Ковка – собирательное название ковки и штамповки.Это метод обработки формованием, при котором с помощью молотка, наковальни и пуансона ковочного станка или формы оказывается давление на заготовку, вызывающее пластическую деформацию для получения деталей необходимой формы и размера.
Что такое ковка
В процессе ковки вся заготовка подвергается значительной пластической деформации и относительно большому пластическому течению.В процессе штамповки заготовка формируется в основном за счет изменения пространственного положения каждого участка детали, внутри нее отсутствует пластическое течение на большое расстояние.Ковка в основном применяется для обработки металлических деталей.Его также можно использовать для обработки некоторых неметаллов, таких как конструкционные пластмассы, резина, керамические заготовки, кирпичи, а также для формования композиционных материалов.
Прокатка, волочение и т. д. в кузнечной и металлургической промышленности – это все пластическая обработка или обработка давлением.Однако ковка в основном применяется для изготовления металлических деталей, а прокатка и волочение — для производства металлических материалов общего назначения, таких как пластины, полосы, трубы, профили и проволока.
Классификация ковки
Ковка в основном классифицируется по методу формования и температуре деформации.По способу формования ковку можно разделить на две категории: ковку и штамповку.По температуре деформации ковку можно разделить на горячую ковку, холодную ковку, теплую ковку, изотермическую ковку и т. д.
1. Горячая ковка
Горячая ковка — ковка, выполняемая выше температуры рекристаллизации металла.Повышение температуры может улучшить пластичность металла, что полезно для улучшения внутреннего качества заготовки и снижения вероятности ее растрескивания.Высокие температуры также могут снизить сопротивление деформации металла и уменьшить тоннаж требуемогокузнечные машины.Однако существует множество процессов горячей ковки, точность заготовки низкая, а поверхность не гладкая.А поковки склонны к окислению, обезуглероживанию и повреждению при возгорании.При больших и толстых заготовках материал имеет высокую прочность и низкую пластичность (например, гибка особо толстых листов, волочение стержней из высокоуглеродистой стали и т. д.), применяют горячую ковку.
Обычно используемые температуры горячей ковки: углеродистая сталь 800 ~ 1250 ℃;легированная конструкционная сталь 850~1150℃;быстрорежущая сталь 900~1100℃;обычно используемый алюминиевый сплав 380~500℃;сплав 850~1000℃;латунь 700~900℃.
2. Холодная ковка
Холодная ковка — это ковка, выполняемая ниже температуры рекристаллизации металла.Вообще говоря, холодная ковка – это ковка при комнатной температуре.
Заготовки, полученные методом холодной ковки при комнатной температуре, имеют высокую точность формы и размеров, гладкую поверхность, малотехнологическую обработку, удобны для автоматизированного производства.Многие холодноштампованные и холодноштампованные детали можно использовать непосредственно в качестве деталей или изделий без необходимости механической обработки.Однако при холодной ковке из-за низкой пластичности металла при деформации легко возникают трещины, а сопротивление деформации велико, что требует крупнотоннажного ковочного оборудования.
3. Теплая ковка
Ковка при температуре выше нормальной, но не превышающей температуры рекристаллизации, называется теплой ковкой.Металл предварительно нагревается, причем температура нагрева значительно ниже, чем при горячей ковке.Теплая ковка имеет более высокую точность, более гладкую поверхность и низкую устойчивость к деформации.
4. Изотермическая ковка
Изотермическая ковка поддерживает постоянную температуру заготовки в течение всего процесса формовки.Целью изотермической ковки является полное использование высокой пластичности некоторых металлов при одной и той же температуре или получение определенных структур и свойств.Изотермическая ковка требует поддержания постоянной температуры формы и плохого материала, что требует больших затрат и используется только для специальных процессов ковки, таких как сверхпластическая формовка.
Характеристики ковки
Ковка позволяет изменить структуру металла и улучшить его свойства.После горячей штамповки слитка первоначальные рыхлости, поры, микротрещины и т.п. в литом состоянии уплотняются или завариваются.Исходные дендриты разрушаются, делая зерна более мелкими.В то же время изменяются исходная сегрегация и неравномерность распределения карбидов.Сделайте структуру однородной, чтобы получить поковки плотные, однородные, тонкие, имеющие хорошие эксплуатационные характеристики и надежные в эксплуатации.После деформации поковки горячей ковкой металл имеет волокнистую структуру.После деформации холодной ковкой кристалл металла становится упорядоченным.
Ковка заключается в придании металлу пластического течения с образованием заготовки желаемой формы.Объем металла не меняется после возникновения пластического течения под действием внешней силы, и металл всегда течет к детали с наименьшим сопротивлением.На производстве по этим законам часто управляют формой заготовки для достижения таких деформаций, как утолщение, удлинение, расширение, изгиб, глубокая вытяжка.
Размер кованой заготовки является точным и способствует организации массового производства.Размеры форм, формируемых в таких областях применения, как ковка, экструзия и штамповка, являются точными и стабильными.Высокопроизводительное ковочное оборудование и автоматические производственные линии ковки могут быть использованы для организации специализированного массового или массового производства.
Обычно используемое ковочное оборудование включает ковочные молотки,гидравлические прессыи механические прессы.Кузнечный молот имеет большую скорость удара, что благоприятствует пластическому течению металла, но вызывает вибрацию.Гидравлический пресс использует статическую ковку, которая способствует проковке металла и улучшению структуры.Работа стабильная, но производительность низкая.Механический пресс имеет фиксированный ход и легко поддается механизации и автоматизации.
Тенденции развития технологии ковки
1) Повысить внутренние качества поковок, главным образом, для улучшения их механических свойств (прочности, пластичности, ударной вязкости, усталостной прочности) и надежности.
Это требует лучшего применения теории пластической деформации металлов.Применяйте материалы более высокого качества, такие как сталь, подвергнутая вакуумной обработке или выплавленная в вакууме.Правильно проводите предковочный нагрев и ковочную термообработку.Более строгий и обширный неразрушающий контроль кованых деталей.
2) Дальнейшее развитие технологий точной ковки и точной штамповки.Бесрежущая обработка является важнейшей мерой и направлением машиностроения по улучшению использования материалов, повышению производительности труда и снижению энергопотребления.Развитие безокислительного нагрева поковочных заготовок, а также высокотвердых, износостойких, долговечных формовочных материалов и методов обработки поверхности будет способствовать расширению применения прецизионной ковки и прецизионной штамповки.
3) Разработка ковочного оборудования и производственных линий с более высокой производительностью и автоматизацией.При специализированном производстве значительно повышается производительность труда и снижаются затраты на ковку.
4) Разработка гибких систем штамповки (применение групповой технологии, быстрая смена штампов и т. д.).Это позволяет осуществлять мелкосерийное производство различных кузнечных изделий с использованием высокоэффективного и высокоавтоматизированного ковочного оборудования или производственных линий.Сделать его производительность и экономику близкой к уровню массового производства.
5) Разработка новых материалов, таких как методы обработки ковкой материалов порошковой металлургии (особенно двухслойного металлического порошка), жидкого металла, армированных волокнами пластмасс и других композиционных материалов.Разрабатывать такие технологии, как сверхпластическая формовка, высокоэнергетическая формовка и внутренняя формовка под высоким давлением.
Время публикации: 04 февраля 2024 г.
