Понимание процессов, методов и применений ковки металлов

Металл ковка — это проверенный временем производственный процесс, который веками использовался для создания долговечных и прочных металлических компонентов.В этой статье рассматриваются тонкости процессов ковки металла, используемое оборудование и способы, с помощью которых ковка повышает прочность металла.

Что такое процесс ковки металла?

Ковка металла — это метод производства, который включает придание формы металлу с использованием локализованных сжимающих усилий.Этот процесс обычно включает нагрев металла до температуры, при которой он становится пластичным, что облегчает его деформацию и придание формы.Существуют различные методы ковки, каждый из которых служит определенным целям при производстве различных компонентов.

Виды ковки металла:

Открытая штамповка:

При штамповке в открытых штампах металл сжимается между плоскими штампами без полностью закрытого отпечатка.Этот метод подходит для больших компонентов простой формы.Металлу придают форму многократными ударами молотка или пресса.

Закрытая штамповка:

Ковка в закрытых штампах, также известная как штамповка в штампах, предполагает использование штампов, содержащих предварительно вырезанный профиль желаемой детали.Металл нагревается и помещается между штампами, которые затем придают материалу желаемую форму.Этот метод подходит для сложных и запутанных деталей.

Расстроенная ковка:

Ковка с высадкой предполагает увеличение площади поперечного сечения металлической заготовки за счет ее осевого сжатия.Этот процесс обычно используется для формирования головок болтов и других крепежных деталей.

Ковка рулона:

Вальковая ковка, или профилирование, использует ролики для придания металлу желаемой формы.Это непрерывный процесс, который часто используется для производства длинных отрезков определенной формы, таких как стержни или стержни.

Обжимка:

Обжимка — это процесс холодной ковки, при котором металлу постепенно придают форму с помощью ряда штампов.Этот метод подходит для изготовления небольших деталей с высоким уровнем точности.

Стандартное ковочное оборудование

Оборудование, используемое при ковке металла, играет решающую роль в эффективности и точности процесса.В зависимости от конкретных требований к производимым компонентам используются различные типы ковочных машин.

1. Кузнечные молотки:

Кузнечные молотки обычно используются при открытой штамповке.Они наносят мощные удары по металлической заготовке, придавая ей нужную форму.Молоты могут быть паровыми или пневматическими и доступны в различных размерах для удовлетворения различных потребностей ковки.

2. Кузнечные прессы:

Кузнечные прессы оказывают постепенное давление на металл, что позволяет точно контролировать процесс формования.Гидравлические и механические прессы широко используются при штамповке в закрытых штампах, где необходимы сложные формы и жесткие допуски.

3. Расстраиватели:

Высадочные машины — это специализированные машины, предназначенные для высадки штампов.Они сжимают металлическую заготовку в осевом направлении, увеличивая площадь ее поперечного сечения.Высадочные машины обычно используются при производстве крепежных изделий, таких как болты и винты.

4. Прокатные станы:

Проковку валков осуществляют прокатные станы, в которых используется набор роликов для придания металлу желаемой формы.Эти станы могут быть горячими или холодными, в зависимости от требований процесса ковки.

5. Обжимные машины:

Обжимные машины используются в процессе обжима для постепенного уменьшения диаметра металлической заготовки.Эти станки обеспечивают высокий уровень точности и подходят для производства небольших и сложных деталей.

Как ковка укрепляет металл?

Ковка придает металлу несколько ключевых преимуществ, повышая его прочность, долговечность и общие механические свойства.Понимание механизмов, лежащих в основе этих улучшений, проливает свет на то, почему ковка является предпочтительным методом производства критически важных компонентов.

1. Очистка зерна:

В процессе ковки металл подвергается пластической деформации.Эта деформация приводит к разрушению и перестройке внутренней зеренной структуры металла.В результате получается более тонкая и однородная зернистая структура, способствующая повышению прочности и ударной вязкости.

2. Улучшенные механические свойства:

Пластическая деформация металла при ковке также вносит положительные изменения в его механические свойства.Кованые детали обладают превосходной твердостью, ударопрочностью и усталостной прочностью по сравнению с их литыми или обработанными на станке аналогами.

3. Устранение пористости и включений:

Ковка уменьшает или устраняет внутренние пустоты, пористость и включения, присутствующие в металле.Силы сжатия, приложенные во время ковки, помогают закрыть зазоры и удалить примеси, в результате чего материал становится более плотным и однородным.

4. Консолидация микроструктуры:

Повторяющиеся сжимающие силы, применяемые во время ковки, приводят к консолидации микроструктуры металла.Это приводит к более однородному составу и распределению легирующих элементов, что способствует улучшению механических характеристик.

5. Направленная сила:

Ковка придает металлу направленную прочность.Выравнивание зеренной структуры по контурам кованой детали обеспечивает оптимизацию прочности материала в направлении основного напряжения, что делает его хорошо подходящим для применений, требующих высокой структурной целостности.