Холодная ковка — важный процесс, используемый для придания формы и упрочнения металлов. Чтобы лучше понять, как это работает, важно сначала понять, что такое ковка и что предлагает каждый тип ковки.
Что такое ковка?
Ковка — это производственный процесс, при котором цельная металлическая заготовка деформируется, а затем восстанавливается с помощью сжатия. В отличие от других методов придания формы металлу, ковка дает творцу больший контроль над конечным результатом, поскольку зерна металла деформируются, принимая новую форму. Это означает, что фальсификатор может решить, какие части нового металлического предмета будут самыми прочными. В результате кованая деталь прочнее той же детали, созданной путем литья или механической обработки.
Для выполнения ковки используются различные инструменты, в том числе более традиционные молот и наковальня, а также промышленное использование молотов, приводимых в действие электричеством, паром или гидравликой. Сегодня ковка в основном выполняется машинами на промышленном уровне и является всемирной отраслью.
Ковка производится «горячая», «теплая» или «холодная». Независимо от температуры, метод и используемые машины могут быть классифицированы как одно из следующего:
- Кузнечное производство: использование кузнечных молотов и винтовых прессов.
- Ковка давлением (вращательное движение): использование гидравлических и механических машин.
- Ковка давлением (поступательное движение): использование прокатных станов.
- Ковка давлением (сочетание поступательного и вращательного движения): флоспиннинг и орбитальная ковка.
Что такое холодная ковка?
Холодная ковка, также называемая холодной штамповкой, представляет собой процесс, который происходит при температуре около комнатной, а не при более высоких температурах, как при горячей и горячей ковке. Для этого заготовку помещают между двумя штампами и растирают штампы до тех пор, пока металл не примет их форму. Из-за трения, создаваемого процессом, температура кованого металла может подняться до 250°C или 482°F. Холодная ковка имеет свои преимущества и недостатки.
Преимущества холодной ковки
Поскольку этот процесс происходит без предварительного нагрева металла, он дает много преимуществ и часто используется в автомобильной промышленности. Например, он часто более экономичен, чем другие процессы, поскольку конечный продукт не требует особой отделки, если вообще требует ее. После этого также практически не остается лишнего материала, поскольку чистый вес исходного металла примерно равен весу готового продукта. Помимо отсутствия лишнего материала, штампы, используемые при холодной ковке, служат дольше, чем при горячей ковке, что означает меньшее количество замен.
Еще одно преимущество заключается в том, что, хотя пластичность металла снижается в процессе холодной ковки, в металле наблюдается значительное увеличение как предела текучести, так и предела прочности на растяжение. Поскольку металл не нагревается, зерна металла сохраняют свой размер и меняют направление, чтобы соответствовать изменению формы самой детали, что приводит к увеличению прочности.
Недостатки холодной ковки
Основным недостатком холодной ковки является то, что ее можно использовать не для всех металлов, потому что некоторые типы гораздо более склонны к растрескиванию или поломке в процессе. Например, в то время как некоторые стали могут быть кованы при комнатной температуре, типы стали с содержанием углерода 5% или выше не могут.
Еще одним недостатком является то, что холодная ковка может создавать только определенные формы. Эти формы обычно более простые и производятся серийно. Если вы ищете нестандартную металлическую деталь, другой процесс, вероятно, лучше подойдет для достижения желаемого результата.
Чем она отличается от горячей ковки?
Наиболее очевидная разница между холодной и горячей ковкой заключается в температуре. В отличие от холодной ковки, которая начинается при комнатной температуре или близкой к ней, горячая ковка происходит, когда металл нагревается выше температуры его рекристаллизации. Обычно это чрезвычайно высокая температура, например, сталь нагревают до 1150°С или 2202°F, а медные сплавы до 700-800°С или 1300-1470°F, что составляет около 75% температуры плавления. Эти высокие температуры необходимы для предотвращения деформационного упрочнения металла в процессе ковки. При этих температурах металл находится в пластичном состоянии, технически все еще твердом, но гораздо более податливом.
Горячая ковка обычно выполняется с помощью процесса, называемого штамповкой, что означает, что нагретый металл помещается в пресс, а затем сжимается между штампом и инструментом.
Преимущества горячей штамповки
Поскольку процесс ковки происходит при высоких температурах, пластичный металл пластичен и легко формуется. Во время горячей ковки можно создавать сложные формы и узоры, в отличие от холодной ковки, где это может быть чрезвычайно сложно. Если вы хотите изготовить металлические детали по индивидуальному заказу, горячая ковка — лучший вариант из-за ее ковкого состояния перед закалкой. Этот метод идеально подходит для создания объемных и сложных форм.
В отличие от холодной ковки, которая иногда требует дополнительного нагрева внешней стороны металла, чтобы придать ему нужные свойства, поверхность металла, прокованная при высоких температурах, идеально подходит для большинства видов отделочных работ.
Горячая ковка также идеально подходит для металлов с высоким коэффициентом формуемости, потому что целостность металла не нарушается при высокой температуре. Эти металлы можно легко деформировать, не видя в металле никаких дефектов, что делает их одновременно прочными и пластичными.
Недостатки горячей штамповки
Недостатком горячей ковки по сравнению с холодной ковкой является то, что некоторые металлы могут деформироваться, если не внимательно следить за ними при нагревании, ковке и последующем охлаждении. Это означает менее точные допуски, чем у металла, кованого холодной штамповкой.
Горячая ковка также часто дороже холодной ковки из-за термической обработки, необходимой для начала процесса ковки, а также процесса охлаждения, предотвращающего коробление. Эту термообработку лучше всего проводить в автоматическом режиме, особенно в промышленных масштабах, что может привести к дополнительным первоначальным затратам на покупку инструментов.
В конечном счете, процесс, который вы выбираете, зависит от продукта, который вам нужен, и типа металла, который вы будете использовать. Оба метода ковки могут быть эффективными способами укрепить ваши металлические заготовки и превратить их в конечный продукт, который вам нужен.
Для получения дополнительной информации о том, как GK может поддержать ваш процесс ковки, ознакомьтесь с нашим оборудованием или поговорите с нашими экспертами сегодня!
Корпорация General Kinematics, зарегистрированная в 1960 году, была создана для продажи, проектирования и изготовления на заказ инновационного вибрационного оборудования для обработки и обработки материалов. Сегодня компания является одним из крупнейших в мире поставщиков вибрационного технологического оборудования, имея более 200 мировых патентов, и вносит значительный вклад в разработку вибрационного оборудования и технические усовершенствования в области его применения. General Kinematics обслуживает клиентскую базу по всему миру через сеть независимых торговых представителей, специализирующихся на инженерных разработках, которые охватывают основные промышленные рынки США. Международные рынки обслуживаются дочерними предприятиями и через комбинацию представителей, лицензированных производителей и стратегических альянсов с ведущими отраслевыми организациями в других стратегически важных местах. На сегодняшний день более 50,000 XNUMX единиц техники General Kinematics установлены практически во всех промышленно развитых странах мира. По мере появления новых задач в области процессов и повышения эффективности компания General Kinematics способна решать эти задачи с помощью передовых технологий, инновационного проектирования, новых материалов и производственных технологий. Все это направлено на повышение производительности и прибыльности клиентов при соблюдении все более строгих требований.
Оставьте комментарий
Связанные новости ГК
Сушильное оборудование
Коммерческое сушильное оборудование имеет решающее значение для многих отраслей промышленности и рабочих мест. Удаление влаги из материалов часто является одним из первых этапов производственного процесса. Кроме того, удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет снизить транспортные расходы, сохраняя при этом необходимые качества. Вы можете удалить влагу путем механического отжима, отстаивания или фильтрации […]
Процесс сушки конопли: машины и передовой опыт
Конопляная индустрия с каждым годом развивается все быстрее и быстрее. И, чтобы не отставать, вам нужно найти наиболее эффективный способ сушки конопли. В этой статье мы обсудим различные методы сушки конопли и необходимое для них оборудование. Мы также поговорим о том, сколько конопли вы должны иметь […]
Все, что вам нужно знать о битом асфальте
Когда вы начинаете новый проект, необходимо принять важные решения, и одно из основных решений — какой материал использовать. Традиционный материал, такой как бетон, может быть хорошо известным материалом для таких проектов, как проезжая часть или тротуар, но есть еще один прочный и экологически чистый материал, который вы можете […]
Ковка металла
Ковка металла представляет собой группу 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, один из старейших и наиболее важных металлургических процессов, впервые была использована около 4000 г. до н.э. для изготовления ювелирных изделий, монет и многочисленных предметов утвари путем дробления металла каменными инструментами. 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 целый ряд другого транспортного оборудования.
Процессы ковки создают 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.
Характеристики ковки металла
- Кованые детали обладают хорошей прочностью и ударной вязкостью и используются на ответственных деталях из-за их надежности для сильно нагруженных и критических применений.
- Ковка обычно дает мало или вообще не дает брака, поэтому сравнительно дешевле для средних и крупных производственных партий.
- Процесс ковки быстрый и может быстро создать окончательную геометрию детали, обычно за один или несколько ударов молотка.
Преимущества и недостатки ковки металла
Преимущества ковки металла
- По сравнению с литьем ковка дает более прочный продукт.
- Кузнечные изделия обладают большей усталостной прочностью и сопротивлением ползучести.
- Механические качества кованых изделий выше.
- Операция недорогая.
- Эта процедура не требует привлечения квалифицированного оператора.
- Этот метод может производить широкий спектр форм.
Недостатки ковки металла
- Более высокая стоимость оборудования для больших ковочных прессов
- Может потребоваться дополнительная процедура финишной обработки.
- Он не способен создавать сложные формы.
- Размер поковки ограничен размерами пресса.
- Хрупкий металл не поддается ковке.
Горячая ковка и холодная ковка
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.
Горячая ковка
Температура горячей штамповки варьируется в зависимости 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.
Холодная ковка
Требуемую форму материалу придают 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 ковки металла
Открытая штамповка
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) для достижения 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 ковки в открытых штампах или подобных операций, как показано на диаграмме 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.
Преимущества открытой штамповки
- Затраты на инструмент минимальны или отсутствуют.
- Сокращенное время выхода на рынок
- Доступно несколько размеров, от нескольких миллиметров до примерно 100 футов.
Недостатки открытой штамповки
- Не идеально подходит для изготовления сложных, точных деталей или других применений, требующих жестких допусков.
- Для чистовой поковки часто требуется механическая обработка.
- Процесс не всегда дает стабильные результаты или желаемые характеристики.
Импрессионная ковка
При штамповке в закрытых штампах штампы прижимаются друг к другу, полностью или частично охватывая заготовку. Нижняя матрица удерживает 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 XNUMX фунтов.
