Горячая ковка — неограниченные возможности для воплощения любых замыслов
Горячая ковка представляет собой механическую обработку металла, которая осуществляется с целью придания ему желаемой формы. Горячая ковка предоставляет возможность изготовления уникальных предметов быта и интерьера, которые пользуются огромной популярностью.
Уникальные свойства металла позволяют подвергать его различным воздействиям: можно гнуть, скручивать, плавить, штамповать и чеканить. Легкие конструкции, декорированные ажурными рисунками, оригинальные лестницы, решетки, калитки и мебель, вызывают восхищение и притягивают взгляды. Художественная ковка, произведенная ручным способом, является идеальным решением как для декоративного оформления жилья и офиса, так и для обеспечения надежной защиты. В наше время художественная ковка изделий очень востребована и их ассортимент постоянно увеличивается.
Виды ковки
Кованые изделия создают двумя способами:
- Холодная ковка.
- Горячая ковка.
В процессе холодной ковки металл подвергают обработке, предварительно не нагревая его. Холодная ковка является экономичным, технологичным процессом, который предназначен для тиражированного выпуска металлических изделий.
Горячая ковка является традиционным и очень древним способом обработки. Он производится тогда, когда материал нагревается выше температуры кристаллизации, при этом вязкость, пластичность и тягучесть металла зависит от температуры нагрева. Чем больше температура, тем лучше будет обработка металла. Однако имеется важный нюанс — при достижении очень высокой температуры связь между кристаллами уменьшается, поэтому удары молота разрушают металл.
Горячая ковка бывает двух видов: штампованная и ручная. В процессе штамповки используют прутки, окончания которых нагревают, чтобы потом их вытягивать, изгибать с помощью разных инструментов и приспособлений.
В процессе осуществления ручной ковки все кузнечные операции выполняются на наковальне с использованием таких инструментов как гладилки, кувалды, обжимок, ручник, кузнечные зубила, пробойники и клещи. Художественная ковка позволяет создавать ажурные решетки, заборы, мебель, ворота, кованые предметы интерьера, калитки и садовую мебель.
Способы обработки металла
- Протяжка представляет собой операцию, в процессе которой под действием ударов заготовка удлиняется, а ее поперечное сечение уменьшается. Протяжка осуществляется на гладкой стороне наковальни с применение обжимки или же на роге наковальни. В случае, когда наличествует необходимость удлинения всей заготовки, протяжку начинают выполнять с середины и ведут к одному концу, а после – к другому.
- Осадка является операцией, в процессе которой увеличивают поперечное сечение заготовки путем уменьшения ее длины. Осадка считается полной, когда увеличивается все сечение за счет всей длины, при местной – увеличивается только сечение середины или конца заготовки. Местная осадка называется еще высадкой. В процессе высадки нагревают часть заготовки, которую требуется увеличить в поперечном сечении.
- Загиб является операцией, в процессе осуществления которой определенную часть заготовки загибают под заданным углом. Для загиба используют наковальню, на которую кладут деталь таким образом, чтобы загибаемая часть свешивалась, а вершина угла изгиба совпадала с краем наковальни. Кувалдой удары наносят на свисающую часть, при этом удерживают заготовку на наковальне ручником и клещами, а большую заготовку приходится держать клещами и другой кувалдой, которая находится еще в одного рабочего.
- Пробивку отверстий прямоугольного или круглого сечения выполняют пробойниками аналогичной формы. На наковальню кладут подкладку, имеющую отверстие соответствующего профиля и размера и на нее кладут материал, подлежащий обработке. Отверстия пробивают путем нанесения ударов кувалдой по пробойнику.
Ручная ковка
Ручная горячая ковка является процессом более кропотливым и трудоемким, он требует терпения, большого мастерства, внимательности, однако и результат работы – достойный.
Ручная художественная ковка | Холодная и горячая ковка — «СталИван»
Изделия, изготовленные методом художественной ковки не только много веков пользуются особой популярностью и востребованностью в нашей стране, но и представляют собой некий вид произведения искусства. Казалось бы, обычная сталь и ничего особенного, но в том-то и дело, что в руках мастера обычный кусок металла превращается в эксклюзивный предмет мебели, декоративный элемент интерьера или экстерьера. Именно благодаря сочетанию простого материала, усовершенствованных методов обработки, а также филигранной работе мастера получаются такие изысканные, художественные, и в то же время прочные декоративные элементы.
На данный момент времени существует множество разнообразных эскизов и рисунков, которые используются современными кузнецами для изготовления кованых предметов. Именно благодаря этому декоративная обработка металла сегодня стала намного доступней, чем несколько лет тому назад. Вместе с тем, и сроки создания изделий сократились в несколько раз. Теперь благодаря использованию современного оборудования, а также новых методов обработки металла, на создание объектов с художественной ковкой уходит не более месяца. Что касается способов воплощения элементов, то здесь, в первую очередь, хочется обратить ваше внимание на такие виды производства как: холодная и горячая ковка.
Холодная художественная ковка
В процессе производства современных предметов мебели, а также разных видов бытовых защитных конструкций такой метод как холодная художественная ковка практически не используется. В первую очередь, это связано с тем, что данный метод основывается на применении заранее подготовленных металлических заготовок.
Сам процесс изготовления таких металлических заготовок происходит на специальном оборудовании в автоматическом режиме. В дальнейшем для ручной сборки применяется технология холодной сварки.
Как бы это ни странно звучало, именно использование заготовок уменьшает шанс получения оригинальной детали. Тем не менее, изделия полученные таким способом обладают достаточно неплохими эксплуатационными качествами: надежностью, качественностью, прочностью, износостойкостью, а также длительным сроком службы. Методом отличается также и своей доступной ценовой категорией.
Наиболее часто технологию используют для защитных сооружений, для которых такие качества как практичность и надежность находятся на первом месте. В редких случаях может использоваться в ювелирном промысле, поскольку под воздействием сильных ударов металл уплотняется, а также теряет свою пластичность, в результате чего появляется наклеп.
Горячая ковка
Абсолютно противоположный процесс представляет собой ручная художественная ковка. И даже не смотря на то, что технологии данных методов несколько похожи между собой, тем не менее, горячий метод ковки относится к тонкой ювелирной работе, а изделия по праву считаются произведениями искусства. Способ не подразумевают наличия никаких металлических заготовок. В некоторых случаях могут быть использованы штампы. Примером таких случаев может быть производство секционных оград.
Популярность ручной ковки постоянно растет. Ее используют для создания оригинальных и эксклюзивных изделий: предметов мебели, лестниц, ворот, калиток, решеток на окна, а также козырьков. При этом каждая деталь будет поистине уникальной. Стоимость такого типа обработки — очень высока.
Сравнивать вышеперечисленные технологии нет никакого смысла, ведь каждая из них имеет свои особенности и преимущества. Одна — лучшим образом подходит для создания красивых декоративных элементов, а другая — для производства прочных и надежных ограждений.
Горячая ковка против холодной | Мир ковки
Горячая и холодная ковка это два разных способа обработки металла. Ковка — процесс деформации металла в заданную форму при использовании определенных инструментов и оборудования. Ковка, пожалуй, один из самых старых способов обработки металла давлением. Изделия какого вида ковки, холодной или горячей, выбрать, решать только покупателю.
Процесс горячей ковки
Горячая ковка известна с давних пор, но сохранилась до сегодняшнего дня практически в неизменном виде. Металл сначала нагревают в горне, при достижении необходимой температуры его перемещают на наковальню, а затем уже вручную обрабатывают горячий металл кузнечным молотом или кувалдой. При нагревании металла кузнец особо следит, чтобы прогрев заготовки был равномерным и одинаковым со всех сторон. Чаще всего в работе используют низко- и среднеуглеродистые стали, именно из этих видов металла делают большинство изделий горячей ковки. Высокоуглеродистые и легированные стали труднее поддаются обработке и требуют большой сноровки и опыта.
Сейчас в горячей ковке известен также машинный способ, в этом случае используют молот паровой, гидравлический или машинный.
Во время горячей ковки температура всегда выше точки рекристаллизации металла. Средняя температура для горячей ковки:
- до 1150 градусов Цельсия для стали
- 360-520 градусов Цельсия для алюминиевых сплавов
- 700-800 градусов Цельсия для медных сплавов
Преимущества горячей ковки:
- Возможность изготавливать небольшие художественные вещи – предметы интерьера, мебель, каминные решетки и т.д.
- Металл менее подвержен коррозии и окислению
- Изделия более долговечны
Недостатки горячей ковки:
- Возможны деформации металла в процессе охлаждения
- Высокая цена готовых изделий
Холодная ковка металла
Холодная ковка представляет собой деформацию металла, его гнутье. Предпочтительнее использовать технологию холодной ковки на пластичных металлах и сплавах, например, алюминиевых. Процесс холодной ковки, как правило, более дешевый, чем процесс горячей ковки, и конечный продукт требует меньше отделочных работ. Иногда в холодной ковке применяют закаливание. Этот процесс включает в себя повышение температуры металла, а затем его охлаждение. Применяют закаливание для повышения прочности металла, придания пластичности для более легкой работы с изделием.
Несмотря на слово «холодная» данный вид ковки происходит при комнатной температуре или температуре окружающего воздуха, смотря, где вы работаете.
С помощью ручного оборудования мастера изготавливают заготовки по заранее приготовленным шаблонам. Затем заготовки скрепляются сваркой. Для повышения качества готового изделия проводят проверку металла на его чистоту.
Преимущества холодной ковки:
- Доступная цена готовых изделий
- Точность размеров
- Оптимально использовать изделия холодной ковки для оформления приусадебного участка и дома снаружи – кованые ворота, заборы, решетки, ограждения; это, как правило, крупные элементы
- Быстрое изготовление изделий
- Высокое качество благодаря тому, что не происходит нагревания металла
- Возможность научиться изготавливать изделия холодной ковки самостоятельно
Недостатки холодной ковки:
- Невозможность создавать сложные витиеватые орнаменты и формы
Художественная горячая ковка Казань. Кованые изделия и кованые элементы
Мы рекомендуем при выборе металлодекора руководствоваться личными предпочтениями, но не забывать о практичности и эстетичности данных элементов. Изделия, выполненные посредством художественной ковки, создают ощущение воздушности и легкости. Но на самом деле они отличаются непревзойденной прочностью и надежностью. Например, кованая кровать или стеллаж прослужит не одно десятилетие, а изящный светильник или зеркало в металлической раме будет радовать каждый день своей роскошностью и в то же время практичностью.Во внутреннем убранстве дома кованые предметы приветствуются, поскольку добавляют роскоши и аристократизма. Из металла делают рамки для зеркал, столы и стулья, каркасы диванов, подставки и вешалки. Украсить такие вещи можно разными узорами и завитками.
Этапы изготовления при горячей ковке
Горячая ковка Казань происходит с использованием высокой температуры для обработки металлов. Изготовление изделий происходит из титана, алюминия, железа, меди. Часто попадаются предметы из сплавов металлов. Основными методами считается горячая и холодная ковка. В случаях горячей ковки металл разогревают до нужной температуры. Для каждого вида сырья показатель температуры для ковки разный. После разогревания с помощью набора инструментов кузнец делает необходимую форму.
Методы обработки металла при горячей ковке:
1) Отжигом. Металл охлаждается после нагревания и выдерживания;
2) Отпуском. Материал для изделия нагревается и выдерживается при определенной температуре. После этого проводиться медленное или быстрое охлаждение;
3) Закалкой. Металл нагревают в быстром темпе и выдерживают. Охлаждают изделие при помощи холодной воды.
Остужают кованый предмет после горячей ковки водой или воздухом при медленном процессе. Для умеренного охлаждения используют масло.Обрабатывают металл несколькими способами. В процессе протяжки деталь после ударов заметно вытягивается, а разрез становится меньше. Чтобы удлинить всю вещь, протяжку начинают на середине и заканчивают в одной стороне, а потом возвращаются к центру и ведут к другой. При осадке разрез заготовки увеличивают, но протяжность ее уменьшается. Осадка может быть полной или частичной. Частичная осадка означает, что нагревать необходимо только определенную часть изделия. Когда металлический прут загибаю под углом, этот процесс называется загибом.
Методы холодной ковки
При холодной ковке в Казани применяют специальные шаблоны и оборудование. Металлические пластины сгибают без нагрева. Суть такого способа ковки сводится к серии ударов по металлу. Под их влиянием структура материала постепенно изменяется. Верхний слой становится более твердым, а середина превращается в более мягкую. Это дает возможность согнуть металл.
Основные инструменты для холодной ковки:
1. Гнутик – металл сгибается в виде кольца или круг определенного радиуса. Станки работают с прутами до 12 мм в диаметре, а сечение может быть круглым, шестигранным либо квадратным;
2. Улитка – помогает придать материалу форму спирали. Если выставить параметры, получится изделия с разными размерами и формой;
3. Волна – позволяет создавать детали в виде синусоиды или колец;
4. Фонарик – механизм, при использовании которого появляются фонарики и корзинка;
5. Твистер – станок для того, что скрутить прутья вокруг своей оси.
Холодная ковка – простой метод, но вид предмета зависит от установленного станка.
Когда изделие получило форму, можно приступать к оформлению границ вручную. Создать одну композицию из нескольких деталей позволяет применение техники сварки или заклепки.
Кованые вещи преобладают несколькими достоинствами:
- Не подаются механическим повреждениям, поэтому сломать кованое изделие достаточно трудно;
- Выдерживают проверку временем, не разрушаясь в течение десятилетий и столетий;
- Простота в содержании. Не нужно проводить специальную уборку или постоянный ремонт;
- При небольших изъянах достаточно поверхностной реставрации;
- Вариация форм и видов. Кузнец способен воплотить в жизнь практически любую фантазию заказчика;
- Предает внешнему убранству роскоши и элегантности.
- Цена на кованые изделия самая низкая.
- кованые ворота;
- лестницы;
- заборы;
- для защиты могут устанавливаться кованые решетки на окна.
В саду размещают;
- кованые стулья;
- столы;
- беседки;
- декоративные предметы;
- скамьи.
Разнообразие кованых изделий для интерьера в Казани;
- полочки;
- подставки под цветы;
- кронштейны для поддержки различных приспособлений и устройств;
- полки для книг, лицевая фурнитура (ручки, крючки и т. п.).
Основными преимуществами горячей ковки являются:
- уникальность;
- разнообразие форм и размеров;
- разнообразие финишных покрытий;
- долговечность;
- надежность;
- практичность;
- безопасность;
- отличный внешний вид;
- цены на художественную ковку.
Заказывая кованые предметы в Саду Камней по индивидуальному проекту, вы получаете возможность обустраивать свой дом в соответствии с личными предпочтениями. Эксклюзивность – именно то, что получает каждый наш клиент. Мы создаем качественные изделия по низким ценам, что позволяет нам постоянно расширять круг постоянных покупателей. Решитесь придать интерьеру индивидуальность – приобретайте предметы, созданные опытными мастерами.
технология и приемы ковки металла·
27.04.2017Горячая ковка представляет собой высокотемпературную обработку различных металлов и их сплавов, при которой они приобретают пластичность и способность изменять свою форму. Различают следующие виды данного вида ковки:
- ручная;
- под механическими молотами;
- штамповка.
Существует еще и так называемая холодная ковка. Холодная и горячая отличаются тем, что холодная осуществляется без применения высоких температур.
От способа обработки дифференцируется и оборудование, используемое в процессе горячей ковки металла.
Кузнечное оборудование для горячей ковки металла
Для ручной горячей свободной ковки металла необходимо наличие:
- кузнечного горна, разогреваемого на дровах или каменном угле;
- наковальни;
- ручных молотов и кувалд;
- тисков, гладилок и раскаток;
- кузнечных клещей для подхвата нагретого металла;
- кондукторов, вилок и другого вспомогательного оборудования для придания определенной формы обрабатываемому металлическому пруту при художественной ковке. Например, на кондукторе производится изгибание металла для образования завитков.
Видео: горячая ковка – тугой завиток
Кузнечное оборудование должно соответствовать объему и характеру ковки, виду материала, который используется в данной мастерской.
Технология горячей ковки
Купить изделия, полученные методом горячей ковки, которые называются «поковка», необходимо после предварительного обсуждения особенностей заказа с мастером. При этом учитывается вид материала, массивность и дизайн металлических конструкций, в том числе и кованых перил, сложность и объем работы, т.к. все это будет влиять на технологию и формировать окончательную стоимость заказа.
Ознакомиться с технологией можно, например, по видеоурокам «школы кузнецов», которые посвящены кузнечному делу.
Видеоурок: горячая ковка
Горячая ковка ворот | Ferrito
Кованые ворота роскошны и красивы. Они имеют эстетичный вид, выглядят дорого. Все кованые изделия пользуются огромной популярностью. Они способны подчеркнуть статус хозяина дома, показать его материальное благополучие. Компания Ferrito занимается горячей ковкой ворот. Все наши изделия обладают высоким качеством. Мы заботимся о каждом клиенте, поэтому своей работой стремимся в полной мере удовлетворить все его требования и пожелания. У нас вы найдете огромный ассортимент разнообразных кованых изделий, которые придутся вам по вкусу.
Горячая ковка ворот купить
Кованые ворота от компании Ferrito разнообразны. Наши мастера имеют огромный опыт работы в данной сфере. Для нас является посильной любая задача. С помощью качественного металла и современных инструментов мы можем создать практически любой рисунок. У нас работают мастера художественной ковки. Сделать самостоятельно такой шедевр не под силу никому. Поэтому, если вас заинтересовали наши изделия, купить горячую ковку ворот можно в компании Ferrito. Наши профессиональные консультанты помогут определиться с узором, подобрать самый оптимальный вариант. Вы можете приобрести как уже готовые ворота, так и сделать индивидуальный заказ.
Горячая ковка ворот цена
Кованые ворота имеют целый ряд преимуществ. Это красивый внешний вид, надежность, долговечность. Таким изделиям не страшны никакие природные катаклизмы, они не боятся резких перепадов температур, разнообразных осадков. За металлическими воротами очень просто ухаживать. Они смогут надежно защитить ваш дом и участок от посторонних лиц. Наша компания предлагает горячую ковку ворот по цене, которая удивит и не слишком ударит по карману. Несмотря на то, что такие изделия являются очень дорогими, мы предложим вам как бюджетные варианты, так и разнообразные скидки на продукцию. В нашей галерее вы сможете познакомиться со всеми нашими изделиями. Кованые ворота поразят вас красотой и изысканностью. Если вы установите у себя дома такие ворота, то они будут радовать взгляд не только ваш и ваших родных, но и всех прохожих.
Горячая ковка ворот в Москве
Горячая ковка ворот в Москве подойдет к любому ландшафтному дизайну. Они не оставят равнодушным ни одного человека, произведут хорошее впечатление на гостей, поразят их изысканностью и красотой. Наша компания изготовит любые ворота по индивидуальному заказу. Наш менеджер выслушает каждого заказчика, даст дельный совет, внесет коррективы. В результате получится идеальное изделие. В своей работе мы используем только качественный металл, современные технологии и инструменты. Благодаря этому, вам не придется долго ждать заказ. Мы сделаем все быстро, качественно. Наша компания занимается не только изготовлением ворот, но и установкой их на участке. Мы гарантируем сжатые строки, бесплатную доставку, гарантийное обслуживание. Сотрудничая с нами, вы получите уверенность в завтрашнем дне. Ваш двор станет более уютным и защищенным. Для постоянных клиентов у нас действует гибкая система скидок.
Горячая обработка металла: ковка
Горячая механическая обработка металлов
Слитки, полученные после разливки стали по изложницам и затвердевания, поступают на горячую механическую обработку.
Ее цель — придать изделию необходимую форму и размеры и попутно изменить и улучшить структуру литого металла, т. е. повысить его механические свойства.
Нагревать слиток перед горячей механической обработкой нужно до таких температур, при которых достигается высоко-пластичное состояние стали и пониженное сопротивление ее сформированию.
Великий русский металлург Д. К. Чернов впервые устяновил, что горячая механическая обработка стали должна быть закончена при температуре, лишь немного превышающей так называемую верхнюю критическую точку. Образующаяся при этом новая структура металла обладает достаточной мелкозернистостью, однородностью и высокими механическими свойствами.
Горячая механическая обработка низкоуглеродистых строительных сталей производится обычно в интервале температур 1250—900°.
С повышением содержания углерода пластичность стали падает и при содержании С >1,7% сплав (чугун) не выдерживает горячей механической обработки.
Повышенное содержание серы, а также наличие кислорода вызывают в стали красноломкость. Такую сталь нельзя подвергать горячей механической обработке, так как она будет давать трещины.
Слиток перед горячей обработкой в зависимости от его размеров и формы нагревают в так называемых нагревательных колодцах, в методических (туннельных) и камерных печах.
Основные виды горячей механической обработки прокатка и ковка.
Что такое ковка металла
- Ковкой
- называется деформирование горячего металла (в виде слитка или заготовки) под молотом (деформация от удара) или прессом (деформация под непрерывным давлением)
Ковка придает изделию требуемую форму, а также улучшает структуру и повышает механические свойства металла.
Различают два основных вида ковки:
- свободную,
- в штампах (штамповка).
При свободной ковке металл под действием бойков ковочного механизма свободно течет в стороны.
Такая ковка включает следующие основные операции:
- вытяжку (рис. 2, а), при которой под ударами бойков удлиненной формы (поперек заготовки) увеличивается длина поковки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения;
- осадку (рис. 2, б) или высадку (рис. 2, в), когда деформирование происходит вдоль продольной оси заготовки так, что поперечное сечение последней увеличивается за счет сокращения длины;
- изгиб заготовки под различными углами без существенного изменения поперечного сечения;
- пробивку (в тонких полосах) или прошивку (в толстых болванках) отверстий;
- рубку и резку металла.
Рис. 2 Схема ковочных операций
При ковке в штампах т.е. в бойках с вырезами (ручьями), соответствующими форме изготовляемого изделия, металл принудительно течет во всех направлениях и должен плотно заполнить формы штампов. Качество штампованных изделий выше качества кованых. В частности, при штамповке получают изделия точных размеров. Штамповку используют главным образом при массовом или крупносерийном производстве.
При машинной ковке на стройках широко применяют пневматические молоты, приводимые в действие сжатым воздухом от компрессора. Вес падающих частей таких молотов от 30 до 350 кг, число ударов 120— 220 в минуту.
В строительстве ковку широко применяют для изготовления болтов, тяжей, анкеров, хомутов, скоб, башмаков, бугелей для свай и т.п.
К ковочным операциям относится также клепка, служащая для неразъемного соединения стальных листов и фасонных профилей. Клепка производится пневматическими клепальными молотками и клепальными машинами, реже — вручную.
Горячая штамповка — обзор
13.1 Введение
В легковых автомобилях, грузовиках и тракторах (для сельскохозяйственных нужд) кованые компоненты обычно используются везде, где встречаются точки, подверженные нагрузкам и ударопрочности. Легковые и грузовые автомобили могут содержать более 250 поковок, большинство из которых изготовлено из углеродистой или легированной стали. Кованые компоненты двигателя и трансмиссии включают шатуны, коленчатые валы, трансмиссионные валы и шестерни, дифференциалы, приводные валы, ступицы сцепления, а также вилки и крестовины карданных шарниров.Кованые компоненты, такие как распределительные валы, шестерни, шестерни и коромысла, могут приобретать ряд свойств, основанных на множестве микроструктур, полученных в результате термической обработки. Колесные шпиндели, шкворни, балки и валы осей, торсионы, шариковые шпильки, промежуточные рычаги, рычаги шатуна, рулевые рычаги и рычаги для легковых автомобилей, автобусов и грузовиков служат примерами приложений, требующих экстремальных условий прочности и прочности.
В сельскохозяйственном навесном оборудовании, помимо компонентов двигателя и трансмиссии, используются ключевые поковки, от шестерен, валов, рычагов и шпинделей до концов рулевых тяг, зубьев бороны с шипами и хвостовиков культиваторов.Тяжелые танки содержат более 550 отдельных поковок; В бронетранспортерах работает более 250 человек.
Стальные поковки регулярно выбираются, когда прочность, устойчивость к ударам и усталости, надежность и экономичность являются жизненно важными факторами. Кованые материалы также обладают желаемыми характеристиками при высоких или низких температурах, пластичностью, твердостью и обрабатываемостью. Достижения в технологии ковки расширили диапазон форм, размеров и свойств, доступных в кованых изделиях, чтобы удовлетворить растущее разнообразие требований к конструкции и характеристикам.
В широком смысле стальные поковки проходят: (а) горячую ковку, (б) горячую ковку или (в) холодную ковку. Их краткое описание выглядит следующим образом:
- a.
Горячая ковка стали : Температура ковки выше температуры рекристаллизации и обычно составляет 950–1250 ° C. Обычно наблюдается хорошая формуемость (т.е. заполнение полости штампа в контексте ковки), низкие усилия формования и почти однородная прочность на растяжение обрабатываемой детали.
- б.
Горячая ковка стали : Температура ковки все еще выше температуры рекристаллизации: от 750 ° C до 950 ° C. Потеря окалины на поверхности детали меньше, а допуск меньше по сравнению с горячей штамповкой. Испытывают ограниченную формуемость и более высокие усилия формования, чем при горячей штамповке, но более низкие усилия формования, чем при холодной штамповке.
- г.
Холодная ковка стали : Температура ковки близка к комнатной, адиабатический самонагрев может привести к температуре до 150 ° C.Испытываются максимально узкие достижимые допуски и отсутствие накипи на поверхности детали. Кроме того, может иметь место увеличение прочности и падение пластичности из-за деформационного упрочнения. Формируемость довольно низкая, и необходимы высокие усилия формования.
Что касается объема промышленных поковок, горячая штамповка является предпочтительным процессом, поскольку для этого способа подходит широкий спектр сталей и компонентов. Поэтому в этой главе основное внимание будет уделено горячей штамповке сталей.Опять же, что касается широкой области горячей штамповки, в настоящей главе основное внимание будет уделено ковке в закрытых штампах (а не штамповке), которая используется для производства готовых изделий с жесткими допусками по размерам.
При рассмотрении горячей штамповки важно обратить внимание на то, что пруток повторно нагревается, обычно в индукционной печи, до температуры ~ 1200 ° C, а затем пропускается через ковочный пресс. На прессе он может пройти многоступенчатую ковку перед обрезкой.После этого сформированный компонент может охлаждаться на воздухе или подвергаться термообработке в зависимости от целевых свойств.
Большинство поковок из горячекатаной стали изготавливается из углеродистой или низколегированной стали с содержанием углерода, выбранным для получения приемлемого сочетания прочности, ударной вязкости и ковкости. Высокопрочные поковки обычно содержат примерно 0,2–0,5 мас.% Углерода, что позволяет подвергать поковки термообработке до требуемой прочности после операции ковки.Термическая обработка, в первую очередь закалка и отпуск ( Q + T ), требует значительных затрат энергии (и, следовательно, является дорогостоящей) и отрицательно влияет на производительность. Кроме того, закалка также вызывает риск высоких остаточных напряжений при растяжении, деформации, а иногда и трещин в компонентах. Поэтому для минимизации остаточных напряжений при растяжении требуется операция правки с последующим отжигом для снятия напряжений. Очевидно, что эти операции увеличивают общую стоимость обработки.На многих предприятиях за операцией правки не следует отжиг для снятия напряжений, что может привести к снижению усталостной долговечности из-за наличия остаточных напряжений при растяжении. Следовательно, были попытки разработать марки стали (в первую очередь, микролегированные, МА), свободные от некоторых из этих заболеваний. Схема поковок серии МА Q + T , обработанных и охлаждаемых воздухом, показана на рис. 13.1.
Рисунок 13.1. Сравнение процессов, происходящих в обычных закаленных сталях с отпуском и в MA-сталях с прямым воздушным охлаждением [1].
В начале 1970-х годов использование среднеуглеродистых микролегированных сталей для горячей штамповки с воздушным охлаждением началось в Европе, а также в США, чтобы избежать закалки и термической обработки с отпуском, а также сопутствующих проблем. Требование прочности удовлетворялось, прежде всего, за счет выделения в ферритно-перлитной матрице. Однако такая микроструктура приводит к снижению ударной вязкости, и эти стали страдают плохой свариваемостью; поэтому использование таких поковок было ограничено менее важными компонентами.Хороший отчет об этих разработках был дан Hulka et al. [2].
Было обнаружено, что микролегированные бейнитные структуры с низким содержанием углерода в условиях воздушного охлаждения обеспечивают оптимальное сочетание прочности и вязкости; новые разработки в этой области произошли за последние 15–20 лет [например, 3]. В Японии, например, дисперсионное твердение через медь в бейнитной матрице привело к новым горячим поковкам с воздушным охлаждением, высокой прочности и приемлемой ударной вязкости [4]. В США есть патенты, демонстрирующие разработку микролегированных среднеуглеродистых сталей, которые могут использоваться в поковках без термической обработки [5].
Еще одна проблема заключалась в обеспечении разумной однородности прочностных свойств на разной глубине большой поковки, которая могла бы охлаждаться с разной скоростью. Было использовано несколько подходов; Одна из привлекательных стратегий состоит в использовании химического состава, который делает полученные прочностные характеристики независимыми от скорости охлаждения. В принципе это возможно только с очень низкоуглеродистыми сталями [4].
Кроме того, важным требованием является сопротивление усталости автомобильных компонентов. Как правило, предел выносливости (обычная мера сопротивления усталости) составляет ~ 0.4–0,5 ОТС в большинстве сталей [например, 1,6].
Как видно из данных рис. 13.2, контрольные прокатанные микролегированные (МА) стали при том же уровне прочности на разрыв демонстрируют более высокую усталостную прочность.
Рисунок 13.2. Взаимосвязь между пределом выносливости ( σw ) и пределом прочности (TS) для микролегированных сталей и углеродистых сталей [1].
Также доступны более сложные подходы к разработке нового поколения усталостных сталей для автомобилей [7].
Еще одно свойство, которое ранее не считалось критическим в кузнечной промышленности, но которое все чаще принимается во внимание в современных конструкциях, — это свариваемость. В общем, простой мерой свариваемости является содержание углерода в сочетании с углеродным эквивалентом [C.E. = C + Mn / 6 + (Ni + Cu) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5]. Вместе они показывают тенденцию к растрескиванию под бортом (холодному) после сварки, как это обычно представлено на диаграмме Гравилля [8]. Установлено, что содержание углерода ниже 0,1 мас.% Безопасно и легко сваривается.С другой стороны, сочетание C> 0,15% с C.E.> 0,6 считается трудным для сварки, уязвимым для растрескивания и требует предварительной и / или послесварочной обработки.
Известно, что прутки из обычных марок стали для ковки (например, 37 C 15; 40 Cr 3 B и т. Д.) При нагревании до ~ 1200 ° C будут иметь большой размер зерна аустенита и что продукты превращения из таких аустенит показал бы низкую пластичность. Таким образом, одной из проблем ковки является ограничение размера зерна аустенита во время ковки.Это было сделано с помощью микролегирования, а также с помощью термомеханической обработки.
Из вышеизложенного очевидно, что стали для автомобильной ковки должны обладать способностью сочетать в себе прочность, ударную вязкость, сопротивление усталости и, во многих случаях, высокую свариваемость. С улучшением дорожных условий потребность в более высокой скорости автомобилей постоянно растет, а с увеличением скорости крутящий момент для трансмиссии также увеличивается, что предъявляет повышенные требования ко многим из вышеперечисленных свойств.Кроме того, чтобы снизить выбросы углекислого газа, необходимо уменьшить вес без ущерба для каких-либо из упомянутых свойств. В целом, выбор сталей, процесс их ковки и последующая обработка автомобильных компонентов — все это играет важную роль в решении постоянно растущих проблем. В этой главе в основном рассматриваются микролегированные стали для автомобильной ковки.
Холодная, теплая и горячая штамповка
В чем разница?
ХолодныйХолодная штамповка включает в себя штамповку в штампе или штамповку в закрытых штампах со смазкой и круглыми штампами при комнатной температуре или близкой к ней.Поковки из углеродистой и стандартной легированной стали чаще всего подвергаются холодной ковке. Детали обычно симметричны и редко превышают 25 фунтов. Основным преимуществом является экономия материала, достигаемая за счет прецизионных форм, требующих небольшой отделки. Полностью закрытые оттиски и поток металла экструзионного типа обеспечивают отсутствие сквозняков и компоненты с жесткими допусками. Производительность очень высока с исключительным сроком службы штампа. В то время как холодная ковка обычно улучшает механические свойства, это улучшение бесполезно во многих распространенных областях ковки, и экономические преимущества остаются основным интересом.Дизайн и производство инструмента имеют решающее значение.
ТеплыйТеплая поковка имеет ряд преимуществ экономии, которые подчеркивают ее все более широкое использование в качестве производственного метода. Температурный диапазон для горячей ковки стали простирается от температуры выше комнатной до температуры ниже температуры рекристаллизации, которая составляет от 800 до 1800 градусов по Фаренгейту, в зависимости от сплава. Однако более узкий диапазон от 1000 до 1330 градусов по Фаренгейту становится диапазоном, возможно, с наибольшим коммерческим потенциалом для горячей ковки стальных сплавов.По сравнению с холодной штамповкой, теплая штамповка имеет потенциальные преимущества в виде уменьшения 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.
ГорячийХолодная, теплая и горячая ковка 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 необходимо поддерживать высокую температуру детали (соответствующую температуре рекристаллизации металла). Одной из форм горячей ковки является изотермическая ковка, при которой материалы и штампы нагреваются до одинаковой температуры. Почти во всех случаях изотермическая ковка суперсплавов проводится в вакууме или в строго контролируемой атмосфере для предотвращения окисления.
Горячая штамповка алюминия — это уникальный и надлежащий процесс, разработанный Queen City Forging, при котором быстрое инфракрасное нагревание используется для улучшения физических свойств ковки алюминия.
Процесс горячей штамповки и его применение
По температуре ковки ковку можно разделить на горячую, холодную и теплую. Большинство металлических деталей, предназначенных для ковки, выполняется методом горячей штамповки.
Горячая штамповка — это наиболее широко используемый процесс штамповки. В процессе горячей штамповки ковка выполняется при температуре выше температуры рекристаллизации металла, что означает температуру, при которой в металле образуются новые зерна.Этот вид экстремального нагрева необходим, чтобы избежать деформационного упрочнения металла во время деформации.
В реальных условиях промышленного производства трение играет важную роль. Силы трения на границе раздела штамп-деталь препятствуют распространению материала вблизи поверхностей, в то время как материал в центре может более легко расширяться. В результате деталь будет иметь бочкообразную форму. В терминологии ковки металла этот эффект называется бочкообразным. Бочкообразное движение обычно нежелательно, и его можно контролировать с помощью эффективной смазки.Еще одним соображением во время производственного процесса горячей штамповки, который обычно усиливает эффект бочонка, является теплопередача между горячим металлом и более холодным штампом. Металл, находящийся ближе к поверхности штампа, остывает быстрее, чем металл к центру детали. Более холодный материал более устойчив к деформации и меньше расширяется, чем более горячий материал в центре, что также вызывает эффект волочения.
Преимущества горячей штамповки:
- Высокая скорость деформации и, как следствие, легкое течение металла.
- Возможны перекристаллизация и восстановление.
- Сил меньше требуется.
Недостатки горячей штамповки:
- Смазка при высоких температурах затруднена.
- Окисление и образование накипи на заготовке.
- Плохая обработка поверхности.
- Меньшие точные допуски.
- Возможное коробление материала в процессе охлаждения.
Как определить процесс горячей штамповки?
Горячая штамповка происходит выше температуры рекристаллизации металла.Гомологичная температура (TH) используется, чтобы отличить его от процесса холодной ковки (см. Горячую ковку и холодную ковку).
TH = 0,6 x TS (TS: температура плавления материала — все значения в K)
Если температура процесса выше TH, процесс определяется как горячая штамповка. Это не обязательно означает, что материал нужно нагревать. В легкоплавких металлах (например, свинце) перекристаллизация происходит при комнатной температуре.
Характерным эффектом горячей штамповки является значительное снижение прочности материала (предела текучести) при температурах выше TH.Формирующий компонент приобретает «тестообразную» консистенцию.
За это отвечает перекристаллизация — новое образование структуры кристаллической решетки металла. За счет разрушения существующего деформационного упрочнения (плотности дислокаций) в металле, мобилизации дислокаций (термической активации) и смены процессов восстановления и рекристаллизации, происходящих во время и после стадии ковки, можно достичь очень высокой формуемости. Таким образом, горячая штамповка используется, когда целью является получение сложной трехмерной геометрии путем формовки.Кроме того, он позволяет обрабатывать трудноформируемые материалы, которые можно формовать только с ограничениями в холодном состоянии. Из-за снижения прочности в условиях горячей штамповки, сила и трудозатраты процессов могут быть снижены по сравнению с холодной штамповкой.
Рекристаллизация отвечает за полное преобразование микроструктуры, возможно, многократно, за формирование относительно мелкозернистой микроструктуры. Он демонстрирует оптимальное сочетание прочности и пластичности.Это обстоятельство квалифицирует горячую штамповку как один из важнейших производственных процессов для производства высоконагруженных компонентов безопасности.
Применение горячей штамповки
Рекристаллизация, сопровождающаяся высокими температурами и улучшенной формуемостью, позволяет точно регулировать очень мелкозернистую микроструктуру. Комбинации прочности и долговечности могут быть определены больше, чем в любом другом процессе формования, квалифицируя горячую штамповку как производственный процесс во всех случаях, когда высокие рабочие нагрузки (статические и динамические) предъявляют особые требования к компоненту.Как правило, такие компоненты называются «компонентами, критически важными для безопасности». Следовательно, автомобильный и аэрокосмический секторы представляют собой наиболее важные рынки сбыта горячей штамповки.
Горячая штамповка для автомобильной промышленности
Поковка из стали в основном используется для ковки автомобилей. Производство кованых алюминиевых сплавов растет из-за растущих требований к легкости конструкции; употребление магния встречается редко.
В массовом сегменте компоненты кованы в основном малыми и средними сериями в процессе штамповки в закрытых штампах.Это позволяет использовать большинство автокомпонентов с высокой прочностью и рабочими характеристиками.
Ряд типичных автомобильных поковок перечислены ниже. Примеры применимы как для легковых, так и для коммерческих автомобилей:
- Детали двигателя: поршень, шатуны, кулачки, распределительные валы, коленчатые валы, клапаны, корпуса распределителей, балансирные валы
- Привод: все типы шестерен, кольца синхронизатора, вариатор,…
- Трансмиссия: фланцевые хомуты и держатели штифтов, ступицы колес, ведущие валы, карданные шарниры, шарнирные диски
- Ходовая часть: балки колес, цапфа, шарнирные опоры, цапфа моста, шаровые опоры, рулевые рычаги, рулевые рычаги, балки переднего моста, поперечные рычаги и т. Д.
- Тормозная система: Тормозные диски, кронштейны тормозов, тормозные цилиндры, тормозные ручки
Горячая поковка для аэрокосмической промышленности
- Компоненты фюзеляжа, такие как фурнитура для дверей и крыльев, нервюры, оконные рамы
- Двигатель с лопатками турбины, конусом движителя, дисками, рычагами управления
- Фитинги и направляющие для хвостового оперения
- Шасси: водило, крепления, пальцы
- Роторные системы: арматура, головка ротора, крышка редуктора
В аэрокосмической отрасли, помимо стальных поковок, используются высокопрочные и термостойкие специальные материалы, такие как сплавы на основе никеля и титана, а также легкие конструкционные материалы, такие как деформируемые алюминиевые сплавы и магний.
Дополнительные поля приложения
Горячая штамповка не ограничивается автомобильной и аэрокосмической отраслями. Кроме того, есть и другие важные области применения, в которых горячая поковка может продемонстрировать свои сильные стороны:
- Строительная промышленность
- Машиностроение
- Сельское хозяйство
- Оборонная промышленность
- Стальная конструкция
- Морская промышленность
- Санитарный сектор
- Точное машиностроение и часовое производство
CFS Forge — профессиональная компания по горячей штамповке стали.Все наши горячие поковки в основном экспортируются в США, Великобританию, Австралию, Канаду, Южную Африку и т. Д. Свяжитесь с нами, если у вас есть проект горячей штамповки.
Что такое горячая штамповка | ChinaSavvy
Горячая ковка влечет за собой нагрев заготовки примерно до 75% от температуры плавления. Это позволяет снизить напряжение течения и энергию, необходимые для образования металла, эффективно увеличивая скорость производства (или скорость деформации). Горячая ковка облегчает формование металла, а также снижает вероятность его разрушения.
Железо и его сплавы почти всегда подвергаются горячей ковке по двум основным причинам:
- Если упрочнение будет прогрессировать, с твердыми материалами (такими как сталь и чугун) будет труднее работать, и
- Это более экономичный вариант горячей штамповки металлов, таких как сталь, с последующей термообработкой, поскольку такие металлы, как сталь, могут быть упрочнены другими процессами (и не обязательно только процессами холодной обработки).
В то время как другие материалы должны быть упрочнены посредством самого процесса ковки, такие материалы, как большая часть титановых и алюминиевых сплавов, можно подвергать горячей ковке, а затем закаливать.
Средние температуры горячей штамповки включают:
- Алюминиевые (Al) сплавы — от 360 ° (680 ° F) до 520 ° C (968 ° F)
- Медные (Cu) сплавы — 700 ° C (1292 ° F) — 800 ° C (1472 ° F)
- Сталь — до 1150 ° C (2102 ° F)
Во время процессов горячей ковки температура превышает точку рекристаллизации формируемого металла. Поскольку в процессе пластической деформации металлов выше их температуры рекристаллизации, эти высокие температуры необходимы для предотвращения деформационного упрочнения во время деформации.
Этот процесс обычно включает нагрев металла (до указанной выше точки рекристаллизации), после чего он разбивается о штамп — в зависимости от требований, этот штамп также может быть нагрет. Поскольку металл горячий, он легко «перемещается» и позволяет производителям создавать более сложные формы, чем при холодной ковке.
В случае суперсплавов (которые имеют низкую ковкость) используются такие процессы, как изотермическая ковка, когда деформация происходит в контролируемой атмосфере, чтобы избежать окисления.
Изотермическая ковка, также известная как горячая штамповка, представляет собой процесс горячей обработки, при котором заготовка поддерживается при максимальной повышенной температуре на протяжении всего процесса штамповки.
Поддержание этой температуры достигается путем нагрева штампа — это будет температура, равная или немного ниже повышенной температуры заготовки. Силы, действующие на эту матрицу, формируют заготовку, и, поскольку матрица также имеет повышенную температуру, охлаждение заготовки между рабочей поверхностью формы исключается.Это, в свою очередь, приводит к улучшению характеристик текучести металла (заготовки).
Обратите внимание, что изотермическая ковка также может выполняться в вакууме.
Плашки горячей обработки
Матрицы, используемые при горячей штамповке, подвергаются тяжелому термическому циклу и механической нагрузке. Это, в свою очередь, влияет на срок службы кубика, так как кубик открыт для:
- Общее растрескивание
- Пластическая деформация
- Растрескивание от термической усталости
- Носить
В зависимости от типа используемой операции ковки, материала и размера детали, которая должна быть сформирована, и это лишь несколько примеров, штампы для ковки должны иметь следующие свойства и характеристики:
- Достаточная твердость, а также способность сохранять эту твердость при повышенных температурах.
- Достаточная закаливаемость, а также устойчивость к усталости.
- Хорошая пластичность и вязкость во всех направлениях как при повышенных, так и при низких температурах.
- Повышенные уровни как твердости в горячем состоянии, так и прочности на разрыв в горячем состоянии.
Преимущества горячей штамповки
Горячая штамповка, обычно используемая для деталей, влияющих на технические применения, также является рекомендуемым процессом для деформации металлов с высокими коэффициентами формуемости.
К преимуществам горячей штамповки можно отнести:
- Повышенная пластичность.
- Из-за снижения предела текучести для работы с материалом требуется меньше энергии (или силы).
- Во время горячей штамповки и последующей деформации поры могут уменьшиться (в размере) или полностью закрываться.
- Поскольку повышенные температуры увеличивают диффузию, можно, в свою очередь, уменьшить или устранить химическую неоднородность.
- В стали для горячей ковки слабый и пластичный аустенит с ГЦК (гранецентрированный кубический) деформируется вместо сильного феррита ОЦК (объемно-центрированного кубического), который деформируется при более низких температурах ковки.
Недостатки горячей штамповки
Горячая обработка, как и все процессы обработки металлов давлением, также имеет ряд недостатков. К этим недостаткам можно отнести:
- Результат менее точного допуска, вызванного короблением и термическим сжатием. Это происходит в случаях неравномерного охлаждения.
- Существует вероятность того, что структура зерен может различаться по всему металлу.
- При горячей обработке также существует возможность нежелательной реакции между коваемым металлом и окружающей атмосферой.
Вернуться на главную страницу: Металлическая поковка
Дополнительная рекомендуемая литература:
Руководство по типам штамповки — холодная штамповка и горячая штамповка
Горячая штамповка и холодная штамповка — это два разных процесса обработки металлов давлением, дающие схожие результаты. Ковка — это процесс деформирования металла до заданной формы с использованием определенных инструментов и оборудования — деформация выполняется с использованием процессов горячей, холодной или даже горячей ковки.В конечном итоге производитель будет рассматривать ряд критериев, прежде чем выбрать, какой тип ковки лучше всего подходит для конкретного применения. Ковка используется там, где расположение зернистой структуры придает детали направляющие свойства, выравнивая зерно так, чтобы оно выдерживало самое высокое напряжение, с которым может столкнуться деталь. Для сравнения, литье и механическая обработка обычно имеют меньший контроль над расположением зернистой структуры.
Ковочные процессы
Ковка определяется как формовка или деформирование металла в твердом состоянии.Большая часть ковки выполняется в процессе осадки, когда молот или плунжер перемещаются горизонтально, чтобы прижаться к концу стержня или стержня, чтобы расшириться и изменить форму конца. Деталь обычно проходит через последовательные станции, прежде чем достигнет своей окончательной формы. Таким образом, высокопрочные болты имеют «холодную головку». Клапаны двигателя также сформированы высаженной поковкой.
При штамповке методом капельной ковки деталь забивается в штамп по форме готовой детали, что очень похоже на кузнечную ковку с открытым штампом, когда металл забивается молотком по наковальне для придания желаемой формы.Различают ковку в открытых и закрытых штампах. При открытой штамповке металл никогда полностью не ограничивается штампом. В закрытом штампе или штампе ковка металла ограничивается между половинами штампа. Повторяющиеся удары молотка по матрице заставляют металл принимать форму матрицы, и в конечном итоге половинки матрицы встречаются. Энергия для молота может подаваться паром или пневматически, механически или гидравлически. При истинной ковке с падением только сила тяжести толкает молот вниз, но во многих системах используется усилитель мощности в сочетании с силой тяжести.Молоток наносит серию ударов с относительно высокой скоростью и небольшой силой, чтобы закрыть матрицу.
При ковке на прессе высокое давление заменяется высокой скоростью, и половины штампа закрываются за один ход, обычно обеспечиваемый силовым винтом или гидроцилиндрами. Молотковая ковка часто используется для производства небольших объемов деталей, в то время как ковка на прессе обычно используется для больших тиражей и автоматизации. Медленное применение ковки на прессе имеет тенденцию обрабатывать внутреннюю часть детали лучше, чем удар молотком, и часто применяется к большим деталям высокого качества (например.г., титановые переборки самолетов). Другие специализированные методы ковки различаются по этим основным темам: дорожки подшипников и большие зубчатые колеса изготавливаются с помощью процесса, называемого, например, ковкой катаного кольца, в результате чего получаются бесшовные круглые детали.
Горячая штамповка
При горячей штамповке кусок металла должен быть значительно нагрет. Средняя температура ковки, необходимая для горячей штамповки различных металлов:
Во время горячей ковки заготовку или блюм нагревают либо индуктивно, либо в кузнечной печи или печи до температуры выше точки рекристаллизации металла.Этот вид экстремального нагрева необходим, чтобы избежать деформационного упрочнения металла во время деформации. Поскольку металл находится в пластичном состоянии, можно изготавливать довольно сложные формы. Металл остается пластичным и податливым.
Для ковки некоторых металлов, таких как суперсплавы, используется метод горячей ковки, называемый изотермической ковкой. Здесь штамп нагревается примерно до температуры заготовки, чтобы избежать охлаждения поверхности детали во время ковки. Ковка также иногда выполняется в контролируемой атмосфере, чтобы минимизировать образование накипи.
Традиционно производители выбирают горячую ковку для изготовления деталей, поскольку она позволяет деформировать материал в его пластическом состоянии, при котором с металлом легче работать. Горячая ковка также рекомендуется для деформации металла с высоким коэффициентом деформируемости — мерой того, какой степени деформации металл может претерпеть без развития дефектов. Другие рекомендации по горячей штамповке включают:
- Производство отдельных деталей
- Точность от низкой до средней
- Низкие напряжения или низкое деформационное упрочнение
- Гомогенизированная зернистая структура
- Повышенная пластичность
- Устранение химических несоответствий и пористости
К числу возможных недостатков горячей штамповки можно отнести:
- Менее точные допуски
- Возможное коробление материала в процессе охлаждения
- Различная зернистая структура металла
- Возможные реакции между окружающей атмосферой и металлом (образование накипи)
Холодная штамповка (или холодная штамповка)
Холодная штамповка деформирует металл, когда он находится ниже точки рекристаллизации.Холодная ковка значительно увеличивает предел прочности на разрыв и предел текучести при одновременном снижении пластичности. Холодная ковка обычно происходит при комнатной температуре. Наиболее распространенными металлами при холодной ковке обычно являются стандартные стали или углеродистые легированные стали. Холодная штамповка обычно представляет собой процесс с закрытой штамповкой.
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 при холодной штамповке металла до желаемой формы его подвергают термообработке для снятия остаточных поверхностных напряжений. Из-за улучшений, которые холодная ковка вносит в прочность металла, иногда могут использоваться материалы меньших сортов для производства обслуживаемых деталей, которые не могут быть изготовлены из того же материала механической обработкой или горячей штамповкой.
Производители могут предпочесть холодную штамповку горячей штамповке по ряду причин — поскольку холодные штампованные детали требуют очень мало или совсем не требуют отделочных работ, 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 воспроизводимость
- Усиленный контроль размеров
- Выдерживает высокие нагрузки и высокие нагрузки на штамп
- Позволяет производить детали формы нетто или почти нетто формы
Возможные недостатки:
- Перед ковкой металлические поверхности должны быть чистыми и свободными от окалины
- Металл менее пластичный
- Может возникнуть остаточное напряжение
- Требуется более тяжелое и мощное оборудование
- Требуется более прочный инструмент
Теплая поковка
Горячая ковка происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации, но выше комнатной температуры, чтобы преодолеть недостатки и получить преимущества как горячей, так и холодной ковки.Образование окалины представляет меньшую проблему, и допуски могут быть соблюдены ближе, чем при горячей штамповке. Затраты на оснастку меньше, и для производства требуются меньшие усилия по сравнению с холодной штамповкой. По сравнению с холодной обработкой уменьшается деформационное упрочнение и улучшается пластичность.
Приложения
В автомобильной промышленности ковка используется для изготовления компонентов подвески, таких как натяжные рычаги и шпиндели колес, а также компонентов трансмиссии, таких как шатуны и шестерни трансмиссии.Поковки часто используются для стержней, корпусов и фланцев трубопроводной арматуры, иногда из медного сплава для повышения коррозионной стойкости. Ручные инструменты, такие как гаечные ключи, обычно кованые, как и многие другие приспособления для троса, такие как розетки и талрепы. Поковки широко используются в судостроении, для компонентов авиакосмической отрасли, в сельскохозяйственной технике и внедорожной технике. В компонентах электропередачи, таких как зажимы подвески и крышки опор, используются поковки из медного сплава для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям.
Ковочные стали, используемые для изготовления осей, шатунов, пальцев и т. Д., Обычно содержат 0,30–0,40% углерода для повышения формуемости. Термическая обработка после ковки позволяет деталям развивать лучшие механические свойства, чем у низкоуглеродистой стали. В тяжелых коленчатых валах и высокопрочных зубчатых передачах иногда повышают содержание углерода до 0,50% с добавлением других легирующих элементов для улучшения прокаливаемости.
Сводка
В этой статье кратко обсуждается горячая и холодная штамповка.Для получения дополнительной информации о других продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах. Дополнительную информацию о процессах ковки можно найти на веб-сайте Ассоциации кузнечной промышленности.
Прочие изделия из металла
Прочие «виды» статей
Больше от Custom Manufacturing & Fabricating
Морская горячая штамповка | Impression Forging Outsourcing
Морские источники для изготовления стальных поковок на заказ, изготовленных в соответствии с вашими требованиями |
Горячая ковка — это процесс металлообработки, при котором металлы пластически деформируются выше их температуры рекристаллизации, что позволяет материалу сохранять свою деформированную форму при охлаждении.Sun Fast предлагает беспрецедентный подход к горячей штамповке и штамповке на шельфе. Наши специалисты предоставляют проверенные услуги по аутсорсингу промышленной изотермической ковки для сталелитейной и металлургической промышленности.
В Sun Fast мы стремимся помочь клиентам найти квалифицированных зарубежных торговых партнеров и производителей для удовлетворения их потребностей в продукции для горячей штамповки металла. Мы работаем над оптимизацией цепочек поставок наших клиентов, что приводит к большему конкурентному преимуществу и повышению удовлетворенности клиентов.
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших возможностях промышленной горячей штамповки на шельфе или позвоните нам по телефону 714-680-8288, и мы с радостью ответим на любые ваши вопросы. Sun Fast — ваш надежный ресурс в области горячей штамповки и штамповки стали и металла.
Применение горячекатаных изделий
Наши офшорные партнеры по горячей штамповке могут создать детали на заказ, соответствующие вашим проектным спецификациям. Sun Fast может поставлять горячую штамповку самых разных размеров и металлов.Прочность и долговечность горячих кованых деталей делает их идеальными для более тяжелых условий эксплуатации, в том числе:
Поскольку каждая горячая штамповка, которую предоставляют наши офшорные партнеры, изготавливается по индивидуальному заказу, возможности проектирования практически безграничны.
Преимущества горячей штамповки на море
Sun Fast предлагает стратегические источники поставок горячих штампованных металлических деталей и компонентов. Работая на основе ваших разработок, наши партнеры по горячей штамповке могут производить детали высокого качества, отвечающие вашим уникальным требованиям.При выборе аутсорсинга горячей штамповки за границей для ваших проектов и оффшорных целей существует множество преимуществ, некоторые из которых включают следующее.
Повышенная безопасность и защита
Sunfast International предоставляет надежные, безопасные и чрезвычайно ценные офшорные услуги по подбору поставщиков. Мы работаем только с проверенными надежными поставщиками, на которые всегда можно положиться.
Снижение затрат и экономии времени
Sun Fast International — это оффшорный агент по поиску стратегических поставщиков, который может сэкономить ваши деньги, определяя лучшие цены на продукты, которые вы пытаетесь приобрести.За прошедшие годы мы установили десятки подключений по всему Китаю, Тайваню и Вьетнаму; мы найдем для вас лучшие офшорные цены на продукты, от которых вы зависите.
Локализованное представление
Опытная команда представителейSun Fast International установила множество хороших рабочих отношений с поставщиками по всему миру. Это означает, что ваша компания получит гарантированно лучшие цены.
Преимущества горячей штамповки
Горячая ковка металлов как технология изготовления существует уже много веков.Благодаря этому механические свойства кованного металла улучшаются за счет зернистой структуры металла, что делает его более жестким и прочным.
Горячая штамповка может использоваться практически с любым металлом и может использоваться для изготовления широкого диапазона деталей. Горячая штамповка имеет множество преимуществ по сравнению с холодной высадкой. Некоторые из наиболее распространенных преимуществ изотермической горячей штамповки включают:
Преимущества
- Хорошая пластичность
- Превосходное качество поверхности
- Повышенная гибкость
- Подходит для нестандартных запчастей
Материалы для горячей штамповки
Горячая штамповка может использоваться для изготовления широкого спектра деталей и может выполняться с большинством металлических материалов, в том числе:
Температурные характеристики горячей штамповки на море
Горячая ковка начинается с кованого металлического слитка или литой металлической детали.Заготовка нагревается до достижения температуры пластической деформации (температуры рекристаллизации), которую необходимо поддерживать на протяжении всего процесса горячей штамповки. В зависимости от материала эта температура может достигать 1200 ° C. По мере формирования и формы материала его зернистая структура разрушается и гомогенизируется на более мелкие зерна, что увеличивает предел текучести, пластичность и ударную вязкость материала.
После завершения процесса горячей штамповки детали необходимо быстро охладить, чтобы «придать» металлу новую форму.Однако следует соблюдать осторожность в процессе охлаждения, так как слишком быстрое охлаждение горячих кованых деталей может привести к их короблению. Кроме того, процесс горячей штамповки практически не приводит к образованию отходов материала, что делает его одним из наиболее эффективных доступных методов производства.
Характеристики горячей штамповки
Горячие поковки делятся на поковки с заусенцами и без них. Flash необходим для создания сложной трехмерной геометрии с очень разными местными поперечными сечениями и вторичными элементами дизайна.Вспышка действует как тормоз для потока материала и замедляет поток избыточного материала. Таким образом, в пресс-форме создается высокое внутреннее давление, которое заставляет оставшийся материал проникать в полости пресс-формы.
Поковки без зазоров обычно ограничиваются осесимметричными компонентами или компонентами с циклически-симметричной геометрией.
Поковки горячей штамповки обычно производятся в несколько этапов. Полуфабрикаты проката (круглого или прямоугольного сечения) используются в качестве заготовок. В редких случаях можно использовать непрерывнолитый материал или профилированные полуфабрикаты.
Свяжитесь с Sun Fast для получения международных офшорных услуг горячей штамповки сегодня
Sun Fast работает только с лучшими и самыми надежными оффшорными источниками горячей штамповки. Наши поставщики горячей штамповки используют только материалы высочайшего качества и современное оборудование для обеспечения высокой точности и повторяемости деталей. Мы можем доставить изделия для горячей штамповки в нужных вам количествах, с быстрым сроком выполнения работ в соответствии с вашим графиком и по ценам, которые соответствуют вашему бюджету.
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших возможностях горячей штамповки за рубежом или отправьте проект сегодня.
Горячая штамповка, горячая штамповка
С точки зрения температуры существуют различные типы штамповки: горячая штамповка, теплая штамповка и холодная штамповка (см. «Холодная штамповка», «горячая ковка» и «горячая ковка»). Горячая ковка — самый популярный процесс ковки среди этих видов ковки. Вся техника ковки, используемая в Fly Forge, — это горячая штамповка, поэтому в этой статье мы подробно расскажем о горячей штамповке. Что такое горячая штамповка?
Горячая ковка, также называемая капельной ковкой, представляет собой процесс производства самых разнообразных металлических деталей.Процесс горячей штамповки развивается с прошлого века, но с развитием оборудования, смазочных материалов и возможностей ковки современный процесс горячей штамповки с тех пор позволяет изготавливать более сложные формы из большего количества материалов. Основная процедура горячей штамповки относительно проста. Металлический пруток или заготовка сначала нагревают до диапазона температур горячей обработки для повышения пластичности. Затем материал сжимается или забивается в серии штампов из инструментальной стали, чтобы придать заготовке готовую форму.Заусенец, образовавшийся излишками материала после ковки, устраняется, поэтому последний шаг — удалить заусенец, чтобы получить готовую кованую деталь. Горячая штамповка — это процесс, близкий к конечной, но для некоторых поковок может потребоваться некоторая последующая обработка, в частности, для поверхностей, которые могут повлиять на окончательную сборку изделия.
Основные виды горячей штамповки называются штамповкой в открытых и закрытых штампах.
При открытой штамповке штампы для штамповки относительно просты, которые используются для постепенного формирования окончательной штамповки с большим количеством ударов.Этот процесс в значительной степени является более автоматизированной версией старых кузнечных операций, которые использовались веками. Обсуждение в этой главе не будет включать ковку в открытых штампах, поскольку этот процесс используется для формирования относительно грубых конечных форм, но обсуждение будет посвящено ковке в закрытых штампах, которая используется для изготовления широкого диапазона форм деталей. (См. сравнение ковки в открытых штампах и ковки в закрытых штампах)
При штамповке в закрытых штампах для преобразования исходной заготовки в чистовую штампованную форму используются фасонные штампы.Термин «ковка в закрытой штампе» употребляется неправильно, поскольку полости штампа не полностью закрыты и материал в виде заусенцев вытекает на линии разъема штампа на заключительных этапах штамповки. Эта вспышка является критически важной частью процесса ковки, и надлежащий контроль за ней важен для обеспечения заполнения штампа. В ковке в закрытых штампах используются еще два термина: поковки с блокировкой и прецизионные поковки.
Поковки с блокировкой по сравнению с обычными поковками имеют более толстое сечение и больший радиус.Их называют блокирующими поковками, потому что рабочая форма до чистового оттиска традиционно называется блокирующей. Поковки с блокирующим элементом легче формовать, чем аналогичные традиционные поковки, требуя меньшего количества стадий штамповки и меньших нагрузок. Иногда они используются, когда требуется небольшое количество деталей, чтобы снизить стоимость штампа, или в материалах, трудно поддающихся формованию, когда трудно получить тонкие срезы или есть другие проблемы. Поковки с блокировкой требуют большей последующей механической обработки для достижения окончательной формы детали, чем обычные поковки.
Прецизионные поковки — это детали, имеющие более тонкое сечение и меньшие допуски, чем эквивалентные традиционные поковки, например, более близкие к чистой форме. Такие поковки требуют тщательной обработки, а пиковые нагрузки на заключительных этапах формования в 2,5–3 раза выше, чем при эквивалентной традиционной ковке. Таким образом, требуется более крупное оборудование и более точное позиционирование штампа до штампа. Хотя термин прецизионная ковка подразумевает более высокую точность, чем обычно достигается для любого материала, на практике прецизионные поковки чаще производятся из легких сплавов (алюминиевых сплавов, магниевых сплавов и т. Д.).), чем в других материалах
Оборудование для горячей штамповки
Горячая штамповка может производиться на разнообразном оборудовании, включая механические и гидравлические прессы, фрикционные винтовые прессы и молотки. Это кузнечно-прессовое оборудование можно разделить на два основных типа: машины с ограничением работы и машины с ограничением хода. В машинах с ограничением работы величина деформации, которая может быть достигнута во время каждого хода или удара машины, ограничена энергией или максимальной доступной силой.Если мощность или сила меньше, чем требуется для деформации детали, то требуется более одного удара или удара. К этой категории относятся молотковые, винтовые прессы и гидравлические прессы. В машинах с ограничением хода величина деформации, которая может быть сделана, фиксируется ходом машины. Если недостаточно силы или энергии для выполнения операции, машина остановится, и следует использовать машину большего размера. Механические прессы попадают в эту категорию, поскольку кривошип или эксцентрик определяют количество движения ползуна.
Молоты — это наиболее распространенные типы используемых станков, а основная технология ковки молотов была разработана в прошлом веке. Выбор кузнечного оборудования зависит от ряда факторов, включая размер и сложность детали, материал и качество деталей, которые будут производиться. Молоты часто предпочтительнее для малых и средних партий из-за более быстрой настройки инструмента и меньших накладных расходов. Они также используются для удлиненных поковок и поковок разветвленного типа, так как области штампа могут быть предусмотрены для большего количества штампов для преформ, необходимых для таких форм.Кроме того, недоступны механические прессы с очень большой грузоподъемностью, поэтому для больших поковок необходимо использовать молотки или большие гидравлические прессы.
Стоимость горячей штамповки
Затраты на материалы обычно составляют около 50% затрат на ковку, и значительную долю этого материала составляют отходы в виде выпаривания, потери окалины и т. Д. Стоимость штампа составляет около 10% затрат на ковку, а остальная часть включает прямые затраты на рабочую силу, эксплуатацию оборудования и накладные расходы.В целях ранней оценки затрат рассматриваются три основных элемента затрат.
1. Материальные затраты, включая потери на вспышку и масштабирование
2. Эксплуатационные расходы на оборудование, включая оплату труда, отопление, вспомогательное оборудование и накладные расходы
3. Затраты на штамп, включая начальные затраты на инструмент, а также затраты на техническое обслуживание и ремонт
Каждый из них будет рассмотрен более подробно в следующем обсуждении. Описанная ранее процедура калькуляции затрат на горячую штамповку в настоящее время ограничивается деталями, производимыми на молотах и ковочных прессах с использованием обычных штампов.Предварительное формование, выполняемое на ковочных валках, не рассматривается, как и такие процессы, как прокатка колец и горячая осадка
Сравнение горячей штамповки и холодной штамповки? Что лучше?
В идеале горячая ковка лучше всего подходит для металлов, которые обладают высокой степенью деформируемости (способность деформироваться без повреждений, которая различается в зависимости от конкретного металла). Однако есть несколько вещей, которые следует учитывать при принятии решения о том, использовать ли горячую или холодную ковку в металлургических работах.
Некоторые уникальные результаты и соображения, связанные с горячей штамповкой, включают такие вещи, как возможность более легкого изготовления дискретных деталей, точность от низкой до средней, образование окалины (мысли об окислении) на металле, низкие уровни напряжения металла и меньшая работа. температура закалки, гомогенизация зерна, более высокий уровень пластичности и устранение химических несоответствий в металле.
Но есть и недостатки. В процессе охлаждения металл может покоробиться. Некоторые металлы становятся очень хрупкими или ломаются, если они слишком долго не подвергаются отжигу.Некоторые металлы имеют менее точные допуски на процесс. Структура зерен в металлах может быть разной. Кроме того, окружающая атмосфера может вызвать негативные реакции на металл во время его ковки. Тем не менее, горячая ковка лучше подходит для таких вещей, как аэрокосмические изделия и детали самолетов, поскольку мягкость, создаваемая нагревом металла, позволяет ему легче формовать и создавать сложные формы. (Некоторые драгоценные металлы, такие как медь, также подвергаются холодной ковке.)
Холодная ковка — это немного неправильное название.Он только «холодный» по сравнению с очень высокими градусами, используемыми для горячей ковки. На самом деле температуры для холодной ковки равны или близки к комнатной температуре. В то время как многие ювелирные металлы, включая золото, латунь, серебро и медь, можно подвергать холодной ковке для получения красивых и художественных результатов, чаще всего холодная ковка ограничивается изделиями из стали (например, листами из углеродного сплава).
Горячая штамповка осуществляется выше точки рекристаллизации металла. Холодная ковка — наоборот. Из-за этой более низкой температуры обычно холодная ковка лучше всего выполняется на металлах, которые уже более мягкие и не требуют процесса размягчения горячей ковки.Поскольку процесс менее вовлечен в процесс, холодная штамповка часто бывает дешевле горячей и требует небольших отделочных работ.
Интересно, что после завершения холодной штамповки можно провести отпуск для упрочнения металла. Как и горячая ковка, холодная ковка выполняется путем помещения металла в штамп, а затем молоток вдавливает металл в него, заставляя его принимать форму штампа. Молоток может быть механизированным или управляемым вручную, и, в зависимости от желаемого конечного продукта, он может быть сбит многократно в очень быстрой последовательности.
Как и горячая штамповка, холодная штамповка имеет ряд явных преимуществ, недостатков и факторов, которые следует учитывать. Поскольку холодная ковка менее сложна и не требует тех же процессов «отделки», что и горячая ковка металлов (например, напыление на термические покрытия или другие вещи), от этих аспектов обычно можно полностью отказаться и, таким образом, можно сэкономить деньги.
Металлы, подвергнутые холодной ковке, менее уязвимы для загрязнений и факторов окружающей среды, и часто поверхности металлов имеют лучшую отделку, чем изделия горячей ковки.Кроме того, холоднокованые металлы легче придают свойства направленности, улучшены взаимозаменяемость и воспроизводимость, а также улучшен контроль размеров. Они также лучше справляются с более высокими нагрузками на штамп и напряжениями и могут легко изготавливать детали в форме сетки (или близкие к ним).
Однако эти же факторы могут быть недостатком при выборе холодной ковки металла. Более того, любую окалину на металле необходимо удалить перед холодной ковкой, а получаемые металлы гораздо менее пластичны, чем горячие кованые.Этот процесс может создать остаточное напряжение в металле, и, поскольку необходимы как более мощное, более тяжелое оборудование, так и более прочная оснастка, некоторые потребители могут обнаружить, что холодная ковка может создать больше проблем, чем решить, или, по крайней мере, лучше подходит для более специализированного и ограниченный набор как металлов, так и металлургов.
