Горячая ковка: оборудование для горячей ковки своими руками
alexxlab | 04.03.2023 | 0 | Разное
Горячая ковка — что это такое
Ковка — древнейший способ обработки металла. Научно-технический прогресс не только не снизил интерес к кованым изделиям, а, наоборот ,подогрел его. Вместо примитивных орудий труда используется более совершенное и производительное оборудование, которое дает возможность придавать заготовкам причудливые формы.
Основные понятия
Горячая ковка — вид обработки металла давлением, которая происходит с предварительным нагревом заготовки для придания металлу пластичности. Используются следующие виды ОМД:
- Свободная ковка. Заготовка обрабатывается на наковальне с помощью ручного или механического молота, при этом течению металла ничего не препятствует. Кузнечная сварка сюда тоже относится. С ее помощью соединяются ударами молота детали, нагретые до температуры плавления.
-
Штамповка. Заготовка помещается в штамп, конфигурация которой повторяет очертания и размеры готового изделия.
Металлы для получения изделий
Основное требование к материалу заготовки — переход в пластичное состояние при достижении определенной температуры. При этом происходит некоторое снижение прочностных показателей.
Железоуглеродистые, алюминиевые и медные сплавы — доступные и технологичные материалы, которые широко используются при художественной ковке. Большой популярностью пользуются различные марки латуни и стали. На производстве решена задача по горячей обработке давлением титана и его сплавов.
Инструменты и оборудование
Ковка — древнейший способ получения изделий из металла, инструменты и оборудования которого остались прежними до сих пор. Горн с мехами для раздувания углей, молот и наковальня, клещи и емкость с водой для охлаждения металла используются современными кузнецами так же, как и много столетий назад.
С развитием технологий оборудование совершенствовалось, увеличилась доля механизации, стали более технологичными приемы обработки. Все это позволило кустарному производству превратиться в отдельную отрасль промышленности для массового выпуска продукции. Мастера художественной ковки получили в свое распоряжение современные станки и специальные приспособления, которые облегчают труд и позволяют получать изделия разнообразных форм.
Старинный горн остался в арсенале кузнецов, но к нему добавились индукционные и муфельные печи. Современные кузнечные станки получили электропривод и стали более функциональными, но сохранили свои старые названия: гнутики, улитки, волны, твистеры и торсионы.
Основные приемы горячей ковки
Технология получения изделий из металлов и сплавов с использованием горячей ковки включает множество разнообразных приемов и техник. Они позволяют мастеру выразить творческий замысел и получить не просто функциональное изделие, а произведение искусства.
Высадка
В процессе высадки уменьшается длина заготовки и одновременно увеличивается ее поперечное сечение. Заготовка устанавливается вертикально и обрабатывается молотом ударами по верхней части. Отдельные участки нагреваются для получения в этих местах утолщений, изгибов, объемных или плоских элементов.
Протяжка
Протяжка — процесс обратный высадке. В ходе обработки заготовка удлиняется, а поперечное сечение уменьшается. На деталь воздействуют ударами молота, которые направлены перпендикулярно ее оси, с поворотом или путем продвижения по длине.
Операция протяжки выполняется с использованием различных инструментов и приемов, которые зависят от формы заготовки. Некоторые их названия говорят о процессах, происходящих при обработке: разгонка, расплющивание, раскатка.
Округление
В результате округления заготовка приобретает радиусность. Предварительно углы расковали для получения восьмигранника.
Завершающие операции производятся с использованием обжимок и вырезных молотков.
Продевание
Продевание может быть выполнено сборкой по принципу звеньев цепи или прошивкой — получением отверстия в одном из элементов. Основной инструмент — зубила определенной формы и размеров.
Оформление уступов
Уступы могут быть декоративными или необходимы для определенных технологических целей. Для их получения используются острые углы наковальни или специальная подкладная оснастка.
Гибка
Гибка — прием, который часто используются при горячей ковке. Операция выполняется на станках или с применением специальных приспособлений.
Горячая ковка — технология, которая открывает большие творческие возможности для получения уникальных изделий. Кузнец — художник, который творит свои произведения из металла. Кованые решетки, лестницы балконы, перила, заборы и калитки пользуются большой популярностью.
Кованые предметы ландшафтного дизайна и элементы интерьера — показатель статуса и достатка владельца дома.
Возврат к списку
Горячая ковка | ЦКИ
Своё производство
Своя производственная базаБыстрая доставка
Доставим прямо на объектМонтаж и гарантия
Сделаем всё “под ключ”
Горячая ковка
Горячая, или её ещё можно назвать «художественная» ковка – это традиционный метод обработки металла путём его нагревания и дальнейшего прессования. В качестве материала, как правило, используется стальной полнотелый квадрат или полоса.
Для начала дизайнер, художник, или сам мастер по запросу заказчика создают эскиз. Затем его дорабатывают с точки зрения возможности воплощения в металле. После этого определяется, какой материал будет необходим и в каком количестве, ну а затем начинается создание из «мёртвого» металла «живого» изделия.
Методом горячей ковки можно изготовить великое множество изделий. По сути, всё, что можно сделать из металла, можно выполнить методом горячей ковки: ворота, заборы, газонные ограждения, перила, навесы, козырьки, предметы интерьера и многое, многое другое!
Мы дадим подробную консультацию и подберём для Вас самое оптимальное решение по горячей ковке, как по цене, так и по качеству!
Горячая ковка металла
Горячая ковка не может быть дешёвой. И это не только из-за того, что там используется исключительно тяжёлый ручной труд. Это ещё и из-за достаточно большой энергоёмкости процесса, поскольку металл необходимо прогревать до красна, а для этого требуется достаточно большое количество газа или угля.
Поскольку каждый элемент горячей ковки делается вручную, то возможность получения двух совершенно одинаковых изделий сводится к нулю. Именно поэтому изделия, изготовленные методом горячей ковки, отличаются своей индивидуальностью.
У каждого мастера свой стиль, подход, манера делать удар, опыт и навыки. Если вы дадите разным кузнецам один и тот же эскиз, они его выкуют за разные деньги, но и результаты будут сильно различаться. Настоящие профессионалы, как правило, знают себе цену!
Оборудование для горячей ковки
На нашей производственной базе есть всё кузнечное оборудование для горячей ковки. Это и кузнечный горн, и пресс, и наковальни с молотами и клещами. Но самое главное – это опытные специалисты-кузнецы, которые могут сделать с любым металлом всё, что угодно!
В зависимости от сложности изделия процесс его изготовления методом горячей ковки может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Кстати, в нашем офисе Вы сможете не только увидеть образцы всех вариантов обработки металла, но и понять, чем они визуально отличаются друг от друга.
Обратившись к нам, Вы сможете подобрать нужное Вам изделие, не только по внешнему виду, но и по кошельку.
Отзыв: горячая ковка для Дома Романовых
Отзыв: радиусный мангал с дровником
Телефон
8 (812) 988-33-55
Адрес
Санкт-Петербург, улица Новостроек, дом 13, офис 7
Центр кованых изделийПроизводство и реализация кованых изделий, изготовленных по технологиям горячей и холодной ковки, сварки, литья. Производство эксклюзивных кованых изделий под заказ.
Разделы
Модульные дома
Горячая ковка
Нержавеющая сталь
Литые изделия
Художественное литьё
Информация
О компании
Отзывы клиентов
Элементы ковки
Ритуальные изделия
Как нас найти
Интерьер
Люстры и бра
Кровати и трюмо
Столы и стулья
Пуфики и табуретки
Диваны и банкетки
Политика конфиденциальности
ЦКИ © 2009-2023 Центр кованых изделий
Что такое горячая ковка | ChinaSavvy
Горячая ковка влечет за собой нагрев заготовки примерно до 75% температуры ее плавления.
Это позволяет снизить напряжение течения и энергию, необходимые для формирования металла, эффективно увеличивая скорость производства (или скорость деформации). Горячая ковка помогает облегчить форму металла, а также снижает вероятность его разрушения.
Железо вместе с его сплавами почти всегда подвергают горячей ковке по двум основным причинам:
- Если деформационное упрочнение будет прогрессировать, с твердыми материалами (такими как сталь и железо) будет труднее работать, и
- Более экономичным вариантом является горячая ковка металлов, таких как сталь, с последующей термообработкой, поскольку металлы, такие как сталь, можно упрочнить с помощью других процессов (и не обязательно только процессов холодной обработки).
В то время как другие материалы необходимо упрочнять посредством самого процесса ковки, такие материалы, как большинство 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)
- Сплавы меди (Cu) – 700°C (1 292°F) – 800°C (1 472°F)
- Сталь – до 1 150°C (2 102°F)
В процессе горячей штамповки температура достигает температуры выше точки рекристаллизации формируемого металла.
Будучи процессом, в котором металлы пластически деформируются выше их температуры рекристаллизации, эти высокие температуры необходимы, чтобы избежать деформационного упрочнения во время деформации.
Этот процесс обычно включает нагрев металла (до указанной выше точки его рекристаллизации), после чего он разбивается в матрицу – в зависимости от требований, эту матрицу также можно нагреть. Поскольку металл горячий, он легко «двигается» и позволяет производителям создавать более сложные формы, чем при холодной ковке.
Для суперсплавов (которые имеют низкую способность к штамповке) используются такие процессы, как изотермическая ковка, при которой 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 максимально повышенной температуре на протяжении всего процесса формования.
Поддержание этой температуры осуществляется за счет нагрева штампа – это будет температура или немного ниже, чем повышенная температура заготовки.
Силы, прилагаемые этой матрицей, формируют заготовку, и, поскольку матрица также имеет повышенную температуру, исключается охлаждение заготовки между рабочей поверхностью пресс-формы. Это, в свою очередь, приводит к улучшению характеристик текучести металла (заготовки).
Обратите внимание, что изотермическую ковку можно выполнять и в вакууме.
Плашки для горячей обработки
Штампы, используемые при горячей ковке, подвергаются жестким термическим циклам и механическим нагрузкам. Это, в свою очередь, влияет на срок службы штампа, так как штамп открыт для:
- Грубый крекинг
- Пластическая деформация
- Термоусталостное растрескивание
- Одежда
В зависимости от типа используемой операции ковки, материала и размера формируемой детали, и это лишь несколько примеров, штампы для ковки должны обладать следующими свойствами и характеристиками:
- Достаточная твердость, а также способность сохранять эту твердость при повышенных температурах.
- Достаточная прокаливаемость, а также сопротивление усталости.
- Хорошая пластичность и ударная вязкость во всех направлениях как при повышенных, так и при низких температурах.
- Повышенные уровни как твердости в горячем состоянии, так и прочности на растяжение в горячем состоянии.
Преимущества горячей штамповки
Горячая ковка, обычно используемая для изготовления деталей, имеющих значение в технических приложениях, также является рекомендуемым процессом деформации металлов с высокими коэффициентами формуемости.
К преимуществам горячей штамповки относятся:
- Повышенная пластичность.
- Из-за снижения предела текучести для работы с материалом требуется меньше энергии (или силы).
- При горячей штамповке и последующей деформации поры могут уменьшаться (в размерах) или полностью закрываться.
- Поскольку повышенные температуры увеличивают диффузию, можно, в свою очередь, уменьшить или устранить химическую неоднородность.
- В стали горячей штамповки деформируется слабый и пластичный ГЦК (гранецентрированный кубический) аустенит вместо прочного ОЦК (объемноцентрированного кубического) феррита, 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 относятся:
- Результат менее точного допуска, вызванного короблением и тепловым сжатием. Это происходит в тех случаях, когда присутствует неравномерное охлаждение.
- Существует вероятность того, что зернистая структура металла может варьироваться.
- При горячей обработке также возможна нежелательная реакция между кованым металлом и окружающей атмосферой.
Вернуться на главную страницу: Ковка металлов
Дополнительная литература:
- Что такое холодная ковка
- Процессы ковки металлов
- Материалы, используемые в ковке металлов
- Допуски в ковке металлов
- Покрытия для кованых деталей
Процесс горячей ковки и его применение
В зависимости от температуры ковки ковка может быть разделена на горячую, холодную и теплую.
Большинство металлических деталей, предназначенных для ковки, изготавливаются методом горячей ковки.
Горячая ковка является наиболее широко используемым процессом ковки. В процессе горячей штамповки ковку проводят при температуре выше температуры рекристаллизации металла, то есть при температуре, при которой в металле образуются новые зерна. Такой экстремальный нагрев необходим, чтобы избежать деформационного упрочнения металла во время деформации.
В реальных условиях при промышленном производстве определенную роль играет трение. Силы трения на границе штамповки препятствуют растеканию материала вблизи поверхностей, в то время как материал в центре может легче расширяться. Результатом является создание бочкообразной формы детали. Этот эффект называется бочкообразным в терминах ковки металлов. Стравливание, как правило, нежелательно, и его можно контролировать с помощью эффективной смазки. Еще одним соображением в процессе производства горячей штамповки, которое обычно способствует увеличению бочкообразного эффекта, является теплопередача между горячим металлом и более холодным штампом.
Металл ближе к поверхности штампа охлаждается быстрее, чем металл ближе к центру детали. Более холодный материал более устойчив к деформации и меньше расширяется, чем более горячий материал в центре, что также вызывает бочкообразный эффект.
Преимущества горячей штамповки:
- Высокая скорость деформации и, следовательно, легкое течение металла.
- Возможны перекристаллизация и восстановление.
- Требуемые силы меньше.
Недостатки горячей штамповки:
- Смазка при высоких температурах затруднена.
- На заготовке происходит окисление и образование накипи.
- Плохая отделка поверхности.
- Меньшие точные допуски.
- Возможно коробление материала в процессе охлаждения.
Как определить процесс горячей штамповки?
Горячая ковка происходит выше температуры рекристаллизации металла. Гомологическая температура (TH) используется, чтобы отличить его от процесса холодной ковки (см.
Горячая ковка против холодной ковки).
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, в свинце) рекристаллизация 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 рекристаллизация – новое формирование структуры кристаллической решетки металла. За счет деградации существующего деформационного упрочнения (плотности дислокаций) в металле, мобилизации дислокаций (термической активации) и взаимозаменяемых процессов восстановления и рекристаллизации, происходящих во время и после этапа ковки, можно достичь очень высокой формируемости. Таким образом, горячая ковка используется, когда целью является получение сложной трехмерной геометрии путем формовки.
Кроме того, он позволяет обрабатывать труднодеформируемые материалы, которые могут формоваться только с ограничениями в холодном состоянии. Из-за снижения прочности в условиях горячей штамповки усилия и трудоемкость процессов могут быть снижены по сравнению с холодной штамповкой.
Рекристаллизация отвечает за полное преобразование микроструктуры, возможно многократное, за формирование относительно мелкозернистой микроструктуры. Он демонстрирует оптимальное сочетание прочности и пластичности. Это обстоятельство квалифицирует горячую ковку как один из важнейших технологических процессов изготовления высоконагруженных элементов безопасности.
Применение горячей штамповки
Рекристаллизация, сопровождающая высокие температуры, и улучшенная формуемость позволяют точно настроить очень мелкозернистую микроструктуру. Сочетания прочности и долговечности могут быть заданы в большей степени, чем в любом другом процессе формовки, 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 «деталями, критически важными для безопасности». Следовательно, автомобильный и аэрокосмический секторы представляют собой наиболее важные рынки сбыта горячештампованных изделий.
Горячие поковки для автомобильной промышленности
Стальная поковка в основном используется для автомобильной ковки. Использование кованых алюминиевых сплавов растет из-за растущих требований к легким конструкциям; магний используется редко.
В крупносерийном сегменте детали куются в основном мелкими и средними сериями методом штамповки в закрытых штампах. Это позволяет использовать большинство автомобильных компонентов с высокой прочностью и рабочими характеристиками.
Ниже перечислены некоторые типичные автомобильные поковки. 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 вилки и держатели штифтов, ступицы колес, приводные валы, универсальные шарниры, шарнирные диски
- Ходовая часть: опоры колес, цапфа оси, шарнирные подшипники, цапфа оси, шаровые опоры, рычаги рулевого управления, рычаги рулевого управления, балки переднего моста, поперечные рычаги, …
- Тормозная система: тормозные диски, кронштейны тормозов, тормозные цилиндры, тормозные рукоятки
Горячештампованные детали для аэрокосмического применения
- Компоненты фюзеляжа, такие как фурнитура для дверей и крыльев, нервюры, оконные рамы
- Двигатель с лопатками турбины, движителем, дисками, рычагами управления
- Фурнитура и направляющие для хвостового оперения
- Шасси: держатель, крепления, штифты
- Роторные системы: фитинги, 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.