Холодная ковка металла: Холодная ковка своими руками: технологии, оборудование

Содержание

Холодная ковка — особенности технологии и оборудования

Какие особенности имеет технология холодной ковки, с каким оборудованием работают мастера и как его изготовить — об этом в нашем материале.

Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.

Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.

Зачем используют холодную ковку

Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.

Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?

  • Различные фигурные решетки, которые монтирую на окна и двери жилых помещений.
  • Декоративные и практичные элементы фасада: козырьки, перила и другие.
  • Детали ограждений: заборов, ворот, калиток.
  • Элементы мебели: ножки стульев и столов.
  • Детали декора: подставки под цветы, кронштейны фонарей, решетки камина, мангалы и прочие.

Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.

Приемы и способы технологии

Чем отличается данная технология ковки от других способов металлообработки?

Понятно, что, в отличие от горячего способа, заготовки предварительно не разогревают до ковочной температуры. Лишь изредка может применяться частичный нагрев поверхностей в месте изгиба.

Технологически такой способ обработки металла построен на одном из физических свойств металла — пластичности. Черновые и цветные металлы, такие как сталь, медь, бронза и другие в зависимости от своего химического состава имеют способность выдерживать нагрузки на изгиб, разрыв, растяжение. Это позволяет их обрабатывать различными приемами без нагрева.

В момент изготовления изделий материал поддается прессованию, что уплотняет структуру металла и, соответственно, делает его прочнее. Изгибание, в свою очередь, добавляет прочности изделию за счет дополнительного сжатия в точках изгиба.

Важным отличием холодной ковки от горячей является то, что нет высокотемпературного воздействия на металл и, как следствие, он не меняет своих химических свойств, а ,значит, нет необходимости проводить дополнительные операции: отпуск, отжиг или закалку.

В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.

Положительные свойстваОтрицательные свойства
  • Детали и заготовки не требуют предварительного высокотемпературного нагревания.
  • Поверхность изделий намного прочнее, чем при изготовлении вещей горячей ковкой.
  • Высокоточная обработка деталей, возможна очень точная подгонка.
  • Элементы не требуют дополнительной обработки после изготовления. Все изделия изначально прочные.
  • Более «чистая» работа, нет следов и продуктов горения на поверхности металла.
  • При обработке требуется создать намного большее усилие на металл для формирования деталей.
  • Требуется специализированное и, в некоторых случаях, мощное оборудование.
  • Обрабатываемые поверхности должны быть чистыми.
  • Можно изготавливать только определенные виды продукции.

Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.

Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?

Приемы холодной ковки

Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:

  • Гибка.
  • Прессование.
  • Чеканка.

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

Оборудование для холодной ковки

Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации.

Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.Гнутик для ковки

Гнутик для ковки

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Улитка для ковки

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Волна для ковкиВолна для ковки

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» —  устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер для ковки

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Фонарик для ковки

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Глобус для ковки

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

Как сделать станки холодной ковки самостоятельно

Чтобы сделать приспособления для холодной ковки, потребуется наличие некоторого инструмента (сварочный аппарат, болгарка), а также поискать информацию об их изготовлении.

Существует множество чертежей станков для холодной ковки. Некоторые из них представлены на фото в этом разделе.

Самый простой вариант — сделать приспособление улитку для гибки металлопроката. Как ее изготовить самостоятельно, можно посмотреть на видео:

Также несложно собрать приспособление для скручивания заготовок — твистер. Главное подыскать материал и инструменты для работы.

Обзор на это приспособление показано в видео

Существуют и другие конструкции подобных устройств. Самодельные станки для холодной ковки не менее работоспособны по сравнению со своими покупными аналогами.

Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой.

Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер.

Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.

Если у Вас есть опыт изготовления станков для холодной металлообработки, поделитесь им в комментариях к материалу статьи. Насколько сложно изготовить такое оборудование самостоятельно и какая функциональность такого ручного оборудования? Примите участие в обсуждениях и оставьте свои дополнения к этой статье.

Холодная ковка металла: оборудование, инструмент, элементы

Горячая, или традиционная ковка металла известна людям несколько тысячелетий. Стоящая на отшибе кузница, пышущий жаром горн, тяжелый молот, расплющивающий раскаленную докрасна заготовку на массивной наковальне — такой образ кузнеца известен нам из литературы и кино.

Кузнечное делоКузнечное дело Кузнечное дело

Учиться тонкостям профессии кузнеца приходится долгие годы, долго надо и нарабатывать опыт. Работа кузнеца тяжелая, вредная и очень трудоемкая. К тому же кузнечный горн — источник повышенной пожарной опасности. Все это отпугивает наших современников, желающих попробовать свои силы в работе с металлом.

Холодная ковкаХолодная ковка

Холодная ковка

Но выход есть — это технология холодной ковки, позволяющая придавать заготовкам из прутка или труб необходимую форму и создавать изогнутые и витые детали самых разных очертаний.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят

С помощью горячей ковки можно выковать изделие практически любой формы — от корабельного якоря и тележной оси до металлической розы и лозы винограда.

Холодная ковка применяется для производства ограниченного числа элементов, из которых талантливый дизайнер может скомпоновать авторское изделие.

Методом холодной ковки делают самые разнообразные изделия. Это, прежде всего элементы решеток и оград — как сами прутья, так и поперечины, навершия, украшения. С расстояния в несколько метров ее трудно отличить от кованой решетки. Любую решетку оживят завитки и спирали, складывающиеся в замысловатые узоры и орнаменты. Обычный забор, таким образом, кроме утилитарного назначения приобретает еще и художественную ценность. Для этого потребуются гнутик, улитка и торсион.

Кованая скамейка со столом и фонарными столбами оплетенные виноградной лозойКованая скамейка со столом и фонарными столбами оплетенные виноградной лозой

Кованая скамейка со столом и фонарными столбами оплетенные виноградной лозой

Отлично смотрятся на придомовой территории кованые стойки для фонарей, перила для мостиков через водоемы, навесы и крылечки, столики и скамейки. Да и саму беседку неплохо сделать из кованого прутка. Неожиданную для сурового металла легкость и воздушность придадут ей завитки и спирали, а витые опоры подчеркнут стремление ввысь.

Широко распространены сегодня и кованые мангалы, также дополняющие хозяйственное назначение эстетическим впечатлением. Собственно мангал теряется среди навеса, узорчатых стенок и опор, украшенной завитками крыши.

Также весьма популярны детали балюстрад, ограждений лестниц и балконов. Здесь также широко применяются завитки и спирали, причем не только как украшение, но и как конструкционный элемент. Весьма уместно выглядит скрученная вдоль продольной оси балясина, а угловые опоры часто выполняют из нескольких прутков, скрученных вместе. Также на торсионном станке делают т.н. «фонарик»- несколько изогнутых спиралью прутков, соединенных концами методом сварки.

Следующая область применения холодной ковки – детали декора помещений и мебели. Дверные ручки и шпингалеты, каминные инструменты и вешалки, стойки для зонтов и карнизы для гардин и портьер-здесь широко используются малые завитки и закрученные прутки. Мебель делают как садовую, не боящуюся осадков и смены сезонов, так и домашнюю, комбинируя металл с деревом и тканью.

Отличия холодной ковки от других способов металлообработки

В промышленности, в художественных и домашних мастерских широко используется много методов обработки металла:

  • Литье.
  • Горячая ковка.
  • Горячая и холодная штамповка.
  • Механическая обработка.

Основным отличием холодной ковки металла является использование склонности металлов к холодной пластической деформации, или изменению формы без нарушения целостности. Изменение формы происходит под оказываемым на металл механическим давлением.

Преимущества и недостатки холодной ковки

Технология холодной ковки обладает неоспоримыми преимуществами:

  • Малая трудоемкость.
  • Высокая производительность.
  • Низкая энергоемкость.
  • Низкие требования к квалификации и легкость освоения навыков работы.
  • Высокая повторяемость деталей в серии.
  • Возможность различных сочетаний базовых элементов для создания уникальных конструкций, узоров и орнаментов.

Метод холодной ковки позволяет быстро и экономично производить большие серии идентичных элементов, например, частей решеток или оград, и обойдется такая ограда в десятки раз дешевле, чем при изготовлении элементов методом горячей ковки.

Свойственны холодной ковке и некоторые недостатки:

  • Ограниченный набор операций и базовых элементов.
  • Ограниченный выбор исходных материалов: квадратный или сплошной пруток, профильный прокат, металлическая полоса.

Иными словами, если требуемую деталь можно сделать методом холодной ковки — хорошо, если она не является одним из базовых элементов- то придется выбрать другую технологию.

Основные приемы холодной ковки

Основных приемов холодной ковки несколько:

  • Сгибание. Включает простое сгибание прутка или профиля, сгибание в разных направлениях, сгибание в завиток, кольцо или пружину. Реализуется на таких станках, как гнутик, улитка, волна, твистер.

Процесс сгибанияПроцесс сгибания

Процесс сгибания

  • Скручивание. Проводится скручивание заготовки или их группы по продольной оси. Позволяет получать витые элементы и навершия в виде фонариков. Реализуется на станках торсионного типа.

Процесс скручиванияПроцесс скручивания

Процесс скручивания

  • Расплющивание. Представляет собой доведение формы конца прутка или трубы до вида «в гусиную лапку», двухстороннюю полуволну и «вчистую». Выполняется на штамповочных прессах и ручных прокатных станах.

Процесс расплющиванияПроцесс расплющивания

Процесс расплющивания

Станки для холодной ковки

Ручные станки для холодной ковки можно сделать своими руками. Для этого надо иметь хорошо оборудованную мастерскую и средние навыки слесарных и сварочных работ, а также механической обработки металлов. Особо важные узлы, такие, например, как станина и подвижная опора гнутика, делаются из высокопрочной стали и без сверлильного и фрезерного станка изготовить их затруднительно.

Если таких станков в распоряжении домашнего мастера нет, то изготовление самых важных узлов лучше разместить на производстве.

В последнее время ведущие отечественные производители оборудования для ковки металла в домашних условиях предлагают широкие линейки ручных станков по вполне разумным ценам.

Гнутик

Приспособление гнутик предназначено для операции гибки. На массивной станине станка, расположенной вертикально или горизонтально, закреплены два неподвижных упора- с прижимными роликами. Между ними в пазу станины в поперечном направлении перемешается подвижный упор, снабженный накладкой, соответствующей желаемой форме изгиба. Заготовку закрепляют в неподвижных упорах прижимными роликами, с помощью червячной передачи подводят к ней подвижный упор и, продолжая вращать передачу рычагом или воротом, сгибая заготовку под требуемым углом.

Если к червячной передаче через редуктор присоединить электродвигатель и оснастить подвижный упор концевыми выключателями, можно получить функциональный аналог промышленного станка. Для этого потребуются навыки конструирования механизмов и электротехнических устройств и строгое соблюдение норм промышленной безопасности.

Улитка

Улитка, или твистер, служит для сгибания конца заготовки в плоскую спираль.

Самая простая конструкция улитки — это приваренный к массивному неподвижному основанию шаблон из толстой металлической полосы, повторяющий с небольшим припуском форму готового завитка. Конец прутка закрепляют в середине шаблона, и гибочным рычагом последовательно прижимают его к шаблону от центра к краям. Изготовление такого станка не требует дорогих комплектующих, но работа на нем сопряжена с большими физическими усилиями, и не всегда получается добиться идеальной формы изделия.

Более сложная конструкция улитки оснащается воротом и поворотным шаблоном-лемехом. Лемех состоит из нескольких звеньев на шарнирных соединениях, разгибающихся по мере поворота вала. Прижим заготовки к лемеху осуществляется валиком, двигающемся в продольном пазу в радиальном направлении от приводного вала. Валик прижимается с помощью рычага. На такой улитке можно навить до пяти витков спирали.

Волна

Для изготовления волн и зигзагов применяют станок Волна. Его также можно собрать своими руками, придется купить или заказать на производстве только самые высоконагруженные узлы — ролики, которые делают из инструментальной стали.

Наиболее простой способ изготовления волны — это добавить к улитке с воротом и поворотным лемехом специальный ворот для волн.

Центральный и обводной ролики делают сменным, чтобы можно было менять радиус изгиба. В водиле обводного ролика делают ряд отверстий, чтобы его можно было переставлять ближе или дальше к основному и менять, таким образом, шаг волны.

Глобус

Глобус служит для формирования из заготовки дуги фиксированного размера с большим радиусом. Такие элементы используют в качестве верхней части арок. В середине массивного основания на оси закрепляется гибочный рычаг с прижимным роликом и шаблон будущей дуги.

Заготовку фиксируют в начале шаблона и, двигая рычаг, прижимают роликом пруток к шаблону, формируя дугу. Используется редко, в тех случаях, когда необходимо создать большое количество дуг одного радиуса. Единичную дугу проще сделать на гнутике.

Фонарик

Станок имеет несколько названий — фонарик, корзинка, шишечка. Все они относятся к станкам торсионного типа. Один конец заготовки (или нескольких заготовок) зажимается в неподвижной оправке, другой — в подвижной, имеющей возможность движения вдоль продольной оси детали. Подвижную оправку начинают вращать рычагом, воротом или электроприводом. Происходит скручивание заготовки по продольной оси.

Таким способом получают весьма выразительную фактуру поверхности одиночного прутка.

При работе с несколькими прутками их закрепляют в оправке на равном расстоянии друг от друга и от продольной оси. После скручивания получившиеся спирали сваривают концами вместе и получается элегантная объемная фигура для украшения наверший решеток, карнизов и ручек каминных принадлежностей.

Твистер

Твистер предназначен для навивки объемных спиралей и представляет собой закрепленный на прочном основании отрезок трубы, по диаметру равный требуемой спирали. В нижней части приварено ушко — фиксатор для заготовки.

Ворот для навивки имеет прорезь для заготовки и упор, определяющий вертикальный шаг спирали. Вращая ворот вокруг трубы – оправки, мастер навивает восходящую спираль. Изменяя вылет упора, можно менять шаг спирали.

Холодная ковка своими руками — советы профессионалов

Какие технологии и приемы используются в холодной ковке, что нужно знать о производственных операциях? Об этом — далее в нашем материале.

Сегодня большое распространение получили небольшие домашние мастерские по обработке металла. Это и хобби, и дополнительный доход в семейный бюджет. Более распространена холодная ковка своими рукам. Такая технология не требует больших затрат на начальном этапе, а изделия ручной работы ценятся довольно высоко.

Какие технологии и приемы используются таким способом металлообработки, что нужно знать о производственных операциях? Об этом — далее в нашем материале.

Понятие холодной металлообработки

Холодным способом обрабатывается, в основном, металлопрокат в виде прутков, квадратов, круга, полосы или листа.

Для производства применяются особые приспособления и инструменты, причем часто они узкоспециализированные и не пригодны для работы в других направлениях.

Разогрев заготовок до ковочной температуры не предусмотрен технологией, которая использует одно из главных свойств металла — пластичность. Нагрев возможен лишь частичный в местах изгиба некоторых изделий (например, при слишком толстом металле исходного материала).

Холодная ковка металла используется для изготовления решеток, заборов, ворот, калиток (и отдельных элементов их украшений), каркасы мебели и различные детали декора.

При этом в процессе производства этой продукции металл поддается прессованию и изгибанию, что делает изделие даже прочнее, чем при горячей ковке, так как не изменяются свойства металла, а кристаллическая решетка, наоборот, упрочняется за счет сжатия.

Холодная ковка в домашних условиях довольно простой, но, в то же время, и сложный технологический процесс, который требует опыта. Что нужно знать о такой металлообработке, а также что потребуется для изготовления изделий без разогревания материалов?

Холодная ковка своими руками

Весь рабочий процесс по созданию изделий с помощью холодной ковки можно разделить на несколько этапов.

  • Чертеж или схема готового изделия.
  • Подбор материалов.
  • Обработка металла и изготовление деталей.
  • Сборка и отделка.

Чертеж

Пример чертежа кованых воротПример чертежа кованых воротНа чертежах будущего изделия рассчитываются и отмечаются все размеры деталей, углы расположения отдельных элементов и посадочные точки.

Изготовить его можно как вручную, так и с помощью современных компьютерных программ типа AutoCAD.

Главное — выполнить схему в приблизительном масштабе, чтобы с легкостью можно было без проблем проводить расчеты. Цель такого чертежа: точное определение наименований и количество необходимых деталей, подсчет материалов, правильная окончательная сборка всего изделия.

Материалы

В холодной ковке обрабатывается различные виды металлопроката.

С прутков или квадратов производят практически все элементы: навершия, гусиные лапки, завитки, спирали, вензеля и прочие.

Но также холодным способом обрабатывают и такие заготовки, как листовой металл, стальная полоса и профильная труба. Из них изготавливают спирали, листья или те же завитки с волютой.

Размеры обрабатываемого проката зависят от мощности оборудования. К примеру, ручные станки не способны гнуть пруток толще, чем 14 миллиметров.

В некоторых случаях холодной ковкой может обрабатываться и цветной металл: медь, алюминий и другие.

Когда готов чертеж, можно с легкостью подсчитать: какое количество нужно того или иного вида проката для создания вещи.

Обработка материалов

На этом этапе создают все отдельные детали изделия и готовят их к сборке. На оборудовании, по надобности, совершается производство следующих кованых элементов.

  • Лапки, пики, навершия — для завершения концов решеток или других линейных деталей.
  • Завитки — к ним относят свои подвиды: волюта (концы загнуты в одну сторону), червонка (спирали в разные стороны), запятые (просто изогнутый конец прута).
  • Кольца.
  • Корзинки — два прута закрученные по спирали и соединенные на концах.
  • Крутени (торсионы) — пруты или полосы, закрученные вокруг своей оси.

Все эти элементы производят на специальном оборудовании, способном изгибать металлические заготовки без разогрева до ковочной температуры. В мастерских для производства изделий холодной ковки своими руками применяют «золотую шестерку» верстаков: гнутик, улитку, фонарик, твистер, объемник и волну.

Обработка металлопроката построена на трех основных технологических

процессах:

  • Вытяжке.
  • Гибке.
  • Кручении.

Как и в горячей ковке, вытяжка подразумевает раскатывание металла для того, чтобы уменьшить его сечение. В холодной ковке эта технология используется для производства элементов типа пик или гусиных лапок.

Чтобы сделать вытяжку холодным способом, требуется раскаточная установка, которая плющит конец заготовки. С использованием штампов при этом сразу же наносится рельеф. Пики производят на прессах, придавая заготовкам нужную конфигурацию.Гибка металла при помощи гнутикаГибка металла при помощи гнутика

Гибка — практически основной процесс, на котором построена холодная ковка. Перечисленные выше станки (кроме твистера и фонарика) работают по этому же технологическому принципу. Чаще всего используется улитка, которая формирует большой список разного рода завитков (вензелей, волот, спиралей и прочих).

Кручение построено на свойстве металла — пластичности и способности сохранять заданную форму. Во время такой обработки, заготовка закручивается под усилием вокруг своей оси. Обычно процедуру делают на твистере. Однако, такие элементы, как корзинки, производят с помощью фонарика. Он способен закрутить несколько заготовок, сформировав при этом объемный элемент.

Обычно вся обработка проводиться холодным способом, однако, иногда требуется нагрев определенных точек на заготовке. Это делают при гибке или кручении толстых деталей или же когда нужно исправить бракованные элементы. Нагревание может осуществляться в кузнечных горнах или газовым резаком до температуры 200-300 градусов, что значительно ниже ковочной температуры.

Также в холодной обработке металла используются стандартные способы: резка, рубка, шлифовка и прочие. Для этого применяют болгарки, отрезные круги, шлифовальные машины, гильотины, зубила и прочие.

Сборка и отделка

Эти два этапа завершают процесс изготовления изделий способом холодной ковки.

Сборка деталей в единую комбинацию проводится несколькими способами:

  1. На заклепках.
  2. На хомутах.
  3. Сварка.

Самый простой и быстрый метод собрать изделие — это электро- или газосварка (последняя используется реже).

Однако, некоторые детали крепят на хомуты и заклепки, если это предусмотрено стилевым оформлением.

Ранее использовалась кузнечная сварка, которая сегодня потеряла свою актуальность из-за трудоемкости процесса.

К окончательной отделке относят шлифовку, зачистку поверхностей металла, а также нанесение декоративного покрытия (лакокрасочного или любого другого). После чего работа считается завершенной и проводиться монтаж готового изделия по надобности.

А что Вы можете добавить к материалу этой статьи из личного опыта? Поделитесь им в обсуждениях и оставьте свои комментарии.

Что такое холодная ковка | Ручная холодная ковка металла

Холодная ковка – это изготовление изделий, в процессе которого металл не нагревается. Нужные формы получаются в результате исключительно механической обработки.

Этот вид обработки позволяет полностью автоматизировать работу. Он менее трудоемкий и при этом более экономичный. Технологический процесс состоит из последовательного ряда операций, для выполнения которых используется специальное оборудование и инструменты. При этом для изготовления продукции в качестве основы используется листовой или сортовой металл. Его изгибают или вырезают по подготовленным трафаретам. Это значительно облегчает и ускоряет процесс изготовления больших партий вещей и сокращает время выполнения заказа.

Характеристики изделия, которое получается методом холодной ковки однозначно зависят от надежности и качества оборудования не менее, чем от профессионализма мастеров.

Изготовленные детали соединяются с помощью сварки. Дополнительно для улучшения декоративного эффекта могут использоваться и разнообразные другие технологии: кручение металла или вальцовка.

Что дает холодная ковка

Эта технология позволяет увеличить прочность металла и уменьшает его пластичность. Работа специалиста значительно облегчается и упрощается, требует меньшего мастерства.

Применение холодной ковки обеспечивает аккуратность и красивый вид готовой продукции. Для больших заказов можно создать совершенно идентичные узоры, которые будут выглядеть точными копиями друг друга.

Кроме того, именно с помощью этого метода можно добиться оригинального эффекта старения металла.

Вещи становятся более выносливыми к повреждениям и ударам, что увеличивает их долговечность.

Кроме того, это достаточно экономный способ, при котором изделие получатся дешевле, но вовсе не хуже, чем произведение после горячего способа.

Применение холодной ковки

Благодаря тому, что этот способ позволяет быстро изготавливать довольно большие изделия, он особенно популярен при выполнении заборов, оград, ворот, беседок, разнообразных решеток и перил.

Такие вещи можно смело использовать на улице для декорирования приусадебного участка, сада или фасада дома.

Однако совершенно не исключается и возможность изготовления более изящных изделий для интерьера. Каминные решетки и подставки для цветов, декоративные вазы или табуреты – все это возможно для данной технологии.

Для создания оригинального декора не редко используется покрытие медью или золотое напыление.

Художественная ковка: технологии, приемы, оборудование

Согласно технической терминологии, художественная ковка — метод обработки металлов, при котором достижение необходимых форм и размеров производится с помощью деформации. Под этим определением скрывается одна из древнейших технологий, позволившая человеку сделать огромный шаг в истории и не потерявшая своего значения и сегодня. Ковка активно применяется в металлургии и машиностроения.

Роза ручной работыРоза ручной работы

Что такое художественная ковка

Основным признаком художественной ковки металла считается присутствие творческой или художественной составляющей в произведенном мастером изделии. Это изделие может быть изготовлено с целью практического применения или иметь только эстетическую ценность. Художественная ковка уже давно оформилась как самостоятельный вид кузнечных работ, а к профессии кузнеца добавилась еще одна специализация — художник по металлу.

История художественной ковки

История практического применения и обработки металла насчитывает уже несколько тысячелетий. Столько же тысячелетий насчитывает и история художественной ковки, о чем свидетельствуют древнейшие археологические находки. Примитивные наконечники для копий и мотыг хранят признаки творческой обработки. Раньше ковка имела в основном практическую направленность, но среди кузнецов всегда находились мастера, умеющие совместить практичность с художественностью. Примером служат образцы оружия и доспехов, конской сбруи, домашней утвари.

Началом становления художественно ковки как самостоятельного ремесла можно считать эпоху Возрождения и связанный с ней расцвет искусств и науки. Средневековые дворцы и храмы в стиле ренессанс или барокко содержат в своем убранстве кованые элементы, отражающие духовные, геральдические или просто эстетические запросы владельцев.

Сегодня эти запросы определяются понятием «дизайн интерьера», в котором элементы художественной ковки продолжают занимать достойное место.

Инструменты для художественной ковки

Многие века стандартный набор оборудования и инструментов кузнеца не изменялся. Горн с углями, меха для их раздувания, молот и наковальня, клещи и бочка с водой являлись основными инструментами кузнеца. Развитие средневекового производства привнесло в этот набор элементы механизации, а промышленная революция превратила кузнечное дело в отрасль, направленную на массовое производство продукции.

Молот и наковальняМолот и наковальня

Это направление получило в свое распоряжение целый ряд специального оборудования для художественной ковки, станков и приспособлений, облегчивших труд кузнеца и позволяющих выполнять сложные изделия.

Классический угольный горн по-прежнему остается в кузнечном арсенале, но на помощь ему пришли еще и муфельные печи, индукционные нагреватели. Многие кузнечные станки сохранили свои исторические названия, соответствующие их назначению — гнутики, улитки, волны, твистеры и торсионы — но получили мощный электрический привод или превратились в универсальные многофункциональные станки.

Виды кузнечных работ

Технология кузнечных работ включает в себя несколько видов операций, различающихся применяемым инструментом, режимами выполнения и целью. Эти операции в полной мере применяются и в технике художественной ковки, а изготовление какого-либо изделия может включать любой их набор и последовательность. Основным признаком для классификации является температура обработки — горячая и холодная ковка. Остальные критерии также могут относить операцию к различным видам и подвидам.

Горячая художественная ковка

При горячей ковке изделие подвергается предварительному и при необходимости сопутствующему нагреву для повышения мягкости и пластичности. Существуют два вида горячей ковки металла:

  1. Свободная или ручная ковка, при которой обрабатываемое изделие свободно размещается на наковальне, а необходимые форма и размер обеспечиваются ударами ручного или механического молота. К этому виду относится и кузнечная сварка — соединение разогретых до температуры плавления деталей с использованием кузнечного инструмента.
  2. Штамповка, при которой заготовка помещается в штамп с внутренней полостью, по форме и размерам соответствующими готовому изделию. В процессе ковки заготовка деформируется и заполняет пустую область штампа.

Холодная художественная ковка

При холодной ковке изделие подвергается обработке без предварительного нагрева. Чтобы деформировать холодный металл, нужно приложить много усилий, поэтому этот метод применяется для обработки заготовок небольшого сечения. Для холодной художественной ковки используются разнообразные станки, в том числе для холодной штамповки.

Основные приемы художественной ковки

Для каждого из видов ковки металлов и сплавов существуют свои технологии и приемы обработки. Художественная ковка с учетом специфики использует в своем арсенале практически все основные приемы кузнечного мастерства, с помощью которых в металле можно выразить любой творческий замысел.

Высадка

Целью операции является уменьшение длины заготовки с одновременным увеличением поперечного сечения. При горячей ручной ковке нагретую деталь ставят вертикально на наковальню и отбивают молотом по верхнему концу. Нагревая отдельные места и удерживая деталь щипцами, на ней можно выполнить утолщенные узлы, изгибы, объемные или плоские элементы задуманного украшения.

Протяжка

Протяжка представляет собой операцию, противоположную высадке, и применяется для удлинения заготовки. Направление удара при протяжке — поперек оси детали с ее проворотом или продвижением по длине.

В зависимости от формы заготовки (плоской, круглой, пустотелой, кольцевой) и применяемой оснастки техника протяжки включает в себя множество приемов. Отдельные приемы протяжки могут называться своими терминами — разгонка, расплющивание или раскатка.

Кузнец работаетКузнец работает

Округление

Операция применяется при горячих методах ковки и заключается в закруглении граней профильных заготовок. Первоначально углы заготовки расковывают, доводя ее до восьмигранного сечения. Окончательное округление выполняют с помощью специальных обжимок или вырезных молотков.

Продевание

Продевание различных элементов друг через друга — распространенный прием, активно применяющийся в художественной ковке. Продевание проводится двумя способами — сборкой по принципу цепных звеньев или прошивкой отверстия в одном из элементов. В этом случае для операции используют зубила нужной формы и размера.

Оформление уступов

Уступы различной формы в технике художественной ковки выполняют как с декоративной, так и с технологической целью, чтобы закрепить детали между собой. Выполняют уступы, используя острые ребра наковальни или специальную подкладную оснастку.

Гибка

Гибка — распространенная технология, активно применяющаяся в художественной ковке. Для гибки разработаны специальные станки и приспособления, позволяющие мастерам работать по собственным шаблонам.

Кованые элементы и детали своими руками

Сегодня существуют цеха или мастерские, предлагающие изделия художественной ковки собственного производства. Спрос на эту продукцию стабилен, несмотря на завышенную стоимость кованых изделий.

При желании и определенном опыте работы с металлом многое из ассортимента профессионалов художественной ковки можно выполнить и своими руками. Вовсе не обязательно вооружаться горном и кувалдой или приобретать специальный станок. Даже для изготовления сложных элементов или изделий достаточно верстака, тисков, сварочного аппарата и молотка. Материалом для самодеятельного творчества послужит круглый пруток, профильная труба с небольшим сечением, неширокая полоса стали или листовой металл.

Мебель

В качестве мебели для самостоятельного изготовления можно рассмотреть садовые или дачные столики и стулья, декоративные полочки на стены. Кованые элементы могут украсить интерьер кухни, спальни, прихожей или садовую беседку, а намеченные для отправки в утиль старую табуретку или торшер можно укрепить коваными полосками и представить в качестве антиквариата.

Беседка

Беседка, заветная мечта дачников и владельцев собственного участка, необязательно должна быть деревянной или кирпичной. Можно сделать и металлическую конструкцию из профиля. Ее несложно превратить в легкую и изящную композицию с помощью собственноручно изготовленных кованых деталей — витой из стального круга ажурной арки на входе, завитушек по периметру беседки или замысловатой подвески для светильника.

Ворота

Кованые ворота и входная калитка, пожалуй, самые востребованные на сегодня изделия из ассортимента художественной ковки, в которых практичность сочетается с художественным вкусом. Между тем многие владельцы частных домов из экономических соображений обходятся приобретенной или самостоятельно изготовленной из стандартного металлопроката и металлопрофиля входной группой.

Любую металлоконструкцию можно перевести в разряд нестандартных или сделать такой изначально с помощью простейших самостоятельно изготовленных кованых элементов. В качестве заготовки используются уже упомянутые стальные прутки, профили или полосы. Из них можно выполнить различные витые узоры и вензеля, листья и бутоны, строгие или произвольные геометрические фигуры.

Художественная ковка металла своими руками (видео+фото)

Чаще в изделиях художественной ковки можно встретить следующие элементы: вензеля, завитки, волны, корзинки и окончания в виде пик. Как их сделать — далее.

Художественная ковка своими руками — один из видов ремесла, который не только не был задвинут технологическим прогрессом на задворки истории, но даже получил новый виток развития с появлением более современного оборудования.

Что нужно знать о самостоятельной ковке художественных элементов и какое оснащения потребуется для этого?

Технологии и приемы

Создание целого комплекса изображений и орнаментов из металла возможно двумя технологическими способами: горячей и холодной ковкой.

Горячая художественная ковка

Горячий способ более традиционный, с его помощью производили настоящие шедевры металлообработки, причем с использованием довольно-таки примитивного оборудования и инструмента. Сегодня, с развитием технологий, ковка с предварительным разогревом заготовок намного упростилась. Все чаще используют газовые горны, позволяющие контролировать температуру и равномерность нагревания. Стали распространенными пневматические молоты, ускоряющие ковку, а также широко применяются различные станки по обработке металла (рубке, резке, сверлению).

Козырек из ковки

Несмотря на сложную технологию, в отличие от холодной ковки, горячая обработка позволяет производить более широкий спектр изделий, вплоть до мельчайших деталей цветов и листьев деревьев.

Приемы используют такие же, как и при производстве любых других деталей: раскатки, протяжки, прошивки, высадки, осадки и прочие.

Но сегодня все чаще в художественной ковке стали использовать более простые и доступные технологии холодной металлообработки.

Холодная художественная ковка

В последнее время стала популярной холодная ковка. Она более простая и требует минимум оборудования. К тому же, такой способ изготовления художественных декоративных элементов более простой в освоении. Не нужно знать о химических изменениях в структуре металла, а также о дополнительной закалке и его отпуске.

Самодельное оборудование для холодной ковки простое в исполнении и эксплуатации, а также довольно компактное. Да и сама мастерская чище, в отличие от традиционной кузницы, а изделия не загрязняются продуктами горения.Элементы ковки

Верстаки для холодной обработки металла способны делать многие операции без нагревания заготовки быстрее, чем этот же процесс выполнялся горячей ковкой.

Горячая и холодная ковка в художественной обработке материалов могут совмещаться, ведь некоторые детали возможно создать только с нагреванием и проковкой, а другие элементы проще и быстрее изготовить на холодную.

Однако, чаще всего эти технологии используются отдельно, ведь комбинирование требует большее количество оборудования, которое не всегда можно приобрести или разместить в маленькой мастерской. Вследствие чего большее распространения получила холодная ковка, как более простой способ изготовления декоративного изделия.

Пошаговый алгоритм холодной ковки

Прежде, чем начинать изготовление художественных предметов, стоит подготовить некоторое специальное оборудование и материалы.

Оборудование для художественной ковки

Изделия формируются с применением двух основных процессов: прессования и гибки. Отдельно от них используется штамповка по готовым шаблонам.

На этом и построено большинство оборудования для холодной обработки металлов. Основные верстаки, имеющие широкое применение: гнутик, улитка, твистер, фонарик, глобус и волна.

Каждый из этих простых станков работает с прокатом металла (различные прутки, круги или квадраты). Причем ручное оборудование может задавать форму металлическим заготовкам с сечением 12-14 миллиметров.

Какие элементы производятся на этих верстаках?

Гнутик способен изгибать металл под углами или в дугу, одним или несколькими поворотами рычага. Основные элементы — это разного рода изгибы и волны.

Улитка, за счет формы своего кондуктора, закручивает заготовку по спирали. На ней производят волюту, завитки и другие элементы с витками спирали на концах.

Твистер, наоборот, закручивает длинную деталь вокруг своей оси. В итоге получаются элементы с завинченной поверхностью.

Волна для ковкиВолна для ковки
Устройство для изготовления волны
Гнутик для ковки
Гнутик

Волна предназначена для изготовления волнообразных повторяющихся деталей. Частично такие же операции можно успешно выполнять на гнутике.

Фонарик по принципу устройства похож на твистер, однако изготавливает элементы, называемые корзинкой. Эти объемные детали производятся закручиванием заготовки на кондуктор в виде вала. Станок может вполне быть заменен твистером.

Глобус или объемник выполняет различные операции по изгибу заготовки в разных плоскостях, производя трехмерные детали.

Каждый такой станок для художественной ковки своими руками можно сделать самостоятельно, поискав нужную информацию и чертежи.

Пример простейшего ручного станка для завитков и разного рода вензелей показан в видео

Кроме такого узкоспециализированного оборудования, понадобится инструмент для резки металла (отрезной круг или болгарка), шлифовки и сварка для сборки деталей в единую композицию.

Изготовление элементов художественной ковки

Чаще всего в изделиях художественной ковки можно встретить следующие элементы: вензеля, отдельные завитки, волны, корзинки и окончания в виде пик или гусиных лапок. Как их сделать методом холодной ковки?

Завитки, вензеля и волюты

Такие элементы часто можно увидеть на оградах, решетках и подобных изделиях.

Завитки и вензеля из ковки

Для их изготовления нужно иметь станок улитку, заготовки из прутка или квадрата сечением от 8 до 14 мм (зависимо от оборудования) и, конечно, вспомогательный инструмент для резки и шлифовки.

Пошагово процесс выглядит так.

  • Конец заготовки нужно сформировать под крепление кондуктора на станке. Это делается с разогревом и предварительной проковкой или прессованием на оборудовании.
  • Подготовленный край вставляют в отверстие кондуктора и поворотом рычажного привода закручивают металл на шаблон. На один виток спираль делается за подход. Несколько закруток придется сделать за два три оборота.

Как это сделать показано на видео, предоставленном выше. За неимением такого оборудования витки можно попробовать сделать вручную. Для этого нужно иметь кусок трубы, на котором, разогретую газовым резаком, деталь изгибают ударами молотка.

Кручение

Разного рода крутени делают на твистере. По устройству это оборудование состоит из ворота с вращающейся головкой и ползунка с фиксатором заготовки.

  • Пруток фиксируют в головке и ползунком регулируют нужную длину закрутки.
  • Оборачивая ворот, металл закручивают вдоль оси на всем протяжении до ползуна.

Сам процесс нужно проводить аккуратно, без резких рывков ворота, чтобы не порвать заготовку, а спираль была закручена равномерно на всем протяжении.

Без станка твистера такую операцию можно сделать вручную. Деталь нагревают и, зажав один конец тисками, проворачивают вокруг оси подходящим инструментом. Однако качество может быть намного хуже.

Как выглядит и работает такое оборудование можно узнать из видео:

Корзинки

Один из самых сложных в изготовлении элементов холодной ковки. Для его производства используют станок под названием фонари. По устройству он похож на твистер. Только заготовки оборачивают вокруг шаблона в виде вала.

  • В станок изначально вставляют две отдельные детали.
  • Оборотами ворота их закручивают в объемную спираль.

Также такую деталь можно сделать без оборудования вручную. В качестве кондуктора применяют кусок трубы с приваренным на ней местом крепления конца прутка. Зафиксировав металл в тисках, его наматывают на шаблон. Способ более трудоемких и требует опыта работы. Как это делается показано на видео:

Волна

Такие детали делают на станках типа гнутик или волна. После установки заготовок в верстак оборотами привода их прокатывают, формируя волнообразную конфигурацию.

Такие же операции можно проделать и вручную на трубе в качестве кондуктора и молотка.

После изготовления отдельных элементов, их собирают в единую композицию при помощи электросварки, зачищают соединения и проводят окончательную отделку.

Декоративная окончательная отделка — это последний этап художественного производства.

Кованое изделие покрывают краской, золочением, патиной и прочими.

Для того, чтобы принять участие в обсуждении и поделится своим опытом в художественной ковке металлов, перейдите к комментариям, где вы можете дополнить информацию этой статьи собственными практическими знаниями.

Оборудование для ковки горячего и холодного типа

Ковка металла считается одним из популярнейших направлений в обработке металлических заготовок. Существует два вида ковки: горячая и холодная. От типа обработки зависит технология проведения работ и используемый инструмент. В продаже можно найти специальное оборудование для ковки, с помощью которого возможно создавать красивые металлические изделия.

Оборудование для ковкиОборудование для ковки металла

Виды станков

При оснащении кузницы нужно составить список необходимых инструментов и оборудования. При составлении списка нужно учитывать тип проводимых работ:

  1. Холодная — простой метод ковки, при котором деталь не нужно нагревать. Поэтому в помещении не нужно устанавливать громоздкого огнеопасного оборудования. Понадобятся различные автоматизированные и ручные приспособления, инструменты, шаблоны для холодной ковки, расходные материалы. Из электроинструментов используется сварка и болгарка.
  2. Горячая — сложный технологический процесс обработки металла. Требует разогревания заготовок в горне. Обрабатывать разогретый металл проще, однако производство становится пожароопасным и требует расходных материалов для разогрева горна.

Оборудование для горячей ковки

Перед тем как начинать заниматься горячей ковкой нужно подобрать подходящее помещение. В нём должно поместиться основное оборудование, инструменты, расходные материалы, готовые изделия. Дополнительно в помещении должны присутствовать огнетушители. Помещение должно хорошо проветриваться. После этого можно приступать к выбору кузнечного оборудования для горячей ковки.

Кузнечный горн

Оборудование, используемое для разогрева заготовок. Состоит из таких частей:

  1. Емкость для разогрева с колосником.
  2. Система, через которую будет попадать и выходить воздух.
  3. Окно для подачи заготовок.
  4. Дымоход для отвода угарного газа и испарений.
  5. Корпус из огнеупорного материала.

Горны бывают закрытого и открытого типа.

Горны необходимы для восстановления и обогащения поверхности разогретого металла углеродом, который содержится в топливе. Лучшим вариантом топлива для разогревания считается кокосовый уголь.

Муфельная печь

Печи используются как для разогрева, так и для плавки металлов. В них установлена муфельная камера и поэтому материал не касается продуктов горения. При желании можно изготовить муфельную печь самостоятельно. Для этого нужно сделать металлический каркас, сам муфель из шамотного кирпича и замазать отверстия огнеупорной мастикой. Форма муфельной печи может быть цилиндрической или прямоугольной. Для разогревания металлических заготовок используется газовая горелка или электрические нагревательные элементы. Ко второму варианту относятся нихромовые нити.

Наковальня

Считается главным инструментом в горячей и холодной ковке. На поверхности наковальни заготовке придают нужную с помощью деформирования. У этого инструмента большой вес. Конструкция наковальни:

  1. рога для создания изгибов на заготовке;
  2. массивное основание с упорными лапами;
  3. наличник с отверстием.

Наковальни выпускают должны соответствовать ГОСТ. Вес оборудования — 300 кг.

НаковальняКовка на наковальне

Станки для холодной ковки

Для холодной ковки металла применяются различные инструменты. Оборудование можно купить в строительных магазинах или собрать самостоятельно. Например, твистер для холодной ковки кузнец может собрать менее чем за полдня. Также нужен сварочный аппарат для соединения отдельных деталей, шлифовальная машинка для зачистки швов и поверхностей, болгарка для обрезания заготовок.

Улитка

Это ручное приспособление, с помощью которого металлическим прутам придается форма завитков. На рабочей поверхности закрепляются отдельные элементы или приваренные изгибы, через которые мастер загибает заготовку. Есть модернизированная улитка с поворотным лемехом, которая облегчает труд мастера. Приспособление для сгибания заготовок по спирали должно присутствовать в любой мастерской.

Торсионный

Необходимый станок для холодной ковки металла. Представляет собой массивное основание, на котором закрепляются тиски, а с другой стороны ворот. Заготовка закрепляется в тисках и с помощью ворота начинает закручиваться по спирали. Можно соединять несколько прутков в один скрученный элемент.

Гнутик

Гнутик для холодной ковки применяется для создания различных углов на заготовках. Состоит из двух неподвижных роликов и одного подвижного упора, располагаемого по центру.

ГнутикГнутик

Волна

Это станок по металлу для холодной ковки. С его помощью можно сделать изделие волнообразной формы или выполнить зигзаги.

Как изготовить станок для проведения холодной ковки?

Чтобы изготовить инструмент для холодной ковки своими руками, необходимы расходные материалы, ручные и электрические инструменты. Чертежи можно найти в интернете. Однако изготовить профессиональное оборудование своими руками невозможно.

Для художественной ковки используются специальные приспособления. Это фасонные молотки, ручные инструменты, граверы, бормашинки. Важно заранее подготовить материал, чтобы было проще делать декоративные выемки, узоры.

Оборудования для горячей и холодной ковки можно приобрести в строительных магазинах или изготовить самостоятельно. Важно правильно подготовить помещение перед покупкой инструментов, станков, расходных материалов.

 

Холодная штамповка и ковка | ШтамповкаСимуляторы

Листовой металл формовка — это вид холодной штамповки. Фактически, формовка листового металла также может выполняться «горячим» способом, если это необходимо, с использованием очень современных высокопрочных сталей, которые невозможно успешно формовать без предварительного нагрева заготовки.

Поковка также может быть горячей или холодной, с различными преимуществами и недостатками.

cold forming vs forging_1

Поковка, , однако, не то же самое, что листовой металл с массой г, хотя кусок листового металла можно «выковать» в форму. Ковка подразумевает, что формованный материал сжимается или выдавливается грубой силой, придавая материалу форму чего-то со значительной разницей по толщине, а не полностью такой же, как его первоначальная толщина.

Ковка обычно начинается с круглой или цилиндрической заготовки из материала, которую огромными силами выковывают в нечто вроде шатуна. формование листового металла обычно начинается с плоского листа материала, форма которого изменяется до формы продукта, обычно с тонкостенной, нетвердой формы продукта.

sheet metal cold forming

В штамповка листового металла , хотя толщина действительно изменяется (утонение и утолщение), изменение толщины не является значительным по сравнению с процессом штамповки . Деталь из листового металла может быть локально кована (или отчеканена) для контроля толщины на небольшой площади, но обычно это небольшая операция ковки как часть большого процесса холодной штамповки.

Чем отличается процесс моделирования между ковкой листового металла и формовкой листового металла?

Что касается моделирования, поковки и , образующие , сильно отличаются.Ковка требует твердых элементов FEA, тогда как при формовании листового металла используются гораздо более эффективные и прочные мембранные элементы FEA. Это связано с тем, что полную толщину (твердые элементы) не нужно моделировать в процессе формования листового металла, поскольку толщину листа можно рассчитать численно. Это экономит невероятное количество времени на вычисления и позволяет быстро и точно моделировать очень сложные детали из листового металла.

forming vs forging_3 forming vs forging_4

StampingSimulation и Autoform имитируют процессы холодной и горячей штамповки листового металла.В программном обеспечении Autoform невозможно моделировать ковку из-за мембранных элементов и отсутствия возможности работы с твердыми элементами FEA. Тем не менее, Autoform является ведущим в отрасли программным обеспечением для моделирования штамповки листового металла, которое действительно оптимизировано для моделирования холодной и горячей штамповки листового металла, включая фальцевание. Никакое другое программное обеспечение не может выдавать точные результаты с такой же скоростью (время настройки и расчета) и легкостью, как Autoform.

В последнее время горячее формование становится все более важным для OEM-производителей, которые по закону обязаны сокращать выбросы транспортных средств.Это часто означает, что необходимо использовать передовые стали с невероятной прочностью (> 1500 МПа), чтобы уменьшить массу автомобиля за счет уменьшения толщины исходного материала.

Когда материал с такой прочностью требует формовки, возникает необходимость нагреть листовую заготовку до повышенных температур, чтобы ее можно было формовать. При повышенных температурах даже самым прочным материалам можно успешно придать практически любую форму. Программное обеспечение Autoform включает горячее формование как часть пакета программного обеспечения и точно прогнозирует все проблемы и результаты, связанные с горячей или холодной штамповкой.

Работа с имитацией штамповки

Если вы изучаете возможности моделирования StampingSimulation и Autoform для процессов холодной и горячей штамповки листового металла, мы будем рады вам помочь. Мы специализируемся на услугах моделирования и уверены, что сможем получить точные результаты в кратчайшие сроки. Свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать больше, или нажмите здесь, чтобы просмотреть нашу работу с другими лидерами отрасли.

.

Металлическая поковка

Производство

ПОВКА
ПРОЦЕССЫ

Отбойные молотки
Гидравлические и механические прессы
Заголовок или расстроенная ковка
Металлический пирсинг
Размер металла
Валковая ковка
Обжимка или радиальная ковка
Металлические зуборезы
Ковка металлического шара
Орбитальная ковка
Кольцо Ковка
Клепка
Чеканка металла
Изотермическая ковка
Обрезка кованых деталей
Ковка с высоким уровнем энергии

ПРОИЗВОДСТВО
ПРОЦЕССЫ

Литье металла

Обработки металлов давлением

Металлопрокат

Металл Экструзия

Рисунок Металла

Листовой металл

Порошковые процессы

Ковка металла — это процесс штамповки металла, который включает приложение сжимающих усилий.
к заготовке, чтобы деформировать ее и создать желаемое геометрическое изменение материала.Процесс ковки очень важен в промышленном производстве металла, особенно в производстве чугуна и стали.
обрабатывающая промышленность. Стальная кузница часто является источником высокой производительности и производительности. Рабочий запас вводится в
Кузнечный, он может быть прокатным, он также может поступать непосредственно из литых слитков или непрерывного литья. Кузница будет
затем производят стальные поковки желаемой геометрии и определенных свойств материала. Эти свойства материала часто
значительно улучшилась.

Известно, что ковка металла дает одни из самых прочных деталей по сравнению с
другие процессы производства металлов, и, очевидно, не ограничиваются только ковкой чугуна и стали, но и другими металлами
также.Различные типы металлов будут иметь разные факторы, влияющие на их ковку, некоторые будут проще.
подделать, чем другие. Ниже описаны различные испытания для определения факторов процесса ковки для различных материалов. Алюминий,
магний, медь, титан и никелевые сплавы также обычно являются кованными металлами. Важно понимать
принципы изготовления кованых изделий, включая различные технологии и основные конструкции ковки металла. Последующий
предоставит исчерпывающий обзор процесса ковки металла.

Металлическая ковка, в частности, может упрочнить материал, запечатывая трещины и закрывая пустоты в металле.
Процесс горячей штамповки значительно уменьшает или устраняет включения в кованной 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 способами, такими как литье или
механическая обработка.

Металлические поковки могут быть мелкими деталями или весить до 700 000 фунтов.Продукты
изготовленные методом ковки в современной промышленности, включают в себя такие важные детали самолетов, как
в качестве шасси, валы реактивных двигателей и турбин, конструктивные элементы для
транспортное оборудование, такое как автомобили и железные дороги, коленчатые валы, рычаги,
шестерни, шатуны, ручные инструменты, такие как зубила, заклепки, винты и болты для
назовите несколько. Изготовление штампа для ковки и другие высокие затраты на установку
операция сделать производство небольших партий кованых
запчасти дорогие в расчете на единицу цены.Однако после настройки
затраты на изготовление поковок могут быть относительно низкими, и многие части процесса
может быть автоматизирован. Эти факторы делают производство большого количества
металлические поковки экономически выгодны.

Рисунок: 154

Hot Die Vs. Холодная штамповка

Большинство операций по ковке металлов выполняется в горячем состоянии из-за необходимости производства
большая пластическая деформация детали и преимущество
повышенная пластичность и снижение прочности рабочего материала.Горячая штамповка также
устраняет проблему деформационного упрочнения металла. В случаях, когда желательно
Для обеспечения благоприятного деформационного упрочнения детали может применяться холодная штамповка.
Производство холодной штамповки, требующее больших усилий, также будет производить
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 металлов можно классифицировать по степени, в которой
материал ограничен во время процесса.Есть три основных классификации
в производстве металлических поковок. Во-первых, открытая штамповка , в которой деталь сжимается
между двумя матрицами, которые не стесняют металл во время процесса.
Во-вторых, поковка штампа , в которой полости внутри штампа
ограничивают поток металла во время сжатия детали, вызывая деформацию материала
в желаемую геометрическую форму. Некоторые материалы при штамповке штамповки не
ограниченный полостями и вытекающий из матрицы, этот металл
называется вспышкой.При промышленной ковке металла последующая операция обрезки будет
выполняется для удаления вспышки. Третий вид металлической поковки — бесщеточная поковка . В
изготовление без оплавления вся заготовка находится внутри штампа
таким образом, чтобы металл не мог вытекать из полости матрицы во время
сжатие детали, поэтому вспышка не производится.

Открытая штамповка

Процесс изготовления ковки металла производился не менее
7000 лет, возможно, даже 10 000 лет.Самый простой вид ковки
мог бы придать форму металлу, ударив его камнем. Позднее трудоустройство
из различных материалов, таких как бронза, затем железо и сталь, а также потребность в кованых металлических изделиях, таких как
как мечи и доспехи, привели к искусству кузнечного дела или кузнечной ковки. Кузнечное дело
это процесс открытой штамповки, в котором поверхности молотка и наковальни служат противоположными плоскими штампами.
Поковки из бронзы, за которыми следуют поковки из чугуна и стали, отмечают некоторые ранние производственные способности человека.

Простой вид открытой штамповки называется высадкой. В печальном процессе
работа помещается между двумя плоскими штампами и ее высота уменьшается на
сжимающие силы, возникающие между двумя штампами. Поскольку объем металла
останется неизменным на протяжении всей деформации, уменьшение высоты будет
сопровождается увеличением ширины. На рис.155 показана высадка плоской матрицы.
процесс в идеальных условиях.

Рисунок: 155

В реальных условиях промышленного производства трение играет важную роль.Силы трения на границе раздела штамп-деталь препятствуют растеканию материала.
рядом с поверхностями, тогда как материал в центре может легче расширяться. В
Результатом является создание цилиндрической формы детали. Этот эффект называется баррелированием.
в условиях ковки металла. Бочка обычно нежелательна и может контролироваться
использование эффективной смазки. Еще одно соображение при производстве горячей штамповки:
который будет действовать для увеличения эффекта барреляции, будет теплообмен между
горячий металл и охладитель умирают.Металл, находящийся ближе к поверхности матрицы, остынет.
быстрее металла к центру детали. Более холодный материал
более устойчив к деформации и будет расширяться меньше, чем более горячий материал в
в центре, также вызывая эффект барреляции.

Рисунок: 156

Другой распространенный процесс открытой штамповки промышленного металла
ковочное производство включает использование плоской матрицы для округления слитка. С использованием
механические манипуляторы, деталь сжимается и поворачивается последовательно
ступеней, в конечном итоге формирующих металл в цилиндрическую часть.Компрессии
воздействуют на материал поковки, закрывая отверстия и щели, разрушая и
преобразование слабых границ зерен и создание деформированной структуры зерен. Как
этот процесс открытой штамповки прогрессирует, материал детали будет изменен
сначала извне, продвигаясь внутрь. Важно, чтобы при изготовлении
металлическая ковка с помощью этого процесса, деталь обрабатывается достаточно значительно, чтобы изменить
структура материала в центре заготовки. Большие валы для двигателей
и турбины выковывают таким образом из литых слитков.

Зубцы или вытягивание часто используются в обрабатывающей промышленности. Зубчатость
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 прикусом 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.
Зубцы позволяют 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 открытый штамп
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

штамповочная штамповка

Изготовление штамповочной штамповки включает сжатие заготовки
с помощью штампа для слепков (пресс-формы), которые содержат полости, которые ограничивают поток
металл внутри штампа во время деформации изделия.Металл наполнит
пространство внутри полости матрицы при ее пластическом сжатии в форму.
Закрытие формы завершает деформацию, поэтому штамповка штампа
также называется закрытой штамповкой. Кованая металлическая деталь теперь будет
иметь геометрические размеры формы,
при условии, что в процессе происходит полное заполнение полости матрицы.
Операция по принуждению металла течь и заполнять отпечатки в штампе
также изменит зернистую структуру металла.Создание благоприятного зерна
конструкция из-за контролируемой деформации материала всегда должна быть рассмотрена
при разработке процесса штамповки штампа.

Одной из 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 матрицы. По мере того, как штамп закрывается, и обрабатываемый металл перетекает и заполняет контуры
оттиска некоторое количество избыточного материала вытечет из штампа в область между
двое умирают.Это сформирует тонкую металлическую плоскость вокруг работы на
разделительная линия (где две матрицы встречаются, когда они закрываются) кованого изделия.
Последним способом отрезается отливка из поковки.

Рисунок: 160

Прецизионная ковка

Современные технологические достижения в области ковки и дизайна металлов.
штампа, позволили разработать прецизионную ковку. Точность
ковка может давать некоторое или отсутствовать вспышку, а кованая металлическая часть будет на уровне или около
его окончательные размеры, требующие минимальной обработки или совсем без нееНомер
сокращаются производственные операции и расходуются материалы. К тому же,
прецизионная ковка позволяет изготавливать более сложные детали с более тонкими профилями,
уменьшенные углы уклона и более точные допуски. Недостатки этих
передовые методы ковки заключаются в том, что необходимы специальные машины и штампы,
требуется более тщательный контроль производственного процесса. В точной ковке количество
материала в работе, а также поток этого материала через форму
необходимо точно определить.Другие факторы в процессе, такие как позиционирование
детали в полости также должны выполняться точно.

Ковка без оплавления

Ковка без оплавления — это тип прецизионной ковки, при которой весь объем
рабочего 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,
Ковка требует строгого контроля процесса, особенно в отношении количества
материал, который будет использоваться в заготовке.Слишком мало материала, и штамп не будет
заполните полностью, слишком много материала вызовет опасное наращивание сил.

Рисунок: 161

Ковка металла

При производстве поковок необходимо тщательно продумывать выбор металла.
Способность металла деформироваться без разрушения и растрескивания составляет
важная характеристика, которую следует учитывать при выборе материала для
процесс ковки. В индустрии ковки металлов было разработано несколько испытаний.
чтобы попытаться количественно оценить эту способность.Величина деформации конкретного металла
способность выдержать без сбоев напрямую связана с ковкостью этого металла. В
чем выше степень деформации, тем выше ковкость.

Один из популярных тестов включает сжатие цилиндрической
заготовка между двумя плоскими матрицами. Это называется огорчением
работы, поэтому этот тест называется испытанием на осаждение .
При испытании на осадку заготовка сжимается плоской открытой матрицей, что сокращает объем работы в
высота до образования трещин.Сумму снижения можно считать
измерение ковкости. Обескураживающие испытания можно проводить при разных
температуры и разные скорости сжатия. Тестирование различных температур
и скорости деформации помогут определить наилучшие условия для ковки
особый металл.

Другой распространенный тест, используемый в современной промышленности, называется
Испытание на кручение в горячем состоянии . При испытании на горячую скручивание круглый стержень скручивают в одном направлении.
пока не произойдет разрушение материала. Величина вращения принимается как количественная.
измерение ковкости металла.Этот тест часто проводится на материале
несколько разных температур. Другие испытания также используются при промышленной ковке металла.
производство. Испытание на удар иногда используется для определения ковкости
материал. Трещины в металле являются обычным критерием отказа для большинства
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 ковки

Инспекция — важный аспект производства металлических поковок.Все части
следует проверять на наличие дефектов после завершения производственного процесса. Дефекты
металлических кованых изделий включает внешнее растрескивание, внутреннее растрескивание, нахлёстки, холодные затворы,
коробление детали, неправильно сформированные сечения и мертвые зоны. Взломать оба
интерьер и экстерьер вызваны чрезмерным напряжением или неправильным напряжением
Распределение по мере формирования части. Растрескивание поковки может быть следствием плохой
предназначена для штамповки штампа или излишка материала в заготовке. Трещины также могут
быть вызвано непропорциональным распределением температуры во время производственной операции.Высокие температурные градиенты могут вызвать трещины в кованой детали.

Перехлесты или складки в металлической поковке вызваны короблением детали, нахлесты могут
быть результатом слишком малого количества материала в заготовке. Холодное закрытие происходит, когда металл
потоки разных температур встречаются, они не сочетаются плавно, граница
слой, (холодный затвор), образуется на их пересечении. Холодное закрытие означает, что есть
проблема с течением металла в форме при формовании детали. Деформация
кованая деталь может произойти, когда более тонкие секции остывают быстрее, чем остальная часть
ковка.Неправильно сформированные секции и мертвые зоны могут быть результатом недостаточного
металл в заготовке или дефектная конструкция штамповочного штампа, что приводит к неправильному материалу
распространение в процессе.

В целом, дефекты деталей, изготовленных методом ковки металла, можно контролировать.
во-первых, путем тщательного рассмотрения объема рабочего запаса и хорошей конструкции
как штамп для ковки (пресс-форма), так и процесс. Главный принцип — ввести в действие право
распределение материалов и правильный поток материалов для выполнения этих распределений.Геометрия полости матрицы и угловой радиус играют большую роль в действии
металл. Конструкция штампа и процесс ковки будут рассмотрены ниже.
разделы.

Смазка на производстве промышленной металлической ковки

Силы трения внутри формы между изделием и поверхностями
полость штампа, имеют большое влияние на поток материала при ковке металла.
Смазочные материалы используются в промышленном производстве поковок для снижения трения.
сил и обеспечить более плавный поток металла через форму.К тому же,
они используются для замедления охлаждения работы и уменьшения
перепады температур при горячей штамповке, служащие тепловым барьером
между металлической конструкцией и штампом. Смазочные материалы также помогают сохранить металл и
поверхности штампа от слипания и способствуют удалению металлической поковки
из умирают. Общие смазочные материалы, используемые в современной кузнечной промышленности, включают:
вода, минеральное масло, мыло, опилки, графит, дисульфид молибдена и
жидкое стекло.

Материал штампа

Точный материал, используемый для изготовления штампа (пресс-формы), зависит от всех
подробности этого конкретного процесса ковки металла.В общем, штамп для ковки должен быть
жесткие, обладают высокой прочностью и твердостью при повышенных температурах, хорошо
ударопрочность, устойчивость к перепадам температур, закаливаемость и способность
выдерживают абразивный износ. При изготовлении детали горячей штамповки штамп для штамповки
обычно предварительно нагревается перед началом операции. Предварительный нагрев штамповочного штампа снижает тепловую
езда на велосипеде, которая может вызвать трещины в матрице.

Металлические штампы для штамповки закалены и отпущены. Размеры штампа должны учитывать
на усадку работы, а также дополнительные материальные припуски на
отделка детали.Абразивный износ при горячей штамповке
Во многом это связано с масштабом рабочего фонда. Большая часть масштаба
можно снять с бланка
сразу после нагрева в печи, перед ковкой детали.
Адекватная смазка также может значительно снизить износ. Иногда штамп для ковки может
быть собраны с использованием различных секций матрицы. Эти секции, называемые die
вставки
, изготавливаются отдельно и могут быть из разных материалов.
Сложные полости могут быть легче изготовлены с помощью вставок штампов, также различных
отдельные части штампа можно заменять по отдельности.

Некоторые факторы, которые следует учитывать при определении материального состава
штамп, тип работы, количество штамповок,
размер кованых деталей, сложность кованых деталей, тип оборудования до
температура, при которой будет производиться ковка металла, и стоимость материалов.
Ковочные штампы изготавливаются из инструментальных сталей, которые, в зависимости от технологических критериев,
легированные с различными уровнями одного или нескольких из этих материалов, хрома,
молибден, ванадий и никель. Матрицы отлиты из сплава,
выковали сами, затем обработали и закончили.

Конструкция штамповочного штампа

Конструкция штампа для ковки всегда зависит от факторов и требований
производственного процесса. Однако есть некоторые общие принципы.
рассмотреть вопрос о хорошей конструкции штампа для ковки. В процессе ковки металл
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 — твердый металл выше или ниже его рекристаллизации
температура. Более мелкие, тонкие, длинные и более сложные разделы можно
производится с большим давлением, но слишком большое давление в полости матрицы
плохо, потому что это может повредить матрицу и оборудование.

Формирование металлического блеска является важной частью штамповки оттиска.
производство. Во-первых, вспышка позволяет удалить излишки материала с
заготовка для выхода из штампа.Если этот материал не мог ускользнуть во время
сжатие — нарастание давления, так как объем обрабатываемого металла
превышал объем полости штампа, легко мог расколоть штамп. Вспышка,
позволяя материалу улетучиваться, увеличивает давление в полости матрицы.
Вспышка должна пройти через узкий проход, называемый землей, прежде чем она откроется в
желоб.

При прохождении через землю трение между металлической вспышкой и сопряжением
поверхности препятствуют дальнейшему вытеканию материала из полости матрицы, увеличивая давление
внутри штампа.Кроме того, охлаждение вспышки от сопрягаемых поверхностей
увеличивает сопротивление потоку материала из матрицы, тем самым также увеличивая
давление в полости матрицы. Более длинная площадка на приведет к тому, что металлическая вспышка будет
течь дальше под сопротивлением, увеличивая давление в матрице. Уменьшение
ширина земли также увеличит давление внутри штампа за счет увеличения
скорость охлаждения вспышки при понижении температуры сопротивление металла до
поток идет вверх.Большее сопротивление потоку металла приведет к тому, что более тонкая площадка создаст более высокую матрицу
давление. Давление в полости штампа часто регулируется изменением
ширина земли.

Рисунок: 162

Один из основных принципов, 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 внутри фильеры важен для обеспечения полного заполнения фильеры
полости, 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 требуемые силы
для заполнения полости матрицы во время процесса. В свою очередь, больше сил означает больше
напряжение и износ пресс-формы и оборудования.

Другой важный фактор в движении материала внутри полости матрицы
во время формовки детали — внутренняя геометрия полости штампа.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

Поскольку рабочий материал заполняет полость матрицы, поток металла должен
изменить направление в зависимости от геометрии детали. Гладкое, крупное филе
повороты позволят потоку металла менять направление, придерживаясь
размеры умирают. Если углы внутри металлической поковки слишком острые, материал
может не полностью следовать по пути этих углов, что приводит к появлению вакансий, кругов,
или холодное закрытие.Острые углы также действуют как концентраторы напряжения в полости матрицы. Хороший
конструкция штампа для ковки должна обеспечивать достаточный радиус закругления и угла для
позволяют легко течь металлу.

Рисунок: 164
Рисунок: 165

Угол уклона в процессах производства металла — это конус вокруг внутреннего и
внешние стороны детали. Угол уклона необходимо включить в конструкцию штамповочного штампа в
для того, чтобы позволить удаление работы из штампа после того, как деталь была
кованый.Чем больше угол уклона, тем легче будет снятие металлической поковки.
Когда металлическая поковка охлаждается, она сжимается от внешних поверхностей полости штампа, поэтому
внешние углы уклона обычно делаются меньше внутренних.

В общем, металлы, такие как алюминий и магний, легче подделывать,
требуют меньших углов уклона, чем материалы, трудные для ковки, такие как сталь, никель и
титановые сплавы. Часто при ковке металла используется выталкиватель, который
часть из полости матрицы.Однако эжекторы не используются при штамповке. Проект
угол влияет на сложность 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
которые могут следовать за процессом ковки металла.

Расположение линии разъема имеет первостепенное значение при ковке металла
умирают дизайн. Линия разъема, определяющая плоскость ковки операции,
является важным фактором, определяющим, как металл течет через матрицу во время поковки.
сжатие. Линия разъема определяет, где будет формироваться вспышка, 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
разделительная линия 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 нарушает зерно
структура металла в плоскости, через которую он проходит. Расположение
линия разъема в верхней части поковки, как в C, исключает разрыв
зернистая структура поковки. Также это конкретное расположение линии разъема будет
позволяют сформировать весь отпечаток в одном штампе, в то время как другой штамп может
быть плоским.Конструкция штампа, как в C, более экономична и обеспечивает
превосходная зернистая структура металлической поковки.

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 однократно. Рабочий запас проходит через серию
операции по ковке металла, которые поэтапно изменяют геометрическую форму материала до тех пор, пока
заключительный процесс создает желаемую ковку.В этих типах последовательностей дизайна
каждая операция должна быть спланирована таким образом, чтобы подготовить заготовку к
следующий процесс ковки. Вместе серия операций по ковке металла, которые
требуется для создания детали, создания более крупного отдельного процесса и каждой отдельной поковки
операция занимает свое место в более широком процессе.

При разработке сложного процесса ковки металла большое внимание
следует рассматривать на каждом этапе и на том, как это соотносится с конечным продуктом. Также дизайн
выбранный путь перераспределения рабочего материала с самого начала
процесс до конца последнего шага, концентрируясь на плавном течении металла.Как правило, конструкция ковки в первую очередь
выполнить грубый перераспределение материала, затем более подробное впечатление
штамповочные операции и, наконец, чистовые операции. Помимо предоставления
плавный переход материала в процессы ковки в целом должен быть
разработан для получения контролируемой зернистой структуры конечного продукта. когда
выбирая путь передела материала, конструкция ковки металла должна
подумайте, как этот конкретный метод деформации металла повлияет и изменит
зернистая структура детали.Желательно, чтобы конечный продукт содержал
благоприятная ориентация зерен по всей структуре материала. Такое зерно
структура должна усилить деталь, особенно в отношении применения этой части.

Рисунок: 169

Открытая штамповка часто играет роль на ранних стадиях, обеспечивая общее
массовое перераспределение рабочего металла. Перед более детальным слепком поковок
может формировать изделие, металл должен быть сформирован таким образом, чтобы он располагался выше
концентрации материала в регионах, где потребуется больше материала.Фуллеринг
и кромка металла, обсуждаемые в разделе открытой штамповки, очень важны.
Процессы штамповки, используемые для грубой передачи материала. Фуллеринг
а кромка вдавит больше металла в некоторые участки работы, вызывая
в других областях — 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 в штампе происходит после придания грубой формы.Эта
закрытый процесс штамповки создаст геометрические особенности детали на работе.
Как до, так и во время этой фазы необходимо тщательно спроектировать поток металла.
Процессы чистовой обработки, такие как калибровка, 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 подвергаться дальнейшей переработке.
операции, которые обеспечат более высокие допуски и точность размеров, чем
кузнечное производство в одиночку.Эти операции (например, механическая обработка), хотя больше
точнее, чем ковка, не производите кованые изделия из более прочного материала.
Комбинируя различные типы процессов, такие как механическая обработка и ковка металла, производитель
может использовать преимущества обоих процессов, создавая очень
точные детали, хорошее качество поверхности и превосходные механические свойства.

ТОП

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

.

типов процессов ковки | Ассоциация кузнечной промышленности

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

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

штамповочная штамповка

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

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

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

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

Геометрия деталей

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

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

Вернуться к началу


Холодная штамповка

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

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

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

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

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

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

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

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

Вернуться к началу


Открытая штамповка

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

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

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

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

Форма открытой матрицы действительно широка. В дополнение к круглым, квадратным, прямоугольным, шестиугольным пруткам и другим основным формам, процессы с открытой матрицей могут производить:

  • Ступенчатые валы предназначены для сплошных валов (шпинделей или роторов), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
  • Полые полости цилиндрической формы, как правило, их длина намного превышает диаметр детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
  • Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
  • Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды под давлением, которые могут включать экструдированные форсунки и другие конструктивные особенности.

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

Вернуться к началу


Поковка бесшовных катаных колец

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

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

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

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

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

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

Вернуться к началу

.

Ковка | Металлургия для чайников

Кузница — это очаг, используемый для ковки. Термин «кузница» может также относиться к рабочему месту кузнеца или кузнеца, хотя термин «кузница» тогда используется чаще. В основной кузнице есть кузница, также известная как очаг, для нагрева металлов. Кузнечный станок нагревает заготовку до податливой температуры (температуры, при которой металлу становится легче придавать форму) или до точки, при которой деформационное упрочнение больше не происходит.

Ковка

Заготовка перемещается в кузницу и из кузницы с помощью клещей.Клещи также используются для удержания заготовки на наковальне кузнеца, пока кузнец обрабатывает ее молотком. Наконец, заготовка транспортируется в ванну с провисанием, которая быстро охлаждает заготовку в большом объеме воды. Из люка также подается вода для управления огнем в кузнице.

Ковка — это процесс, при котором металл нагревают и ему придают форму путем пластической деформации за счет соответствующего приложения силы сжатия. Обычно сжимающая сила выражается в виде ударов молота с использованием механического молота или пресса.Поковка улучшает зернистую структуру и физические свойства металла. При правильной конструкции поток зерна может быть ориентирован в направлении основных напряжений, возникающих при фактическом использовании.

Ручная ковка

Зернистый поток — это направление формы кристаллов во время пластической деформации. Физические свойства (такие как прочность, пластичность и ударная вязкость) у поковки намного лучше, чем у основного металла, кристаллы которого ориентированы случайным образом. Поковки стабильны от детали к детали, без пористости, пустот, включений и других дефектов.Таким образом, чистовые операции, такие как механическая обработка, не оставляют пустот, потому что их нет. Кроме того, такие операции по нанесению покрытия, как гальваника или окраска, просты из-за хорошей поверхности, которая требует очень небольшой подготовки.

Ковочный станок

В настоящее время производители используют множество различных технологий для ковки металла. Четыре самых распространенных:

  • Поковка с падением — забивание горячего металла в штампы.
  • Ковочный пресс — вместо того, чтобы вдавливать горячий металл в матрицу ударом молотка, он вдавливается в матрицу с помощью гидравлического давления.
  • Ковка валков — Горячий металл зажимается между двумя валками.
  • Холодная штамповка — для небольших деталей металл можно вдавить в матрицу, не нагревая ее заранее.
Ковочный фланец

Поковка

Капельная ковка — это процесс, используемый для придания металлу сложной формы путем бросания нагретого металла в пуансон и матрицу, которая сжимается, чтобы постепенно изменять форму металла. Заготовка помещается в матрицу и пуансон, а затем удар плашек происходит пуансон заставляет нагретый материал, который является очень пластичным, принимать форму пуансона и полостей матрицы.Обычно для полного формирования детали требуется только один плунжер. Дополнительное пространство между штампом и пуансоном называется вспышкой. Он действует как предохранительный клапан для экстремального давления, возникающего при закрытии половин штампа, но в конечном итоге обрезается с готовой детали.

Ковочно-штамповочная машина

Оборудование, используемое в процессе формирования капли, обычно известно как силовой или ударный молот. Они могут приводиться в действие воздухом, гидравликой или механикой. В зависимости от того, как машина приводится в действие, массы цилиндра и высоты падения, ударная сила может составлять от 11 000 до 425 000 фунтов.Используемые инструменты, матрицы и пуансоны бывают самых разных форм и размеров, а также из материалов. Примерами этих форм являются плоские и v-образные, которые используются для ковки в открытых штампах, а также штампы с одним или несколькими оттисками, используемые для закрытой штамповки. В конструкции штампов есть много аспектов, которые необходимо учитывать.

Все они должны быть правильно выровнены, они должны быть спроектированы таким образом, чтобы металл и заусенец текли должным образом и заполняли все канавки, а также следует учитывать особые соображения относительно опорных перемычек и ребер, а также расположения линии разъема.Материалы также нужно подбирать тщательно. Некоторые факторы, влияющие на выбор материала, — это стоимость, их способность к затвердеванию, их способность выдерживать высокие давления, горячее истирание, тепловое растрескивание и другие подобные вещи. Чаще всего для изготовления инструментов используются углеродистая сталь и, в некоторых случаях, сплавы на основе никеля.

Холодная штамповка

Холодная штамповка деформирует металл, когда он находится ниже точки рекристаллизации. Холодная ковка обычно предпочтительна, когда металл уже является мягким металлом, таким как алюминий.Этот процесс обычно менее затратен, чем горячая ковка, и конечный продукт требует небольших отделочных работ, если они вообще требуются. Иногда, когда алюминий подвергают холодной ковке в желаемую форму, его подвергают термообработке для усиления изделия. Это называется «закалкой».

Поковка в закрытых штампах

Производители могут предпочесть холодную штамповку горячей штамповке по ряду причин — поскольку холодные штампованные детали требуют очень мало или совсем не требуют отделочной обработки, этот этап процесса изготовления часто является необязательным, что позволяет сэкономить деньги.Холодная ковка также менее подвержена проблемам загрязнения, а конечный компонент имеет лучшую общую поверхность.

Другие преимущества холодной ковки:

  • Легче придать свойства направленности
  • Улучшенная взаимозаменяемость
  • Повышенная воспроизводимость
  • Повышенный контроль размеров
  • Справляется с высокими нагрузками и нагрузками на штамп
  • Производит детали формы нетто или почти нетто формы

Возможные недостатки:

  • Легче придать свойства направленности
  • Улучшенная взаимозаменяемость
  • Повышенная воспроизводимость
  • Повышенный контроль размеров
  • Справляется с высокими нагрузками и нагрузками на штамп
  • Позволяет производить детали чистой или почти чистой формы
  • Металлические поверхности должны быть чистыми и свободными от окалины до начала ковки.
  • Металл менее пластичный
  • Может возникнуть остаточное напряжение
  • Требуется более тяжелое и мощное оборудование
  • Требуется более прочный инструмент

Кованые детали

Теплая поковка

Теплая поковка имеет ряд преимуществ экономии, которые подчеркивают ее все более широкое использование в качестве метода производства.Диапазон температур для горячей ковки стали составляет от температуры выше комнатной до температуры рекристаллизации, или примерно от 800 до 1800 градусов по Фаренгейту. Однако более узкий диапазон от 1000 до 1330 градусов по Фаренгейту становится диапазоном, возможно, с наибольшим коммерческим потенциалом для теплой ковки. По сравнению с холодной штамповкой, теплая штамповка имеет потенциальные преимущества в виде снижения нагрузки на инструмент, уменьшения нагрузки на штамповочный пресс, повышения пластичности стали, исключения необходимости отжига перед ковкой и благоприятных свойств после ковки, которые могут исключить термическую обработку.

Открытая штамповка

Горячая штамповка

Горячая ковка — это пластическая деформация металла при такой температуре и скорости деформации, при которой рекристаллизация происходит одновременно с деформацией, что позволяет избежать деформационного упрочнения. Для этого на протяжении всего процесса должна поддерживаться высокая температура детали (соответствующая температуре рекристаллизации металла). Одной из форм горячей ковки является изотермическая ковка, при которой материалы и штампы нагреваются до одинаковой температуры.Практически во всех случаях изотермическая ковка суперсплавов проводится в вакууме или в строго контролируемой атмосфере, чтобы предотвратить окисление. Когда кусок металла подвергается горячей штамповке, он должен быть значительно нагрет.

Средние температуры, необходимые для горячей штамповки:

  • До 1150 градусов Цельсия для стали
  • от 360 до 520 градусов Цельсия для алюминиевых сплавов
  • От 700 до 800 градусов Цельсия для медных сплавов

Традиционно производители выбирают горячую штамповку для изготовления деталей, которые имеют большее значение в технической сфере.Горячая ковка также рекомендуется для деформации металла с высоким коэффициентом деформируемости. Другие рекомендации по горячей штамповке включают:

  1. Производство отдельных деталей
  2. От низкой до средней точности
  3. Образование чешуи
  4. Низкие напряжения или низкое деформационное упрочнение
  5. Гоморгенизированная зернистая структура
  6. Повышенная пластичность
  7. Устранение химических несоответствий

К числу возможных недостатков горячей штамповки можно отнести:

  • Меньшие допуски
  • Возможное коробление материала в процессе охлаждения
  • Различная структура зерна металла
  • Возможные реакции между окружающей атмосферой и металлом

Во время горячей штамповки температура превышает точку рекристаллизации металла.Такой вид экстремального нагрева необходим для предотвращения деформационного упрочнения металла во время деформации. Для предотвращения окисления некоторых металлов, таких как суперсплавы, хорошим выбором является горячая ковка, называемая изотермической ковкой. При изотермической ковке деформация металла происходит в строго контролируемой атмосфере, похожей на вакуум.

Возможно вам понравится

Случайные сообщения

  • Титан и его сплавы
    Титан был обнаружен в Корнуолле, Англия, Уильямом Грегором в 1791 году и назван Мартином Генрихом Клапротом в честь титана…
  • Ковкий чугун после отпущения (ADI)
    Ковкий чугун после отпуска, или ADI, представляет собой тип ковкого чугуна, который отличается повышенной прочностью и прочностью на растяжение …
  • Литейное производство и литье
    Литейное производство — это завод по производству металлических отливок. Металлы отливают в формы, плавя их в жидкость, разливая …
  • Fe-Fe3C T-T-T Диаграмма
    Кривые преобразования время-температура соответствуют началу и окончанию преобразований, которые простираются до r…
  • Никель и никелевые сплавы
    Никель — это химический элемент с химическим обозначением Ni и атомным номером 28. Это серебристо-белый блестящий металл с …

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *