процесса ковки, поэтому точные этапы формирования продукта могут отличаться. Однако большинство процедур будет следовать одной и той же общей схеме.

• Ковка основана на использовании штампов для сжатия и придания формы металлу, поэтому очень важно определить, какой набор инструментов будет наиболее эффективным для достижения желаемой формы. Во многих случаях потребуется индивидуальная конструкция штампа, чтобы конечный продукт точно соответствовал ожиданиям. Для более крупных производственных циклов этот этап может включать в себя проектирование и производство нескольких штампов, предназначенных для правки, формовки или резки.
• После завершения планирования и изготовления инструмента можно начинать собственно металлообработку.Сначала заготовку или заготовку нужно обрезать по размеру. После резки его необходимо нагреть до нужной температуры. После нагрева заготовка готова к формованию.
• На этом этапе различные методы ковки начинают расходиться. В зависимости от выбранного процесса заготовка может быть нагрета и запрессована между двумя матрицами или вставлена ​​в формованную полость и сжата. В некоторых случаях оператор оставляет заготовку при комнатной температуре и обрабатывает ее вручную молотками в процессе, называемом холодной ковкой.
• Наконец, могут потребоваться некоторые необходимые процедуры отделки. Например, некоторые плашки будут производить высечки, которые необходимо обрезать.

Узнайте о различных процессах ковки.

В Cornell Forge мы стараемся свести к минимуму необходимость во вторичных процедурах, чтобы мы могли передать эту экономию нашим клиентам. Выбор метода ковки зависит от формируемой детали. Мы работаем с каждым клиентом, чтобы выбрать метод, который обеспечит точные, последовательные результаты и соответствующие физические свойства для его варианта использования.

Преимущества ковки

Большинство компонентов, которые могут быть произведены путем ковки, можно вместо этого отлить. Однако кованые изделия обладают значительными преимуществами по сравнению с деталями, изготовленными методом литья, особенно в тех случаях, когда прочность и долговечность имеют первостепенное значение. Это связано с тем, что ковка в корне изменяет структуру металла — при сжатии твердого или нагретого металла материал подвергается металлургической перекристаллизации, которая является благоприятным изменением зерен металла.

После рекристаллизации кованые детали имеют гораздо более высокую прочность на удар и сдвиг, чем исходный или литой материал.В качестве дополнительного преимущества эти улучшения прочности могут быть настолько заметными, что устраняют необходимость в использовании дорогих сплавов для достижения желаемой прочности.

Ознакомьтесь с различными продуктами, которые мы производим.

Дополнительные преимущества ковки:

• Прочность на растяжение . Исследование Университета Толедо показало, что кованые детали демонстрируют на 26% более высокую прочность на разрыв, чем сопоставимые чугунные компоненты. В результате кованые компоненты могут выдерживать значительно большее напряжение без разрывов, чем другие детали.
• Усталостная прочность . Кованые компоненты обладают значительно более высокой усталостной прочностью, что обеспечивает более длительный срок службы по сравнению с компонентами, изготовленными другими методами, при соблюдении таких же тяжелых условий эксплуатации.
• Универсальность . Как ковка, так и литье позволяют производить огромное количество изделий, больших и малых. Редко есть причина выбрать литье вместо ковки только для того, чтобы получить другую форму.
• Однородность . По сравнению с литыми деталями кованые детали имеют более однородный состав и структуру, что способствует их впечатляющему сроку службы.

Помимо превосходства литья по этим ключевым показателям, ковка также предотвращает общие дефекты, обнаруживаемые в литых деталях. При литье у некоторого процента готовых деталей обычно бывает неприемлемый уровень пористости, усадки или даже пустот. Такие проблемы часто могут привести к утилизации почти полностью обработанных литых деталей, что приводит к потере драгоценного времени обработки. Ни одна из этих проблем не может возникнуть при ковке, потому что материал никогда не плавится и не подвергается риформингу.

Такое стабильное качество является значительным преимуществом, особенно с точки зрения стоимости.Если литая деталь имеет пористость, ее необходимо утилизировать и переработать, что влечет за собой значительные материальные и трудовые затраты. Ковка полностью снижает этот риск. Кованые детали также приводят к долгосрочной экономии средств из-за их долговечности, что снижает частоту выхода компонентов из строя и необходимости их замены.

В целом кованые детали прочнее, чем аналоги с аналогичной ценой, и поэтому являются отличным вариантом для многих промышленных компонентов.

Промышленное применение

Многие отрасли промышленности начали осознавать ключевые преимущества кованых компонентов.К ним относятся:

• Aerospace . Авиационные двигатели, компоненты шасси и аналогичные детали аэрокосмической техники выигрывают от долговечности и амортизации кованого металла.
• Автомобиль . Двигатели, рамы и трансмиссии — все это примеры компонентов, которые часто подделывают, чтобы воспользоваться преимуществами более высокой прочности, сопротивления и амортизации кованого металла.
• Морской и железнодорожный . Детали, предназначенные для строительства и ремонта лодок или рельсов, часто кованы, чтобы обеспечить их долговечность при большом напряжении в суровых условиях эксплуатации.
• Ручные и промышленные инструменты . Инструменты должны выдерживать большую ударную нагрузку, не деформируясь и не растрескиваясь. Кованый металл обеспечивает долговечность, которую трудно добиться с помощью литья.
• Клапаны и фитинги высокого давления . Существует потребность в чрезвычайно прочных фитингах и клапанах для применения в условиях высокого давления во многих отраслях промышленности. Кованые компоненты часто предпочтительнее из-за их прочности и долговечности в тяжелых условиях эксплуатации или под высоким давлением.
• Машины и оборудование для нефтепромыслов . Нефтегазовая промышленность предъявляет особые требования к оборудованию, и поломки могут быть чрезвычайно дорогостоящими. Кованый металл более безопасен и снижает потребность в дорогостоящих остановках для замены вышедших из строя деталей.
• Строительство, погрузочно-разгрузочные работы и горнодобывающая промышленность . Строительные площадки, шахты и погрузочно-разгрузочные предприятия часто подвергают оборудование очень большим нагрузкам и жестким условиям эксплуатации. Кованые компоненты часто предпочтительнее для защиты от опасных неисправностей и ненужных простоев.

В целом причины роста популярности ковки очевидны. Это экономически выгодно и приводит к созданию прочных, высокопроизводительных компонентов, устойчивых к износу даже в самых сложных рабочих условиях. Эти преимущества могут быть усилены за счет тщательного выбора материала, поэтому Cornell Forge работает в основном с высокопрочными сплавами, а также с нержавеющей сталью, которые обеспечивают максимальную прочность, долговечность и коррозионную стойкость.

Запросите кованые изделия по индивидуальному заказу в Cornell Forge сегодня

В Cornell Forge у нас более 90 лет опыта в области ковки, и мы используем этот опыт, чтобы направлять наших клиентов на всех этапах процесса ковки.Мы предлагаем помощь в проектировании, консультации и услуги по оптимизации, а также собственное производство инструментов, что позволяет нам работать с клиентами с самого начала планирования продукта. Наши разнообразные предложения позволяют нам работать в различных отраслях промышленности со сложными потребностями, включая военную, медицинскую и аэрокосмическую.

Как компания, имеющая сертификат ISO 9001: 2015, мы придерживаемся строгих стандартов качества, включая строгие меры контроля процесса, чтобы гарантировать, что каждая кованая деталь соответствует ожиданиям.Более того, мы работаем с чистыми или почти сетевыми процессами ковки, чтобы сократить отходы и сократить время выполнения заказа, а это означает, что вам не нужно жертвовать устойчивостью ради эффективности.

Наши возможности включают ковку для нержавеющей стали и стальных сплавов, а также дополнительные услуги, которые варьируются от термообработки до сборки и испытаний. Чтобы узнать больше о том, как наши нестандартные решения для ковки могут решить ваши самые сложные конструкторские задачи, свяжитесь с Cornell Forge или запросите ценовое предложение сегодня.

Процесс ковки | Узнайте о процессе Power Forge от надежного производителя кузнечных изделий

Ковка — это производственный процесс, который приводит к формованию металла с использованием расчетной силы.Ковка выполняется с помощью молотка или штампа во время процесса формовки, чтобы получить заданную конструкцию кованого металлического объекта. Ковка также имеет несколько классификаций, определяемых в соответствии с температурой, при которой выполняется процесс ковки. Это включает в себя холодную штамповку или горячую штамповку, каждая из которых имеет свои определенные преимущества. Кованые детали могут иметь размер от менее килограмма до сотен метрических тонн и могут быть адаптированы к любой желаемой форме или размеру.

В чем разница между холодной и горячей штамповкой?

Холодная ковка — это процесс ковки, который выполняется при комнатной температуре.Для доставки готового продукта этот процесс включает в себя прокатку, вытяжку, прессование, прядение, экструзию и высадку. Преимущества холодной ковки заключаются в том, что холодные штампованные детали требуют минимальных отделочных работ, что помогает сэкономить на производственных затратах. Между тем горячая штамповка выполняется при экстремально высоких температурах — до 1150 градусов по Цельсию. Преимущества горячей ковки заключаются в том, что металл более гибкий и с ним легче работать, чем с холодной ковкой, что позволяет изготавливать более индивидуальные детали из-за этой пластичности.

Что такое капельная ковка?

Капельная ковка относится к методу капельной ковки в закрытых штампах, при котором нагретая стальная заготовка помещается на нижний блок пресс-формы. Находясь над головой, ударный молот с штампом опускается или опускается вниз, заставляя металл заполнять контуры двух штамповочных блоков. Ковка с падением получила свое название от удара молота, падающего на кованный металлический объект. Причина, по которой производители используют процесс капельной ковки, заключается в том, чтобы производить изделия, которые должны быть особенно прочными и долговечными.

Эволюция ковки

Ковка как практика сохранилась на протяжении всего испытания временем. Сначала люди создавали ручные инструменты или оружие из кусков металла над костром. С тех пор ковка продолжала развиваться и превратилась в машиностроительную отрасль, которой она является сегодня. В Canton Drop Forge наши поковки используются в критических приложениях, где отсутствует отказоустойчивость. Как современная кузнечная компания, мы специализируемся на производстве точных и прочных поковок для различных рынков, включая аэрокосмическую, транспортную, внедорожную и другие.

Самые популярные области применения ковки

• Ковка для аэрокосмической промышленности
• Механическая ковка
• Транспортная поковка
• Нефтепромысловая поковка
• Поковка для бездорожья
• Поковка для производства электроэнергии
• Насосы и компрессоры Поковка
• Оборонная поковка

Разнообразный опыт ковки в Кантон Дроп Фордж

Широта наших возможностей и более чем 100-летний опыт продолжают готовить нас к будущим возможностям на рынках по всему миру.Свяжитесь с нашими экспертами по кузнечному делу, чтобы узнать, как Canton Drop Forge может предоставить точные индивидуальные решения для ковки, соответствующие уникальным потребностям вашей отрасли.

.