Основы ковки: 5 важных советов, которые необходимо знать | MachineMFG

Основы ковки: 5 важных советов, которые необходимо знать

0
(0)

Ковка - это метод обработки металла, при котором кузнечное оборудование оказывает давление на металлические заготовки, вызывая пластическую деформацию, в результате которой получаются поковки с определенными механическими свойствами, формами и размерами. Это один из двух компонентов ковки, наряду со штамповкой.

Ковка устраняет такие дефекты, как литая пористость в процессе выплавки, оптимизируя при этом микроструктуру. Кроме того, поскольку сохраняется полная обтекаемость металла, механические свойства поковок обычно выше, чем у отливок из того же материала.

За исключением прокатных листов, профилей или сварных изделий простой формы, поковки в основном используются для ответственных деталей, которые подвергаются высоким нагрузкам и тяжелым условиям работы в соответствующем оборудовании.

1. Температура деформации

Начальная температура рекристаллизации стали составляет примерно 727℃. Однако порогом для горячей ковки обычно считается температура 800℃. Ковка при температуре выше 800℃ называется горячей ковкой, а ковка при температуре от 300℃ до 800℃ - теплой или полугорячей ковкой. Ковка при комнатной температуре называется холодной ковкой.

Горячая ковка - наиболее распространенный метод изготовления поковок в большинстве отраслей промышленности. Теплая и холодная ковка, с другой стороны, используются в основном в автомобилестроении, общем машиностроении и других отраслях производства деталей. Эти методы позволяют эффективно экономить материалы.

Основы ковки

2. Виды ковки

Как уже говорилось ранее, по температуре ковка может быть разделена на горячую, теплую и холодную ковку. Кроме того, по механизму формовки она может быть разделена на свободную ковку, ковку в штампе, кольцевую прокатку и специализированную ковку.

1) Свободная ковка

Свободная ковка - это метод обработки, который заключается в использовании простых универсальных инструментов или прямого приложения внешней силы для деформации заготовки между верхней и нижней наковальней кузнечного оборудования, чтобы получить требуемую геометрию и внутреннее качество.

Поковки, полученные таким способом, называются свободными поковками и обычно производятся небольшими партиями.

Для создания квалифицированных поковок используются различные кузнечные приспособления, такие как ковочные молоты и гидравлические прессы, которые придают заготовкам нужную форму и обрабатывают их.

Основополагающие процессы свободной ковки включают в себя высадку, вытяжку, штамповку, резку, гибку, кручение, дислокацию и штамповку. В этом методе обычно используются технологии горячей ковки.

2) Штамповка

Ковка в штампах может быть разделена на два основных типа: ковка в открытом и закрытом штампах. В ходе этого процесса металлическая заготовка деформируется и прессуется в камере кузнечного штампа определенной формы для создания поковки.

Как правило, штамповка используется для изготовления деталей небольшой массы и большими партиями. Этот процесс можно разделить на три типа: горячая штамповка, теплая ковка и холодная ковка.

Как теплая, так и холодная ковка считаются будущим направлением штамповки и представляют собой прогресс в технологии ковки. Штамповка также может быть классифицирована по используемым материалам, включая черные металлы металлическая матрица ковка, штамповка цветных металлов и формовка порошковых изделий.

Черные металлы, такие как углеродистая сталь, цветные металлы, такие как медь и алюминийВ этом процессе используются материалы порошковой металлургии.

Похожие статьи: Черные и цветные металлы

Экструзия - это тип штампа Ковка, которую можно разделить на экструзию тяжелых металлов и экструзию легких металлов.

Закрытая штамповка и закрытая высадка - два передовых процесса штамповки. Одним из значительных преимуществ этих процессов является высокий коэффициент использования материалов, поскольку отсутствует вспышка.

С помощью одного или нескольких процессов можно выполнять сложные поковки.

Кроме того, отсутствие вспышки уменьшает площадь напряжения в поковке, что в конечном итоге приводит к снижению требуемых нагрузок.

Однако важно отметить, что заготовка не может быть полностью ограниченной. Поэтому необходимо строго контролировать объем заготовки, управлять относительным положением ковочного штампа и измерять поковку, чтобы минимизировать износ ковочного штампа.

3) Шлифовальное кольцо

Шлифование колец - это процесс изготовления кольцевых деталей разного диаметра с помощью специализированного оборудования, известного как кольцешлифовальный станок. Он также используется при производстве деталей колес, в том числе автомобильных ступиц и железнодорожных колес.

4) Специальная ковка

Специальные технологии ковки включают прокатная штамповка, поперечная клиновая прокатка, радиальная ковка, ковка в жидкой пресс-форме и другие методы, которые лучше подходят для производства некоторых деталей сложной формы.

Например, ковка валков может служить эффективным процессом предварительной формовки, который значительно снижает давление, необходимое для последующих операций формовки.

Поперечная клиновая прокатка используется для производства стальных шаров, трансмиссионные валы, и другие подобные компоненты.

Радиальная ковка, с другой стороны, используется для производства больших стволов, ступенчатых валов и других видов поковок.

Основы ковки

5) Ковочный штамп

В зависимости от режима движения ковочного штампа, ковка может быть разделена на качающуюся прокатку, качающуюся вращающуюся ковку, валковую ковку, поперечную клиновую прокатку, кольцевую прокатку и поперечную прокатку.

Ротационная ковка, ротационная штамповка и кольцевая прокатка также могут быть обработаны методом точной ковки.

Для улучшения использования материалов в качестве предыдущего процесса для тонких материалов можно использовать валковую штамповку и поперечную прокатку.

Как и свободная ковка, ротационная ковка также подвергается локальному формированию.

Его преимущество в том, что по сравнению с размером поковки он может быть сформирован и при небольшом усилии ковки.

При этом методе ковки, включая свободную ковку, материал в процессе обработки расширяется от поверхности штампа к свободной поверхности.

Поэтому трудно обеспечить точность.

Благодаря компьютерному управлению направлением движения ковочного штампа и процессом ротационной ковки, изделия с сложные формы и высокая точность могут быть получены при низком усилии ковки, например, при производстве таких поковок, как лопатки паровых турбин, имеющих множество разновидностей и большие размеры.

Движение кузнечного оборудования может не соответствовать степени свободы, которую можно разделить на следующие четыре типа:

  • Режим предельного усилия ковки: Масляный пресс со скользящим блоком, приводимым в движение непосредственно давлением масла.
  • Режим предельного квазиудара: Масляный пресс, приводящий в действие кривошипно-шатунный механизм под давлением масла.
  • Режим ограничения хода: A механический пресс с ползуном, приводимым в движение кривошипом, шатуном и клиновым механизмом.
  • Режим ограничения энергии: Винтовой и фрикционный пресс с винтовым механизмом.

Для достижения высокой точности необходимо уделять внимание предотвращению перегрузок в нижней мертвой точке, контролю скорости и положения штампа, поскольку эти факторы могут влиять на допуск штамповки, точность формы и срок службы штампа.

Кроме того, для поддержания точности требуется регулировка зазора в направляющей скользящего блока, обеспечение жесткости, регулировка нижней мертвой точки и использование вспомогательного передаточного устройства.

Для штамповки тонких деталей, охлаждения смазки и штамповки деталей для высокоскоростного производства ползун может перемещаться вертикально или горизонтально. Компенсирующие устройства также могут использоваться для увеличения перемещения в других направлениях.

Вышеперечисленные методы различаются по требуемому усилию ковки, технологическому процессу, использованию материала, производительности, допуску на размеры, способам смазки и охлаждения. Эти факторы также влияют на уровень автоматизации.

3. Материалы для ковки

Сайт кузнечные материалы В основном это углеродистая и легированная сталь с различными компонентами, а также алюминий, магний, медь, титан и их сплавы. Эти материалы выпускаются в виде прутков, слитков, металлического порошка и жидкого металла.

Коэффициент ковки - это отношение площади поперечного сечения металла до деформации к площади поперечного сечения после деформации. Правильный выбор коэффициента ковки, разумная температура нагрева и время выдержки, разумная начальная и конечная температура ковки, разумная скорость деформации и деформации - все это необходимо для улучшения качества продукции и снижения затрат.

Круглые или квадратные прутки обычно используются в качестве заготовок для малых и средних поковок. Эти прутки имеют однородную и хорошую зернистую структуру и механические свойства, точную форму и размер, а также хорошее качество поверхности, что делает их удобными для массового производства. При разумной температуре нагрева и условиях деформации можно получать поковки с отличными характеристиками без значительных деформаций.

В отличие от них, слитки используются только для крупных поковок. Слитки имеют литую структуру с крупными столбчатыми кристаллами и рыхлой центральной частью. Поэтому для получения отличной микроструктуры и механических свойств металла необходимо разбить столбчатые кристаллы на мелкие зерна и уплотнить их с помощью большой пластической деформации.

Преформа, полученная методом порошковой металлургии, может быть превращена в порошковую поковку методом неплавкой штамповки в горячем состоянии. Порошковая ковка обладает свойствами, аналогичными обычным штамповкам, включая хорошие механические свойства и высокую точность, и позволяет уменьшить последующую обработку резанием. Внутренняя структура порошковой ковки однородна, без расслоения, что делает ее идеальной для изготовления небольших шестерен и других деталей. Однако цена порошка намного выше, чем у обычных прутков, что ограничивает его применение в производстве.

Штамповка жидкого металла - это метод формообразования между литьем под давлением и ковкой. Прикладывая статическое давление к жидкому металлу, залитому в отверстие штампа, чтобы заставить его застывать, кристаллизоваться, течь, пластически деформироваться и формироваться под действием давления, можно получить штамповки с требуемой формой и свойствами. Этот метод особенно подходит для сложных тонкостенных деталей, которые трудно сформировать обычной штамповкой.

Наконец, деформируемые сплавы из суперсплавов на основе железа, никеля и кобальта также могут быть получены ковкой или прокаткой. Однако эти сплавы относительно трудно поддаются ковке из-за узкой пластической зоны. Поэтому существуют строгие требования к температуре нагрева, температуре открытой ковки и температуре окончательной ковки различных материалов.

4. Технологический процесс

В различных методах ковки используются разные процессы, и среди них горячая штамповка имеет самый длинный технологический процесс.

Типичная последовательность действий такова: заготовка заготовки для ковки → нагрев заготовки для ковки → подготовка заготовки для роликовой ковки → формовка штамповкой → обрезка → штамповка → правка → промежуточный контроль для проверки размеров и дефектов поверхности поковки → термообработка поковки для снятия напряжений и улучшения резка металла производительность → очистка для удаления поверхностного оксидного налета → коррекция → проверка.

Как правило, поковки проходят контроль внешнего вида и твердости, а важные поковки также проверяются на анализ химического состава и механических свойств, остаточное напряжение, и другие виды неразрушающего контроля (NDT).

Основы ковки

5. Характеристики поковок

По сравнению с литьем, ковка позволяет улучшить микроструктуру и механические свойства металлов.

Когда металл деформируется и рекристаллизуется методом горячей ковки, первоначальные грубые дендритные и столбчатые структуры зерен превращаются в равноосные рекристаллизационные структуры с более мелкими и однородными зернами. В результате этого процесса первоначальные сегрегации, пористость, шлаковые включения и другие дефекты слитка становятся более компактными и свариваемыми, что улучшает пластичность и механические свойства металла.

Механические свойства отливок обычно ниже, чем у поковок из того же материала.

Кроме того, ковка обеспечивает непрерывность волокнистой структуры металла и сохраняет ее соответствие форме поковки. Этот процесс завершает линию потока металла и гарантирует, что детали будут обладать хорошими механическими свойствами и длительным сроком службы.

Поковки, изготовленные методом точной штамповки, холодной экструзии, теплой экструзии и другими способами, превосходят литые изделия.

Ковка подразумевает прессование металла в нужную форму или приложение соответствующего сжимающего усилия путем пластической деформации, обычно с помощью молота или давления. Процесс ковки улучшает структуру частиц и повышает физические свойства металла. В практическом применении правильно спроектированная деталь может направить поток частиц в направлении первичного давления.

Литье - это процесс получения металлического формованного объекта с использованием различных методы литья. Расплавленный жидкий металл вливается в подготовленную форму с помощью заливки, инжекции, всасывания или других методов литья. Затем предмет охлаждается, отпадает песок, очищается и подвергается последующей обработке для достижения определенной формы, размера и характеристик.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх