Ковка это что: Ковка | это… Что такое Ковка?
alexxlab | 12.04.2023 | 0 | Разное
Что такое ковка? | Статья от ГК Велунд Сталь Москва
Ковка – это производственный процесс, включающий формование металла путем ковки, прессования или прокатки с помощью молотка или штампа. Ковку часто классифицируют в зависимости от температуры, при которой она выполняется: холодная, теплая или горячая.
Ковать можно самые разные металлы. Типичный металл, который используется при ковке это сталь разных видов, например, углеродистая, легированная или нержавеющая. Также можно ковать очень мягкие металлы, такие как алюминий, латунь и медь. В процессе ковки можно производить детали с превосходными механическими свойствами и с минимальными отходами. Основная концепция заключается в том, что исходный металл пластически деформируется до желаемой геометрической формы, что придает ему высокое сопротивление усталости и дополнительную прочность. Этот процесс является экономически выгодным с возможностью массового производства деталей и достижения определенных механических свойств в готовом продукте.
История ковки
Мастера кузнечного дела занимались этим тысячи лет. Сначала бронза и медь были наиболее распространенными коваными металлами в бронзовом веке. Позже, когда была обнаружена способность контролировать температуру и процесс плавки железа, железо стало основным кованным металлом. Традиционными товарами являлись: кухонные принадлежности, скобяные изделия, ручные инструменты и холодное оружие. Промышленная революция позволила ковке стать более эффективным процессом массового производства. С тех пор ковка развивалась вместе с достижениями в области оборудования, робототехники, электронного управления и автоматизации. Ковка в настоящее время является всемирной отраслью с современными кузнечными предприятиями, которые производят высококачественные металлические детали самых разных размеров, форм, материалов и отделки.
Основные виды ковки
Ударная ковка– это процесс обработки нагретого металла с помощью молота для придания ему формы штампа.
Ковка на прессе– один из наиболее часто используемых процессов. Вместо того, чтобы молотить или раскатывать материал, для придания формы деталям, используется пресс. Для сжатия материала пресс создает значительную силу, некоторые из них могут использовать давление до 50 000 тонн. Пресс движется с меньшей скоростью по сравнению с молотком, что позволяет ему проникать глубже в материал, таким образом металлическая деталь подвергается воздействию равномерно. После ковки, деталь получает новую форму и имеет более плотную структуру, что делает ее более прочной и упругой.
По сравнению с методом ударной ковки, ковка с помощью пресса имеет много полезных преимуществ. Этот способ обеспечивает большую точность и производительность, что делает его пригодным для обработки крупных деталей. Некоторые прессы автоматизированы, что снижает трудозатраты и общие затраты на производство.
Валковая ковка – еще один вид обработки, который в основном используется для производства стальных стержней и длинных деталей. В процессе ковки используются два цилиндрических валка, которые деформируют пруток. Нагретый материал проходит через валки до достижения желаемой формы и размера, что приводит к меньшим отходам материала. По сравнению с некоторыми другими методами, ударная ковка обеспечивает благоприятную зернистую структуру.
Высадочная ковка – это производственный процесс, при котором диаметр металла увеличивается за счет сжатия его длины. Кривошипные прессы и специальный высокоскоростной станок используются в процессах штамповки в осадке. Кривошипные прессы обычно устанавливаются в горизонтальной плоскости для повышения эффективности и быстрой замены металла с одной станции на другую. Также возможно использование вертикальных кривошипных или гидравлических прессов.
Преимущества высадочной ковки:
- Высокая производительность до 4500 деталей в час;
- Возможна полная автоматизация;
- Устранение тяги и заусенцев поковки;
- Практически не производит отходов.
Методы штамповки часто классифицируются в зависимости от температуры, при которой были детали выкованы: горячая штамповка и холодная штамповка.
Автоматическая горячая штамповка – это процесс при котором стальные стержни прокатной длины вставляются в один конец кузнечно-прессовой машины при комнатной температуре, а изделия горячей ковки выходят из другого конца. Пруток нагревается с помощью мощных индукционных катушек до температуры в диапазоне 2190–2370 ° F менее чем за 60 секунд. Пруток очищается от накипи с помощью роликов и делится на заготовки.
На этом этапе металл проходит через несколько стадий формования, которые можно сочетать с высокоскоростными операциями холодной штамповки. Обычно процесс холодной штамповки оставляют на этапе чистовой обработки.
Таким образом можно воспользоваться преимуществами холодной обработки, сохраняя при этом высокую скорость автоматической горячей штамповки.
Преимущества автоматической горячей штамповки:
- Высокая производительность;
- Использование недорогих материалов;
- Минимальные трудозатраты на эксплуатацию техники;
- Практически отсутствуют отходы материала (экономия материала на 20–30% по сравнению с традиционной ковкой).
Открытая и закрытая штамповки, как вид ковки.
Традиционная кузнечная ковка – это разновидность открытой штамповки. Этот процесс требует размещения заготовки между двумя поверхностями, такими как наковальня и молоток. Молоток ударяет по заготовке, образуя ее.
Современная ковка в открытых штампах часто включает использование двух штампов. Заготовка зажата между матрицами, но никогда полностью не ограничивается. К преимуществам выбора открытой штамповки можно отнести:
- Однородное покрытие;
- Низкая вероятность дефектов;
- Повышенная прочность и сопротивление усталости;
- Достаточно мелкая зернистая структура.
Ковка в закрытых штампах (штамповка) – представляет собой процесс сжатия заготовки в штампе, который содержит полости. Заготовка удерживается в матрице, при приложении силы металл заполняет пространство в ее полости. Когда металл сжимается, излишки материала вытесняются из штампа и после ковки удаляются. Этим методом можно изготавливать детали массой до 25 тонн. Он также позволяет получать почти чистые формы, что ограничивает необходимость в отделке.
Где применяется ковка?
Ковка используется на протяжении тысячелетий и по-прежнему является решением для отраслей по всему миру. Процессы ковки составляют важную часть нашей экономики, поскольку детали, изготовленные данным способом, используют во многих областях: национальная оборона, автомобилестроение, добыча металлов и нефти, даже хирургические и стоматологические инструменты могут быть сделаны из кованого металла. Так же использование деталей, которые изготовлены методом ковки могут привести к сокращению затрат на производство.
Что такое ковка
- ковка
- кузнечное дело
- история
admin
Ковка – один из способов обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое воздействие на заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры (см. Кузнечно-штамповочное производство).
С древности ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла (холодная, а затем и горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте в 4—3 тысячелетии до н. э.; холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки до 16 в. н. э.). Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото; кузнецы пользовались особым почётом у народов древности, а их искусство окружалось легендами.
В средние века, в том числе в России кузнечное дело достигло высокого уровня; вручную отковывались ручное и огнестрельное оружие, инструменты, детали сельскохозяйственных орудий, дверей и сундуков, решетки, светильники, замки, часы и другие изделия всевозможных форм и размеров, часто с тончайшими деталями; кованые изделия украшались насечкой, просечным или рельефным узором, расплющенными в тончайший слой листами сусального золота и бронзовой потали. Традиции средневекового ремесла сохранились в народном искусстве до 19 в. (светцы, крюки, подсвечники и т.д.). В 15—19 вв. выполнены многие замечательные кованые фонари, ограды, решётки, ворота (Версаль, Петербург, Царское Село). Многие города специализировались в различных отраслях кузнечного ремесла: Герат, Мосул славились утварью, Дамаск, Милан, Аугсбург, Астрахань, Тула — оружием, Ноттингем, Золинген, Павлово на Оке — ножами и инструментами, Нюрнберг, Холмогоры — замками и т.д. В 19 в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в 20 в.
(работы Ф. Кюна в ГДР, И. С. Ефимова, В. П. Смирнова в СССР; оформление общественных интерьеров в Таллине, Каунасе и др.).
Основы теории ковки были разработаны в России: П. П. Аносов в 1831 впервые применил микроскоп для изучения структуры металлов; Д. К. Чернов в 1868 научно обосновал режимы ковки; большой вклад в теорию ковки сделали сов. учёные Н. С. Курнаков, К. Ф. Грачев, С. И. Губкин, К. Ф. Неймайер и др.
Ковка, как правило, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или перехода. Для стали температурный интервал 800—1100 °С., для алюминиевых сплавов — 420—480 °С.
Различают ковку в штампах и без применения штампов — так называемую свободную ковку. При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками рабочей полости штампа и при деформации приобретает форму, соответствующую этой полости (см.
Штампование, Ротационная ковка). При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или ограничен с одной стороны. При ручной ковке кувалдой или молотом воздействуют непосредственно на металл или на инструмент. Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 1 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2—200 Мн (200—20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы Сводную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.
При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.
Основные операции ковки: осадка, высадка, протяжка, обкатка, раскатка, прошивка и др.
Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.
- Инструменты кузнеца. Появление кольчуги
- Дореволюционный период
- Из истории художественной ковки металла
- Традиции ковки
- Прокатка
- История кузнечного дела в России
- История ковки
Что такое ковка? | Somers Forge
Что такое ковка? | Сомерс ФорджЧто такое ковка?
Ковка – это производственный процесс ковки, прессования или прокатки металла в форму. Это либо доставляется с молотка, пресса или штампа. По сути, это искусство нагревания и обработки горячего металла для проектирования или придания формы, подходящей для конкретной цели или использования. Обрабатывая материал, он улучшает многие его свойства, в том числе структуру, проводимость и долговечность.
Ковка предлагает очень полезную и разнообразную среду для многих отраслей промышленности, поскольку этот процесс экономически выгоден и обеспечивает определенные механические свойства. Ковка часто классифицируется в зависимости от температуры, при которой она выполняется, холодная, теплая или горячая ковка.
Наши возможности ковки
Материалы, которые можно ковать, включают углеродистую сталь, легированную сталь, инструментальную сталь, алюминий, нержавеющую сталь, дуплексную сталь, медь, латунь. Процедура ковки будет различаться в зависимости от многих факторов, например, ковка титана будет иметь другой способ ковки по сравнению с ковкой из нержавеющей стали. Когда материал нагревается до высоких температур в районе 1200/1300 градусов по Цельсию, из стали можно формовать изделия самых разных размеров. От небольших изделий весом 1 кг до поковок весом 100 тонн. В процессе ковки зерна металла вытягиваются в направлении течения. В результате прочность металла значительно повышается.
Хорошая конструкция ковки гарантирует, что линии потока в готовой детали лежат там, где компонент подвергается максимальному напряжению.
История ковки
Ковка металлов — одна из древнейших технологий обработки человечества. Из чистых металлов, таких как золото и серебро, изготавливали украшения и оружие около 4000 г. до н.э. Плавка и ковка железа с помощью молота и наковальни были напрямую связаны с 13 и 14 веками. В 15 веке произошло первое крупное развитие ковки, когда вдоль рек были построены молотковые мельницы, чтобы использовать поток воды. Компания Somers Forge фактически представила первый стержневой молот в Великобритании в 1850 году, когда мы были известны как Lye Forge. 19век увидел изобретение паровой машины, которая привела к современной кузнечной технике. Это привело к разработке мощных паровых и воздушных молотов, устранивших потребность в человеческой силе, которая раньше ограничивала размер кованых изделий. Сталь использовалась как в качестве инструмента для завоевания империй, так и в современном машиностроении и строительстве.
Ковка сильно развилась со времен кузнецов, использующих молот и наковальню для изготовления подков. С развитием оборудования, от компьютеров до робототехники, процесс ковки стал очень сложным, что привело к более долговечному, эффективному и быстрому варианту проектирования. В настоящее время кузнечные компании могут производить кованые детали из множества материалов, форм, размеров и отделки.
Различные виды ковки
Концепция ковки заключается в простом преобразовании стали в форму, и это наиболее востребованный металлический компонент. Существует множество различных типов ковки, каждая из которых имеет свои преимущества.
Ковка в открытых штампах
Ковка в открытых штампах – это когда штамп (молот) ударяет материал по неподвижному плоскому штампу, металл никогда полностью не удерживается штампом. Штамп постоянно забивает металл высококвалифицированными кузнечными операторами, отвечающими за достижение желаемой конечной формы.
+ Улучшенная микроструктура и лучшее сопротивление усталости
– Для достижения желаемого результата часто требуется механическая обработка
Ковка в закрытых штампах
Ковка в закрытых штампах, также известная как тиснение, представляет собой формование горячего металла с использованием двух штампов для достижения желаемой формы в предварительно вырезанных штампах.
Важно отметить, что при ковке в закрытых штампах нагретый материал приблизительно или близко соответствует точному размеру и форме готового компонента.
+ Требуется меньшая механическая обработка с достижением жестких допусков
– Стоимость наладки очень высока из-за затрат на изготовление штампов
Ковка колец валков
Ковка валков, когда плоские стержни помещаются между двумя вращающимися цилиндрическими валками и применяйте прогрессивное давление, чтобы придать металлу форму. Этот процесс уменьшает толщину и увеличивает диаметр.
Поковки поставляются в различных условиях?
Поковки поставляются в различных состояниях, от черной поковки (необработанной) до готовой машинной поковки. Процесс механической обработки используется для достижения конкретных размеров, необходимых для продуктов. Существует множество различных методов обработки, включая резку, растачивание, токарную обработку, сверление, шлифование, фрезерование.
Черная необработанная поковка
Черная необработанная поковка, как следует из названия, не подвергается механической обработке. Материал просто подвергается термообработке.
Ковка с черновой обработкой
Ковка с черновой обработкой также известна как контрольная. Это процесс сбивания черной окалины с поковки для подготовки к дальнейшим процессам механической обработки.
Полумеханическая ковка
Здесь изделию придается некоторая форма, но окончательные тонкости будут выполнены позже. Для получения полуфабрикатов выполняются такие операции, как нарезание резьбы, хонингование, полирование, строгание, фрезерование, развертывание. Наличие полуфабриката экономит время клиента и высвобождает его мощности.
Готовая обработанная поковка
Требуемые размеры и чистота поверхности достигнуты. Отсюда готовая обработанная поковка либо отправится на испытания, если потребуется, либо будет установлена.
Кузнечное образование | Образовательная информация о ковке
Обучение ковке
Благодаря нашему членству в Ассоциации кузнечной промышленности ELLWOOD City Forge Group может предложить учебные материалы по процессу ковки.
Вся информация, разработанная Ассоциацией кузнечной промышленности , перепечатывается с разрешения.
Что такое ковка?
Ковка — это производственный процесс, при котором металл прессуется, растирается или сжимается под большим давлением в высокопрочные детали, известные как поковки. Процесс обычно (но не всегда) выполняется горячим путем предварительного нагрева металла до желаемой температуры перед его обработкой. Важно отметить, что процесс ковки полностью отличается от процесса литья (или литейного производства), поскольку металл, используемый для изготовления кованых деталей, никогда не плавится и не разливается (как в процессе литья).
Зачем нужны поковки и где они применяются?
В процессе ковки можно создавать детали, которые прочнее, чем детали, изготовленные с помощью любого другого процесса металлообработки. Вот почему поковки почти всегда используются там, где важны надежность и безопасность человека. Но вы редко увидите поковки, так как обычно это составные части, содержащиеся внутри собранных предметов, таких как самолеты, автомобили, тракторы, корабли, оборудование для бурения нефтяных скважин, двигатели, ракеты и все виды капитального оборудования – и это лишь некоторые из них.
Типы процессов ковки
- Штамповка
- Открытая штамповка (ссылка на открытую штамповку)
- Поковка катаных колец
Сравнение поковок С отливками
Поковки прочнее .
Литье не может получить упрочняющий эффект горячей и холодной обработки. Ковка превосходит литье по предсказуемым прочностным характеристикам, обеспечивая превосходную прочность, которая гарантирована от детали к детали.
Ковка устраняет дефекты литых слитков или непрерывнолитых прутков .
Отливка не имеет ни текучести зерен, ни направленной прочности, и процесс не может предотвратить образование определенных металлургических дефектов. Предварительная кузнечная заготовка создает поток зерен, ориентированный в направлениях, требующих максимальной прочности. Дендритные структуры, сегрегации сплава и подобные дефекты очищаются при ковке.
Поковки более надежны, менее затратны .
Дефекты литья встречаются в различных формах. Поскольку горячая обработка улучшает рисунок зерна и придает высокие свойства прочности, пластичности и сопротивления, кованые изделия более надежны. И они производятся без дополнительных затрат на более строгий контроль процесса и проверки, которые необходимы для литья.
Поковки лучше реагируют на термообработку .
Отливки требуют тщательного контроля процессов плавления и охлаждения, поскольку может произойти сегрегация сплава. Это приводит к неравномерному отклику на термообработку, что может повлиять на прямолинейность готовых деталей. Поковки более предсказуемо реагируют на термообработку и обеспечивают лучшую размерную стабильность.
Гибкое и экономичное производство поковок адаптируется к спросу.
Для некоторых отливок, таких как отливки со специальными характеристиками, требуются дорогие материалы и средства управления процессом, а также более длительные сроки изготовления.
Открытая штамповка и прокатка колец являются примерами процессов ковки, которые адаптируются к различной длине производственного цикла и позволяют сократить время выполнения заказа.
Сравнение поковок Сварные изделия и изделия
Поковки обеспечивают экономию производства и материалов.
Сварные конструкции являются более дорогостоящими при больших объемах производства. Фактически, готовые детали являются традиционным источником ковки по мере увеличения объема производства. Первоначальные затраты на инструменты для ковки могут быть покрыты за счет объема производства и экономии материалов, а также внутренней экономики производства поковок, более низких затрат на рабочую силу, сокращения брака и переделок, а также снижения затрат на контроль.
Поковки прочнее.
Сварные конструкции обычно не свободны от пористости. Любой выигрыш в прочности, полученный от сварки или крепления стандартных прокатных изделий, может быть потерян из-за плохой сварки или соединения.
Ориентация зерен, достигнутая при ковке, делает детали более прочными.
Поковки предлагают экономичный дизайн/контроль .
Многокомпонентная сварная сборка не может сравниться с экономией затрат, полученной от правильно спроектированной цельной поковки. Такое объединение деталей может привести к значительной экономии средств. Кроме того, сварные детали требуют дорогостоящих процедур контроля, особенно компонентов, подвергающихся высоким нагрузкам. Поковок нет.
Поковки обладают более стабильными металлургическими свойствами .
Избирательный нагрев и неравномерное охлаждение, возникающие при сварке, могут приводить к таким нежелательным металлургическим свойствам, как непостоянная зернистая структура. В процессе эксплуатации сварной шов может действовать как металлургический надрез, который может привести к выходу детали из строя. Поковки не имеют внутренних пустот, которые могут привести к неожиданному выходу из строя под нагрузкой или ударом.
Поковки предлагают упрощенное производство .
Сварка и механическое крепление требуют тщательного выбора соединительных материалов, типов и размеров креплений, а также тщательного контроля за процессом затяжки, что увеличивает производственные затраты. Ковка упрощает производство и обеспечивает лучшее качество и постоянство деталей.
Сравнение поковок С деталями из порошкового металла
Поковки прочнее.
Низкие стандартные механические свойства (например, прочность на растяжение) типичны для деталей P/M. Поток зерен поковки обеспечивает прочность в критических точках напряжения.
Поковки обеспечивают более высокую целостность .
Для предотвращения дефектов P/M требуется дорогостоящая модификация плотности деталей или инфильтрация. Оба процесса увеличивают затраты. Измельчение зерна кованых деталей обеспечивает прочность металла и отсутствие дефектов.
Поковки требуют меньше вторичных операций .
Особые формы P/M, резьба и отверстия, а также точные допуски могут потребовать сложной механической обработки. Операции вторичной ковки часто можно свести к чистовой обработке, сверлению отверстий и другим простым операциям. Присущая поковкам прочность обеспечивает стабильное и превосходное качество обработанной поверхности.
Поковки обеспечивают большую гибкость дизайна . Формы
P/M ограничены теми, которые можно вытолкнуть в направлении прессования. Ковка позволяет создавать конструкции деталей, которые не ограничиваются формами в этом направлении.
В поковках используются менее дорогие материалы .
Исходными материалами для высококачественных деталей P/M обычно являются распыленные водой, предварительно легированные и отожженные порошки, которые стоят значительно больше за фунт, чем стержневые стали.
Сравнение поковок С армированными пластиками и композитами
Поковки обеспечивают большую производительность .
Для разработки новых передовых композитных деталей часто может потребоваться длительное время и значительные затраты на разработку. Высокая производительность, возможная при ковке, еще не может быть достигнута в армированных пластмассах и композитах.
Поковки имеют установленную документацию .
Данные о физических свойствах RP/C скудны, а данные от поставщиков материалов непоследовательны. Даже передовые поковки для аэрокосмической отрасли являются хорошо зарекомендовавшими себя продуктами с хорошо задокументированными физическими, механическими и эксплуатационными данными.
Поковки имеют более широкий диапазон рабочих температур.
Рабочие температуры RP/C ограничены, и влияние температуры часто бывает комплексным. Поковки сохраняют работоспособность в более широком диапазоне температур. Поковки обеспечивают более надежную работу. Повреждение непрерывных армирующих волокон RP/C может привести к ухудшению характеристик и непредсказуемым эксплуатационным характеристикам.