Технология ковки металла: Ковка металла — виды, основы и приемы технологии

Ковка металла — виды, основы и приемы технологии

Что в себя включает технология ковки металла, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки? Об этом далее.

Ковка металла, наряду с литьем, самая древняя технология по обработке материалов. Причем производить изделия таким способом человечество начало еще задолго до появления железа и стали. Первые кузнецы работали около 5-6 тысяч лет назад. Со временем технология лишь совершенствовалась и дополнялась новыми приемами. Сегодня ни одно производство не обходиться без обработки металла ковкой.

Что в себя включает технология ковки, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки?

Понятие ковки металла

Говоря простым языком, ковка — обработка металла, нагретого до ковочной температуры. Принцип технологии построен на физических свойствах любого материала, имеющего температуру плавления. Но прежде, чем будет достигнут этот порог, структура вещества станет более мягкой.

Каждый металл имеет свою температуру, при достижении которой он становиться более мягким, а, значит, и более податливым для обработки путем ковки.

Однако, существует также технология металлообработки, когда заготовку не нагревают, а куют холодной. Такой прием позволяет получить не менее прочные изделия, без нагревания заготовка прессуется и изгибается.В таблице указаны пределы температур, при которых тот или иной металл можно ковать.

Виды кузнечной обработки

• Свободная.
• Машинная.
• Штамповка.

Свободная ковка подразумевает то, что заготовки не ограничены никакими формами. Или же материал будет закреплен с одной стороны на наковальне. К этому технологическому приему относиться и ручная ковка металла, когда изделию придают форму, используя кувалду или молоток. Свободная ковка применяется как для производства отдельных продуктов, так и просто для улучшения качества материала.

При проковке поверхности заготовки улучшается свойство металла. Крупные кристаллы материала размельчаются, структура станет более мелкозернистой и однородной. К тому же, при поковке завариваются внутренние раковины, упрочняя тело заготовки.

Машинная ковка

Машинная ковка — более современный вариант обработки. Такая технология используется в массовой, тяжелой промышленности. При этом используют механизированные молоты (с массой от 40 килограмм до 5 тонн), ковочные машины или прессы. Вес заготовок и конечных поковок порой может достигать нескольких десятков тонн.

Штамповка. Такой технологический прием позволил сделать производство массовым. При изготовлении изделий металл ограничивается штампами и при деформации получает нужную форму.

Штамповка используется в массовом производстве, где важно получить большое количество продукции. Свободная ковка, как правило, используется в мелкосерийном и единичном производстве.

Оборудование и инструменты

При изготовлении кованых изделий ручным способом используют практически те же наборы инструментов и оборудования, которые применяли мастера с зарождения этой технологии. Список следующий.

• Кузнечный очаг.
• Наковальня.
• Клещи.
• Молоты.

Кузнечный очаг или горн используется для нагревания материала до нужной температуры. Существует множество различных видов этого оборудования.

• Стационарные и переносные.
• Закрытые и открытые очаги.
• Топливные или электрические.
• Жидкостные, газо- или твердотопливные.
• С боковыми соплами подачи воздуха или центральной фурмой.

Наковальни — это массивные металлические столы, где собственно и происходит формирование заготовки. Состоят из основания, рога и наличника с отверстиями для гибки. Существует несколько разновидностей этого кузнечного приспособления, однако обязательно наличие стальной опоры с весом от 30 килограмм.

Клещи в ручной ковке мастер использует для оперирования заготовкой в процессе работы.

Молоты — основной инструмент, использующийся в кузнечном деле, могут иметь различную массу для работы с разными по габаритам заготовками.

Материалы и технология ковки

Кузнечные приемы

• Осадочные.
• Высадочные.
• Протяжные.
• Обкатки.
• Раскатки.
• Прошивки.
• Разгонки.

Осадочные кузнечные работы подразумевают уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечной площади сечения.

Высадка, по сути, частичная осадка заготовки. Применяется, когда на поверхности металла нужно сделать некоторые утолщения. Добиваются этого за счет уменьшения длины заготовки.

Раскатка на станке

Обкатка в кузнечном деле подразумевает собой придание заготовке формы цилиндра. В процессе деформации металла заготовка проворачивается вокруг своей оси.

Раскатка — обработка кольцевой заготовки. Когда нужно увеличить ее внутренний и наружный диаметры, металл раскатывают на оправке за счет уменьшения толщины стенок.

Прошивку в кузнечном деле применяют для получения сквозного отверстия за счет использования пробойника.

Разгонка — это операция получения более широкой заготовки. По сути, металл для ковки расплющивают на поверхности наковальни молотом, двигаясь поперек оси изделия.

Существует также множество других приемов, с помощью которых получают требуемые формы изделия.

Особенности кузнечной обработки стали

• Стальная заготовка должна нагреваться равномерно со всех сторон.
• Обязательно при ковке стали нужно соблюдать температурные рамки, которые зависят от твердости материала. Легированные инструментальные марки металла нельзя перегревать свыше 1000 градусов, мягкие — более 1300. Недостаточный нагрев также не способствует нормальной кузнечной обработке: во-первых, это затрудняет ковку стали, а во-вторых, в структуре изделия могут образовываться трещины и разрывы.
• Обязательно перед нагревом заготовки до температуры ковки металл предварительно нужно разогреть до показателя в 300 градусов.

До изобретения сварочных аппаратов кузнечным способом проводили и соединение металлических частей. Это делалось за счет сильного разогрева крепящихся концов заготовки и их последующего сдавливания ударами молота. Кузнечные сварные соединения использовались практически для любого доступного металла: меди, бронзы, серебра и железа.

Ковка в промышленных условиях

Несмотря на развитие современных технологий, ковка металла остается одним из основных технологических приемов получения различных изделий. Кузнечным способом изготавливают различную продукцию. Усовершенствование такой обработки привело к массовому производству путем штампования по стандартной форме.

Пример работы в промышленных условиях можно посмотреть в предоставленном видео:

Несмотря на упадок и появление машинной штамповки, кузнечное дело не теряет своей популярности. Особенно пользуются спросом изделия художественной ковки.

А что Вы думаете по поводу материала этой статьи? Если у Вас есть опыт кузнечных работ и изготовления вещей путем ковки поделитесь им в блоке обсуждения к этой статье.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ КОВКИ | АРТконсервация

Технологическая обработка металла ковкой включает в себя разнообразие приемов, методов, которые продиктованы характером материала и теми задачами, стоящими перед художником-кузнецом. В процессе- ковки мастер применяет разнообразные приемы, используя разные инструменты, чередуя их в различных комбинациях и последовательности.

В основном все приемы можно свести к следующим основным операциям: осадка, вытяжка, рубка, разрубка, пробивка отверстий, гибка, закручивание, насекание рисунка, набивка рельефа.

Осадка. Это операция, которая применяется для увеличения поперечного сечения какой-то части заготовки за счет ее длины (высоты).

Осадка может быть полной и местной. При полной осадке деформируется весь металл. При местной осадке деформируется только часть металла. Соответственно этому и делается нагрев — полный или местный.

Осадка применяется в следующих случаях.

1. Для получения отдельных утолщений на поковке (осадкой концов или середины) при ковке декоративных элементов, имеющих переменное сечение. Например, растительные орнаментальные мотивы (утолщенные узлы на стебле, плоды, ягоды и т. д.). После осадки поковка дополнительно обрабатывается обжимками, подбойками.

2. Как предварительная операция перед загибанием под углом для восполнения недостающего металла для образования угла.

При осадке поковку нагревают, ставят вертикально на наковальню и бьют ручником или кувалдой по верхнему концу. Длина поковки не должна превосходить диаметр больше чем в 2—2,5 раза, иначе произойдет изгибание. Если длина заготовки не позволяет наносить удары молот-

ком, то осадка производится ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно соблюдать следующие условия: концы заготовки должны быть срублены под углом 90°, заготовка должна быть прямой.

Если требуется осадить заготовку на малом участке с большой разницей в сечении, нагретую заготовку опускают в холодную воду, исключая участок, подлежащий осадке. Эта операция должна производиться быстро, заготовку нельзя передерживать в воде, необходимо следить за нагретым концом. Такой прием применяется при изготовлении головок болтов или больших строительных гвоздей.

Некоторые кузнецы осадку концов заготовки производят так: нагретый конец загибают под углом 90° и, перевернув, ударяют по загнутому торцу металла. Трудность этого приема заключается в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Хорошо этот прием использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно производить в тисках: нагретую заготовку закрепляют в тиски так, чтобы над губками возвышалась та часть металла, которую требуется осадить. Высота осаживаемой части должна быть в 2,5 раза больше сечения заготовки. Эту операцию необходимо производить быстро, потому что при зажатии в тиски нагретый металл быстро остывает от соприкосновения с губками. Быстро закрепив заготовку, ручником осаживают.

При осаживании концов заготовок большого сечения обычно бывает, что сила губок тисков недостаточна и при ударе заготовка скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, в ней делаются плечики.

При работе с поковками большой длины бывают случаи, когда надо производить осадку в середине заготовки. Все перечисленные приемы в этом случае неприемлемы (в частности, нельзя производить осадку ударами самого предмета о наковальню). В этом случае в зоне осадки заготовку выгибают в форме буквы Z и сверху по изгибу ударяют ручником; после осадки заготовку выправляют.

Кроме перечисленных приемов существуют и другие с использованием приспособлений. Некоторые приемы осадок изображены на рис. 70.

Вытяжка. Эта операция применяется для увеличения длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Нагретую заготовку кладут на наковальню и ударами молота вытягивают. Боек молотка имеет поверхность не гладкую, а выпуклую, и, когда происходит удар, металл как бы выдавливается во все стороны и по длине, и по ширине заготовки.

Повернув заготовку на 90°, ударяют по выпуклости, которая получилась в результате первого удара. Так, периодически поворачивая и передвигая заготовку, ее вытягивают.

Таким образом, главное состоит в том, чтобы в процессе вытяжки в сечении всегда должен быть квадрат.

Для ускорения вытяжки ковку можно вести на роге наковальни; в этом случае металл будет тянуться (течь) между двух выпуклостей, что способствует более быстрому увеличению длины заготовки.

Другой вариант вытяжки —с раскаткой, или разгонкой. Форма раскатки чаще всего полукруглая. От расположения раскатки на поковке (вдоль или поперек) зависит направление вытяжки.

Вытяжка на конце применяется при изготовлении гвоздей, светцов, пробоев, жиковин и других изделий.

Нагретую заготовку начинают вытягивать, немного отступая от конца, и в процессе вытяжки подают на себя. Во время работы нужно следить, чтобы квадрат, который получился в процессе ковки, сходил на конец поковки. Это достигается силой и характером ударов. Заканчивать вытяжку нужно легкими ударами. На рис. 71, а—г показаны приемы вытяжки.

Рубка — операция, посредством которой поковку разделяют на части. Для этого заготовку нагревают до темно-красного каления, кладут на наковальню и, наставив кузнечное зубило, прорубают на три четверти ее толщины; перевернув заготовку, вновь наставляют зубило и отрубают сильными ударами. При работе кузнечными зубилами по горячему необходимо при рубке толстых заготовок периодически охлаждать зубило, так как при долгом соприкосновении с нагретым металлом лезвие зубила отпускается. Перед тем как вновь наставить зубило на заготовку, необходимо легким постукиванием о стул наковальни сбить капли воды с зубила.

При работе на лице наковальни зубилами и другими режущими инструментами без подкладки нужно быть особенно внимательным и осторожным и следить, чтобы заготовка не прорубалась. Это может испортить лицо наковальни.

Разрубка (прорубка) — операция, в результате которой заготовка только надрубается. Этот прием широко применяется в художественной ковке. Надрубленные участки отгибаются, вытягиваются, они претерпевают различные виды ковки, после чего превращаются в цветы, завитки или листья. Особенно широко этот прием применяется при изготовлении жиковин, светцов и т. п. (рис. 72).

При разрубке заготовку разрубают с одной стороны (лицевой). Первые удары делают легкими; ими только надрубают канавку. Нагрев должен быть слабым —это позволяет не торопиться и спокойно раскроить металл. После раскроя материал нагревают и сильными ударами разрубают. Зубило в процессе рубки только в момент удара ставят в направляющий желоб. Удары молотом должны быть редкие, но сильные. Молотобоец должен производить удар в тот момент, когда убедится в правильности установки зубила.

Обрубка (обсечка) — отделение части металла по наружному контуру.

Применяется при ковке декоративных изделий сложной формы: накладок, жиковин и т. д., т. е. там, где необходимо обрубить деталь по контуру.

Вырубка —операция, аналогичная обрубке. Применяется для вырубки металла по внутреннему контуру.

Операции обрубки и вырубки аналогичны просечке, с той только разницей, что просечка выполняется по более тонкому листу ручными зубилами и в холодном состоянии.

Зубила применяются разного профиля: полукруглые, прямые, угольные и др.

Если обрубка и вырубка производятся на наковальне с железной подкладкой, то просечка —на торце дерева.

На рис. 73 показаны изделия, выполненные обрубкой и вырубкой.

Пробивка отверстий. Отверстия в поковках получают с помощью пробивки. Эти операции производятся при высоких температурах. На место, подлежащее пробивке, устанавливают пробойник (бородок) и наносят удары достаточно сильные, чтобы бородок погрузился на три четверти толщины металла.

Место будущего отверстия должно находиться над круглым отверстием наковальни; если оно по величине мало, то используют квадратное отверстие. В результате первых ударов в нижние части поковки под бородком происходит выпучивание. Не вынимая бородка, сдвигают заготовку на лицо наковальни и делают легкий удар по бородку —на выпуклости появится точное очертание места, куда следует поставить бородок второй раз. После извлечения бородка заготовку переворачивают и бородок, остуженный в воде, ставят на выпуклость над отверстием, сделанным при первых ударах. Очень важно при этом, чтобы рабочая часть бородка была конусообразной и заканчивалась небольшой площадкой. Бородок должен по диаметру быть немного меньше требуемого отверстия. Затем в полученное отверстие вставляют оправку с диаметром, равным требуемому размеру отверстия.

В результате такой пробивки вырубленный участок металла называется выдрой. Если необходимо соединить взаимно пересекающиеся заготовки одинакового сечения, то отверстие разрубают и с помощью бородка разгоняют. Этим приемом пользовались старые мастера при изготовлении оконных решеток.

При получении отверстий квадратного сечения или другого в круглое отверстие, предварительно нагретое, вставляют оправку нужного профиля.

Для того чтобы получить отверстие в заготовке квадратного сечения, идущие через грань, пользуются нижником подкладки, которая удерживает квадрат при ударе на ребро (грани).

Если необходимо сделать отверстие в заготовке круглого сечения, стенки которой’ должны быть равны половине толщины, необходимо легким ударом ручника в нагретом состоянии сделать плоскость, на которую ставится зубило. Это позволяет заготовку разрубить точно посредине. Этот же способ применяется и для пробивания отверстий через грань.

При пробивании отверстий, больших по диаметру, чем все имеющиеся оправки, пользуются рогом наковальни. Для этого заготовку разрубают, разводят наибольшей оправкой, надевают в нагретом состоянии на рог и ручником проковывают.

Как видно из описанного, при изготовлении отверстий также используют и зубило (секач), которое должно иметь лезвие не прямое, а выгнутое, на гранях идущих от отверстия к лезвию, фаски. На рис. 74, а, б показаны приемы пробивки отверстия.

Гибка — кузнечная операция, при которой поковке придается изогнутая форма по заданному контуру. При гибке толстых заготовок происходит искажение первоначальной формы и размеров поперечного сечения в зоне изгиба (при гибке тонких заготовок этим явлением можно пренебречь). Чтобы устранить искажение формы и утяжку, необходимо до гибки произвести осадку того участка, где предполагается согнуть заготовку. Явление утяжки проявляется тем сильнее, чем больше угол загиба и чем меньше радиус скругления. Утяжку нельзя устранить правкой, но искажение формы поперечного сечения (овальность) легко исправить правкой и проглаживанием.

Гибка имеет следующие разновидности.

Гибка под углом —производится на ребре наковальни с предварительным нагревом только участка гибки. Нагретую заготовку устанавливают так, чтобы будущее ребро сгиба на заготовке совпадало с передним ребром наковальни, и прижимают сверху кувалдой. Ручником ударяют не по концу заготовки, а ближе к ребру наковальни.

Если необходимо заготовку согнуть без радиуса сгиба (под углом 90°), используют вилку. С помощью вилки заготовку подготавливают под гибку (см. рис. 75, г), после этого на ребре наковальни с помощью ручника и гладилки выправляют угол.

Гибка под углом 90° без радиуса скругления (в тисках). Нагретую заготовку сгибают на ребре наковальни, зажимают в тиски и ударяют в торец металла. В зоне загиба происходит осадка металла (утолщение), запас которого необходим для выправления угла.

Если длинную полосу или пруток необходимо согнуть несколько раз (причем места сгибов расположены близко друг к другу), гибку производят на шпераках с рогом подходящей формы.

Если необходимо гнуть заготовки под любым углом, то применяют нижник, который изготовляют в процессе работы. Нагретую заготовку кладут на нижник, сверху перпендикулярно ей — пластину, равную по ширине детали, которую нужно обогнуть, и сильным ударом кувалды продавливают (изгибают) в нижник.

За неимением нижника можно воспользоваться вилкой, которую также можно согнуть во время работы над изделием.

Иногда после изгибания в вилке поковку выправляют с помощью гладилки или на квадратном роге наковальни.

Гибка по дуге — операция, которая производится на роге наковальни или соответствующих по дуге шпераках. Сложные профили гнут на оправках, шаблонах и гибочной плите.

Гибку по шаблону делают тогда, когда в изделии один и тот же элемент повторяется много раз. Из достаточно толстого полосового металла выгибают шаблон будущего элемента. Его закрепляют одним концом в тиски или он может быть смонтирован на подкладку и нагретой заготовкой огибают. Особенность заключается в том, что при изготовлении шаблона нужно быть внимательным и изготовлять его с большой тщательностью, потому что будущие элементы изделия будут копировать шаблон.

Гибка на конусе. При изготовлении декоративного элемента — конусной спирали — применяется инструмент — конус, который представляет собой коническую оправку, сечение которой и обусловливает внутреннее сечение будущей спирали.

Нагретый прут металла закрепляют вместе с оправкой в тиски и огибают до вершины оправки. Витки нужно класть один к одному. Окончание прутка, которое служит вершиной спирали, претерпевает различные изменения. Если сечение прутка достаточно тонкое, то работу проводят в холодном состоянии. В этом случае железо отпускают.

Гибку без конуса применяют при изготовлении спирали, которую можно гнуть без оправки — как бы саму на себя.

Конец прутка загибают на угол 90° В нагретом состоянии закрепляют в тисках и огибают на себя.

При достаточном количестве витков спираль нагревают и за конец, который является вершиной будущей конусной спирали, вытягивают.

При изготовлении различного рода декоративных элементов нужно быть особенно внимательным при их завершении: от качества исполнения их зависит не только данный элемент, но и все изделие в целом. На рис. 75, а—д показаны приемы гибки и некоторые элементы завершений.

Закручивание. Сущность этой операции заключается в том, что одну часть поковки поворачивают по отношению к другой вокруг общей оси.

Различаются два варианта.

1. Часть заготовки поворачивается на угол до 180°

Например, отдельные элементы декоративных изделий (листья, цветы) изгибают (поворачивают) для большей пластической выразительности.

Закручивание на 180° производится на шпераке на роге наковальни с помощью ручника; более мелкие элементы — круглогубцами.

2. Скручивание осуществляется многократно на угол 360°. Этот прием использован при изготовлении кованых решеток оконных проемов. На рисунке показана решетка палат Меньшиковых в Пскове (рис. 76).

Скручивание тонких заготовок производят два кузнеца. Захватив заготовку клещами, они вращают ее в двух противоположных направлениях одновременно. Скручивание более толстых поковок производят посредством воротка, при этом другой конец заготовки зажимают в тиски. Широкие полосы удобно захватывать с помощью вилки. Наиболее красивые декоративные элементы, богатые светотенью, получают из двух круглых прутков, туго свитых между собой. При скручивании и свивании заготовка должна быть нагрета до ярко-красного каления; при более низкой температуре скручивание требует больших усилий, а в металле могут возникнуть трещины.

Отделка (выглаживание). К этой операции приступают после того, как основная форма изделия уже откована. Цель операции: придать законченный вид поковке. После молотка всегда остаются следы — волнистость. Кроме того, изделие из-под молотка (особенно со следами кувалды) имеет неряшливый и незаконченный вид. Выглаживание и окончательная отделка заключаются в выравнивании поверхности с помощью гладилок различных форм. Выглаживание ведут при темно-красном нагреве заготовки, перемещая гладилку по поверхности изделия и ударяя по ней кувалдой.

Иногда выглаживают только отдельные участки рельефа. Например, только его наиболее выступающие части, а углубление составляют «из-под молотка». Это придает своеобразную живописность изделию.

Операция выглаживания играет большую роль в художественной ковке, она придает изделию законченный вид.

Насекание рисунка. Эта операция, как и предыдущие, относится к отделочным, заключительным видам ковки.

С помощью зубила в холодном или горячем состоянии можно воспроизвести на поверхности изделия различные штрихи, насечки или более сложные узоры, включая изобразительные элементы и шрифтовые надписи. Насекание производят на поверхностях, более или менее плоских и хорошо видных на готовом изделии.

Набивка рельефа и фактуры. Эта операция также относится к отделке готового изделия и выполняется с целью обогащения его фактуры путем создания дополнительных рельефных выступов или канавок и углублений, например жилок на листьях и лепестках, канелюр на колоннах и т. п. Работу выполняют специальными подбойками или пуансонами.

Первоисточник: 

технология горячей и холодной ковки

Встретить кованые изделия можно в различных сферах жизни человека. Оконные решётки, ограждения, фонари, садовая мебель и другие изделия, сделанные в процессе ковки, смотрятся изысканно и привлекают взгляды прохожих. Даже при развитии самодельных технологий, ковка металла не отошла на второй план. Она продолжает набирать популярность с новой силой.

Виды ковки

Ковка металла — процесс, который применяется для изменения формы и размера заготовок. Обработка проводится с помощью специальных приспособлений и инструментов. Заготовки могут нагреваться или оставаться комнатной температуры. Процесс делится на два метода — горячий и холодный.

Горячий метод ковки

Горячая ковка металла подразумевает под собой процесс обработки заготовки после её разогревания. Повышение температуры требуется для того, чтобы металл стал более пластичным и податливым. Температура разогрева зависит от вида используемого материала. После нагревании проще обрабатывать деталь. Делать это можно без использования рычагов и специального оборудования.

Чтобы нагревать металл, в мастерских устанавливаются кузнечные горны. В качестве топлива используется коксовый уголь. Он насыщает металл углеродом во время нагревания. Однако не всем мастерам подходит горячая ковка. Связано это с увеличением затрат на топливо для горна и запретами на использование огнеопасного оборудования в гаражах.

Холодный метод ковки

Это процесс обработки металла, который не требует установки нагревательного оборудование и расхода средств на покупку топлива. Соединяются заготовки с помощью сварки, а изгибаются и прессуются специальными приспособлениями. Холодная ковка — менее затратный процесс, которые не требует дополнительного места в мастерской и соблюдения жестких требований пожарной безопасности.

Однако у холодной ковки есть существенные минусы. Металл без нагрева с трудом изменяет свою форму. Чтобы облегчить труд, мастеру нужно использовать ручное оборудование, работа которого основана на рычагах. Допущенные ошибки исправить нельзя.

Ручная ковка

Ковка своими руками — трудоемкий процесс, который требует от человека правильного выбора обрабатываемого металла и инструментов. Проще применять метод холодной обработки, однако он не даёт тех возможностей что горячий и не терпит ошибок.

Инструменты

Ковка металла в домашних условиях потребует от мастера не только свободного помещения и ручных инструментов, но и дополнительных приспособлений. Они облегчат труд, улучшат результат и производительность.

Для холодной ковки 

Оборудование для холодного метода обработки основано на взаимодействии материала и рычагов:

1. Улитка. Инструмент для создания спиралей из металлических прутов.
2. Твистер. Приспособление, на которое можно установить электродвигатель. Предназначено для скручивания двух и более прутов вместе.
3. Пресс.
4. Фонарик. Приспособление для создания объёмных спиралевидных деталей.
5. Волна. По названию понятно, что с помощью этого инструмента заготовкам придаётся форма волны.

Нельзя забывать про верстак, сварочный аппарат, балкарку, тиски. Специальные приспособления можно изготовить самостоятельно или купить.

Для горячей ковки

Горячая ковка металла проводится с использованием других инструментов. Общий список:

1. Наковальня. Рабочий стол для обработки заготовок.
2. Горн. Приспособление для разогрева деталей. Может быть как самодельное, так и покупное. Важно, чтобы с его помощью можно было нагревать материалы до 1500 градусов.
3. Шпераки. Специальные наковальни для проведения декоративной обработки.
4. Ручные инструменты. К ним относится кувалда, щипцы, ручник.

Чтобы выполнять декоративные работы, понадобится набор фасонных молотков.

Металл для ковки нужно выбирать с умом. При высоком показателе пластичности с заготовкой будет просто работать, однако прочность готовой детали будет низкая. Декоративной обработке лучше поддаются цветные металлы. Однако они менее прочные, чем черные. Популярна ковка стали и железа. Эти материалы прочные и стоят недорого.

Если говорить о выборе стали, требуется учитывать процентное содержание углерода в её составе. Оптимальный показатель — 0.25%. Также нужно выбирать материал с наименьшим количеством примесей в составе, поскольку они ослабляют структуру стали.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку. Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Особенности технологии ковки — Моя ковка

Технология обработки металла путем ковки состоит из ряда способов, выбор которых напрямую зависит от характеристик металла и специфики задания, поставленного перед мастером художественной ковки металла.

Художественную ковку металла можно смело назвать искусством, у которого есть свои проверенные временем приемы и технологии.

Технология ковки включает в себя различные методы, требует применения инструментов, которые используются в строгой последовательности.

В общих чертах основные операции, которые составляют ковку металла, можно свести к следующим:

1. Осадка заготовки.
2. Вытяжка заготовки.
3. Рубка изделия.
4. Разрубка изделия.
5. Проделывание отверстий на заготовке.
6. Гибка изделия.
7. Скручивание.
8. Нанесение орнамента.
9. Набивка рельефа на металлическом полотне.

Рассмотрим вышеназванные операции ковки металла поочередно и более детально.

Осадка заготовки из металла

Осадка и высадка металла: а. осадка цилиндрической заготовки; б,в. высадка верхней и нижней частей заготовки; г. высадка конца плоской заготовки; д. высадка средней части заготовки; е. высадка головки в гвоздильне.

Применение осадки необходимо для увеличения на определенном участке изделия величины поперечного сечения за счет его высоты.

Существует два вида осадки: локальная и полная. При проведении локальной осадки происходит деформация определенного участка заготовки, а при полной осадке деформации подвергается весь кусок металла. В зависимости от того, какой тип осадки выбран, производится соответствующий нагрев изделия — локальный или полный.

Как правило, осадка используется при таких обстоятельствах:

1. Чтобы получить отдельные уплотнения поковки (путем осадки периферии или центральной части) при изготовлении украшающих элементов с переменным сечением. К примеру, при ковке растительных орнаментов необходимо делать уплотнения на побегах, ягодах, плодах и пр.
2. Подготовка материала перед операцией загибания под определенным углом; осадка в этом случае необходима для компенсации требуемого материала для формирования угла.

После проведения осадки заготовка проходит дополнительную обработку с помощью обжимов и подбоек.

Осадка проводится следующим образом: металл необходимо нагреть, привести в вертикальное положение, установив на наковальне, и бить по его верхнему концу кувалдой или ручником. По высоте заготовка не должна превосходить более чем в два раза свой диаметр, в противном случае металл может изогнуться. Если размеры поковки не дают возможности бить по ней кувалдой, осадку осуществляют путем ударения заготовки о наковальню.

В процессе осадки очень важно, чтобы изделие было прямым, а его концы были сбиты под прямым углом.

Устройство тисков, которые используются для осадки металла.

Чтобы провести осадку изделия на небольшом участке с некоторой разницей в сечении, необходимо опустить нагретый металл в воду, за исключением того места, где будет произведена осадка. Эту манипуляцию нужно проводить как можно быстрее, нельзя долго держать металл, опущенным в воду. Этот метод используется для изготовления крупных гвоздей и болтов.

Некоторые мастера художественной ковки производят осадку концов материала таким образом: нагретая часть загибается под прямым углом, после чего молотком бьют по загнутому участку с торцевой стороны. При этом нельзя допустить формирования складки на загнутой части. Этим способом успешно пользуются в процессе горновой сварки.

Также осадку периферии изделия можно осуществлять при помощи тисков: нагретую поковку зажимают в тисках таким образом, чтобы над губами стояла рабочая область металла. Эта процедура тоже требует скорости, так как нагретый металл, зажатый в тисках, моментально стынет от соприкосновения с инструментом.

Рассмотрим случай с длинной заготовкой, когда осадку необходимо производить по центру металлического изделия. Вышеназванные способы осадки в этом случае использовать нельзя. Нужно выгнуть металл в области осадки и придать ему Z-образную форму, после чего сделать удар поверх изгиба. Когда осадка завершена, заготовке придают прежнюю форму.

Вернуться к оглавлению

Технология проведения вытяжки поковки

Вытяжка металла: а. на ребре наковальни; б. при помощи задка кувалды; в. на подбойке; г. на парной подбойке; д. с верхней подбойкой; е. при помощи гладилки; ж. в оправках.

Операция вытяжки металла используется с целью увеличения длины изделия при одновременном уменьшении площади поперечного сечения.

Производится вытяжка заготовки следующим образом. Нагретый металл укладывается на наковальню, где вытягивается под ударами молотка или кувалды. Потом поворачивают изделие на 90 градусов и бьют по выпуклости от первого удара. Проделав еще несколько таких циклов, кузнец постепенно вытягивает металл.

Главным условием при осуществлении вытяжки является соблюдение квадратной формы поперечного сечения металлической заготовки.

Чтобы ускорить процесс вытяжки, можно осуществлять ковку на рог наковальни. Тогда изделие будет вытягиваться между парой выпуклостей, что ускоряет увеличение длины изделия.

Существует другой способ вытягивания заготовки — при помощи раскатки или разгонки. Как правило, раскатка имеет полукруглую форму. Направление вытяжки будет зависеть от того, как располагается раскатка на металле — поперек или вдоль.

Вытяжку на конце выполняют для изготовления светцов, жиковин, гвоздей.

Вернуться к оглавлению

Операции рубки, разрубки и обрубки металлических заготовок

Операции рубки: а. отрубка при помощи зубила; б. отрубка при помощи зубила и подсечки; в. разрубка отщепов в тисках; г. продольная разрубка; д. вырубка (просечка).

Рубку заготовки производят затем, чтобы разделить ее на элементы. Чтобы металл разрубить, его необходимо нагреть до температуры темно-красного каления, положить на наковальню и, приставив специальное зубило, прорубить приблизительно на 75 процентов толщины. После этого изделие переворачивается и рубится зубилом, на этот раз до конца.

Если вы при рубке работаете с горячим толстым металлом кузнечными зубилами, то не забывайте время от времени охлаждать инструмент, поскольку при длительном соприкосновении с раскаленной металлической заготовкой лезвие зубила может опуститься. Потом, чтобы вновь работать инструментом, с него нужно убрать посредством легкого постукивания водяные капли.

Проведение разрубки (не путать с рубкой) позволяет только надрубить металлическое изделие. Такая операция очень часто используется художниками-кузнецами при ковке. Прорубленные части впоследствии вытягиваются, закручиваются, подвергаются разным приемам ковки и в итоге приобретают вид цветов, листиков и завитков. Особенно популярна операция разрубки для производства светцов, жиковин и пр.

Заготовка разрубается только с одной, лицевой стороны. Сперва выполняются легкие удары, чтобы разрубалась только канавка. Заготовка должна быть слабо нагрета, что даст возможность не спеша раскраивать изделие. Когда заготовка раскроена, металл нагревают до высоких температур и одним резким ударом прорубают.

Обрубка используется для того, чтобы снять слой металла по наружному контуру. Это действие еще называют обсечкой. К ней часто прибегают в процессе ковки сложных декоративных форм: жиковин, накладок и пр.

Процесс вырубки является аналогичным обрубке, только при этом металл отделяется по внутреннему контуру. При выполнении этих приемов используются полукруглые, угольные, прямые и другие кузнечные зубила.

Вернуться к оглавлению

Пробивка отверстий, гибка и закручивание

Чтобы проделать отверстие в металлической заготовке, его необходимо пробить. Эта манипуляция производится в условиях высокой температуры. На участок, в котором планируется отверстие, монтируется бородок (пробойник), затем наносятся удары такой силы, чтобы пробойник вошел на 75 процентов толщины заготовки.

Пробивка отверстия в изделии: 1. Предварительная пробивка. 2. Переворот заготовки. 3. Окончательная пробивка.

Часть заготовки, где будет делаться отверстие, нужно положить на наковальню четко над ее круглым отверстием. Если оно не подходит по размеру (очень мало), тогда применяют отверстие в форме квадрата. После первых ударов под пробойником в нижнем слое заготовки наблюдается выпучивание. После этого изделие передвигается на лицевую сторону наковальни, при этом пробойник не вынимается, и производится небольшой силы удар по пробойнику. На выпуклом месте должен остаться четкий след того участка, в котором нужно установить пробойник для второго раза. Пробойник извлекается, затем изделие переворачивается и остуженный водой пробойник устанавливается точно на возвышение над отверстием, полученным после первых ударов. Необходимо учесть, что для этой работы нужно, чтобы у пробойника была конусообразная рабочая часть. Получаемое отверстие по размеру немного меньше диаметра пробойника. После этого в дырочку монтируют оправку такого же диаметра.

Гибка изделия под прямым углом: 1. На наковальне. 2. На образной оправке. 3. На скобе. 4. На выступе. 5. На вилке. 6. На плите со съемными штырями.

Чтобы полученное отверстие в заготовке имело форму квадрата, применяют нижнюю часть подкладки, удерживающей квадрат во время удара. Для формирования отверстия большого сечения используют рог наковальни: изделие прорубается, разводится самой большой оправкой, нагретое насаживается на рог наковальни и проковывается ручником.

При формировании отверстий могут применять секач, лезвие которого будет не прямым, а выгнутым.

Гибка поковки производится затем, чтобы придать изделию изогнутые очертания. Гибка толстых слоев металла подразумевает искривление исходной формы и величины поперечного сечения в области изгиба, тогда как при изгибании тонких заготовок этим можно пренебречь. Для устранения утяжки и искривления формы нужно перед тем, как начинать гибку, сделать осадку рабочей области. Заготовка будет утягиваться тем больше, чем меньше радиус закругления и чем больше угол сгиба. Посредством правки устранить утяжку нельзя, но можно вернуть путем проглаживания и правки исходную форму поперечного сечения.

Есть несколько типов гибки поковки:

1. 

   Гибка изделия по радиусу: 1. На роге наковальни. 2. В приспособлении. 3. В вилке. 4. В вилке (с молотом). 5.На радиусной вставке. 6. На спирали с приподнятой центральной частью. 7. На оправке. 8. На клине.

   Гибка под прямым углом с отсутствующим радиусом округления; выполняется в тисках. Нагретый металл сгибается на наковальне, зажимается тисами, затем происходит удар по торцу заготовки. В области сгиба наблюдается осадка материала (уплотнение), запас которого понадобится для выправления сгиба.

2. Гибка с углом. Проводится на ребре наковальни с нагретой областью сгиба. Металл монтируется таким образом, чтобы предполагаемое на нем ребро гибки соотносилось с лицевым ребром наковальни, после чего сверху прижимается кувалдой. Бьют ручником не по задней части изделия, а поближе к ребру.

Операция закручивания предназначена для того, чтобы развернуть один фрагмент заготовки относительно другого вокруг одной оси.

Возможны два способа закручивания:

1. Фрагмент изделия закручивается на угол до 180 градусов. Операция проводится на роге наковальни на шпераке при помощи ручника. Если заготовки имеют незначительный размер — при помощи круглогубцев.
2. Фрагмент заготовки закручивается несколько раз на 360 градусов. Относительно тонкие изделия закручиваются парой кузнецов: они вращают заготовку в противоположные стороны, захватив ее с обоих концов клещами. Для закручивания толстых изделий применяются вороток и тиски. Вилкой удобно фиксировать широкие ленты поковки.

В процессе скручивания металл должен нагреваться до температуры ярко-красного каления, иначе операция потребует гораздо больше усилий от мастера, а само изделие может деформироваться.

Вернуться к оглавлению

Отделка, нанесение изображения, набивка фактуры

Художественная ковка подразумевает обязательное наличие отделки изделия, нанесения орнамента и набивки фактуры.

Отделка или выглаживание может иметь место только тогда, когда работы по ковке основной формы заготовки уже завершены. Отделка необходима, чтобы придать изделию законченный вид. Технология ковки такова, что после молотка на поверхности металла всегда остается определенная волнистость. Помимо этого заготовка может выглядеть неряшливо. Отделка осуществляется посредством гладилок разнообразной формы.

Операцию следует осуществлять при темно-красном нагреве металла, передвигая гладилку по заготовке и нанося по ней удары кувалдой.

Далее следует нанесение орнамента или изображения. Используя зубило, при низкой или высокой температуре на полотно изделия можно нанести насечки, узоры, штрихи. Рисунок наносится на относительно плоские поверхности поковки.

Завершающим этапом художественной поковки выступает набивка фактуры. Технология набивки подразумевает использование специальных пуансонов или подбоек.

Художественная ковка: технологии, приемы, оборудование

Согласно технической терминологии, художественная ковка — метод обработки металлов, при котором достижение необходимых форм и размеров производится с помощью деформации. Под этим определением скрывается одна из древнейших технологий, позволившая человеку сделать огромный шаг в истории и не потерявшая своего значения и сегодня. Ковка активно применяется в металлургии и машиностроения.

Что такое художественная ковка

Основным признаком художественной ковки металла считается присутствие творческой или художественной составляющей в произведенном мастером изделии. Это изделие может быть изготовлено с целью практического применения или иметь только эстетическую ценность. Художественная ковка уже давно оформилась как самостоятельный вид кузнечных работ, а к профессии кузнеца добавилась еще одна специализация — художник по металлу.

История художественной ковки

История практического применения и обработки металла насчитывает уже несколько тысячелетий. Столько же тысячелетий насчитывает и история художественной ковки, о чем свидетельствуют древнейшие археологические находки. Примитивные наконечники для копий и мотыг хранят признаки творческой обработки. Раньше ковка имела в основном практическую направленность, но среди кузнецов всегда находились мастера, умеющие совместить практичность с художественностью. Примером служат образцы оружия и доспехов, конской сбруи, домашней утвари.

Началом становления художественно ковки как самостоятельного ремесла можно считать эпоху Возрождения и связанный с ней расцвет искусств и науки. Средневековые дворцы и храмы в стиле ренессанс или барокко содержат в своем убранстве кованые элементы, отражающие духовные, геральдические или просто эстетические запросы владельцев.

Сегодня эти запросы определяются понятием «дизайн интерьера», в котором элементы художественной ковки продолжают занимать достойное место.

Инструменты для художественной ковки

Многие века стандартный набор оборудования и инструментов кузнеца не изменялся. Горн с углями, меха для их раздувания, молот и наковальня, клещи и бочка с водой являлись основными инструментами кузнеца. Развитие средневекового производства привнесло в этот набор элементы механизации, а промышленная революция превратила кузнечное дело в отрасль, направленную на массовое производство продукции.

Это направление получило в свое распоряжение целый ряд специального оборудования для художественной ковки, станков и приспособлений, облегчивших труд кузнеца и позволяющих выполнять сложные изделия.

Классический угольный горн по-прежнему остается в кузнечном арсенале, но на помощь ему пришли еще и муфельные печи, индукционные нагреватели. Многие кузнечные станки сохранили свои исторические названия, соответствующие их назначению — гнутики, улитки, волны, твистеры и торсионы — но получили мощный электрический привод или превратились в универсальные многофункциональные станки.

Виды кузнечных работ

Технология кузнечных работ включает в себя несколько видов операций, различающихся применяемым инструментом, режимами выполнения и целью. Эти операции в полной мере применяются и в технике художественной ковки, а изготовление какого-либо изделия может включать любой их набор и последовательность. Основным признаком для классификации является температура обработки — горячая и холодная ковка. Остальные критерии также могут относить операцию к различным видам и подвидам.

Горячая художественная ковка

При горячей ковке изделие подвергается предварительному и при необходимости сопутствующему нагреву для повышения мягкости и пластичности. Существуют два вида горячей ковки металла:

1. Свободная или ручная ковка, при которой обрабатываемое изделие свободно размещается на наковальне, а необходимые форма и размер обеспечиваются ударами ручного или механического молота. К этому виду относится и кузнечная сварка — соединение разогретых до температуры плавления деталей с использованием кузнечного инструмента.
2. Штамповка, при которой заготовка помещается в штамп с внутренней полостью, по форме и размерам соответствующими готовому изделию. В процессе ковки заготовка деформируется и заполняет пустую область штампа.

Холодная художественная ковка

При холодной ковке изделие подвергается обработке без предварительного нагрева. Чтобы деформировать холодный металл, нужно приложить много усилий, поэтому этот метод применяется для обработки заготовок небольшого сечения. Для холодной художественной ковки используются разнообразные станки, в том числе для холодной штамповки.

Основные приемы художественной ковки

Для каждого из видов ковки металлов и сплавов существуют свои технологии и приемы обработки. Художественная ковка с учетом специфики использует в своем арсенале практически все основные приемы кузнечного мастерства, с помощью которых в металле можно выразить любой творческий замысел.

Высадка

Целью операции является уменьшение длины заготовки с одновременным увеличением поперечного сечения. При горячей ручной ковке нагретую деталь ставят вертикально на наковальню и отбивают молотом по верхнему концу. Нагревая отдельные места и удерживая деталь щипцами, на ней можно выполнить утолщенные узлы, изгибы, объемные или плоские элементы задуманного украшения.

Протяжка

Протяжка представляет собой операцию, противоположную высадке, и применяется для удлинения заготовки. Направление удара при протяжке — поперек оси детали с ее проворотом или продвижением по длине.

В зависимости от формы заготовки (плоской, круглой, пустотелой, кольцевой) и применяемой оснастки техника протяжки включает в себя множество приемов. Отдельные приемы протяжки могут называться своими терминами — разгонка, расплющивание или раскатка.

Округление

Операция применяется при горячих методах ковки и заключается в закруглении граней профильных заготовок. Первоначально углы заготовки расковывают, доводя ее до восьмигранного сечения. Окончательное округление выполняют с помощью специальных обжимок или вырезных молотков.

Продевание

Продевание различных элементов друг через друга — распространенный прием, активно применяющийся в художественной ковке. Продевание проводится двумя способами — сборкой по принципу цепных звеньев или прошивкой отверстия в одном из элементов. В этом случае для операции используют зубила нужной формы и размера.

Оформление уступов

Уступы различной формы в технике художественной ковки выполняют как с декоративной, так и с технологической целью, чтобы закрепить детали между собой. Выполняют уступы, используя острые ребра наковальни или специальную подкладную оснастку.

Гибка

Гибка — распространенная технология, активно применяющаяся в художественной ковке. Для гибки разработаны специальные станки и приспособления, позволяющие мастерам работать по собственным шаблонам.

Кованые элементы и детали своими руками

Сегодня существуют цеха или мастерские, предлагающие изделия художественной ковки собственного производства. Спрос на эту продукцию стабилен, несмотря на завышенную стоимость кованых изделий.

При желании и определенном опыте работы с металлом многое из ассортимента профессионалов художественной ковки можно выполнить и своими руками. Вовсе не обязательно вооружаться горном и кувалдой или приобретать специальный станок. Даже для изготовления сложных элементов или изделий достаточно верстака, тисков, сварочного аппарата и молотка. Материалом для самодеятельного творчества послужит круглый пруток, профильная труба с небольшим сечением, неширокая полоса стали или листовой металл.

Мебель

В качестве мебели для самостоятельного изготовления можно рассмотреть садовые или дачные столики и стулья, декоративные полочки на стены. Кованые элементы могут украсить интерьер кухни, спальни, прихожей или садовую беседку, а намеченные для отправки в утиль старую табуретку или торшер можно укрепить коваными полосками и представить в качестве антиквариата.

Беседка

Беседка, заветная мечта дачников и владельцев собственного участка, необязательно должна быть деревянной или кирпичной. Можно сделать и металлическую конструкцию из профиля. Ее несложно превратить в легкую и изящную композицию с помощью собственноручно изготовленных кованых деталей — витой из стального круга ажурной арки на входе, завитушек по периметру беседки или замысловатой подвески для светильника.

Ворота

Кованые ворота и входная калитка, пожалуй, самые востребованные на сегодня изделия из ассортимента художественной ковки, в которых практичность сочетается с художественным вкусом. Между тем многие владельцы частных домов из экономических соображений обходятся приобретенной или самостоятельно изготовленной из стандартного металлопроката и металлопрофиля входной группой.

Любую металлоконструкцию можно перевести в разряд нестандартных или сделать такой изначально с помощью простейших самостоятельно изготовленных кованых элементов. В качестве заготовки используются уже упомянутые стальные прутки, профили или полосы. Из них можно выполнить различные витые узоры и вензеля, листья и бутоны, строгие или произвольные геометрические фигуры.

Художественная ковка — обзор технологии и оборудования

Что такое художественная ковка, какие изделия ее характеризуют и на каком оборудовании изготавливаются элементы — об этом в нашем материале.

На протяжении сотен лет изделия, выполненные технологией художественной ковки, имели спрос и были показателем статуса хозяина дома. Витиеватые узоры и орнаменты, сделанные кузнечным способом, украшали царские палаты и купеческие дома.

Что такое художественная ковка, какие изделия ее характеризуют и на каком оборудовании изготавливаются элементы — об этом в нашем материале.

Что такое художественная ковка

Первые находки, которые можно отнести к изделиям художественной ковки, датируются 2-3 тысячелетием до нашей эры, то есть технология изготовления элементов декора кузнецами использовалась еще задолго до появления стали и железа. В течение веков искусство только совершенствовалось, появились новые материалы и инструменты, вплоть до нашего времени с индустриальным оборудованием и точными приборами.

Пример художественной ковки: шлем, конец 12-начало 13 веков.

Это технология, с помощью которой производят изящные изделия как бытового назначения, так и для декора.

Продукция может быть различной, элементы художественной ковки украшают входные двери, ворота или калитки, детали мебели или светильники и многие другие вещи.

Главная черта, которую имеет такая ковка металла, это наличие определенных изображений и орнаментов: ветвей деревьев и цветов, животных и птиц и других узоров, простых и сложных.

Такие изделия ценились всегда, кованные изящные вещи были признаком достатка и определенного статуса. И даже сегодня в наш век современных машинных технологий ничего не изменилось, так как тонкая ручная работа стоит очень дорого и доступна определенному классу людей.

Она подчеркивает индивидуальность и вкус собственника, а также может стилизовать жилье под определенную временную эпоху.

Технологии и приемы

Изготовление таких изделий начинается с разогрева заготовки в горне до ковочной температуры с дальнейшей обработкой молотом.

Производя элементы художественной ковки, мастер выполняет те же кузнечные операции: высадку, протяжку, раскатку, осадку, гибку, прошивку и прочие. Для изготовления некоторых деталей может применяться холодный способ металлообработки: изгибание и прессование, создание отдельных комплектующих (волюты, завитков, спиралей).

Как и в любом слесарном деле, кузнец использует и такие приемы, как сверление, шлифовка или сглаживание.

Но есть и своя отдельная черта — это создание изображений с орнаментами путем чеканки, травления.

Все вышеперечисленные операции можно объединить в три отдельные группы:

• Термообработки материалов.
• Ковки.
• Сборки.
• Декорирования.

Термообработка

Нагревание осуществляется в горне (тип зависит от конкретной мастерской) или индукционной печи. Время нагрева может быть разным, смотря какое топливо используется для очага.

Важным фактором термообработки является дополнительные процесс отпуска или закалки металла, которые позволяют получить более мягкое или прочное изделие.

Ковка

Это, собственно, сам процесс создания отдельных элементов изделия. При горячей ручной обработке используют основные кузнечные операции, формируя при этом изделие.

Основные приемы художественной ковки

• Высадку.
• Протяжку.
• Округление.
• Продевание.
• Оформление уступов.
• Гибку.

Высадка

Это кузнечный прием, с помощью которого создают утолщения на заготовке. В художественной обработке эти выступы могут быть использованы для создания различных элементов (лепестков, листьев).

Протяжка

Протягивая металл, удлиняют первоначальную заготовку и уменьшают ее сечение. Процесс проводят путем обжимки по всей протяженности. С помощью протяжки можно получить необходимую длину заготовки, а также упрочнить металл.

Округление

Если изначальная заготовка имеет другие виды сечения (квадрат), то можно придать ей округлую форму. Для этого деталь укладывают на наковальне одним ребром, нанося удары молотом по противоположному. Таким образом получают восьмигранник, а потом, скругляя остальные грани, образовывают круглое сечение.

Продевание

Оформление уступов

Чаще всего уступы выполняют не декоративную, а практичную функцию. Их оформляют на концах заготовки, например, для дальнейшей сборки конструкции или крепления другого декоративного элемента.

Металлическую деталь укладывают на наковальню и ударами молота плющат конец, формируя требуемую конфигурацию.

Гибка

Этот прием применяется как в горячей, так и холодной металлообработке. С его помощью изготавливают множество декоративных элементов: спирали, завитки, волюту. Гибкой формируют другие изделия. В горячей ковке чаще всего орудуют специальной вилкой или оковывают металл на оправке.

Многие детали намного проще изготовить, используя оборудование для холодной обработки, особенно это ускоряет процесс при массовом производстве одинаковых элементов.

Часто в художественной ковке металла используют и другие технологические приемы: пробивку отверстий или кручение.Хотя сегодня часто пробивку (прошивку) отверстий заменяют обычным сверлением, а кручение проще выполнить холодным способом на соответствующем оборудовании.

Инструменты

Для часто повторяющихся изделий применяют готовые штампы или штамповальные установки. Однако эксклюзивные поковки изготавливаются вручную по старинке — на наковальне молотом.

Многие элементы художественной ковки выполняются холодным способом, особенно различные детали оград, решеток или перил.

Холодная металлообработка включает в себя такие приемы, как гибка и прессование на ручном или механизированном оборудовании.

Включает в себя художественная ковка и литье. Многие отдельные элементы изготавливают не кузнечным способом, а заливкой расплавленного металла в форму с дальнейшей его доводкой. Сочетание кованых и литых деталей придает объем готовой поделке.

Сборка

Раньше для этого применяли один способ — кузнечную сварку металла. Сегодня все намного упрощено с развитием специального оборудования.

Если осуществляется ручная обработка, то применяют сборку на хомутах или клепках.

Но самым распространенным и простым способом является газовая или электросварка. Причем технология позволяет соединять между собой даже трудно свариваемые разные виды металлов.

Декор

Финишный этап, которым завершается декоративная ковка изделия.

Декорирование включает в себя следующие приемы и операции:

• Доводка и подгонка.
• Шлифовка и полировка.
• Грунтование и покраска.

После сборки изделие проверяется на прочность и точность (особенно важно соблюдение размеров, например, на оконных решетках).

Важным пунктом является устранение деформаций, полученных при сварочной сборке (рихтовка). Если требуется, то некоторые детали могут быть доведены режущими и шлифовальными инструментами. Также готовятся посадочные точки для креплений (если это предусмотрено конструкцией).

Обязательно все поверхности шлифуются до идеально ровного состояния. Важно выровнять неровности и обязательно зачистить места соединений (особенно сварочные швы).

Полировку проводят, если это необходимо.

Окончательная покраска — это самый простой способ финишной отделки изделия. Часто в художественной ковке применяют такие способы, как золочение или воронение (зависит от изделия).

Иногда может применяться и ювелирное декорирование, когда на изделие могут наноситься драгоценные металлы и даже вправляться ценные камни.

Только по окончанию всех этих процессов изделие будет завершенным.

А что вы можете добавить к материалу этой статьи? Если у Вас есть в наличии опыт по художественной металлообработке, то поделитесь им в комментариях. Примите участие в обсуждениях и оставьте свои замечания, руководствуясь наработанной личной практикой по изготовлению изделий методом художественной ковки металлов.

Технология и приемы ковки металла

За годы и века своего развития кузнечное ремесло приобрело немалый опыт в производстве кованых изделий. Для их изготовления мастера используют не только передаваемые из поколения в поколение знания и умения, но и достижения науки.

Кроме того, наиболее популярная отрасль кузнечного дела – художественная ковка заслуженно считается уникальным творчеством, так как каждый мастер, хотя и пользуется всем доступными инструментами, вносит в каждую вещь собственную фантазию, изобретает свои собственные приемы работы, что вносит индивидуальность и неповторимость не только в процесс ковки, но и в готовое изделие. В кованой поделке именно художественные, декоративные качества выходят на первый план – и это действительно привлекательно, стильно,  изысканно, – хотя и практическая сторона предметов ручной ковки немаловажна: их эксплуатационные свойства надежны и долговременны.

И все же существуют базовые приемы и методы обработки металла, с помощью которых мастера кузниц производят на свет свои художественные кованые работы.

Технология ковки

Настоящая кованая вещь ручной работы изготавливается методом горячей ковки. Только путем нагрева металла можно выковать эксклюзивную вещь, не похожую на другие. Следует отметить, что ковка без предварительного нагрева применяется, в основном, при работе с цветными металлами, которые обладают сравнительной мягкостью. Холодная ковка (хотя и существует такой термин) к стали не применяется и обозначает, скорее, сварку в единое целое заранее изготовленных элементов и деталей.

При нагреве металла около 800-900 грудусов (более высокая температура снижает качества кованой вещи) он приобретает необходимую мягкость и пластичность. Дальнейший процесс полностью зависит от мастерства и фантазии кузнеца: при помощи различных инструментов он превращает горячую заготовку в деталь, элемент или уже готовую вещь и охлаждает ее в холодной воде.

Технологические приемы

Тем не менее, в своей работе кузнец пользуется основными приемами деформации металла, которые позволяют видоизменять заготовку в соответствии с собственной задумкой, эскизом заказчика или макетом дизайнера.

• Вытяжка (протяжка). Цель этой операции — увеличение длины заготовки. При этом деталь размещают на наковальне и проковывают по всей длине и со всех сторон, поворачивая заготовку вокруг своей оси. Этим же приемом расплющивают края различных элементов (например, цветов, листьев), делая их тоньше. Кузнецы для выполнения протяжки используют также плоские или фигурные бойки.
• Осадка. Действие, противоположное вытяжке. Ударами по торцу заготовки достигается уменьшение ее длины. Одновременно с осадкой мастер производит и подравнивание детали, не допуская излишней деформации. Разновидность осадки – высадка. Применяется, когда необходимо уменьшить не всю деталь, а только ее часть. Для выполнения этого приема нагревают ту часть заготовки, которая требует высадки либо используют кольцевой инструмент для ограничения деформации.
• Скручивание (свивка, витье). Выполняется двумя кузнецами, либо на закрепленной в тисках заготовке при помощи инструмента вороток.
• Рубка. Эта операция применяется, когда возникает необходимость в разделении, ответвлении. Рубку выполняют при помощи молота и зубила сначала с одной, потом с другой стороны. Иногда применяют специальный инструмент, который кладется на наковальню под деталь.
• Гнутье. Прием деформации металла, при помощи которого кузнец придает изогнутость прямым линиям.
• Прошивка. Позволяет получить глухое либо сквозное отверстие в заготовке. Для этого используют инструмент прошивень.
• Выглаживание. Один из финишных приемов, когда устраняются различные дефекты на детали либо наносятся грани.
• Нанесение узоров. Самая творческая работа, в процессе которой каждый мастер применяет свои собственные художественные методы, придающие работе уникальность.
• Сборка. Несмотря на то, что современные технологии позволяют исключить этот прием, в художественных кузнечных мастерских, использующих ручной труд, высоко ценимый на рынке кованых изделий, все еще применяют клепку, сварку и сборку при помощи винтов и шурупов.

Горячая ковка металла — это трудоемкая и кропотливая работа, требующая не абы каких знаний, опыта и мастерства, но полученный результат стоит того – из-под золотых рук мастера появляется изделие, обладающее красотой и индивидуальностью.

поковок Где, почему и как? | Ассоциация кузнечной промышленности

Автомобили и грузовики

В автомобилях и грузовиках кованые компоненты обычно находятся в местах ударов и нагрузок. Легковые автомобили а грузовики могут содержать более 250 поковок, большинство из которых изготовлено из углеродистой или легированной стали. Кованые Компоненты двигателя и трансмиссии включают шатуны, коленчатые валы, трансмиссионные валы и шестерни, шестерни дифференциала, приводные валы, ступицы сцепления, карданные вилки и крестовины.Кованые распредвалы, шестерни, шестерни и коромысла обеспечивают простоту выборочной закалки, а также прочность. Колесные шпиндели, шкворни, балки моста и валы, торсионы, шаровые опоры, промежуточные рычаги, рычаги шатуна, рулевые рычаги и соединения для легковых автомобилей, автобусов и грузовиков типичны для приложений, требующих дополнительной прочности и стойкость.

Аэрокосмическая промышленность

Высокое отношение прочности к массе и надежность конструкции улучшают характеристики, дальность действия и полезную нагрузку самолетов.Поэтому поковки из черных и цветных металлов используются в вертолетах, самолетах с поршневыми двигателями, коммерческие самолеты и сверхзвуковые военные самолеты. Многие самолеты «спроектированы на основе» поковок и содержат более 450 поковок, а также сотни кованых деталей двигателей. Кованые детали включают переборки, корни и лонжероны крыла, шарниры, подушки двигателя, кронштейны, балки, валы, коленчатые рычаги, цилиндры шасси и стойки, колеса, тормозные колодки и диски, а также фиксирующие крюки. В реактивных газотурбинных двигателях на основе железа, Суперсплавы на основе никеля и кобальта выковывают в ковши, лопасти, муфты, диски, коллекторы, кольца, камеры, колеса и валы — все, что требует стабильно высокой прочности на растяжение и разрыв при ползучести, а также хорошая пластичность при температурах от 1000 до 2000 ° F.Поковки из нержавеющих сталей, мартенситностареющие Сталь, титан и алюминий находят аналогичные применения при более низких температурах. Кованые компоненты ракет титан, колумбий, суперсплавы и тугоплавкие материалы обеспечивают неповторимые механические и физические свойства в тяжелых условиях эксплуатации. Алюминиевые несущие балки для ускорителей, титановых корпусов двигателей и в космосе используются щиты реактора ядерных двигателей и надувные контейнеры с магнием для запуска спутников. челночная программа.

Внедорожники и сельское хозяйство

Прочность, ударная вязкость, обрабатываемость и экономичность учитывают использование поковок из черных металлов во внедорожных и тяжелая строительная техника и горнодобывающая техника. Помимо деталей двигателя и трансмиссии, поковки используются для шестерен, звездочек, рычагов, валов, шпинделей, шаровых шарниров, ступиц колес, роликов, хомутов, балок мостов, подшипниковые держатели и звенья.В сельскохозяйственном орудии, помимо компонентов двигателя и трансмиссии, используются ключевые поковки, начиная от шестерен, валов, рычагов и шпинделей, и заканчивая наконечниками рулевых тяг, зубьями борон и культиватором. хвостовики.

Артиллерия

Кованые детали можно найти практически во всех средствах защиты, от спусковых крючков винтовок до атомных подводных лодок. приводные валы. Тяжелые танки содержат более 550 отдельных поковок; на бронетранспортерах работает больше чем 250.Большинство 155-мм, 75-мм и 3-дюймовых. снаряды, а также минометные снаряды содержат не менее двух кованые детали.

Клапаны и фитинги

Для клапанов и фитингов особенно важны механические свойства поковок и их отсутствие пористости. подходит для приложений высокого давления. Коррозионные и жаропрочные материалы используются для фланцев, клапана. корпуса и выносы, тройники, колена, переходники, седла и прочая арматура.Применения в нефтяных месторождениях включают горные породы фрезы, буровое оборудование, арматура и арматура высокого давления.

Промышленное, оборудование и инструменты

Двигатели внутреннего сгорания стационарные и судовые, включая кованые коленчатые валы, шатуны, rod34920-34911528 крышки, распредвалы, коромысла, клапаны, шестерни, валы, рычаги и рычаги. Подвесные моторы, мотоциклы и пилы являются примерами интенсивного использования поковок в двигателях меньшего размера.Промышленное Производство оборудования использует поковку в системах транспортировки материалов, конвейерах, цепных подъемных механизмах и подъемниках. грузовые автомобили.

«Кованые» — знак качества ручного инструмента и метизов. Плоскогубцы, молотки, санки, гаечные ключи и садовые орудия, а также зажимы и розетки для тросов, крюки, талрепы и рым-болты являются общими примерами. Прочность, устойчивость к ударам и усталости, а также отличный внешний вид — вот причины, по которым поковки стали стандарт качества издревле.То же самое и с хирургическими инструментами. Специальное оборудование для линий электропередачи и распределения подвержен высоким нагрузкам и коррозии. Для силы и надежность, поковки используются для таких деталей, как крышки опор, подвесные зажимы, розетки и кронштейны.

С самого начала человечества обработка металлов гарантировала прочность, стойкость, надежность и высочайшее качество разнообразной продукции.Сегодня эти преимущества кованых компонентов приобретают все большее значение по мере увеличения рабочих температур, нагрузок и напряжений.

Кованые компоненты позволяют создавать конструкции, способные выдерживать самые высокие нагрузки и напряжения. Последние достижения в области технологии ковки значительно расширили диапазон свойств, доступных для поковок.

С экономической точки зрения кованые изделия привлекательны из-за присущей им превосходной надежности, улучшенных допусков и более высокой эффективности, с которой поковки могут обрабатываться и обрабатываться автоматизированными методами.

Степень структурной надежности, достигаемая при поковке, не превосходит любой другой процесс металлообработки. Отсутствуют внутренние газовые карманы или пустоты, которые могли бы вызвать неожиданный отказ при нагрузке или ударе. Часто процесс ковки помогает улучшить химическое разделение поковки за счет перемещения материала центральной линии в различные места по всей поковке.

Для проектировщика структурная целостность поковок означает факторы безопасности, основанные на материале, который будет предсказуемо реагировать на окружающую среду без дорогостоящей специальной обработки для исправления внутренних дефектов.

Для производственного работника структурная надежность поковок означает снижение требований к контролю, единообразную реакцию на термообработку и постоянную обрабатываемость, что способствует более высокой производительности и снижению затрат.

Направленная сила — ключ к успеху

Направленная прочность является прямым результатом процесса ковки 34920-34911528.07. В процессе ковки контролируемая деформация (обычно при повышенных температурах) приводит к большей металлургической прочности и улучшенным механическим свойствам материала.В большинстве случаев поковка была предварительно обработана для удаления пористости, возникающей в процессе затвердевания. Это обеспечивает направленное выравнивание (или «поток зерна») для важных характеристик направленности в отношении прочности, пластичности и сопротивления ударам и усталости. Эти свойства намеренно ориентированы в направлениях, требующих максимальной прочности. Обработка материала обеспечивает рекристаллизацию и измельчение зерна, что дает максимальный прочностный потенциал материала с минимальным изменением свойств, безупречный.

Правильно развитая текучесть зерна в поковках точно повторяет очертания детали. Напротив, пруток и плита имеют однонаправленный поток зерна; любые изменения контура срежут линии потока, обнажат концы зерен и сделают материал более склонным к усталости и более чувствительным к коррозии под напряжением.

Конструкторы и инженеры по материалам признают возрастающую важность сопротивления ударам и усталости как части общей надежности компонентов.При использовании соответствующих материалов и термической обработки, при необходимости, можно достичь улучшенной ударной вязкости кованых деталей.

Получающееся в результате более высокое отношение прочности к массе может использоваться для уменьшения толщины сечения в конструкциях деталей без ущерба для эксплуатационных характеристик безопасности. Снижение веса даже при изготовлении деталей из менее дорогих материалов может привести к значительной экономии средств в течение всего срока службы изделия.

Стабильность материала от одной поковки к другой и между отдельными количествами поковок чрезвычайно высока.Кованые детали изготавливаются с помощью контролируемой последовательности этапов производства, а не случайного перетекания материала в желаемую форму.

Однородность состава и структуры от детали к детали, от партии к партии, обеспечивает воспроизводимый отклик на термообработку, минимальные отклонения в обрабатываемости и неизменные уровни свойств готовых деталей.

Размерные характеристики очень стабильны. Последовательные поковки производятся из одного и того же штампа, а поскольку штампы контролируют все контуры штампованной детали, возможность искажения переноса исключается.

Для криогенных применений поковки обладают необходимой ударной вязкостью, высоким отношением прочности к весу и свободны от проблем вязко-хрупкого перехода.

Поковки производятся экономично в чрезвычайно широком диапазоне размеров. С расширением использования специальных операций пробивки, прошивки, резки, обрезки и чеканки значительно увеличился диапазон экономичных форм ковки и возможности повышения точности.Однако детали с небольшими отверстиями, внутренними проходами, входящими карманами и серьезными ограничениями по вытяжке обычно требуют более сложных штамповочных инструментов и более сложной обработки, и поэтому обычно более экономичны при больших размерах.

Подводя итоги конкурса

Поковки превосходят металлические детали, изготовленные другими методами, в их совместимости с другими производственными процессами.

• Характерно однородное измельчение кристаллической структуры кованых компонентов обеспечивает превосходную реакцию на все формы термообработки, максимальное проявление желаемых свойств и непревзойденную однородность.

• Поскольку кованые детали из свариваемых материалов практически не имеют структурных дефектов, материал на свариваемых поверхностях дает наилучшие возможности для получения прочных и эффективных сварных швов с помощью любой техники сварки.

• Опять же, почти полное отсутствие внутренних неоднородностей или поверхностных включений в поковках обеспечивает надежную основу для обработки металлов резанием, таких как токарная обработка, фрезерование, сверление, растачивание, протяжка и прядение со сдвигом; и процессы формования, такие как электрохимическая обработка, химическое фрезерование, электроэрозионная обработка и методы плазменной струи.

• Кованые детали легко изготавливать с помощью таких процессов сборки, как сварка, соединение болтами или клепка.Что еще более важно, цельные поковки часто могут быть спроектированы таким образом, чтобы исключить необходимость в сборках.

• Во многих случаях поковки готовы к использованию без подготовки поверхности или механической обработки. Кованые поверхности подходят для гальваники, полировки, окраски или обработки декоративными или защитными покрытиями.

Ковка охватывает весь спектр металлургии

К началу

Ковка — формовка металла пластической деформацией — включает в себя множество оборудования и методов. Знание различных операций ковки и характерного потока металла, производимого каждой, является ключом к пониманию конструкции ковки.

Кузнечно-прессовый молот

Как правило, кованые детали формуют с помощью молотка или пресса.Ковка на молотке выполняется в серии штампованных штампов с использованием повторяющихся ударов. Качество поковки, а также экономичность и производительность молоткового процесса зависят от инструментов и навыков оператора. Появление программируемых молотов привело к снижению зависимости оператора и повышению согласованности процесса. В прессе заготовка обычно поражается только один раз в каждом слепке штампа, и дизайн каждого штампа становится более важным, а навыки оператора менее важны.

Процесс

Рис. 1. Сжатие между узкими матрицами.

Ковка в открытых штампах Ковка в открытых штампах с использованием молотков и прессов — это современное продолжение доиндустриальных мастеров по металлу, работающих с молотком на своей наковальне.

При открытой штамповке заготовка не ограничивается полностью, так как она формируется штампами. Процесс открытой штамповки обычно ассоциируется с крупными деталями, такими как валы, втулки и диски, но вес деталей может варьироваться от 5 до 500 000 фунтов.

Большинство поковок в открытых штампах производятся на плоских штампах. Круглые обжимные матрицы и V-образные матрицы также используются попарно или с плоской матрицей. Операции, выполняемые на прессах с открытой плашкой, включают:

1. Вытягивание или уменьшение поперечного сечения слитка или заготовки для их удлинения.
2. Осадка или уменьшение длины слитка или заготовки до большего диаметра.
3. Осадка, вытяжка и прошивка — процессы, которые иногда сочетаются с ковкой на оправке для ковки колец с грубым контуром.

Рис. 2. Валковая поковка.

При штамповке или прессовании кованой заготовки ее многократно перемещают между штампами, пока она не достигнет окончательных размеров ковки. Поскольку процесс является неточным и требует значительного мастерства мастера по ковке, сохраняются значительные припуски на заготовки, чтобы компенсировать неровности ковки. Кованая деталь проходит черновую обработку, а затем чистовую обработку до окончательных размеров. Все более широкое использование прессов и молотов делает ковку в открытых штампах и все процессы ковки более автоматизированными.

При открытой штамповке металлы обрабатываются при температурах выше температуры рекристаллизации. Поскольку процесс требует многократных изменений положения заготовки, заготовка охлаждается во время открытой штамповки до температуры ниже температуры горячей обработки или рекристаллизации. Затем его необходимо повторно нагреть, прежде чем можно будет продолжить ковку. Например, стальной вал диаметром 2 фута и длиной 24 фута может потребовать от четырех до шести плавок, прежде чем будут достигнуты окончательные размеры.

Практическое правило гласит, что при ковке стали открытой штамповкой на каждый квадратный дюйм поперечного сечения заготовки требуется 50 фунтов падающего веса.

Рис. 3. Ковка валков с использованием валков специальной формы.

Сжатие между плоскими штампами или высадка — это процесс ковки в открытых штампах, при котором продолговатая заготовка ставится на торец на нижний штамп, а его высота уменьшается за счет движения вниз верхнего штампа. Трение между торцами заготовки и штампами предотвращает свободное боковое распространение металла, что приводит к типичной цилиндрической форме. Контакт с холодной поверхностью матрицы приводит к охлаждению торцевых поверхностей металла, повышая его сопротивление деформации и усиливая бочкообразность.

Осадка между параллельными плоскими штампами ограничивается деформацией, симметричной относительно вертикальной оси. Если требуется преимущественное удлинение, идеально подходит сжатие между узкими штампами (рис. 1). Силы трения в осевом направлении стержня меньше, чем в перпендикулярном направлении, и поток материала в основном осевой.

Более узкая матрица удлиняется лучше, но слишком узкая матрица режет металл, а не удлиняется. На направление потока материала также можно влиять, используя фильеры с поверхностями особой формы.

Сжатие между узкими матрицами прерывистое, поскольку необходимо выполнить много ходов, пока заготовка перемещается в осевом направлении. Эту задачу можно сделать непрерывной путем ковки валков (рис. 2). Обратите внимание на сходство между рис. 1 и рис. 2. Ширина матрицы теперь представлена ​​длиной дуги контакта. Достигаемое удлинение зависит от длины контактной дуги.

Рис. 4. Поковка штампа

Валки большего размера вызывают большее поперечное распространение и меньшее удлинение из-за большей разницы в силе трения в дуге контакта, в то время как валки меньшего размера имеют большее удлинение.Боковое распространение можно уменьшить, а удлинение увеличить с помощью валков специальной формы (рис. 3).

Свойства штампованных деталей очень удовлетворительны. В большинстве случаев заусенцев нет, а структура волокна очень удобна и непрерывна на всех участках. Валики выполняют определенное количество операций по удалению окалины, делая поверхность продукта гладкой и свободной от карманов накипи.

Поковка штампа

В наиболее простом примере штамповки штамповки, на которую приходится большая часть производства штамповки, две штампы сводятся вместе, и заготовка подвергается пластической деформации, пока ее увеличенные стороны не касаются боковых стенок штампа (рис.4). Затем часть материала начинает вытекать за пределы слепка штампа, образуя вспышку. Вспышка быстро охлаждается и имеет повышенное сопротивление деформации, фактически становясь частью инструмента. Это создает давление внутри заготовки, помогая материалу перетекать в незаполненные оттиски.

Поковки для штамповки могут изготавливаться на горизонтальной кузнечной машине (высадочной машине) в процессе, называемом высадкой. При высадке заготовка удерживается между неподвижной и подвижной штампом, в то время как горизонтальный плунжер обеспечивает давление для штамповки заготовки (рис.5). После каждого рабочего хода штампы для множественных слепков могут открываться, чтобы обеспечить перемещение материала из одной полости в другую.

Рис. 5. Осадки.

Форма штамповки в штампе, закрытая штамповка не зависит от образования заусенцев для достижения полного заполнения штампа. Материал деформируется в полости, которая позволяет почти или совсем не выходит излишкам материала, что предъявляет более высокие требования к конструкции штампа.

Для штамповки штампов более важными становятся штамповочные штампы, а уровень квалификации оператора менее важен для операций штамповки.Последовательность штамповки на прессе, как правило, включает блочную и чистовую обработку, иногда с преформой, прожигом или обрезкой. Деталь обычно ударяют только один раз в каждую полость штампа.

Преимущество прецизионной ковки

Прецизионная ковка обычно означает ковку, близкую к окончательной, или ковку с жесткими допусками. Это не особая технология, а усовершенствование существующих технологий до такой степени, что кованые детали можно использовать parts2cmyk с небольшой последующей обработкой или без нее. Усовершенствования касаются не только самого метода ковки, но и методов предварительного нагрева, удаления окалины, смазки и контроля температуры.

Решение о применении методов точной ковки зависит от относительной экономии дополнительных операций и инструментов по сравнению с отсутствием механической обработки. Из-за более высоких затрат на инструменты и разработку прецизионная ковка обычно ограничивается исключительно высококачественными задачами.

Кольцо прокатное

Этапы процесса прокатки колец

Прокатка колец превратилась из искусства в строго контролируемый инженерный процесс.Прокатные бесшовные кольца производятся на различном оборудовании. Все дают один и тот же продукт — цельнотянутую секцию с круговой ориентацией волокон. Эти кольца обычно обладают тангенциальной прочностью и пластичностью и часто дешевле в производстве, чем аналогичные поковки в закрытых штампах. В целом, процесс прокатки колец обеспечивает однородный круговой поток зерна, простоту изготовления и универсальность по материалу, размеру, массе и геометрии.

В процессе прокатки колец преформа нагревается до температуры ковки и помещается на промежуточный (внутренний) валок прокатного станка.При вращении кольца главный (внешний) валок оказывает давление на стену. Площадь поперечного сечения уменьшается по мере увеличения внутреннего и внешнего диаметров. Оборудование может быть полностью автоматизировано от нагрева заготовки до пост-кузнечной обработки. Усовершенствованное оборудование для прокатки колец может накатывать контуры как по внутреннему, так и по внешнему диаметру кольца, что обеспечивает отличное снижение веса, экономию материала и снижение затрат на обработку.

Существует бесконечное множество размеров, в которые можно свернуть кольца, от втулок роликовых подшипников до колец диаметром 25 футов с высотой поверхности более 80 дюймов.Различные профили могут быть прокатаны путем соответствующей формы ведущего и холостого валков.

Экструзия При экструзии (рис. 6) заготовку помещают в контейнер и сжимают до тех пор, пока давление внутри металла не достигнет уровня напряжения потока. Заготовка полностью заполняет контейнер, и дополнительное давление заставляет ее проходить через отверстие и формировать экструдированный продукт.

Экструзия может быть прямой (прямой) или обратной (обратной), в зависимости от направления движения между ползунком и экструдированным продуктом.Экструдированный продукт может быть цельным или полым. Экструзия труб типична для прямой экструзии полых форм, а обратная экструзия используется для массового производства контейнеров.

Рис. 6. Экструзия а-Фоварда; б-обратная экструзия; экструзия c-образных труб; Экструзия d-контейнера.

Пробивка тесно связана с обратной экструзией, но отличается большим движением пуансона по сравнению с движением материала заготовки.

Вторичные процессы Помимо первичных процессов штамповки, часто используются вторичные процессы.Протягивание через матрицу — удобный способ устранить кованую тягу (рис. 7а). Режим деформации — тангенциальное сжатие. Диаметр волочильного кольца может быть немного меньше, чем внешний диаметр предварительно кованной оболочки, чтобы контролировать или уменьшать толщину стенки и увеличивать высоту оболочки при операции волочения или утюжки (рис. 7b).

Гибка может производиться как на готовой поковке, так и на любом этапе ее изготовления.

Поскольку поковка может принимать сложные формы, редко требуется только один слепок штампа.Предварительное формование поковки — путем ее гибки, прокатки или обработки в предварительной матрице — может быть более желательным. Повышение производительности, срока службы штампа и качества штамповки часто перевешивает тот факт, что предварительное формование увеличивает эксплуатационные и сопутствующие расходы. Поковка в одном окончательном слепке штампа может быть практичной для очень малых серий деталей.

Рис. 7.a-чертеж;
б-утюг

Поскольку для гибки крупных деталей требуется машина с большим ходом, часто необходимы специальные механические или гидравлические прессы.Простые формы можно согнуть за одну операцию, но более сложные контуры выполняются последовательно. Если сложные формы должны быть сформированы за одну операцию, инструмент должен содержать движущиеся элементы.

Специальные методы После деформации кованые детали могут подвергаться дальнейшей металлообработке. Заусенец удаляется, могут потребоваться перфорированные отверстия и может потребоваться улучшенная обработка поверхности или более высокая точность размеров.

Обрезка — Обрезка обрезается перед тем, как поковка готова к отправке.Иногда, особенно для сплавов, чувствительных к трещинам, это можно сделать шлифованием, фрезерованием, пилением или газовой резкой.

Чеканка — Чеканка и глажка — это, по сути, операции калибровки с давлением, прикладываемым к критическим поверхностям для улучшения допусков, сглаживания поверхностей или устранения тяги.

Чеканка обычно выполняется на поверхностях, параллельных линии разъема, а глажка типична путем проталкивания чашеобразной детали через кольцо до размера по внешнему диаметру.В любой операции участвует небольшой поток металла, и вспышка не образуется.

Обжимка — эта операция связана с процессом ковки в открытых штампах, при котором заготовка вытягивается между плоскими узкими штампами. Но вместо приклада молоток вращается для нанесения нескольких ударов, иногда до 2000 ударов в минуту. Это полезный метод первичной обработки, хотя в промышленном производстве его роль обычно сводится к отделке. Обжатие может быть остановлено в любой точке длины заготовки и часто используется для наведения концов труб и стержней, а также для изготовления ступенчатых колонн и валов с уменьшающимся диаметром.

Рис. 8. Горячая экструзия корпуса клапана.

Горячая экструзия — экструзия наиболее подходит для формования деталей с резко изменяющимся поперечным сечением и, следовательно, является прямым конкурентом непрерывной высадки и горизонтальной ковочной машины. На рис. 8 участок стержня с тщательно контролируемым объемом нагревается, очищается от накипи и помещается в матрицу. Под давлением плотно прилегающего пуансона (рис. 8а) материал сначала заполняет полость, затем часть ее выдавливается в длинный стержень.В конце хода (рис. 8б) получается корпус клапана, требующий только шлифовки посадочных поверхностей.

Существует множество вариантов процесса экструзии, многие из которых запатентованы. Заготовка может быть полой (обработанной), пробитой в отдельной операции или в самом процессе экструзии. В любом случае качество нагрева, эффективность удаления или предотвращения накипи, а также эффективность смазки имеют первостепенное значение. Разнообразие производимых форм велико.Точность размеров, качество поверхности и производительность высоки, а за одну операцию можно достичь большей степени деформации, чем при любом другом методе ковки.

Холодная, теплая и горячая штамповка — в чем разница?

Холодный

Холодная штамповка включает в себя штамповку в штампах или штамповку в закрытых штампах со смазкой и круглыми штампами при комнатной температуре или близкой к ней. Углеродистые и стандартные легированные стали чаще всего подвергаются холодной ковке. Детали обычно симметричны и редко превышают 25 фунтов.Основным преимуществом является экономия материала за счет точных форм, требующих минимальной отделки. Полностью закрытые оттиски и поток металла экструзионного типа обеспечивают отсутствие сквозняков и компоненты с жесткими допусками. Производительность очень высока при исключительном сроке службы матрицы. Хотя холодная ковка обычно улучшает механические свойства, это улучшение не приносит пользы во многих распространенных применениях, и экономические преимущества остаются основным интересом. Дизайн и производство инструмента имеют решающее значение.

Теплый

Теплая поковка имеет ряд преимуществ экономии, которые подчеркивают ее все более широкое использование в качестве метода производства.Диапазон температур для горячей ковки стали составляет от температуры выше комнатной до температуры рекристаллизации, или примерно от 800 до 1800 ° F. Однако более узкий диапазон от 1000 до 1330 ° F становится диапазоном, возможно, с наибольшим коммерческим потенциалом для теплой ковки. По сравнению с холодной штамповкой, теплая штамповка имеет следующие потенциальные преимущества: снижение нагрузки на инструмент, уменьшение нагрузки при прессовании, повышение пластичности стали, устранение необходимости в отжиге перед ковкой и благоприятные свойства после ковки, которые могут исключить термическую обработку.

Горячий

Горячая ковка — это пластическая деформация металла при такой температуре и скорости деформации, при которой рекристаллизация происходит одновременно с деформацией, что позволяет избежать деформационного упрочнения. Для этого на протяжении всего процесса должна поддерживаться высокая температура детали (соответствующая температуре рекристаллизации металла). Одной из форм горячей ковки является изотермическая ковка, при которой материалы и штампы нагреваются до одинаковой температуры. Почти во всех случаях изотермическая ковка суперсплавов проводится в вакууме или строго контролируемой атмосфере для предотвращения окисления.

Вернуться к началу

Поковки в открытых штампах — Компания по ковке металлов

В июле 1992 года Scot Forge стала первой в Северной Америке компанией по открытой штамповке, получившей сертификат ISO 9001. С тех пор Scot Forge поддерживает сертификацию и теперь сертифицирован по ISO 9001: 2015, а также по AS9100D (EN 9100D: 2016, JISQ 9100: 2016). Дальнейшее освоение аэрокосмической продукции привело к аккредитации Nadcap как в области термической обработки алюминиевых материалов, если это указано в заказе на поставку, так и в области неразрушающего контроля.Ringmasters и North American Forgemasters, совместные предприятия Scot Forge, также сертифицированы по ISO 9001: 2015. Другие аккредитации включают ABS, DNV, Lloyd’s Register и Европейскую директиву по оборудованию, работающему под давлением (PED). Вся продукция производится в соответствии с нашей программой AS9001D с другими процедурами сертификации и контроля процесса, доступными, если это указано в контракте.

Лидеры в области открытой штамповки и прокатки колец

Компания Scot Forge, базирующаяся в Спринг-Гроув, штат Иллинойс, США, занимается кузнечным металлом с 126-летним опытом успеха.Scot Forge считается лидером отрасли в области открытой штамповки и штамповки прокатных колец. Как ведущий поставщик высококачественных решений для ковки металла, у нас есть эксперты в вашей отрасли, которые помогут предоставить самый широкий спектр возможностей открытой штамповки. Располагая пятью предприятиями в США, включая два совместных предприятия, и производственными площадями площадью более 1,3 миллиона квадратных футов, Scot Forge предлагает самые современные кузнечные цеха с открытой матрицей и прокатными кольцами в Северной Америке. Scot Forge создает прецизионные кованые металлические детали, от колес марсохода НАСА Curiosity до критически важных компонентов атомных подводных лодок и больших гидроцилиндров для самых больших карьерных самосвалов на планете.

СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ

.

No related posts.