Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками – дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.
Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера.
В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.
Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности.
В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.
Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.
В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов.
Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.
Ручная ковка металла – достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.
Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.
Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.
Несмотря на то, что самый ковкий металл – это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %.
А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.
Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.
Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5 до 6 мм, круглые трубы 1/2″, 3/4″, 1″, профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.
Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.
Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.
Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка, двойной кронциркуль, кузнечный наугольник, шаблоны и калибры. Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.
Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.
Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.
Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки.
На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.
В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.
Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.
Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.
Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект.
Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.
Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки – гибка, закручивание, вытяжка.
Вытяжка – это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки – раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.
Гибка. Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.
Закручивание. Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.
Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе.
Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.
По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.
По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки.
Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки – завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.
Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.
Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке.
В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.
Гибка. Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.
Закручивание. Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.
Такие технологии ковки как разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами.
Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.
При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 – 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.
Ковка металла своими руками – дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.
Ковка металла известна с глубокой древности.
С помощью ковки веками обрабатывали железную руду, совершенствуя свое мастерство и изобретая все новые технические приемы. Мастерство кузнецов передавалось из поколения в поколение, но многое было утеряно. Сейчас существует множество легенд и сказок, в которых упоминается о невероятном умении кузнецов создавать очень острые и прочные клинки. Рассказы о булатной стали тревожат умы современных ученых, которые то и дело, сообщают о новых способах ковки металла.
Изучая образцы древнейшего оружия, они могут узнать структуру металла, но вряд ли когда-нибудь узнают секреты древних кузнецов, которые были способны создавать шедевры, даже не имея современных орудий и знаний. Это не случайно. В далеком прошлом секреты ковки металла находились под строгим контролем. Многие с легкостью лишались за них жизни. Секреты хранили друг от друга, от других народов, и даже от соседних поселений. Знание секрета ковки металла давало огромную власть, было источником богатства, а также предметом восхищения, зависти и гордости.
Металл всегда играл важную роль, так как из него делали оружие. Оружие – это власть, и чем совершенней оружие, тем больше шансов было выжить в те времена, когда все друг с другом воевали.
С помощью ковки металла делали разнообразные предметы быта: посуду, орудия труда, гвозди, подковы, заборы и элементы декора. В прошлом изделиям из металла практически не было альтернативы, поэтому кузнецов почитали и уважали, к ним приезжали со всей округи. Если в деревне есть кузнец, значит, поселение будет процветать. Значит, хозяйка приготовит еду, плотник построит избу, а крестьянин обработает землю. Работа кузнеца не ограничивалась ковкой металла, он должен был уметь обращаться с лошадьми, чтоб суметь подковать коня, совершал церемонии бракосочетания, называемые кузнечной свадьбой, а в некоторых случаях даже мог защитить деревню от нечистой силы.
Особое значение ковка металла приобретала в периоды военных конфликтов. Кузнецы могли делать самое разное оружие: боевые топоры, мечи, щиты, булавы, наконечники копий и стрел, секиры и так далее.
Еще одним важным делом для кузнеца было создание доспехов. Чем прочней защита воина, тем больше шансов у него выжить, поэтому мастера ковки металла постоянно совершенствовали свое умение, пытаясь объединить, казалось бы, несовместимые вещи. Доспехи должны выдерживать даже сильные удары оружия, но при этом быть достаточно легкими и не стеснять движений. Так на вооружении армий появились кольчуги, латы, шлемы и многое другое.
Вряд ли кто-то поспорит, что в истории было много военных конфликтов, но так или иначе они сменялись мирными временами. В эти моменты люди не переставали уделять большое значение оружию, поэтому и труд кузнецов оружейников не оставался без внимания. В мирное время кузнецам приходилось создавать не просто оружие, а предметы роскоши, становившиеся гордостью своего хозяина. В связи с этим мастера ковки металла становились еще и ювелирами, а может даже немного художниками. Они создавали настоящие шедевры, украшенные резными орнаментами и драгоценными камнями.
Украшенное кованое оружие и сейчас считается лучшим подарком для ценителей, а древние образцы можно увидеть в музеях.
В наше время ковка металла не утратила своего значения. Многие мастера посвящают этому ремеслу свою жизнь. Некоторые из них не уступают своим предшественникам, поскольку тоже создают уникальные произведения искусства, способные пройти сквозь века и оставить память о нас нашим последователям. Несмотря на то, что технический прогресс неумолим, для мастеров ковки металла мало, что изменилось. Они все также работают в кузнице, разогревают металл с помощью кузнечного горна и орудуют тяжелым молотом на наковальне. Правда, некоторые усовершенствования затронули и это древнее ремесло. У современных кузнецов больше возможностей, они могут нагревать металл до более высоких температур, а к работе приступают после обучения в школах и университетах, где им подробно рассказывают о химии и физике.
Современный кузнец – это все тот же ремесленник, вооруженный современными технологиями и знаниями.
Его труд тяжел, но востребован и почитаем, как в далеком прошлом. Ручная работа всегда высоко ценится, а работа с металлом еще и приносит много радости и удовлетворения. Ковка металла – это отличный способ самовыражения, заработка и снискания уважения и восхищения людей.
История древнего ремесла ковки металла по некоторым источникам насчитывает от 6 до 9 тысяч лет. Именно тогда, сидя у огня, жители Ближнего Востока обнаружили, что языки пламени могут изменить внешний вид металла, и если постараться, то, воспользовавшись этим, можно получить полезную вещь, например, инструмент для земледелия, оружие или украшения.
После появления бронзы в конце IV-го тысячелетия до н.э. кованое оружие стало более прочным, и кузнечное дело распространилось на большие территории – от Индии, Китая и Японии до Средиземноморья. Тысячелетиями люди пользовались технологией ковки, постепенно усовершенствуя ее.
После изобретения паровой машины в XIX веке кузнечное ремесло сделало значительный шаг вперед. Разработка мощных паровых и пневматических молотов, а позднее молотков с приводными валами привело к производству кованых изделий для железнодорожной, автомобильной и сельскохозяйственной промышленности, строительной и военной отрасли.
Не последнюю роль в развитии кузнечной промышленности сыграло изобретение мартеновской печи и наличие доступных ресурсов. Большие запасы железной руды с высоким содержанием фосфора и серы можно было переплавлять для производства высококачественной стали. Теперь у отрасли было инновационное оборудование и надежное дешевое сырье.
XX век принес увеличение производительности отрасли за счет роста производства полупроводниковых электрических индукционных нагревателей. Технология индукционного нагрева позволила значительно повысить производительность и контроль за габаритами кованых изделий.
Промышленная революция и Вторая мировая война не могли не оказать своего влияния на дальнейшее развитие кузнечной промышленности – усовершенствовалось кузнечно-прессовое оборудование, а вместе с ним и технология ковки.
Необходимость в огромном количестве оружия также внесла немалый вклад в изменение отрасли.
А что же сегодня? Все течет, все изменяется, и мир не стоит на месте. Современное кузнечное дело может похвастаться гидравлическими и пневматическими молотами с компьютерным управлением. Надежное точное оборудование решает множество задач, а изделия из кованой стали сегодня применяются в различных отраслях: аэрокосмической, автомобильной, горнодобывающей, сельскохозяйственной, энергетической.
Не будем забывать и о том, что в наши дни ковка все больше используется как вид искусства. Кованые изделия – это не только ювелирные украшения из драгоценных металлов, а и предметы декора, использующиеся в интерьере и экстерьере. Художественная ковка металла – отрасль, создающая прекрасные вещи, некоторые из которых действительно можно назвать произведениями искусства.
Кузнечное ремесло или технология ковки металла — это формование металла под воздействием определенных сил.
В зависимости от температуры обработки металла ковка может быть холодной, теплой или горячей. Вес кованых деталей может варьироваться от нескольких сотен граммов до сотен тонн. Для ковки стали требуется система индукционного нагрева, кузнечная печь (горн) или другое нагревательное оборудование. Сталь и техническое железо, как правило, подвергаются горячей ковке. Кованые изделия из стали, изготовленные путем деформации при высоких температурах, обычно характеризуются меньшей пористостью поверхности, мелкозернистой структурой, высокой прочностью и долговечностью. Это лучшие характеристики стали из тех, которые можно получить при ее обработке.
Когда сталь нагревается до температуры ковки, она становится достаточно пластичной, и ей можно придать любую форму. Весьма необычно наблюдать за тем, как твердый металл постепенно превращается в изделие, нарисованное на чертеже, и приобретает нужную форму. Ковать можно почти все металлы – и черные, и цветные. Для ковки может использоваться сталь различного химического состава: углеродистая, легированная, высоколегированная, нержавеющая.
Итак, в зависимости от температуры обработки можно выделить два способа ковки металлов.
Когда перед обработкой металл нагревают до высоких температур с целью снижения его сопротивления деформации, речь идет о горячей ковке. Эта температура для стали (в зависимости от степени легирования и содержания углерода) составляет от 800 до 1250 градусов Цельсия, она выше температуры рекристаллизации и фазовых превращений, и сплав легко обретает нужную форму. Для алюминиевых сплавов, к примеру, температуры горячей ковки значительно ниже – 420-500°С. При использовании этой технологии можно получить изделия сложных форм, тяжелые и объемные.
Холодная ковка выполняется либо без высокотемпературной обработки и предполагает разогрев до температур не выше 150 градусов Цельсия. Это приводит к низкой формуемости и необходимости применять огромные усилия, поэтому применение такой технологии достаточно ограничено.
Если говорить о видах ковки металла в зависимости от применяемых штампов, то ее можно разделить на два основных вида: ковку без применения штампов (т.н. свободную ручную или машинную ковку) и ковку в штампах. В чем различие?
При свободной машинной ковке металлическая деталь обрабатывается на специальных ковочных машинах, молотах или гидравлических прессах. Деформирование с кантовкой выполняется до тех пор, пока изделие не приобретет желаемую форму.
А вот если нужно получить деталь определенной сложной формы, можно воспользоваться техникой закрытой штамповки, когда металл зажимается между двумя штампами, которые представляют собой вырезанный желаемый профиль. Обычно в индивидуальном и мелкосерийном производстве преимущественно используется свободная ковка, а на предприятиях, производящих типовые изделия крупносерийными партиями, более широко представлена ковка в штампах.
Кованая сталь отличается от стали других видов обработки, например, от литья.
Она удивительно прочная, невероятно долговечная, надежная, имеет однородный состав и структуру, однако, существует ограничение размера и толщины стали, с которой можно работать, ведь придание металлу необходимой формы — довольно сложная работа.
Кованые изделия сегодня являются одними из лучших и популярных видов металлических изделий в мире. Благодаря своим супер-свойствам кованая сталь используется для создания конструкций, способных выдерживать огромные нагрузки. Автомобильная, кораблестроительная, машиностроительная, нефтегазовая отрасли и в наши дни полагаются на кованые детали для достижения самых разных целей. И даже авиационная промышленность пользуется преимуществами кованой стали, запуская в космос современные космические аппараты, в которых присутствуют кованые детали. Сегодня ковка остается крупной мировой отраслью, вносящей вклад в развитие человечества.
Тем не менее, если кованая сталь обладает сверххарактеристиками, а кованый меч должен был быть весьма острым, гибким и крепким, интересно было бы получить ответ на вопрос, почему же археологи находят разбитые на части или сломанные мечи викингов? Ведь викинги утверждали, что их мечи невозможно уничтожить.
В одном из музеев Берлина хранится сломанный меч с клеймом Ульфберт. Эта надпись часто встречается на мечах IX-XI веков. Во время своих походов викинги часто отправлялись вверх по Рейну, чтобы купить мечи из германских кузниц. Одной из таких кузниц была Ульфберт. Это производство существует до сих пор и специализируется на ковке древнего оружия. Дело в том, что меч из Ульфберта считался знаком наивысшего качества. Это как модель Шанель в современном мире моды. Уникальная проникающая сила, сталь, которую невозможно сломать, прочность — это и есть меч из Ульфберта. Если сегодня создавать меч по методике этой старинной германской кузницы, то важно использовать разные виды стали, мягкую и твердую. Технология производства требует длительной обработки молотом для соединения металлов, а также нагревания в огне для правильного молекулярного состава. Процесс сложный, и, конечно, никто не был застрахован от небольших дефектов. Но эта технология гарантирует наличие в стали необходимого количества углерода, и как результат, острое и ударопрочное лезвие.
Почему же музейный экспонат не такой? Оказывается, в XI веке не все торговцы оружием были чисты на руку. Некоторые ставили клеймо кузницы Ульфберт на мечи, выкованные другими мастерскими, которые не всегда следовали технологии, что негативно отражалось на качестве. А поскольку товар нужно было продать, то и нанести торговую марку Ульфберт на такой меч, подделать ее, не составляло большого труда. Жалкая подделка могла выглядеть в точности как меч, выкованный в легендарной кузнице. Выгодная цена, известное клеймо — и ничего не подозревающий викинг покупал меч, по своим качествам очень отдаленно напоминающий меч из Ульфберта. И когда в бою викинг нанесет первый удар по стальным доспехам противника, он узнает, насколько хорош его меч. По сути, загадка расколотого меча кроется не столько в качестве стали, сколько в природе человеческой натуры.
На протяжении всей истории качественная ковка была востребована в различных отраслях: от земледелия, оружейного дела, изготовления украшений и художественной ковки до сверхмощных современных производств, таких как машиностроение и аэрокосмическая отрасль.
Несмотря на свой почтенный возраст, кузнечное мастерство уверенно движется вперед, развивается, использует новые технологии, а иногда является совершенно незаменимым для дальнейшего развития нашей цивилизации.
Путать ковку со сваркой могут, наверное, только те, кто крайне далек от темы обработки металлов. Но разбираться в базовых понятиях может быть полезно и неспециалисту. А еще более интересно будет разобраться в том, что привлекает и может стать средством заработка. Кованые изделия действительно востребованы, и предела совершенству в их изготовлении нет.
Если очень коротко, то ковка – это такой способ обработки металла, после которого этот металл меняется.
Он нагревается до так называемой ковочной температуры, становится пластичным, что и использует специалист для придания новых форм заготовкам. Каждому металлу присущи свои характеристики, в том числе и уровень ковочной температуры.
Любопытно, но слова «ковка» и «коварство» неслучайно имеют один корень. Кузнечное дело веками народам и племенам казалось немного мистическим, тайным. Кузнец делал ковы и, если сократить объяснение до одного предложения, «коварство» как-то взяло и обрело значение мудрости, тайного знания, особых навыков. Это только потом оно стало ассоциироваться с негативными намерениями.
В XX веке кузнечное дело утратило свой вес. Производство стало унифицированным, появилось прокатное и штамповочное оборудование, а потом добавилась еще и компьютеризация процесса.
Кузнечное дело слабо конкурировало в индустрии, но конец эпохи еще не настал. Массовое производство оказалось таким привычным людям третьего тысячелетия, что они иначе взглянули на ручной труд. И оказалось, что кованые лестницы, ограды, всевозможные архитектурные и дизайнерские элементы – это красиво, в этом есть особый шик.
Потом ковка металла удачно интегрировалась с компьютерным проектированием, в специальных 3D-конструкторах стали разрабатывать кованые изделия для самых разных целей. Свободную ковку сегодня используют для многих видов металла, ее методом делают предметы обихода, а также те объекты, которые можно назвать высокохудожественными. Мало кто задумывался об этом, но ковка применима и в ювелирной сфере.
Наиболее ковким металлом является золото: оно очень пластично, тягуче, текуче, податливо процессу ковки.
Итак, эта технология стара как мир, переживала упадок, но возродилась и подчинила себе инновационные ресурсы.
А принцип технологии ковки элементарен, он основывается на физических свойствах любого материала, обладающего температурой плавления. Например, железо плавится при 800-1200 градусах, ковочная температура меди – 100-600 градусов, а алюминия – 400-480.
Это будет интересным даже для тех, кто о ковке не знает почти ничего. А еще это небольшой ликбез по физике.
Она осуществима, если металл разогрелся до нужного уровня. Кстати, свободная ковка и горячая ковка – это одно и то же. Долгое время (почти всегда) это был единственно возможный способ изготовления кованых элементов. Горячая ковка – это нагревание металла до той температуры, когда он начинает быть пластичным, и тогда его обработка ударным инструментом становится простой (относительно, конечно). Материал податлив и принимает нужные мастеру формы.
В свободной ковке используются особые технологии металлообработки, которые дают максимально широкое поле выбора мастеру.
И все же этот метод не обходится без недостатков. Например, чтобы нагреть металл, потребуется горн либо муфельная печка. Это дорого, требует организации особого помещения, а также подобное оборудование не так легко содержать и обслуживать. А ведь еще и топливо приобретать необходимо. Наконец, это открытый источник огня, а значит, мастер, работающий с ковкой, должен предельно точно соблюдать все меры безопасности. Не говоря уже о том, что он не может работать без специальных навыков, знаний о температурных параметрах разных металлов.
Под этим термином понимается деформация сплавов, которая происходит с применением автоматических молотов либо гидравлики, прессов, падающих с огромным весом (доходит до 5 тонн).
И вес поковок после такого вида ковки может равняться 100 тоннам, и даже это не предел. То есть для данного типа ковки необходимы и очень крутые подъемные механизмы, и разнокалиберные манипуляторы. Но при этом такой способ ковки считается самым экономичным. И она действительно экономически целесообразна, если надо получить фасонные заготовки из стали, механические свойства которых будут очень высоки.
Это касается и мелкосерийного, и индивидуального производства.
Именно благодаря такому технологическому производственному приему ковка стала массовой. Металл в своем преображении оказывается ограничен штампами, деформируясь, он получает нужную форму.
Там, где надо получить много кованой продукции и быстро, применяют штамповку. В сравнении с той же свободной ковкой у штамповки производительность будет выше в десятки раз. При этом квалификация занятых на производстве рабочих – ниже. А еще штамповка позволяет достичь большей точности размеров и чистоты поверхности поковок.
Штамповка бывает горячей и холодной. При горячей штамповке процесс формообразования завязан на штампах. Их рабочие полости, которые называются ручьями, допускают течение материала лишь в заданном направлении и до ограниченных пределов, а значит, в результате такого процесса получится поковка по форме и размерам только одного вида. Еще ее называют принудительной.
Инструментов и приспособлений, участвующих в ковке, множество.
Каждый новоизобретенный инструмент был обязан упростить для мастера процесс ковки, усовершенствовать его. Но некоторые инструменты фактически не меняются, по принципу действия и назначения они с мастерами уже много столетий. Это кузнечный очаг, наковальня, молот и клещи.
Кузнечные очаги бывают:
Как выглядит наковальня, наверное, представляют и неспециалисты в кузнечном деле. Наковальня – это такой большой металлический стол, где и формируется сама заготовка.
Это в каком-то смысле рабочее поле кузнеца. Стол включает основание, рог и наличник, имеющий отверстия под гибку. Видов наковален тоже много, но у каждой обязана быть стальная опора, весящая не менее 30 кг.
А вот клещи кузнецу нужны, чтобы проводить с заготовкой самые разные манипуляции в ходе работы. Молот же считается основным инструментом мастера, и они разнятся по массе. Также специалисту для работы понадобится горн или печка, а еще «державка» – это такой стержень, имеющий лапы для захвата болванки.
Если говорить о материалах, так самые первые кованые изделия изготавливали из меди.
Когда-то этот вид металла был самым распространенным с точки зрения самородных материалов. Да еще и по ковкости лучше меди материала не найти, ведь ее можно ковать даже на 100 градусах, и первобытным мастерам такие температурные разбежки были вполне доступны.
Уже потом люди принялись за ковку железа и бронзы.
А теперь можно немного углубиться в физику процесса, она доступна (хотя бы для осмысления) даже в домашних условиях. Тем, кто собирается ковать своими руками, такие знания нужны непременно. Главное правило кузнеца – как нагреешь, так и пойдет.
То есть сначала металлическую заготовку надо нагреть, и нагреть качественно. Для этого и нужен горн или нагревательная печь: что именно, зависит от типа заготовки.
Сначала разогревают печь (допустим, рассматривается процесс именно с учетом ее использования), и разогревают до темно-красного цвета. Затем в готовую печь надо отправить заготовку. Она непременно должна быть горячей, иначе не избежать трещин во внутренних сплавных слоях. Для предварительного подогрева хватает 300 градусов температуры, достижение таких значений заметно по дыму и тому, как легко зажигается масло на поверхности элемента.
Что делать дальше, расскажем в инструкции.
Конечно же, контролируя процесс. Тут выстраивается прямая зависимость: чем выше будет температура, тем пластичнее и мягче станет заготовка.
д. А чтобы сделать, например, вытягивание, надо обжимать деталь несколько раз, металл должен перемещаться по оси. Если заготовка очень большая, работают с частями: сначала с нижней частью, потом с остатком. Вариантов заготовок очень много. Как и, собственно, способов ковки. И задача кузнеца заключается в том, чтобы выбрать лучший из них.
Мастера говорят, что ковку можно назвать искусством компромисса.
Мало знать главные операции, надо еще и уметь определять способ ковки, форму и вид инструментов, подбирать актуальное и наиболее рациональное для каждой конкретной задачи действие. И еще нужно уметь видеть наперед, прогнозировать результат. Конечно, все это приходит с опытом.
Ковка ориентирована именно на мелкосерийное или единичное производство.
В чем-то она лучше литья: наверное, в меньшей трудоемкости и длительности процесса, в разности температур и выборе инструментария. Для литья, например, требуются очень мощные (а значит, и очень дорогие) печи.
В быту кованые изделия используются очень активно. Они украшают интерьер: от кованых подставок и подсвечников до вешалок и больших декоративных композиций. Очень популярны сейчас кованые корзины для дров: они выглядят очень гармонично в интерьере, где есть печка или камин.
Шикарно и убедительно смотрятся двери с элементами ковки, мебель: кресла, кровати, скамьи. Кованые часы очень облагораживают интерьер или уличное оформление дома. А лестницы из кованого металла – это еще и вложение на долгие десятилетия, они вне моды и времени. Беседки, ограждения, ворота тоже идеально смотрятся в кованом виде.
Словом, актуальности запроса на кованые изделия пока ничто не угрожает.
Это всегда изящная ручная работа, красивая и очень прочная, эксклюзивная (в большинстве случаев) и интересная как мастеру в процессе изготовления, так и заказчику.
Традиционная обработка металла, позволяющая придать этому материалу определённую художественную форму, производится, как правило, с использованием двух основных технологий – так называемых горячей и холодной ковок. Каждая из этих технологий имеет свои отличительные особенности и реализуется при помощи особых методов воздействия на металл.
Горячая ковка металла предполагает его нагрев до температуры определённого уровня (так называемой ковочной температуры), производимой в специально предназначенных для этого печах. Нагретый до ковочной температуры металл обрабатывается при этом с помощью специальных инструментов, причём в результате этой технологии удаётся получать самые различные кованые изделия, отличающиеся очень оригинальными и причудливыми формами.
Холодная ковка металла представляет собой наименее трудоемкий и более экономичный в сравнении с горячим способом обработки технологический процесс, который используется обычно для изготовления однотипных заготовок из листового или сортового металла. В основе этой технологии лежит работа с холодным металлом, механическая обработка которого производится без предварительного нагрева.
Рассматриваемая нами технология позволяет производить изгиб и вырезку деталей по трафарету, что существенно упрощает процесс подготовки крупных партий кованых элементов, а также позволяет сократить сроки и трудозатраты на их изготовление.Следует признать, что в особых случаях при проведении подобных процедур всё-таки предполагается некоторый нагрев металла, но при этом заготовки нагреваются только в отдельных локальных точках (например, в местах стыков и швов).
Отсутствие в технологической цепочке звена нагрева металла до ковочной температуры позволило автоматизировать большинство рабочих операций холодной ковки и обеспечило все необходимые условия для получения заданных показателей прочности и износостойкости выпускаемых изделий.
Технологии холодной обработки металлов широко применяются сегодня для изготовления кованых изделий, используемых при оформлении наружных элементов сооружений и прилегающих к ним территорий. К таким изделиям можно причислить различного типа ограды, ворота, решетки и другие аналогичные конструкции.
Подобные изделия не только ограждают охраняемые территории и защищают от несанкционированного проникновения на них, но и способны украсить фасады зданий.Подтверждением этому служат ажурные оконные или балконные решетки, украшающие в наши дни фасады многих жилых домов.
Этот технологический процесс на сегодняшний день достаточно широко применяется в машиностроении, он регламентирован соответствующими государственными стандартами, техническими нормами и правилами. Состоит он в том, что предварительно разогретую до пластического состояния заготовку подвергают обработке ручным или механизированным молотом, нанося по ней в определенной последовательности целый ряд ударов, в результате которых она приобретает необходимую геометрическую конфигурацию (то есть определенную форму и размеры).
Свободной ковкой этот процесс называют по той простой причине, что он предполагает свободное расширение металла при деформации в тех направлениях, которые не ограничены поверхностями инструмента.
Во время свободной ковки происходят существенные изменения не только размера и формы исходной заготовки, но также механические свойства металла, а также его структура. Как показывает практика, правильно откованный металл обладает гораздо лучшими характеристиками, чем металл литой. Те изделия, которые получаются методом свободной ковки, в технике принято называть поковками.
Что касается степени механизации свободной ковки, то она подразделяются на ручную и машинную. В настоящее время применение ручной свободной ковки весьма ограничено, и она используется обычно в небольших механических мастерских для того, чтобы изготавливать заготовки для дальнейшего производства деталей малой серии или штучных запасных частей различных машин и механизмов.
При свободной ковке основным операциями являются осадка, гибка, прошивка, протяжка, рубка и закручивание. Применяются также и некоторые другие, достаточно специфические операции.
Под осадкой в технике подразумевается такая ковочная операция, следствием которой является увеличение поперечных размеров исходной заготовки за счет уменьшения ее высоты. Именно способом осадки осуществляется поковка зубчатых колес, дисков и подобных им изделий. Для осадки используется такая оснастка, как осадочные плиты и бойки.
Одной из наиболее распространенных разновидностей осадки является высадка. Суть ее состоит в том, что за счет уменьшения высоты заготовки увеличивается сечение определенной ее части. При этом остальные участки исходной заготовки остаются практически неизменными. С помощью технологического процесса высадки получают такие разновидности поковок, как диски с бобышками, фланцы, а также местные утолщения на длинных стержнях.
Протяжкой является такое увеличение длины исходной заготовки, которое производится за счет уменьшения ее поперечного сечения. На практике операции протяжки часто предшествует осаживание. Основная область применения протяжки – это изготовление валов, колонн, рычагов и тяг.
Прошивка используется для того, чтобы получить в поковках сквозные отверстия. Для этого исходная заготовка нагревается, затем укладывается на наковальню с отверстием, и по ней специальным пробойником наносятся удары.
Гибка также является одним из широко распространенных технологических процессов изготовления различных деталей машин и механизмов, а также предметов широкого потребления. В ее процессе исходным заготовкам придается требуемая форма с использованием подкладных штампов и других приспособлений.
При рубке одна часть предварительно разогретой заготовки при помощи кузнечного топора отделяется от другой.
В условиях современного производства наиболее часто используется машинная ковка на прессах и молотах, которая имеет массу преимуществ перед ручной свободной ковкой.
Она обеспечивает большую производительность и высокую точность изделий.
Если вы решили украсить свой дом или приусадебный участок предметами из металла, стоит разобраться, чем отличается ковка от литья.
Ковка и литьё – два способа обработки металла для получения прочных износостойких предметов. В обоих случаях металл нагревается, правда до разных температур. Однако результат работы и процессы во многом различаются. Разберемся в деталях.
Литьё – способ получения изделий с помощью заливки расплавленного металла в готовую форму.
Предполагает создание прототипа из дерева, глины, пластика, который станет прообразом будущего творения из металла. По образцу создается литейная форма. Она может быть сделана как из прочного металла (для многоразового использования), так и из резины. Расплавленный до жидкого состояния металл заливается в форму и остужается. Обычно льют сплавы, содержащие чугун, бронзу, латунь и др.
. В процессе работы важно выбрать правильный состав, разогреть сплав до определенной температуры, сделать заливку быстро и профессионально, чтобы готовый объект максимально легко извлечь из формы с минимальным числом доработок.
При ковке мастер работает с разогретым до определенной температуры металлом, деформируя его с помощью молота и наковальни. Далее кузнец шлифует и дорабатывает изделие.
В целом, литьё – более трудоёмкий и длительный процесс, который требует подготовительного этапа в виде создания образца, производства литейной формы. Необходимы мощные печи для расплавки металла до текучего состояния.
При ковке нужно меньше времени и инструментов, металл разогревается до меньших температур.
Всё зависит от того, какой сплав используется.
Одинаковый по размеру объект может быть разного веса: например, чугун и бронза тяжелее алюминиевого сплава. Литые изделия часто производят именно из чугуна или бронзы, однако они могут быть полыми внутри, соединенными сваркой по шву.
Поэтому однозначно сделать выводы о том, что литые предметы тяжелее или легче кованых, нельзя.
Всё зависит от задач.
Литые объекты являются более прочными и твёрдыми, но хрупкими. А кованые – более пластичными и менее жесткими. Поэтому, например, оконные решетки лучше сделать методом ручной ковки. А крупную цельную деталь, которая должна выдерживать серьезные нагрузки, лучше создать методом литья. Например, лестничные ступени или плитку лучше отлить из сплава.
Кованые изделия легче поддаются ремонту – элемент можно приварить или скрепить методом обжима (холодной ковки). Литые изделия при появлении трещин не поддаются ремонту. Причина в том, что чаще всего причиной раскола являются внутренние полости, образованные при застывании металла.
Литые предметы могут служить несколько веков, они более устойчивы к коррозии и не требуют постоянной обработки. Кованые изделия требуют ежегодной обработки краской.
Кованые предметы будут иметь больше фактуры – сделанные руками мастера, будут иметь и неровности, и шероховатости, которые придадут шарма.
Даже отшлифованные, будут иметь следы окалины. Литые всегда более гладкие и блестящие, чаще более тяжелые.
Считается, что получить эксклюзив проще с помощью ручной ковки. Действительно, ковка — это менее трудозатратный процесс, а значит, более доступный. Создание шедевра сосредоточено в руках одного мастера. Даже если он захочет повторить творение, оно будет все равно другим – ведь многое зависит от исходного материала, настроения, от того, «как рука ляжет».
Однако и ковка и литьё позволяют получать как серийные изделия, так и уникальные. При литье однотипные товары создают с помощью многоразовых (обычно чугунных) форм, в которые многократно наливают расплавленный металл. Для получения единичных изделий (например, статуи) литейные формы делают из недорогого металла. При ручной ковке можно также автоматизировать процесс и получать повторяемые изделия за счет применения станков и различных обжимов.
Итак… Литьё или ковка? Решение принимать вам! Мы же поможем в реализации любых задумок в металле путем ручной ковки.
Ковка — это производственный процесс, включающий формование металла посредством ковки, прессования или прокатки. Эти сжимающие усилия создаются молотком или штампом. Ковка часто классифицируется в зависимости от температуры, при которой она выполняется: холодная, теплая или горячая ковка.
Можно ковать широкий спектр металлов.Типичные металлы, используемые в ковке, включают углеродистую сталь, легированную сталь и нержавеющую сталь. Очень мягкие металлы, такие как алюминий, латунь и медь, также могут быть коваными. Процесс ковки позволяет производить детали с превосходными механическими свойствами с минимальными отходами. Основная концепция заключается в том, что исходный металл пластически деформируется до желаемой геометрической формы, что придает ему более высокую усталостную прочность и прочность. Этот процесс является экономически выгодным с возможностью массового производства деталей и достижения определенных механических свойств в готовом изделии.
Кузнецы практикуют кузнечное дело уже 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 кованым металлом. Традиционные продукты включают кухонную утварь, 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, производящими высококачественные металлические детали самых разных размеров, форм, материалов и отделки.
Металл нагревают, прежде чем придать ему желаемую форму с помощью кузнечного молота.
Раньше это делали кузнецы вручную.Существует несколько методов ковки с разными возможностями и преимуществами. К более распространенным методам ковки относятся методы ковки методом ковки, а также ковка на вальцах.
Штамповка получила свое название от процесса опускания молота на металл, чтобы придать ему форму штампа. Матрица относится к поверхностям, которые вступают в контакт с металлом. Существует два вида штамповки – штамповка в открытых и закрытых штампах.Матрицы обычно имеют плоскую форму, а некоторые из них имеют поверхности особой формы для специализированных операций.
Ковка в открытых штампах также известна как кузнечная ковка. Молоток ударяет и деформирует металл на неподвижной наковальне. В этом типе ковки металл никогда полностью не заключен в штампы, что позволяет ему течь, за исключением областей, где он контактирует с штампами. Оператор несет ответственность за ориентацию и позиционирование металла для достижения желаемой окончательной формы.
Используются плоские матрицы, некоторые из которых имеют поверхности специальной формы для специальных операций. Ковка в открытых штампах подходит для изготовления простых и крупных деталей, а также металлических компонентов, изготовленных по индивидуальному заказу.
Ковка в закрытых штампах также известна как штамповка штампами.Металл помещают в матрицу и прикрепляют к наковальне. Молоток падает на металл, заставляя его течь и заполнять полости штампа. Молоток рассчитан на то, чтобы войти в контакт с металлом в быстрой последовательности в масштабе миллисекунд. Излишки металла выталкиваются из полостей штампа, что приводит к облою. Вспышка остывает быстрее, чем остальная часть материала, что делает ее прочнее металла в матрице.
После ковки заусенец удаляется.
Чтобы металл достиг конечной стадии, он проходит через ряд полостей в матрице:
Преимущества штамповки:
Валковая поковка состоит из двух цилиндрических или полуцилиндрических горизонтальных валков, которые деформируют круглый или плоский прутковый прокат.
Это работает, чтобы уменьшить его толщину и увеличить его длину. Этот нагретый стержень вставляется и проходит между двумя валками, каждый из которых имеет одну или несколько фигурных канавок, и постепенно формуется по мере его прокатки через машину. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута желаемая форма и размер.
Преимущества автоматической прокатки:
Ковка на прессе использует медленное, непрерывное давление или силу вместо удара, используемого при ковке с ударным молотом.Более медленный ход ползуна означает, что деформация становится более глубокой, так что весь объем металла подвергается равномерному воздействию. Напротив, при ковке с ударным молотом деформация часто происходит только на уровне поверхности, в то время как внутренняя часть металла остается в некоторой степени недеформированной.
Контролируя степень сжатия при штамповке, можно также контролировать внутреннюю деформацию.
Преимущества штамповки:
Ковка с осадкой — это производственный процесс, при котором диаметр металла увеличивается за счет сжатия его длины.Кривошипные прессы, специальные высокоскоростные машины, используются в процессах ковки с осадкой. Кривошипные прессы обычно устанавливаются в горизонтальной плоскости для повышения эффективности и быстрой смены металла с одной станции на другую.
Возможны также вертикальные кривошипные прессы или гидравлический пресс.
Преимущества высаженной поковки:
При автоматической горячей ковке стальные стержни прокатной длины вставляются в один конец ковочной машины при комнатной температуре, а горячекованые изделия выходят из другого конца.Стержень нагревается с помощью мощных индукционных катушек до температуры 2190–2370 ° F менее чем за 60 секунд. Пруток очищается от окалины роликами и делится на заготовки. На этом этапе металл проходит через несколько стадий формовки, которые можно сочетать с высокоскоростными операциями холодной штамповки. Обычно операцию холодной штамповки оставляют на чистовую стадию. Таким образом, можно воспользоваться преимуществами холодной обработки, сохраняя при этом высокую скорость автоматической горячей штамповки.
Преимущества автоматической горячей штамповки:
Прецизионная ковка практически не требует окончательной обработки.Это метод ковки, разработанный для минимизации затрат и отходов, связанных с операциями после ковки. Экономия достигается за счет сокращения материала и энергии, а также сокращения механической обработки.
Изотермическая ковка — это процесс ковки, при котором металл и штамп нагреваются до одинаковой температуры. Используется адиабатический нагрев — нет чистого переноса массы или теплообмена между системой и внешней средой. Все изменения связаны с внутренними изменениями, приводящими к строго контролируемой скорости деформации.
Из-за более низких потерь тепла для этого процесса ковки можно использовать машины меньшего размера.
Ковка, метод формирования металла с использованием сжимающих локализованных сил, был основным методом изготовления металла со времен древних жителей Месопотамии. С момента своего возникновения в плодородном полумесяце ковка претерпела значительные изменения, в результате чего процесс стал более эффективным, быстрым и долговечным.
Это связано с тем, что сегодня ковка чаще всего выполняется с использованием кузнечных прессов или молотковых инструментов, которые приводятся в действие электричеством, гидравликой или сжатым воздухом. Некоторыми из распространенных материалов, используемых для ковки, являются углеродистая сталь, легированная сталь, микролегированная сталь, нержавеющая сталь, алюминий и титан.
Изображение предоставлено Shutterstock.com/Drpixel
Целью ковки является создание металлических деталей.По сравнению с другими методами производства, ковка металла позволяет производить одни из самых прочных изготавливаемых деталей. Когда металл нагревается и прессуется, мелкие трещины заделываются, а любые пустоты в металле закрываются.
Процесс горячей штамповки также разрушает примеси в металле и перераспределяет такой материал по металлоконструкциям.
Это значительно уменьшает включения в кованой детали. Включения представляют собой составные материалы, имплантированные внутрь стали во время производства, которые создают точки напряжения в конечных кованых деталях.
В то время как примеси следует удалять в процессе начального литья, ковка дополнительно очищает металл.
Еще один способ, с помощью которого ковка упрочняет металл, заключается в чередовании его зернистой структуры, которая представляет собой поток зерен металлического материала при его деформации. Благодаря ковке можно создать благоприятную структуру зерна, что сделает кованый металл более прочным.
Процесс ковки очень универсален и может использоваться как для мелких деталей размером всего несколько дюймов, так и для крупных компонентов весом до 700 000 фунтов.Он используется для производства важных деталей самолетов и транспортного оборудования. Ковка также используется для укрепления ручных инструментов, таких как долота, заклепки, винты и болты.
Ударное воздействие при ковке деформирует и формирует металл, что приводит к непрерывному потоку зерен. Благодаря этому металл сохраняет свою прочность. Дополнительные эффекты этого уникального потока зерна включают устранение дефектов, включений и пористости в продукте. Еще одним преимуществом ковки являются относительно низкие затраты, связанные с умеренными и длительными производственными циклами.После создания кузнечного инструмента изделия можно изготавливать на относительно высоких скоростях с минимальными простоями. Существует два основных вида ковки: горячая и холодная.
Горячая ковка требует, чтобы металл был нагрет выше его температуры рекристаллизации. Это может означать нагрев металлов до 2300 градусов по Фаренгейту. Основным преимуществом горячей ковки является снижение энергии, необходимой для правильной формовки металла. Это связано с тем, что чрезмерное нагревание снижает предел текучести и улучшает пластичность.
Изделия горячей штамповки также выигрывают от устранения химических несоответствий.
Нужна компания по горячей штамповке? Компания Thomas’ Supplier Discovery имеет проверенный список компаний, занимающихся горячей штамповкой в США и Канаде.
Холодная ковка обычно относится к ковке металла при комнатной температуре, хотя возможна любая температура ниже температуры рекристаллизации. Многие металлы, такие как сталь с высоким содержанием углерода, просто слишком прочны для холодной ковки. Несмотря на это препятствие, холодная ковка вытесняет свой более теплый эквивалент, когда речь идет о стандартах контроля размеров, однородности продукта, чистоте поверхности и загрязнении.Холодная ковка включает в себя множество методов ковки, включая гибку, экструзию, холодное волочение, чеканку и холодную высадку. Однако за эту повышенную универсальность приходится платить, поскольку для холодной ковки требуется более мощное оборудование и может потребоваться использование промежуточных отжигов.
Нужна компания по холодной штамповке? У Thomas’s Supplier Discovery есть проверенный список компаний холодной штамповки в США и Канаде.
Для получения более подробной информации о любом из этих процессов, пожалуйста, прочитайте наше Полное руководство по горячей и холодной штамповке.
Горячая ковка используется для изготовления автомобильных деталей.Изображение предоставлено Shutterstock.com/Aumm graphixphoto
Помимо базовой горячей и холодной штамповки, существует множество специальных процессов. Этот широкий спектр процессов можно сгруппировать в три основные зонтичные группы:
Вытяжка уменьшает ширину
изделие и увеличивает длину. Осадочная ковка увеличивает ширину изделий и уменьшает длину.Компрессионное формование обеспечивает поток ковки в нескольких или заданных направлениях.
Эти три категории подразумевают множество различных методов ковки металлов.
Ковка методом штамповки получила свое название от процесса опускания молота на металл, чтобы придать ему форму штампа. Матрица – это поверхность, соприкасающаяся с металлом. Существует два вида штамповки: штамповка в открытых и закрытых штампах. Матрицы обычно имеют плоскую форму, а некоторые из них имеют поверхности особой формы для специализированных операций.
Когда плоские штампы, не имеющие предварительно вырезанных профилей, участвуют в ковке, процесс ковки называется ковкой в открытых штампах (или кузнечной ковкой). Открытая конструкция позволяет металлу течь везде, кроме места соприкосновения с матрицей. Для достижения максимальных результатов правильное перемещение заготовки, которая должна составлять более 200 000 фунтов. в весе и 80 футов в длину, имеет важное значение. Это полезно для мелкосерийного художественного кузнечного дела или для формовки слитков перед вторичной формовкой.
Ковка в открытых штампах создает детали с лучшей устойчивостью к усталости и прочностью и снижает вероятность ошибок или отверстий. Его также можно использовать для более мелкого размера зерна, чем другие процессы.
Ковка в закрытых штампах, иногда называемая штамповочной ковкой, использует пресс-формы. Эти формы прикреплены к наковальне, в то время как молоток заставляет расплавленный металл течь в полости матрицы. Множественные удары и/или полости штампа часто используются при ковке сложной геометрии.Высокие первоначальные затраты на оснастку делают ковку в закрытых штампах дорогой для мелкосерийных операций, но процесс ковки становится рентабельным по мере увеличения количества производимых деталей. Ковка в закрытых штампах также обеспечивает исключительную прочность по сравнению с альтернативными методами. Общие области применения штамповки в закрытых штампах включают производство автомобильных компонентов и аппаратных средств.
При ковке на прессах основным формообразующим фактором является сжатие. Металл находится на стационарной матрице, в то время как пресс-форма оказывает постоянное давление, достигая желаемой формы.Время контакта металла с штампами значительно больше, чем при других типах ковки, но преимущество процесса ковки состоит в том, что он может одновременно деформировать все изделие, а не определенный участок. Еще одним преимуществом ковки на прессе является возможность производителя отслеживать и контролировать конкретную степень сжатия. Применения ковки на прессе многочисленны, поскольку нет никаких ограничений на размер продукта, который может быть создан. Ковка на прессе может быть горячей или холодной.
Прокатная ковка — это процесс увеличения длины стержней или проволоки. Производитель помещает нагретые металлические стержни между двумя цилиндрическими валками с канавками, которые вращаются и прилагают постепенное давление для придания металлу формы. Точно сформированная геометрия этих канавок придает металлической детали желаемую форму. Преимущества этого метода ковки включают устранение облоя и благоприятную структуру зерна. Хотя в кузнечном производстве используются валки для производства деталей и компонентов, он по-прежнему считается процессом ковки металла, а не процессом прокатки.Прокатная ковка часто используется для изготовления деталей для автомобильной промышленности. Он также используется для ковки таких вещей, как ножи и ручные инструменты.
Ковка с осадкой — это процесс ковки, при котором диаметр металла увеличивается за счет сжатия. Кривошипные прессы, особенно высокоскоростные машины, используются в процессах ковки с высадкой. Кривошипные прессы обычно устанавливаются в горизонтальной плоскости для повышения эффективности и быстрого обмена металла с одной станции на другую.Также используются вертикальные кривошипные прессы или гидравлические прессы. Преимущества этого процесса заключаются в том, что он обеспечивает высокую производительность до 4500 деталей в час и возможность полной автоматизации. Он также производит мало или вообще не производит отходов.
Изотермическая ковка — это процесс ковки, при котором материалы и штамп нагреваются до одинаковой температуры. Название происходит от «iso», что означает «равный». Этот метод ковки обычно используется для ковки алюминия, который имеет более низкую температуру ковки, чем другие металлы, такие как сталь.Температура ковки алюминия составляет около 430 °C, а стали и жаропрочных сплавов может составлять от 930 до 1260 °C. Преимущество заключается в том, что форма, близкая к чистой, снижает требования к механической обработке и, следовательно, снижает процент брака, а металлическая деталь обладает высокой воспроизводимостью. Еще одно преимущество заключается в том, что для изготовления поковок можно использовать машины меньшего размера из-за меньших потерь тепла. Несколькими недостатками являются более высокие затраты на материал штампа для работы с температурами и давлением и требуемые системы равномерного нагрева.
Он также имеет низкую производительность.
Самый популярный вид кузнечного оборудования – молот и наковальня. Идея молота и наковальни до сих пор используется в кузнечном оборудовании с молотом. Молоток поднимают, а затем опускают или толкают в заготовку, которая опирается на наковальню. Основные различия между отбойными молотками заключаются в том, как они приводятся в действие, наиболее распространенными из которых являются воздушные и паровые молоты. Отбойные молотки обычно работают в вертикальном положении. Это связано с тем, что избыточная энергия, которая не выделяется в виде тепла или звука, то есть энергия, которая не используется для придания формы заготовке, должна быть передана в основание.Также требуется большая машинная база для поглощения ударов.
Для преодоления некоторых недостатков отбойного молотка используется противоударная машина или ударник. И молоток, и наковальня движутся в противоударной машине, а заготовка удерживается между ними.
Здесь избыточная энергия становится отдачей, позволяя машине работать горизонтально и иметь меньшую базу. Это создает меньше шума, тепла и вибрации. Это также создает совершенно другую схему потока. Эти машины используются для ковки в открытых или закрытых штампах.
Пресс используется для ковки на прессах. Двумя основными типами являются механические и гидравлические прессы. Механические прессы функционируют с использованием кулачков, кривошипов и рычагов для выполнения заранее заданных и воспроизводимых ударов молотком. Из-за характеристик этого типа системы в разных положениях хода доступны разные усилия. В результате эти прессы быстрее своих гидравлических аналогов на 50 ходов в минуту. Их мощности варьируются от трех до 160 МН. Гидравлические прессы используют давление жидкости и поршень для создания усилия.Преимущества гидравлического привода перед механическим заключаются в его гибкости и превосходной производительности. Недостатки заключаются в том, что это более медленная, крупная и дорогая машина в эксплуатации.
Для процессов вальцевания, автоматической горячей штамповки и высадки используется специализированное оборудование.
Это руководство дает общее представление о том, что такое ковка, и о различных процессах ковки. Чтобы узнать больше о других методах изготовления металла, прочитайте наше руководство здесь. Для получения дополнительной информации о сопутствующих услугах обратитесь к другим нашим руководствам по продуктам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.
Ковка металлов — это группа процессов формовки, при которых заготовка или заготовка пластически деформируются между двумя штампами или инструментами под действием силы сжатия.
Хотя ковка может выполняться во всех диапазонах температур, таких как горячая, холодная, теплая и изотермическая, наиболее распространенный тип ковки выполняется с заготовкой при температуре выше ее температуры рекристаллизации.Ковка является одним из наиболее важных процессов обработки металлов давлением, особенно в черной металлургии.
Ковка, одна из старейших и наиболее важных металлургических технологий, впервые была использована около 4000 г. до н.э. для изготовления драгоценностей, монет и многочисленной утвари путем перемалывания металла каменными орудиями. Современная ковка по-прежнему следует той же концепции, что и местная кузница, но мощные молоты и механические прессы заменили сильную руку и молот, а штампы из инструментальной стали заменили наковальню.
В настоящее время успешно куются роторы турбин, шестерни, болты и заклепки, столовые приборы, ручные инструменты, различные конструктивные элементы для машин, авиации и железных дорог, а также ряд другого транспортного оборудования.
В процессе ковки создаются изолированные компоненты. Поскольку поток металла и зернистость материала можно контролировать, кованые изделия обладают исключительной прочностью и ударной вязкостью и особенно надежны для высоконагруженных и критических применений.
Холодная ковка сжимает металл при температуре окружающей среды, тогда как горячая ковка требует высокого уровня нагрева. Холодная и горячая ковка отличаются интенсивным нагревом горячей ковки, что позволяет металлу принимать более сложные и сложные формы, чем при холодной ковке.
Температура горячей штамповки зависит от типа металла. Процесс горячей ковки начинается с нагрева штампов, чтобы избежать потери температуры на протяжении всей операции и гарантировать, что кристаллизация не произойдет до завершения формовки.
Металл становится более пластичным при нагревании. Когда горячий металл сжимается штампами, структура меняется на более мелкозернистую, что увеличивает предел текучести и пластичность.
Материалу придается необходимая форма методом вытеснения при холодной ковке.При нормальной температуре сжимающая сила сжимает металл между пуансоном и матрицей до тех пор, пока он не будет соответствовать контурам матрицы. Прокатка, прессование, волочение, вращение, выдавливание и выдавливание — все это примеры методов холодной ковки.
Типы поковок металлов (Источник: Kalpakjian & Schmid) В самой простой свободной ковке две плоские матрицы сжимают цилиндрическую заготовку поперечного сечения, аналогично испытанию на сжатие.Ковка в открытых штампах, также известная как ковка с осадкой или осадка, позволяет металлу течь и увеличиваться в диаметре без ограничений, в то время как высота заготовки уменьшается.
Важным промышленным методом является горячая ковка в открытых штампах. Валы, диски и кольца являются примерами основных форм, производимых процессами с открытой матрицей. Матрицы со слегка изогнутыми поверхностями помогают формировать работу в различных приложениях. Кроме того, работу необходимо часто корректировать (например, поэтапно поворачивать), чтобы добиться соответствующего изменения формы.Навыки человека-оператора являются важным аспектом успеха этих процедур. Формование огромного квадратного литого слитка в круглое поперечное сечение является примером свободной штамповки в сталелитейной промышленности. Ковка в открытых штампах дает грубые формы, которые должны быть усовершенствованы с помощью последовательных процессов, чтобы получить окончательную геометрию и размеры. Способность свободной горячей штамповки создавать благоприятный поток зерен и металлургическую структуру в металле является значительным преимуществом.
Долбление, окантовка и зубчатая обработка являются примерами свободной ковки или подобных операций, как показано на схеме выше.
Долбление — это процедура ковки, которая уменьшает поперечное сечение заготовки и перераспределяет металл при подготовке к ковке. Для этого используются штампы с выпуклыми поверхностями. Многогнездные штампы для оттиска обычно имеют полости для долбления, так что начальный стержень может быть грубо сформирован до окончательной формы. Кромка идентична довалке, за исключением того, что штампы вогнуты. Зубчатая обработка — это метод уменьшения поперечного сечения и удлинения заготовки путем применения последовательности ковочных сжатий по ее длине.Он используется для изготовления блюмов и плит из литых слитков в сталелитейной промышленности. Это делается с помощью открытых штампов с плоскими или слегка изогнутыми поверхностями. Эту процедуру часто называют инкрементной ковкой.
Ковка в закрытых штампах прижимает штампы друг к другу, полностью или частично охватывая заготовку. Нижняя матрица содержит нагретое сырье, близкое по форме и размеру к готовому кованому изделию.
В этой процедуре форма поковки включается в виде негатива в верхний или нижний штамп.Когда процесс начинается, верхний штамп ударяет по металлическому материалу, придавая ему желаемую кованую форму.
Этот метод можно использовать для изготовления изделий весом от нескольких унций до 60 000 фунтов.
В некоторых случаях литьевая штамповка выполняется в полностью закрытых оттисках.С помощью этого метода создается поковка почти чистой или чистой формы. Поскольку этот метод не основан на создании заусенцев для достижения полного заполнения, штампы не предусматривают этого. В зазоре между верхним пуансоном и матрицей может образоваться тонкое ребро или кольцо облоя, но это можно легко устранить с помощью дробеструйной обработки или галтовки, и для этого не требуется использование обрезной матрицы.
В результате этот метод известен как «безпламенная ковка», а также как «ковка в закрытых штампах».
Ковка — один из старейших процессов металлообработки, известных человечеству.
Кузнец в деревне наших предков мог изготовить многие сельскохозяйственные орудия, необходимые для сельского хозяйства, и посуду для кухни. Кузнецы также изготавливали оружие, которое затем использовали солдаты.
Единственными инструментами для ковки, которые они использовали, были наковальня, молот и источник тепла. Сегодня ковка используется во всех отраслях машиностроения.
Эта статья призвана объяснить, что такое ковка металла, процесс ковки, преимущества ковки, использование или применение ковки, ковка по сравнению с механической обработкой и ковка по сравнению с штамповкой.
Заготовка может находиться в горячем или холодном состоянии.К металлу прикладывают сжимающие усилия, и металл пластически течет либо в полость штампа, либо без полости (в открытое пространство).Если штамп не используется, оператор должен управлять деформацией металла, чтобы получить желаемую форму.
Основой процесса ковки является пластическая деформация металла до требуемой геометрической формы.
Вы можете выковать металл ближе к форме требуемой детали, и это уменьшит механическую обработку, кроме экономии материала.
В отличие от литья и механической обработки, в кованом металле можно обнаружить перестройку зернистой структуры, что обеспечивает дополнительную прочность поковки.Уникальность процесса ковки заключается в перетекании зерен в кованный металл, что повышает прочность кованой детали.
Процесс ковки металла начинается с выбора металла, необходимого для ковки, и металл может представлять собой литую заготовку или литой пруток и т.
д. Вес и размер сырья, необходимого для ковки, можно рассчитать с учетом процесса ковки. , размеры штампа, допуск на усадку, размеры конечной детали и т. д.Заготовка нужного размера и длины отрезается под необходимый вес и это ваша заготовка.
Вы можете выбрать процесс ковки, предназначенный для детали. Для пояснения рассмотрим метод свободной штамповки. Горячая заготовка непрерывно отбивается кузнечным молотом, и кузнец (оператор) манипулирует заготовкой для достижения желаемой формы.
Во время этого процесса ковки крупнозернистая структура литой заготовки разрушается, что приводит к рекристаллизации и образованию более мелкозернистой структуры. Кроме того, дефекты литой заготовки, такие как пористость, усадка и пустоты, устраняются или сводятся к минимуму за счет приложенных сжимающих усилий, что улучшает структурную целостность металла.
Включение, если таковое имеется в металле, разбито и распределено по кованой детали. Процесс ковки металла дает определенные преимущества в механических свойствах ковкой детали по сравнению с процессами литья или механической обработки.
Поток зерен в направлении и форме поковки придает прочность, необходимую для детали. Общая механическая прочность детали повышается в процессе ковки.
Ковкаприводит к выравниванию потока зерна и достижению наилучшей направленной прочности. Термическая обработка после ковки повысит прочность.
Процесс ковки называется горячей ковкой, когда металл заготовки нагревается до температуры рекристаллизации, а процесс ковки называется холодной, если ковка производится при комнатной температуре.В общем, термин ковка относится к процессу горячей ковки.
Обычно пластичные металлы или металлы, которые становятся пластичными после нагревания, могут быть коваными. Различные кованые металлы: легированные стали, углеродистые стали, инструментальные стали, нержавеющие стали, алюминий, латунь, медь, титан, никелевые сплавы и т.
д.
В процессе ковки производятся детали стабильного металлургического качества с хорошими прочностными и усталостными свойствами. Экономика процесса ковки зависит как от количества требуемых поковок, так и от их размера.Если поковка весит больше, то даже небольшое количество может стать экономичным для ковки по сравнению с механической обработкой.
Точность размеров поковки зависит от кузнечной способности металла. Несмотря на то, что многие металлы могут быть коваными, пластичные металлы имеют лучшую способность к ковке и лучшую устойчивость к размерам. Поковки предпочтительнее механической обработки для деталей, которые должны быть отказоустойчивыми (отказ будет дорогостоящим или катастрофическим).
пористость, пустоты, трещины, усадка, включения и др.
могут быть небольшой автомобильной деталью или огромной деталью для конструкции машины. Применение ковки можно найти в машиностроении:
Ювелирные изделия из золота, серебра и платины.Когда нужно изготовить деталь определенной формы, у вас будет несколько способов сделать это.Деталь может быть изготовлена непосредственно из металлического круга или заготовки, или форма детали может быть выкована и затем обработана при необходимости, или деталь может быть изготовлена штамповкой с использованием металлического листа.
Каждый процесс будет иметь свои преимущества и недостатки, включая стоимость его выполнения.
Основным преимуществом ковки перед механической обработкой является дополнительная прочность кованых деталей благодаря зернистой структуре. Ковка может быть лучшим выбором для деталей, требующих прочности, качества, оптимальной стоимости и большого требуемого количества.
В следующих параграфах мы сравним процесс ковки с механической обработкой и штамповкой.
| Процесс ковки | Процесс обработки |
1. Разница в процессе | |
| Ковка — это процесс, при котором металл деформируется, смещается и сжимается под действием силы сжатия для придания ему необходимой геометрической формы. Из куска круглой заготовки можно выковать шатун. | Обычные процессы механической обработки, такие как токарная обработка, фрезерование, шлифование и т. д., являются субтрактивными процессами, при которых материал удаляется из заготовки для придания желаемой формы. Вывезенный материал является металлоломом. |
| 2. Экономия материала (отношение массы сырья к массе детали). | |
| Соотношение хорошее, так как металл выковывается до желаемой геометрической формы путем смещения металла (пластическое течение металла) с использованием сжимающих сил. Детали могут быть выкованы до почти чистой формы с минимальной вторичной обработкой. Хорошая экономия материала (экономия материала и обработки). | Коэффициент высокий, так как деталь вытачивается (высекается) из заготовки большего размера. Вы будете использовать заготовку весом 5 кг для изготовления детали весом от 2 до 2,5 кг. Плохая экономия материала. |
| 3. Размер и вес компонентов. | |
| Без ограничений, если обеспечена доступность металла заготовки, печи, ковки и оборудования для обработки. | Без ограничений, если обеспечена доступность металла заготовки, возможности обработки и погрузочно-разгрузочных работ. |
| 4. Прочность детали. | |
| Прочность кованой детали хорошая за счет направления движения зерен и измельчения зерен. Ковка улучшает структурную целостность детали, устраняя дефекты заготовки, такие как пористость, трещины, усадка, включения и т. д. | Прочность уступает ковке. Зернистая структура исходного литого металла заготовки сохраняется, а дефекты материала, такие как пористость, продолжают существовать. |
5. Производство металлолома | |
| Незначительно или очень мало. | Больше в случае субтрактивной обработки и незначительно в случае аддитивного производства. |
| 6. Экономика производства | |
| Рекомендуется для высокой производительности. Обычно не рекомендуется для мелкосерийного производства. | Не рекомендуется для высокой производительности. Подходит для мелкосерийного производства. |
| 7. Сложность форм | |
| Очень сложные формы невозможны по следующим причинам: Ковка — это твердотельный процесс, и металл не может затекать в сложные полости. Извлечение поковки — еще один вопрос, который необходимо рассмотреть. | Сложные формы могут быть обработаны с использованием различных процессов обработки, включая станки с ЧПУ. |
8. Изменения в конструкции детали. | |
| Поскольку для ковки используются специальные штампы, в конструкцию детали могут быть внесены нулевые или очень ограниченные изменения. Соскоблить штамп дорого. | Поскольку в процессе обработки используется мало «низкоспециализированных инструментов», изготовление детали в соответствии с новой конструкцией не представляет большой сложности.При обработке на токарных и обрабатывающих центрах с ЧПУ можно использовать стандартный инструмент. |
| 9. Требование вторичных операций перед конечным использованием. | |
| Кованые детали обычно требуют вторичной механической обработки перед их конечным использованием. Однако такие детали, как кованые гаечные ключи, можно использовать после хромирования или цинкования. | Деталь, прошедшая обработку, готова к конечному использованию. Большую часть времени он используется в обработанном виде, а иногда может потребоваться нанесение покрытия. |
| 10. Время производства от сырья до готовой детали (когда оснастка или штамп готовы). | |
| Занимает меньше времени по сравнению со 100% механической обработкой. Кованая деталь будет готова к использованию после небольшой механической обработки. Ковка является высокопроизводительным процессом по сравнению с механической обработкой. | Занимает больше времени, чем ковка, поскольку задействованы другие процессы обработки. Механическая обработка является малопроизводительным процессом по сравнению с ковкой. |
Это сложный вопрос, и на него нет универсального ответа.Когда конструкция детали готова, ее необходимо проанализировать на предмет соотношения затрат и требований к конструкции, и количество необходимых деталей играет здесь важную роль.
Если количество большое, то процесс ковки может быть рентабельным.
Однако, если количество невелико, процесс ковки может быть неэкономичным.
Тогда доступными альтернативами может быть комбинация механической обработки и термической обработки или это может быть комбинация открытой штамповки и механической обработки, чтобы использовать преимущества как механической обработки, так и ковки.
В конечном счете необходимо сбалансировать требования к дизайну и стоимость. Выбор правильного процесса должен быть технико-коммерческим решением.
Штамповка металла — это процесс резки, гибки и придания листовому металлу желаемой формы и размера. Некоторые операции штамповки, такие как формовка и конусообразование, аналогичны холодной ковке. Поэтому важно, чтобы вы понимали разницу между этими двумя процессами.
| Ковка | Штамповка |
| 1.Объясните процесс ковки и штамповки | |
Ковка — это процесс, при котором металл деформируется, смещается и сжимается под действием силы сжатия для придания ему необходимой геометрической формы. Из куска круглой заготовки можно выковать шатун. | Сырье, используемое для штамповки, представляет собой плоский металлический лист или рулон. Форма плоского металлического листа изменяется на круглую или круглую форму с отверстием, или на чашеобразную форму и т. д. Однако толщина листа не изменяется в большинстве операций штамповки, и даже когда толщина листа изменяется в таких операциях, как гибка или глубокая вытяжка, она очень незначительна и происходит только на определенных участках. |
| 2. Вид перерабатываемого сырья | |
| Заготовки или прутки, нарезанные по размеру и весу. Процесс ковки выполняется на твердых объемных металлах. | Листовой металл различной толщины в виде рулонов или нарезанный по размеру. |
| 3. Температура процесса | |
Операцию ковки можно проводить при комнатной температуре (холодная ковка), выше комнатной температуры (теплая ковка) и при температуре рекристаллизации (горячая ковка). | Штамповка обычно выполняется при комнатной температуре. |
| 4. Операции, выполняемые при ковке и штамповке. | |
| Ковка в открытых штампах (ручная и машинная ковка), ковка в закрытых штампах (штамповка, штамповка, машинная ковка), бесшовные катаные кольца и т.д. | Вырубка, прокалывание, резка (резка), вырубка, сгибание, чеканка, чеканка, сужение, завивка, подшивание, сшивание и т. д. |
| 5. Изменение структуры зерна после процесса. | |
| Кованые детали имеют улучшенную и более мелкую структуру зерна и хорошую структурную целостность. | Зернистая структура не изменилась. |
| 6. Потребность в второстепенных операциях | |
Кованые детали обычно требуют вторичной механической обработки перед их конечным использованием.Есть несколько исключений, таких как гаечные ключи, которые после ковки и обрезки имеют чистую форму. | Детали, изготовленные методом штамповки, обычно готовы к конечному использованию. |
| 7. Технология и стоимость штампов и оборудования | |
| Меньше по сравнению с процессом штамповки. Процесс ковки, такой как ковка в открытых штампах, не требует специального штампа. | Матрицы сложные и высокоточные. Для штамповки используются прецизионные прессы. |
Обобщенный ответ на этот вопрос дать невозможно. Например, такие предметы, как кухонные ножи, могут быть изготовлены штамповкой или ковкой из той же стали. Однако штампованный нож изготавливается из стальных листов, а кованый – из стального прутка или прутка. Штампованный нож может подвергаться термообработке.
Кованый нож крепкий, долго сохраняет остроту, имеет больстер, выдерживает большие режущие нагрузки.Принимая во внимание, что штампованный нож не может выдержать большую режущую нагрузку.
Точно так же, если вам нужна чашка из нержавеющей стали тонкого сечения, штамповка (глубокая вытяжка из листа) является правильным выбором процесса.
Литье — это процесс нагревания металла до расплавленного состояния. Находясь в расплавленном или жидком состоянии, его заливают в форму или сосуд для придания желаемой формы.
Ковка — это приложение тепловой и механической энергии к стальным заготовкам или слиткам для изменения формы материала в твердом состоянии.
Мы используем отливки для широкого спектра изнашиваемых деталей и компонентов, которые слишком велики, сложны, замысловаты или иным образом не подходят для процесса ковки. Мы можем выковывать детали весом до 50 кг, но энергия, необходимая для ковки более крупных изделий, делает литье гораздо более жизнеспособной альтернативой.
В настоящее время мы отливаем компоненты для горнодобывающей и землеройной техники до 580 кг.
При необходимости можем отлить до 3000 кг. Марганцевые упрочняющие экраны – одна из наших специализаций.Мы обнаружили, что, тщательно выбирая сплавы и применяя проверенные методы термической обработки, мы можем производить отливки высокого качества, прочности и износостойкости. Процесс литья лучше подходит для изготовления деталей, в которых требуются внутренние полости.
К преимуществам литья относятся:
Для обычных GET, а также для крупных и сложных компонентов – литье является фантастическим методом производства.
обеспечивает однородность состава и структуры. Ковка приводит к металлургической рекристаллизации и измельчению зерна
в результате термического цикла и процесса деформации.Это упрочняет полученный стальной продукт, в частности, с точки зрения ударной прочности и прочности на сдвиг.
, как правило, прочнее и надежнее, чем отливки и толстолистовая сталь, из-за того, что потоки зерен в стали изменяются в соответствии с формой детали.
К преимуществам ковки относятся:
Мы обнаружили, что на пустой кованой шлифовальной пластине из сплава HRC 38-42 износ/стирывание примерно такие же, как и на литом шлифовальном станке из высоколегированного сплава HRC 46-50. вставлять. Разница в том, что отливка твердостью 46-50 HRC не обладает пластичностью, позволяющей выдерживать ударную шлифовку.Благодаря более чем 35-летнему опыту работы с металлом на заказ компания Deeco Metals предлагает вам надежность и качество высокопроизводительных поковок, изготовленных на заказ. Являясь глобальным поставщиком для OEM-производителей, мы можем создавать поковки на заказ, соответствующие вашим требованиям, из самых разных металлических материалов.
Deeco Metals выделяется тем, что поставляет металлические поковки только самого высокого качества для вашего применения по сверхконкурентоспособным ценам.Наша высококвалифицированная техническая команда найдет способ сократить ваши расходы на 20% и более, а также воспользоваться универсальным магазином для всех ваших потребностей в металлических деталях.
Мы специализируемся на крупносерийном производстве, с короткими сроками выполнения заказов и фиксированными ценами.
Если вы не уверены, какой металлический материал лучше всего подходит для вашего индивидуального проекта ковки металла, свяжитесь с нами или позвоните нам по телефону 1-800-272-7784. Наша техническая команда может помочь определить, какой тип металлического материала будет наиболее выгодным для нужд вашего проекта.
Ковка в закрытых штампах позволяет создавать нестандартные кованые формы, сочетающие в себе прочность, герметичность и превосходное состояние поверхности по цене, которая соответствует вашему бюджету. Используя наши возможности ковки металла в закрытых штампах, мы можем создать точную копию вашей конструкции, которая может производиться повторно и иметь жесткие допуски. Ковка в закрытых штампах — это недорогой и эффективный способ изготовления металлических деталей из различных металлов, в зависимости от области применения.
Мы можем взять любой дизайн и любой металл и превратить его в металлический компонент благодаря нашим возможностям ковки металла в закрытых штампах. Наши методы ковки в закрытых штампах позволяют нам создавать кованые металлические детали для различных отраслей промышленности, включая:
Мы можем изготовить металлические поковки на заказ из самых разных металлических материалов.Наши методы ковки металла в закрытых штампах позволяют создавать кованые металлические детали для бесчисленных отраслей промышленности. К металлам, которые мы регулярно куем, относятся следующие:
Материалы для ковки металлов | |
Кованый алюминий
| Компоненты из кованого алюминия сочетают в себе высокую прочность с преимуществами меньшего веса, привлекательного внешнего вида и относительно низкой стоимости. |
Кованая латунь и медь
| Поковки из бронзы и меди обладают рядом выдающихся преимуществ по сравнению с деталями, изготовленными с помощью других производственных процессов, таких как литье. Эти преимущества обусловлены превосходной коррозионной стойкостью бронзы и меди, а также высокой электро- и теплопроводностью.Эти преимущества дополняют превосходные механические и физические свойства бронзы и меди, придаваемые им в процессе ковки. |
Кованый магний
| Магниевые сплавы обладают отличной механической прочностью и жесткостью, высокой стойкостью к вмятинам и ударам, а также демпфирующими свойствами, которые способствуют более тихой работе машины и сохраняют эти свойства при повышенных температурах. |
Кованая нержавеющая сталь
| Поковка из нержавеющей стали предлагает множество преимуществ, таких как хорошая косметическая отделка поверхности, коррозионная стойкость и превосходная прочность. Кроме того, в результате ковки из нержавеющей стали получаются детали с отличным состоянием поверхности и механическими свойствами благодаря внутренней зернистой структуре, которая образуется в процессе ковки. |
Кованая сталь
| Ковка стали — это универсальный процесс, который веками использовался для изготовления широкого спектра высококачественных деталей. Когда вы доверяете Deeco Metals стальные поковки, вы можете быть уверены, что результатом будет деталь высшего качества. |
Некоторые примеры механически обработанных кованых деталей, которые мы можем изготовить, включают:
д.Ковка предлагает широкий спектр преимуществ, включая высокую прочность, герметичность, малые допуски и низкую стоимость.
· Сопротивление утечке. Плотный, непористый внешний вид металлических кованых деталей позволяет конструктору указывать более тонкие секции без риска утечек из-за дефектов и пустот. Часто более тонкие кованые металлические детали имеют меньший вес и меньшую стоимость по сравнению с другими производственными процессами.
· Закрыть допуски. Металлические поковки на заказ, изготовленные в стальном штампе с жесткими допусками, имеют несколько преимуществ. Габаритные размеры деталей выдержаны ближе, чем при литье в песчаные формы. Размеры показывают минимальные различия от детали к детали и позволяют автоматически зажимать и перемещать в последующих операциях обработки и сборки. Точные рисунки на поверхности штампа могут создавать острые отпечатки или углубления на поверхности ковки для идентификатора или названия компании, чего обычно не бывает при других процессах штамповки.
· Низкая общая стоимость. Массовое производство кованых деталей с механической обработкой обеспечивает максимальную экономию. Тем не менее, меньшие количества поковок из медных сплавов также могут оказаться экономичными.
Металлические поковки имеют превосходное состояние поверхности по сравнению с отливками и поэтому подходят для поверхностных покрытий, таких как хромирование или никелирование, различные варианты окраски и анодирования.
Отливка не имеет ни текучести зерна, ни направленной прочности и всегда подвержена газовыделению (пористость). Процесс литья не может предотвратить образование некоторых металлургических дефектов и дефектов поверхности.Предварительно кузнечная заготовка создает поток зерен, ориентированный в направлениях, требующих максимальной прочности. Дендритные структуры, сегрегации сплава и подобные дефекты очищаются при ковке. Металлические поковки не имеют пористости, поэтому прочны во всей детали!
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. Кованые металлические детали более предсказуемо реагируют на термообработку и обеспечивают лучшую стабильность размеров. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей полной разбивкой по кастингу иЭкструзия против ковки.
Создание нестандартных металлических кованых форм – это производственный процесс, включающий придание металлу формы с использованием локализованных сжимающих сил. Удары наносятся молотком (часто силовым) или штампом. Металлические поковки на заказ часто классифицируют в зависимости от температуры, при которой они выполняются: холодная ковка (разновидность холодной обработки), горячая ковка или горячая ковка (разновидность горячей обработки). Для последних двух металл нагревают, как правило, в кузне.Кованые детали могут иметь вес от менее килограмма до сотен метрических тонн.
Первый шаг в производстве поковок хорошего качества включает в себя вырезание заготовок (заготовок) из круглого, квадратного или специального фасонного прутка путем распиловки до желаемой длины металла для заполнения штампа. Затем заготовки (заготовки) нагревают до температуры ковки для конкретного сплава (например, от 1200° до 1600° F для латуни, от 700° до 900° F для алюминия и т.
д.). После нагрева заготовка клещами или специальным автоматическим/роботизированным зажимом помещается на нижний штамп ковочного пресса.Действие пресса состоит в том, чтобы затем быстро двигаться вниз с верхней матрицей на месте и ударять по заготовке. Пресс оказывает огромное давление, вдавливая металл в форму обеих полостей штампа и заставляя кованые металлические детали принимать форму. Это действие также придает детали прочность и улучшает структуру зерна.
При ковке детали из двух полостей, где они смыкаются, всегда выходит лишний металл. Следовательно, масса заготовки больше, чем у той части, что две полости штампа будут заполнены.По мере того как металлическая деталь принимает форму под давлением, лишний металл выдавливается в «желоб» вокруг полостей пресс-формы. Избыток металла называется «заусенцем» и остается прикрепленным к поковке при выходе из штампа. Большая часть облоя позже удаляется с помощью операции обрезки штампа, обычно выполняемой на штамповочном прессе.
После обрезки ковка закончена. Однако теперь его можно обрабатывать кислотой или дробеструйной очисткой для улучшения качества поверхности. Если требуется механическая обработка, кованую деталь можно легко обточить, просверлить, нарезать резьбу, фрезеровать и т. д.
Deeco Metals поставляет кованые металлические детали для различных отраслей промышленности по всему миру. Эти отрасли включают:
Свяжитесь с нами, чтобы получить дополнительную информацию о наших нестандартных поковках и кованых металлических деталях, или запросите предложение сегодня.Вы также можете связаться с нами по телефону 1-800-BRASS-84, чтобы поговорить с техническим торговым представителем или запланировать полную консультацию.
Чтобы обеспечить высочайшее качество ваших деталей, мы также предлагаем проектирование, металлургию и техническую помощь.
Компания Compass & Anvil, обладающая многолетним опытом поиска высококачественных услуг по ковке металлов, является экспертом в области поставок стали, алюминия, латуни, бронзы, а также ковки металлов открытыми и закрытыми штампами.Мы наладили отношения с отечественными производителями и азиатскими партнерами, чтобы предоставить лучшие услуги по ковке металла для вашего уникального применения. Независимо от ваших потребностей, Compass & Anvil является главным поставщиком для вашего следующего проекта по ковке.
Быстрый расчет
обычно подвергается горячей ковке, процессу формовки, который включает нагрев металла до заданной температуры и последующую модификацию материала.
Для некоторых стальных сплавов требуется модификация процесса горячей штамповки, чтобы обеспечить прочность зерна, устойчивость к коррозии и ограниченное окисление. В частности, ковка из нержавеющей стали используется для изготовления промышленных деталей во многих отраслях промышленности.
обычно преобразуется в относительно простые конструкции с использованием процесса ковки горячего металла. Металл нагревают до определенной температуры, а затем деформируют под давлением, чтобы повысить пластичность и уменьшить размер пор.Этот процесс также предотвращает деформационное упрочнение и снижает предел текучести. Некоторые кованые изделия из алюминия требуют дополнительной термообработки, механической обработки или покрытия для получения желаемого конечного продукта.
Двумя наиболее распространенными процессами деформации металла с использованием ковки металлов являются ковка в открытых и закрытых штампах.
Несмотря на то, что основная идея использования давления и температуры для модификации материала схожа, эти два типа ковки различны. Там, где открытая штамповка металла не полностью покрывает материал между несколькими штампами, закрытая штамповка использует давление для сжатия материала, чтобы заполнить замкнутый отпечаток штампа.
Ковка металла — это процесс модификации металла, в котором используются штампы, давление и температура для придания твердому куску круглого стержня новой формы. Затем этот металлический материал может подвергаться дальнейшей механической обработке для добавления необходимых деталей, покрытий или термообработки.
Да. По сравнению с литьем металлов, ковка металлов имеет много преимуществ. Металлические литые изделия часто требуют более высоких затрат на оснастку и создают пористые изделия с более слабой структурной целостностью.К преимуществам ковки относятся:
Найти производителя поковок из металла, которому можно доверять, может быть непросто.
Добавьте к этому длительное время выполнения заказов, переменные цены и другие факторы, и поиск подходящего партнера по ковке может вызвать разочарование и дорогостоящие задержки.
В Compass & Anvil мы делаем всю тяжелую работу за вас. В зависимости от конкретных потребностей вашего приложения, мы помогаем определить, какой производитель лучше всего подходит для вашего проекта: отечественный или китайский. Мы облегчаем общение и обеспечиваем бесперебойную работу вашего производства от начала до конца. У нас есть отраслевые знания, чтобы найти для вас настоящего партнера-производителя, предоставив услуги ковки металла для любого применения, в том числе:
Изучите примеры нашей прошлой работы, чтобы увидеть, что услуги Compass & Anvil по поковке металлов могут сделать для вас и вашего запланированного проекта.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о том, как мы можем помочь вам оптимизировать процесс ковки металла с помощью наших надежных услуг по подбору поставщиков.
Кованый алюминий обычно используется в тех случаях, когда высокая целостность детали имеет первостепенное значение. Алюминиевая поковка используется в основном для производства конструкционных компонентов 