Что такое ковка металла

Какие образы рисует ваше воображение при слове «ковка»? Это наверняка молот, наковальня и могучие кузнецы, занятые своим тяжелым, почетным ремеслом.

Совершенно справедливо. Помните выражение «куй железо, пока горячо» в известном фильме? Именно высокотемпературная деформация металла под давлением получила название «ковка». Более того, несмотря на существование холодной ковки, горячая обработка металла остается единственным способом создания настоящих шедевров кузнечного ремесла.

Чтобы вы понимали разницу и специфику обоих методов, мы решили рассказать, что такое ковка металла, а начать имеет смысл с исторической справки.

Кузнец — самая почетная профессия

Еще в 7 веке до н. э. люди изготавливали из меди примитивное оружие и украшения. Но ковку применяли редко, потому как медные изделия проще было отлить.

Примерно в 1200 году до н. э. человек научился добывать железо из руд, что послужило началом железного века и развития металлургии.

Настоящий расцвет кузнечного ремесла пришелся на средние века, когда ручным методом ковали ограды, ворота, оружие, предметы быта, канделябры, мебель. Ковка — это тонкое искусство. Хорошие кузнецы — люди, прежде всего, творческие, работающие ювелирно, способные придать изделию самую необычную форму и украсить его замысловатым узором.

В кузницу кого попало не пускали, поэтому кузнечное дело было овеяно мифами и легендами, а самих кузнецов почитали и приписывали им сверхъестественные способности.

С тех пор прошло много веков, поэтому не помешает узнать, что такое ковка металла в современном понимании.

Виды ковки

Спрос на кованые изделия чрезвычайно высок, поэтому технологии ковки совершенствуются по сей день. Изделия и заготовки, изготовленные методом ковки, получили название «поковка».

Итак, сегодня существуют три вида ковки металла:

• свободная — это способ обработки металла, при котором заготовка не ограничена никакими формами либо закреплена на наковальне с одного конца. Под свободной ковкой чаще понимают ручной горячий метод обработки металла;
• машинная ковка металла производится на специальном оборудовании — кузнечных молотах весом от 40 кг до 5 тонн, гидравлических прессах или ковочных машинах. С помощью машинной ковки получают изделия массой в десятки тонн;
• штамповка — распространенная технология деформации металла, при которой заготовка помещается в форму — штамп. Методом штампования изготавливаются предметы серийного производства.

Теперь вы представляете, что такое ковка металла, но обзор будет неполным без упоминания об основных технологиях, с помощью которых происходит обработка стальных заготовок.

Горячая ковка

Прошли столетия, но при горячей обработке металла используются все те же инструменты — кузнечный очаг, наковальня, клещи и молот.

Конечно, они уже не такие примитивные. Например, печи и горны бывают стационарными и переносными, закрытыми и открытыми. Работают они на разных видах топлива, включая газ, дрова и электричество. Главное, что кузнечные печи способны разогревать металл до t + 1200°С.

Ручная ковка — это физически тяжелая работа, поэтому мастера используют надежные наковальни с опорой весом не менее 30 кг, клещи и молоты различной массы.

Технологический процесс заключается в нагревании заготовки, а затем придания ей нужной формы. Поэтому молотом дело не ограничивается и кузнецы используют другие инструменты:

• тиски;
• гладилки;
• раскатки;
• кувалды;
• фасонные молотки;
• ручники.

Элементы кованой конструкции соединяются методом электрической сварки, кузнечной сварки (сварка ковкой) или с помощью заклепок. Охлаждаются изделия или в очаге, или в емкости с холодной водой.

Метод горячей ковки — это искусство. Чтобы понять, как из невзрачного металла получаются изысканные лестничные ограждения, воздушные ворота или изящные торшеры, не помешает узнать об основных приемах кузнечного ремесла.

Технологические операции горячей ковки

Ручная работа всегда подразумевает эксклюзивный результат, и кованых изделий это тоже касается. Методом горячей художественной ковки создаются уникальные предметы, за что, собственно, они и ценятся.

Кстати, ключевое отличие методов горячей и холодной ковки заключается в том, что обрабатывать металл без нагревания может каждый по одному мастер-классу. А настоящему кузнечному делу обучаются годами, а потом еще долго совершенствуют свои навыки.

Понять сложно, что такое ковка металла горячим методом, не имея представления о ее основных технологических приемах:

• протяжка — это удлинение металлического элемента;
• осадка — уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечного сечения;
• обкатка или поворачивание заготовки вокруг своей оси для придания ей цилиндрической формы;
• разгонка подразумевает расплющивание заготовки для увеличения ее ширины;
• прошивка — это способ создания сквозных отверстий.

С рубкой, загибом и скручиванием железа все понятно, потому как названия операций говорят сами за себя.

Что такое ковка металла горячим методом вы теперь знаете, остается объяснить популярность технологии. Дело в том, что при деформации горячей стали металл уплотняется, а его прочность повышается. Не говоря уже об эстетической составляющей.

Холодная ковка

Если при художественной ковке ассортимент изделий, создаваемых мастером, ограничивается его фантазией, то холодная ковка — это способ получения добротных, презентабельных, но типовых изделий.

Гибка и прессовка металла производится на станках с шаблонами, такими как «гнутик», «улитка» и т. д. Чем больше форм, тем более разнообразными получатся ограды, перила или решетки на окна. Прутья обрезают болгаркой, а элементы соединяются сварным способом.

Кстати, некоторые эксперты холодный способ обработки металла ковкой не считают, потому как в этом случае металл нагревается только в местах соединений. Кузнецы старой школы с ними совершенно согласны.

Все, что вам нужно знать о ковке (полное руководство)

Металлы в необработанном виде имеют меньшее значение. Их нужно обработать, чтобы можно было использовать по назначению. Обработка может изменить физическую структуру металла или даже внешний вид этого материала. Ковка — лишь один из видов промышленной деятельности, выполняемой с металлами, чтобы сделать их более актуальными.

Хотите узнать о ковке и ее важности? В этом руководстве мы раскрываем все, что вам следует знать. ковка.

Что такое ковка? -Определение

Ковка — это сложный производственный процесс, который влечет за собой формование металла с использованием ряда локализованных сжимающих сил. Эти силы передаются удар за ударом с помощью молотка или даже штампа. Ковку иногда называют штамповкой в ​​штампе, штамповкой в ​​закрытых штампах или Near-Net.

Эти силы в конечном итоге изменят форму металла, даже если он остается в твердом состоянии. Это отличается от других методов, таких как литье, когда металл сначала превращается в жидкую форму, прежде чем его форма изменится.

Ковка часто классифицируется в зависимости от уровней температур, используемых в процессе. По этой причине у нас есть холодная и горячая ковка. Для горячей штамповки кусок металла нагревается перед изменением его формы.

Есть разные типы металлов, которые подвергаются процессу ковки. Однако с каждым металлом обращаются по-своему, и это объясняет, почему существуют разные типы процессов ковки. Каждый процесс хорошо продуман для определенного типа материала.

Также важно отметить, что кованые металлические детали различаются по весу. Некоторые металлы могут быть тяжелыми, а другие — очень легкими.

Ковка используется уже много лет и находит широкое применение в металлургической промышленности. Многие изделия были получены с помощью этой техники обработки металлов.

Продукция ковки включает в себя; посуда, аппаратные инструменты, оружие, тарелки, украшения и многое другое. Нет сомнений в том, что ковка — это процесс, оказывающий большое влияние на современный мир.

История ковки

The History of Forging Process

Ковка — один из старейших известных процессов обработки металлов. В древности ковку выполнял кузнец с использованием простых инструментов, таких как молоток и наковальня. Это было довольно громоздко и требовало много времени.

Внедрение гидроэнергии в сборку и обработку металлов в 12 веке позволило использовать молотки большого размера или механические молоты. Это увеличило количество и размер металлов, которые будут производиться и коваться.

Кузнечная или кузнечная промышленность развивалась на протяжении веков и превратилась в предприятие со специально разработанными процессами, инструментальным оборудованием, сырьем, производственным оборудованием и другим ассортиментом продукции, предназначенным для удовлетворения высокого спроса на металлы.

В наше время промышленная ковка оснащается прессами или молотами, работающими от сжатого газа, электричества, гидравлики или пара.

Эти молоты, как правило, имеют возвратно-поступательный вес в пределах нескольких тысяч фунтов. Меньшие механические молоты, возвратно-поступательный вес 500 фунтов (230 кг) или меньше и гидравлические прессы широко распространены в художественных кузнях.

Некоторые паровые молоты все еще используются. Однако большинство из них устарели с появлением более удобных источников энергии и электроэнергии.

Преимущества и недостатки ковки

Следует ли мне использовать процесс ковки для придания формы своим металлическим деталям? Это вопрос, который задают многие.

Как и у многих других методов металлообработки, у ковки есть свои преимущества и недостатки. Мы собираемся рассмотреть две стороны медали, чтобы в конце концов вы могли принять обоснованное решение в отношении этого процесса.

Преимущества ковки

Вот основные преимущества процесса ковки:

Результаты для прочных обработанных деталей: По сравнению с процессом литья детали, полученные в процессе ковки, определенно прочнее. Ну как такое возможно? В процессе ковки внутреннее зерно металла перестраивается, чтобы соответствовать форме металла. В результате улучшаются прочностные характеристики металлов.

Изображение, показывающее зерно, соответствующее источнику процесса ковки: https://www.whtildesley.com/processes/advantages-of-forging

Более низкая стоимость: По стоимости ковка все же дешевле, чем литье металла или даже методы изготовления. К ковке предъявляются меньше требований по сравнению с процессом литья.

В отличие от популярного предположения, инструменты, необходимые для процесса ковки, также дешевы. В конечном итоге это означает, что вы будете платить меньше денег за весь процесс ковки.

Кроме того, выбор правильной кузнечной компании в Китае приведет к низкой стоимости процесса.

Целостность конструкции: Структурная целостность — это способность металла выполнять свою работу без каких-либо структурных дефектов. Ковка исключает такие общие металлургические дефекты, как пористость и сегрегация сплавов. Это общие проблемы с металлическим литьем.

В результате получается однородный металлический контур и минимальное количество брака.

Кроме того, ковка исключает риск образования пористости. На металле не будет трещин, которые могут нарушить его целостность.

Позволяет выполнять постпоковочную обработку:  Процесс ковки облегчает выполнение обработки после штамповки. Это потому, что процесс приводит к минимальным пустотам, трещинам и пористости. После обработки процесс будет более точным.

Более короткое время цикла: Сколько времени занимает процесс ковки? Хотя не существует определенного времени цикла для ковки, ясно одно: это занимает меньше времени, чем процесс литья. Однако время будет зависеть от формы и типа металла.

Обеспечивает максимальную гибкость: Ковка металла дает производителям множество возможностей для изучения. Например, этот метод можно использовать для формовки металлов сложной конструкции.

Также ковку можно использовать для придания формы металлам разного веса и прочности.

С точки зрения производственных мощностей ковка может быть идеальным методом как для мелкосерийного, так и для крупномасштабного производства. Ковке может быть подвергнут любой объем металла. То же касается и размеров металлов. С помощью этого процесса можно формировать как крупные, так и мелкие металлы.

Недостатки ковки

Основная проблема ковки как метода изготовления металла — большие капиталовложения. Оборудование и инструменты, необходимые для этого процесса, довольно дороги. Кроме того, процесс ковки может контролироваться и выполняться только хорошо обученными специалистами.

Хорошая новость заключается в том, что вы можете избежать вопроса о стоимости, выбрав доступных производителей металлических кованых изделий в Китае. С ними вы значительно сократите стоимость.

Еще одна проблема ковки — это негативное воздействие на окружающую среду, которое может иметь процесс. Процесс всегда связан с постоянным шумом и вибрациями. Людям, живущим в окрестностях, это может показаться неудобным.

Однако решить эту проблему можно, используя специальные шумозащитные постройки.

С другой стороны, потери материала при ковке минимальны.

Что такое дефекты поковки?

• Несмотря на то, что металлическая ковка подвергается курированию для достижения наилучших результатов, с ней связаны некоторые дефекты. Некоторые из этих дефектов включают:
• -Не заполненный раздел
• — Масштаб ям
• -Die shift
• -Хлопья
• Лучшие ковочные компании всегда стремятся устранить или минимизировать влияние этих дефектов ковки.
• Сравнивая преимущества и недостатки ковки, становится совершенно ясно, что от этого процесса можно получить больше.

Типы процесса ковки

Изображение с сайта https://www.ispatguru.com/processes-for-forging-of-metals/

Есть разные типы процессов ковки, которые можно использовать для металлов. Давайте посмотрим на каждый тип и его важность:

Как мы заявляли ранее, ковка делится на две большие группы. Это горячая и холодная ковка.

Горячая ковка

Горячая ковка — это когда металл нагревается до температуры, превышающей его нормальную температуру рекристаллизации. Для большинства металлов температура может достигать 2000 градусов по Цельсию.

Одним из главных преимуществ горячей ковки является то, что она снижает температуру, необходимую для ковки металла. Фактически, избыточное тепло, выделяемое в процессе, используется для повышения прочности и пластичности металла.

Кроме того, изделия, полученные в результате горячей штамповки, обычно имеют однородную температурную консистенцию.

Холодная ковка

Холодная ковка — это процесс, при котором процесс осуществляется при нормальной комнатной температуре. Это означает, что температура намного ниже температуры рекристаллизации металла.

Главное преимущество холодной ковки перед горячей — качество получаемого металла. Он соответствует более высоким стандартам, однороден и обеспечивает более гладкую поверхность.

Однако этот метод не идеален для некоторых твердых металлов, таких как сталь. Они слишком прочные, чтобы их можно было сформировать в обычных условиях. Для холодной ковки может потребоваться мощное и дорогое оборудование.

Категории процесса ковки 

Помимо холодной и горячей штамповки, обработка подразделяется на более мелкие категории. Это;

Пресс-ковка

Ковочный пресс работает путем медленного приложения бесконечного давления или силы, которая отличается от почти мгновенного удара ковки с ударным молотком.

Период времени, в течение которого штампы находятся в контакте с заготовкой, измеряется в секундах (по сравнению с миллисекундами в кузницах с ударным молотком). Операция ковки на прессе может быть как холодной, так и горячей.

Основным преимуществом ковки на прессе по сравнению с ковкой с ударным молотком является ее способность деформировать всю заготовку. Ковка с ударным молотком вызовет деформацию только на поверхностях заготовки, соприкасающихся с молотком и наковальней. В противном случае заготовка останется относительно недеформированной.

Еще одно преимущество этого метода — знание скорости деформации новой детали. Регулируя степень сжатия во время операции ковки на прессе, часто регулируют внутреннюю деформацию.

Закрытая штамповка

Ковка в закрытых штампах также известна как штамповка в штампах. Его рабочий механизм зависит от форм, преобразующих форму металла.

Формы прикрепляются к опоре, в то время как силы молота направляют расплавленный металл через полости указанной матрицы.

Форма и геометрия металла формируются после нескольких ударов. Этот тип ковки идеально подходит для изготовления изделий сложной формы и геометрии.

Поковка в закрытых штампах также известна производством прочных металлов. Это объясняет, почему большинство автомобильных деталей формируются с использованием этого метода.

Главный недостаток — оборудование, которое используется для штамповки в закрытых штампах, довольно дорогое.

Открытая штамповка

Этот метод ковки используется для плоских штампов без предварительно вырезанных профилей. Она также известна как кузнечная ковка. Метод открытой штамповки ограничивает движение потока металла во всех областях, кроме тех, которые находятся в контакте с штампом.

Движение заготовки должно быть хорошо выполнено, чтобы добиться наилучшего результата. Металл также должен быть тяжелым и относительно длинным.

Открытая штамповка в основном используется для формования слитков до того, как они будут подвергнуты вторичным процессам формования. Некоторые из преимуществ открытой штамповки включают улучшенный поток зерна, минимальное количество пустот и высокую устойчивость к усталости.

Материалы и изделия ковки

Какой металл лучше всего подходит для ковки? Это вопрос, который вы, вероятно, зададите, когда будете интересоваться лучшими материалами для ковки.

Любой металл можно подвергнуть ковке. Однако есть металлы, которые обычно подделывают. Они включают;

1. -Все виды стали
2. -Carbon
3. -Алюминий
4. -Титан
5. -Медь
6. -Сплавы, такие как кобальт, молибден, никель
7. -Латунь, среди многих других.

У вас есть металлы, которые вы бы хотели выковать? Получите информацию от лучших компаний по ковке металла в Китае.

С точки зрения применения кованые металлические детали используются в любом применении, где требуется использование металлов хорошей формы. К ним относятся автомобили, посуда, ювелирные изделия, строительство, электрика и электроника, а также многие другие продукты ковки.

Заключение

Теперь, когда мы рассмотрели почти все основы ковки, следующим шагом будет поиск этой услуги. Вам следует подумать о том, чтобы обратиться за этой услугой, если у вас есть металлы, которым необходимо придать форму перед использованием для различных продуктов.

At Рош Индастри, мы предоставляем точные кузнечные услуги в Китае. У нас есть лучшие люди и оборудование для работы. Просто свяжитесь с нами, и мы ответим на все, что вам нужно знать о ковке.

дело

Преимущества ковки https://www.whtildesley.com/processes/advantages-of-forging

Различные дефекты ковки https://studentlesson.com/forging-defects/

Ковка вики https://en.wikipedia.org/wiki/Forging#Press_forging

Рошиндустри специализируется на высоком качестве Быстрое прототипирование, быстрый мелкосерийное производство и крупносерийное производство.

Услуги быстрого прототипа, которые мы предоставляем, — это профессиональный инжиниринг, Обработка CNC включая фрезерные и токарные станки с ЧПУ, Изготовление листового металла или прототипирование листового металла, Умрите литье, металлическое тиснение, Вакуумное литье, 3D печать, SLA, Изготовление прототипов методом экструзии пластика и алюминия, Быстрая оснастка, Быстрое литье под давлением, Обработка поверхности закончить услуги и другие услуги быстрого прототипирования Китая, пожалуйста свяжитесь с нами прямо сейчас.

Что такое ковка

Содержание статьи:

Ковка металла — это обработка материала при высокой температуре. С нею удается получить изделие определенных размеров и форм. Общей температуры нет, у всех материалов она разная. Во многом она зависит от физических и химических характеристик обрабатываемого материала. В этой статье подробнее разберемся с тем, что такое ковка, рассмотрим ее виды и другие важные моменты.

Что это такое?

Если говорить простым языком, то ковка — это обработка металла при установленной температуре. В таких условиях материал становится мягким, пригодным для дальнейшей работы. Ковочная температура железа составляет 1250-800°С, титана — 1600-900°С, меди — 1000-650°С. Это лишь несколько примеров. Каждый металл обладает своими характеристиками, в том числе и уровнем температуры.

Альтернатива горячей ковки — холодная ковка металла. При таком способе материал не нагревается до высоких температур. Нужные формы получаются исключительно в результате механической обработки. По сравнению с горячим способом этот — менее трудоемкий, однако и его должны выполнять профессионалы. Это гарантирует отличный результат и воплощение замысла.

Виды

Существует две разновидности ковки — горячая и холодная. Разберем подробнее каждый из этих способов.

Горячая ковка

Прошли столетия с появления этого способа, но он все не теряет своей популярности. Интересно, что многие годы кузнечное дело казалось чем-то мистическим и тайным.

По одной из версий от этого ремесла произошло слово «коварство». Изначально оно имело смысл мудрости, тайного знания и только спустя многие годы приобрело негативный подтекст.

Однако вернемся к описанию самого способа горячей ковки.

Как века назад, так и сейчас, для него требуются все те же инструменты: кузнечный очаг, клещи, молот и наковальня. Разница заключается лишь в том, что все это уже не такое примитивное, как прежде.

Кроме того, у каждого инструмента есть несколько разновидностей. Например, печи могут быть переносными и стационарными, открытыми, закрытыми. То же самое касается и других инструментов.

Однако, несмотря на разнообразие подручных средств, на первом месте остается умение мастера.

Горячая ковка представляет собой физически тяжелый труд. В обязательном порядке мастера используют надежные наковальни с весом не менее 30 кг, а также увесистые молоты и клещи. С технологической точки зрения работа выглядит так: заготовка нагревается до температуры ковки, после чего ей придают необходимую форму. Ввиду этого мастер не ограничивается молотом.

В ход идут раскатки тиски и другие инструменты, позволяющие получить изделие необходимой формы. После этого элементы соединяются в одну заготовку, например, с помощью заклепок, кузнечной сварки. Добавим, что этот метод считается искусством. Благодаря ему из невзрачного металла получаются изделия с необычными формами: предметы мебели, интерьера и др.

Однако есть у горячей ковки и несколько недостатков. Прежде всего, нагрев металла подразумевает специально оборудованное помещение, а также наличие дорогого оборудования. Кроме того, работа с открытым огнем требует предельной внимательности и сосредоточенности.

Холодная ковка

Этот метод обработки металла предполагает меньшее участие специалиста. С его помощью удается добиться оригинального эффекта состаренного материала. Этот способ — оптимальное решение для получения добротных, красивых, но типовых изделий. В случае объемных заказов удается создать 100% идентичные узоры, которые будут копиями друг друга. Добавим, что этот способ обходится дешевле горячей ковки.

Какие инструменты потребуются

Остановимся на инструментах, которые нужны для ковки. Их немало, но мы разберем основные, которые используются столетиями. Расскажем о кузнечном очаге, наковальне, а также о клещах и молоте.

По виду кузнечные очаги делятся на:

• стационарные, мобильные;
• электрические и те, которые работают на топливе;
• открытые, закрытые;
• с центральной фурмой, а также с боковыми соплами топливной подачи;
• газотопливными, жидкостными или с твердым топливом.

А вот о том, какой бывает наковальня, знают многие. По сути она представляет собой большой металлический стол, на котором формируется заготовка. В ее конструкцию входит основание, наличник с отверстиями под гибку и рог. Разновидностей такого стола много, главное условие — наличие стальной опоры массой не менее 30 кг.

Еще один важный инструмент любого кузнеца — клещи. Они нужны для разных манипуляций с заготовками. Разница заключается в их весе. Кроме них, мастерам нужна печка (или горн), а также специальный стержень для захвата болванки. И, конечно, ни один кузнец не обходится без молота. Этот инструмент считается основным. Его масса бывает разной, в зависимости от габаритов заготовки.

Самым первым материалом ковки была медь. Это легко объяснить ее распространенностью, а также легкостью обработки. Ковать ее можно уже при 100°C, что было под силу мастерам того времени. После люди начали осваивать изготовление бронзовых и железных изделий.

Виды обработки

Перечислим основные виды металлической ковки: машинная, свободная, а также штамповка. Первый способ — самый современный. Его используют при масштабном производстве, а также в тяжелой промышленности.

Для выполнения поставленной задачи подходят механизированые молоты, масса которых может достигать 5 тонн. Наряду с ними используется пресс и ковочные машины.

Вес самих заготовок может достигать нескольких десятков тонн.

Свободная ковка — технология, которая подразумевает то, что заготовки не ограничиваются формами. Сюда же входит ручная ковка, когда изделию придают необходимую форму с применением молотка и кувалды.

Этот способ улучшает характеристики металла, подходит для производства единичных продуктов.

Улучшение характеристик заготовки происходит за счет размельчения крупных кристаллов материала, получения однородной структуры с мелким зерном.

Штамповка — еще один вид кузнечной обработки. С ее помощью производство стало массовым. В ходе изготовления металл ограничивают штампами. При деформации его форма меняется до необходимой. Штамповку используют там, где необходимо получить большое количество продукции.

Технология производства

Подробно рассмотрим этапы ковки:

Нагрев заготовки

Это первый шаг, с которого начинается производство. От него зависит дальнейшее развитие событий и то, насколько хорошо пойдет работа.

Сам он представляет собой следующее: взятие металлической заготовки и разогрев печи (ориентиром должен служить темно-красный цвет, который просигнализирует готовность). Заготовка размещается в термической установке, доведенной до высокой температуры.

Добавим, что полуфабрикат обязательно должен быть горячим. Это позволит избежать трещин в слоях сплава внутри.

Для предварительного нагрева вполне подойдет показатель в 300°C. Когда детали находятся в самой печи, то можно проследить закономерность: чем выше температура, тем пластичнее деталь и легче поддается обработке.

Однако перегревать полуфабрикат не нужно. Это может привести к образованию кристаллов со слабыми связями, которые сделают сплав хрупким. Чтобы не допустить этого, ориентируются на температуру ковки каждого металла.

Обжим

Это следующий шаг. Здесь отметим, что металл — это вовсе не однородный материал, как может показаться. Внутри него имеются различные пустоты. Именно поэтому заготовку, которая вышла из печи, следует уплотнить. С этой целью от середины до конца по ней ударяют молотком. Условно это действие можно разделить на два этапа: подготовку, а также финальную отделку.

Подготовка подразумевает уплотнение сплава, придание необходимых параметров. Здесь для каждого вида обработки (плоские, цилиндрические вещи, кольца и др.) предусмотрен свой способ ковки. Например, сплошные цилиндры обрабатываются на нижнем бойке наковальни. По заготовке проходятся молотком, через несколько ударов, вращая по оси на 1/8 оборота. На выходе получается восьмигранник.

Такую заготовку обжимают снова, таким же способом. На выходе получается форма, у которой насчитывается 16 граней. И так происходит до тех пор, пока не удается получить цилиндр с сокращенным диаметром.

При этом сама заготовка прибавляет в длине, а металл движется по оси. Такой способ обработки именуют вытягиванием. В ходе него обязательно отслеживают состояние металла.

В случае обнаружения трещин работу придется остановить, чтобы убрать дефекты кузнечным зубилом.

Если размеры детали, которую подвергнут ковке, очень большие, работу делят на два этапа: обжимают, проводят подготовительные работы с нижней частью, а затем нагревают и занимаются другой частью. Затем проводится «отрубка прибыли», которая предполагает удаление верха заготовки. Это связано с тем, что в этой части содержится много пустот.

Проще всего формировать детали в виде колец. Для этого заготовки требуется обжать, вытянуть. На следующем шаге — удалить с них окалину, «отрубить прибыль» и разделить на части.

Незадействованные части нагреваются повторно, а затем из них формируются изделия в форме лепешек. Для получения колец остается сделать отверстия в лепешках с обеих сторон.

На следующем шаге проводится обработка в наковальне стойчатого типа, которая называется «разводкой».

Востребованная форма заготовок представляет собой прямоугольные детали с поперечным сечением. Их ковку следует выполнять в соответствии с имеющимися рекомендациями. Наличие наковален (плоских) является обязательным. На первом шаге здесь делают обжим, а затем сплющивание. Далее деталь поворачивается по оси на 90°C; осуществляется сплющивание «на ребро».

В результате этого шага, а также ударов деталь вытягивается, становится длиннее, чем ось. Однако здесь нужно следить за тем, чтобы заготовка не превратилась в тонкую ленту. С этой целью производят раскатку, которая требуется для расширения размеров. Появившиеся неровности сглаживаются с помощью молотка. Подобный способ подходит для ковки бронированных плит.

Добавим, что разновидностей заготовок много. Они выбираются, исходя из формы, вида металла. Главное здесь — подобрать вариант и соблюдать технологию. От этого зависит результат работы.

Отделка

После обработки заготовка имеет непривлекательный вид, и это нужно исправить. Для этого предусмотрена отделка. В ходе нее металлическое изделие становится гладким, приобретает необходимые размеры.

С этой целью его чистят зубилом, тем самым удаляя трещины. Далее по всей поверхности проходятся молотком. На следующем шаге проверяется соответствие получившегося изделия тому, которое было задумано.

Выполнять отделку не так сложно, как это может показаться. Для ее проведения существует немало инструментов: штампы для финишной «полировки», гладилки и др. Однако все они могут использоваться только для остывших деталей.

Далее, в рамках отделки, снижают тягучесть металла, проводят его отвердевание. Это важный шаг, который требует повышенного внимания. Если что-то упустить, на изделии могут появиться трещины.

Чем заготовка внушительнее, тем дольше и сложнее она остывает. Это нужно учитывать. Чтобы избежать искажения формы сразу же после ковки деталь отправляют в горячий мусор. Главное здесь — успеть, пока она не потеряет ярко-красный цвет. Если форма заготовки сложная, не обойтись без дополнительного отжига. В ходе него ее нагревают примерно до 700°C. После этого ее температура падает в печи.

Все чаще в производстве встречаются гидравлические прессы. Они используются как кузнечный молот в привычном понимании. Их называют пресс-молотами или жомами. С точки зрения экономии они оказываются выгоднее, чем молот. Однако к ним стоит относиться внимательно, потому что есть риск появления дефектов.

Где используется

Ковка металла ориентирована преимущественно на единичное или мелкосерийное производство. По ряду параметров она превосходит литье. Прежде всего, среди ее преимуществ отмечают меньшую трудоемкость и продолжительность работы. Также способы различаются температурами обработки и выбором инструмента. Например, для литья требуются очень мощные, а, следовательно, очень дорогие печи.

В быту кованые предметы встречаются очень часто. Они украшают интерьер: подсвечники, вешалки, подставки для цветов и многое другое. В загородных домах ковка встречается очень часто. С ее помощью производят корзины для дров и многое другое.

Красиво смотрятся двери с ковкой. То же самое можно сказать о мебели, например, изголовьях кровати и др. Лестницы из кованого металла — прекрасный выбор на все времена. Сюда же можно отнести ворота, ограждения, беседки и другие объекты.

Добавим, что ковка всегда в моде. Ей не страшно течение времени и смена дизайнерских взглядов. Она представляет собой практичное решение, является частым выбором многих людей.

Преимущества кованых изделий

Разбираясь в том, что такое ковка, нельзя упустить преимущества готовых изделий. Среди плюсов отмечают:

• Прочность. Кованые изделия обладают изяществом и тонкостью форм. Однако, несмотря на это, являются прочными. Их материал сохраняет качество, обладает твердостью и упругостью.
• Износостойкость. Наличие антикоррозийного покрытия делает кованые изделия еще более долговечными. Использовать их можно в помещении и на улице.
• Универсальность. С помощью ковки удается создать практически любые изделия, миниатюрные и большие. Изделия получаются добротными.
• Совместимость с другими материалами. Кованые элементы удается комбинировать с бетоном, кирпичом, деревом, камнем. Готовые объекты смотрятся красиво.
• Оригинальность. Кованые изделия часто производят в единственном экземпляре. Это делает их по-настоящему уникальными.

Добротные кованые изделия украшают любые места. Их можно увидеть в частном доме, квартире, административном и любом другом здании. Со временем они сохраняют вид. Специальный уход за ними не требуется.

В этой статье мы разобрались с тем, что такое ковка металла, узнали, как она выполняется, а также какие ее виды существуют. Рассмотрели преимущества кованых изделий и то, где они используются.

В заключение следует сказать, что ковка актуальна во все времена, в том числе и сейчас. Стоимость этой технологии полностью себя оправдывает.

Кроме того, сама ковка открывает широкие возможности для производства оригинальных изделий.

Обработка металлов методом ковки: назначение и технологии

Время на чтение: 12 минут

Под собирательным термином «ковка» подразумевают совокупность процессов горячей пластической обработки, при которых формоизменение металла происходит непрофилированным инструментом, а материал получает возможность свободного течения во всех направлениях, кроме того, в котором прикладывается деформирующее усилие.

Исходным металлом для ковки являются слитки, болванки или прутковые профили. Ковка литых заготовок и болванок распространена в крупном металлоёмком машиностроении, а мелкие ковочные мастерские предпочитают ковать металл в форме прутков.

Последовательность переходов ковки заключается в следующем.

Исходный металл, который поступает на участок из литейного цеха или со склада проходит очистку от прокатной окалины или ржавчины, после чего режется/рубится на мерные заготовки, передаётся на кузнечный участок, где и деформируется специализированным оборудованием – в основном, ковочными прессами или молотами. Затем заготовка проходит очистку и, при необходимости, термическую обработку. После этого полуфабрикат может быть отправлен на штамповочный или станочный участок, где с ним будут выполняться завершающие (отделочные) операции.

Таким образом, ковка редко когда является переходом, в результате которого получается изделие конечной формы и размеров.

Разделка слитков является первичной операцией ковки, которая проводится на пилах или – реже – на ковочных молотах с применением кузнечных топоров – инструмента, имеющего острую кромку. Ещё реже, при обработке особо крупноразмерных заготовок, используют ломку на холодноломах.

Для резки прутков используются пресс-ножницы.

Резка на ножницах является наиболее дешёвой, производительной и распространённой операцией, которая обеспечивает повышенную точность и производительность разделки.

В условиях мелкосерийного и единичного производства стараются выбирать пруток с размерами, максимально приближёнными к размерам поковки, поэтому иногда обходятся без разделочного оборудования.

В технологии машинной ковки различают подготовительные и завершающие операции. К первым, кроме рубки, относят осадку, гибку, скручивание, оттяжку, выкручивание и другие операции, которые выполняются с использованием плоских бойков.

На завершающих переходах ковка металла заключается в применении подкладного формоизменяющего инструмента, при помощи которого выполняются переходы пережима и протяжки.

После этих переходов заготовка приобретает примерную форму поковки по длине и размерам поперечного сечения.

Разновидности ковки

Классификация процессов ковки металла может быть произведена по следующим параметрам:

• По виду применяемого оборудования – ручная или на приводных ковочных машинах;
• По температуре обрабатываемого металла – горячая, полугорячая или холодная;
• По материалам – ковка стали или цветных металлов/сплавов.

Выбор технологии определяется размерами готовой поковки, серийностью производства и точностью размеров готовой продукции.

Горячая

Поскольку в нагретом состоянии металл обладает наилучшей пластичностью, то горячая ковка – преобладающий вид рассматриваемого процесса. Выбор ковочной температуры зависит от марки металла.

Например, для обычных углеродистых сталей исходным пунктом выбора всегда является диаграмма «железо-углерод».

Для доэвтектоидных сталей температура нагрева металла выше, чем для заэвтектоидных, причём с уменьшением количества углерода температура начала ковки выше.

Средний диапазон ковочных температур – от 12000С до 8000С, однако мастера кузнечного дела никогда не оперируют понятием «температура нагрева», а вместо него используют два показателя – температура начала и конца ковки.

Дело в том, что при выгрузке из печи металл начинает остывать; в зависимости от поперечного сечения болванки или слитка падение температуры может составлять до 1000С/10 мм поперечного сечения, поэтому металл нагревают до температур, которые примерно на 300С превышают верхнюю границу ковки.

При превышении температуры неопытными нагревальщиками могут произойти два неприятных явления – перегрев и пережог металла. В первом случае структура нагретого металла становится крупнозернистой, что повышает опасность растрескивания заготовки, особенно при интенсивном формоизменении.

Перегрев устраняется медленным охлаждением исходной заготовки и её повторным нагревом до необходимых температур. Если же ещё больше перегреть заготовку, наступает пережог металла, сопровождающийся необратимыми изменениями в его микроструктуре.

В частности, происходит расплав неметаллических включений (например, серы), и исправить такой брак уже невозможно.

Конец ковки обычно соответствует условиям образования крупных зёрен в структуре, когда сопротивление металла пластическому деформированию резко возрастает (особенно – для сталей с повышенным содержанием углерода). Это приводит к возрастанию потребного деформирующего усилия и снижает стойкость инструмента.

Ручная

Используется в мелких ремонтных мастерских, а также на предприятиях, которые занимаются технологическими процессами художественной ковки.

Здесь процессы металлообработки максимально приближены к условиям работы кузнецов прошлого: для нагрева исходного металла используются открытые печи – горны, в качестве рабочего инструмента применяют ручной молот и наковальню, а для подачи воздуха – кузечные меха с механизированным приводом.

Специфической операцией ручной ковки является кузнечная сварка встык нескольких фрагментов исходной заготовки, при которой обжим соединяемых участков происходит за счёт комбинированного термо-силового воздействия на металл. Поскольку термические напряжения, присущие традиционным видам сварки, здесь отсутствуют, то работоспособность и долговечность сваренного стыка заметно выше.

Холодная

Процесс ковки металла, при котором температура исходной заготовки составляет не более 25 % от температуры плавления металла, из которого она изготовлена, называют холодной ковкой.

Не слудет путать понятие холодной ковки с понятием ковки металла при комнатной температуре: например, пластическая обработка свинца в большинстве случаев будет отвечать условиям горячей ковки, а деформирование вольфрама при температуре 650…7000С – условиям холодной деформации.

Холодная ковка распространена в небольших мастерских, которые занимаются изготовлением малых форм из металла – статуэток, навесов, перил, баллюстрад и т.п.

Исходным видом металлопроката служит здесь профилированный металл – прутки, полосы, а преобладающим видом пластического деформирования – гибка, скручивание, чеканка.

Холодной ковке подвергают преимущественно цветной металлопрокат, окалинообразование на поверхности которого практически отсутствует.

Оборудование и инструменты

Самыми распространёнными видами кузнечного оборудования в условиях промышленного производства являются паровоздушные (или пневматические) кузнечные молоты и прессы. Первые деформируют энергией удара, вторые прикладываемым усилием.

Поскольку запасаемая мощность единичного удара молота сильно зависит от массы его падающих частей, то ради повышения производительности практикуют несколько ударов подвижной части молота – бабы по проковываемому металлу.

Масса падающих частей ковочного молота обычно не превышает 25 тонн; при необходимости развить повышенную энергию пластической деформации применяют гидравлические ковочные прессы, номинальное усилие которых достигает 150…200 тыс. тонн.

Значительно реже используют специализированное кузнечное оборудование, например, выкрутные или горизонтально-ковочные машины.

Для перемещения крупных поковок во время обработки применяются ковочные манипуляторы рельсового или безрельсового типов. Перемещение поковок, средних по своим размерам, ведут при помощи кантователей.

Ассортимент ковочного инструмента представлен ковочными топорами, протяжками, накладками и прошивками. Инструмент размещается на заготовке сверху, после чего приводится в движение баба молота или ползун пресса, выполняя формоизменение.

Технология ковки включает в себя ряд основных переходов, выбор которых определяется конечной формой поковки и возможностями формоизменяющего оборудования

Осадка

Заключается в увеличении поперечного сечения поковки за счёт уменьшения её высоты. Подразделяется на свободную и закрытую. Свободная осадка практически всегда является первичной операцией ковки, позволяющей предварительно перераспределить металл по длине поковки.

Высадка

Представляет собой осадку части заготовки, при этом основная её часть помещается вне зоны действия бойка молота или ползуна пресса. Высадкой получают поковки со значительным перераспределением металла вдоль оси.

Протяжка (вытяжка)

Операция, которая используется для существенного удлинения поковки. Выполняется всегда за несколько ударов бойка или нажатий ползуна с соответствующим перемещением заготовки по плите оборудования. Протяжку особо крупных заготовок часто ведут с нескольких последовательных нагревов в печи.

Раскатка и протяжка с обкаткой

Так называется операция, при выполнении которой одновременно производят нажатие на заготовку бойком или ползуном при одновременном повороте полуфабриката на специальной оправке. Используется при пластическом деформировании трубчатых или кольцеобразных заготовок.

Прошивка

Операция предназначена для получения в поковке сквозных или глухих отверстий. Выполняется при помощи прошивня, силовое воздействие на который оказывает боёк молота или ползун пресса.

Рубка

Первичная операция ковки, которая заключается в отделении заготовок от первичного прокатного профиля или разделении нескольких однотипных поковок друг от друга. Выполняется при помощи кузнечных топоров.

Гибка

Переход состоит в изменении направления отдельных частей заготовки. Для объёмного металлопроката используется редко, зато незаменима при холодной ковке листовых изделий.

Закручивание

Используется при ковке небольших художественных элементов, которые часто используются в конструкциях ворот, навесов, спиралей и других кузнечной продукции. Заключается в относительном повороте некоторых частей поковки друг относительно друга при одновременном удлинении проката.