Поковки что это такое: Что такое поковка? Процесс изготовления поковки. Ковка, штамповка

Производственная Компания ПромТехнологии г. Пенза

Кузнечное производство предприятия позволяет изготавливать поковки свободной ковки, штамповки и раскатные кольца из углеродистых, легированных и конструкционных марок сталей. Данный вид продукции остается наиболее востребованным в машиностроении и нефтяной отрасли за счет своих механических свойств и ряда других преимуществ.

Поковка — металлическая заготовка, получаемая в процессе ковки или горячей объемной штамповки. Технология изготовления поковки предусматривает в себе предварительную резку заготовок из сортового проката круглой или квадратной формы. Далее заготовки проходят предварительный нагрев и направляются на ковку. Процесс ковки представляет собой деформацию заготовки молотом с различных сторон или усадку сторон на прессе. Дополнительно могут быть выполнены операции протяжки, прошивки отверстия или выдавливания. В зависимости от группы качества поковка может проходить термическую обработку для улучшения свойств или получения нужных характеристик.

Для повышения качества поковок используется горячекатаный прокат в качестве исходной заготовки. Это дает необходимую величину укова и устранение крупнозернистой структуры металла.

При производстве продукции нашим предприятием преимущественно применяется поковка как наиболее качественная заготовка из-за ключевых и очень важных преимуществ:

• Высокие механические свойства и прочностные характеристики
• Сохранение химического состава после ковки и термообработки
• Уменьшенный расход металла по сравнению с альтернативными способами изготовления
• Точность формы для штамповок и минимальные припуска на обработку

Предприятие изготавливает следующие виды поковок:

Формы поковок	Размеры	Вес
Плиты	a — до 250 мм b — до 250 мм l — до 600 мм	До 350 кг.
Кубики с отверстием и без	a — до 250 мм b — до 250 мм l — до 600 мм	До 350 кг.
Диски  с отверстием и без	D — до 500 мм d — до 165 мм h — до 150 мм	До 350 кг.
Раскатные кольца	D — до 2200 мм d — до 350 мм h — до 150 мм	До 900 кг.
Цилиндры с отверстиями		До 350 кг.
Валы гладкие и ступенчатые	D — до 250 мм l — до 600 мм	До 350 кг.
Штамповки	D — до 300мм h- до 50 мм H — до 150 мм	До 60 кг.

 

Поковки изготавливаются в соответствии с требованиями: ГОСТ 8479-70, ГОСТ 25054-81, ОСТ 108.109.01.92, ОСТ 26-01-135-81, ОСТ 108.030.113-87, ТУ 108.11.937-87, ТУ 26-0303-1532-84Марки сталей: 20, 45, 09Г2С, 16ГС, 15XM, 15Х5М, 20ЮЧ, 30ХМА, 40Х, 13ХФА, 12ХН3А, 20Х13, 08X18h20T, 12X18h20T, 10X17h23M2T и др.

Возможности термической обработки позволяют производить следующие виды ТО:

• Отжиг
• Нормализация
• Отпуск
• Закалка
• ТВЧ закалка

Поставка поковок может производиться:

• С окалиной (вчерне)
• Без окалины после дробеструйной обработки
• С предварительной механической обработкой
• Полностью обработанная деталь с полной механической обработкой

Для дополнительного контроля могут осуществляться следующие виды испытаний:

• Механические свойства
• Химический состав
• Неразрушающий ультразвуковой контроль (УЗК)
• Макроконтроль
• Капиллярный контроль

Изготовление поковок и штамповок: особенности технологии

Ковка и горячая штамповка – одно из трёх основных направлений обработки давлением штучных заготовок из металлов и сплавов.

Ввиду того, что способность металла к деформированию существенно возрастает с повышением температуры, методами горячей обработки давлением можно изготавливать изделия сколь угодно сложных форм, причём даже из сталей со сравнительно низкой пластичностью (например, высоколегированных). Более того, некоторые сплавы обрабатываются давлением исключительно при горячем состоянии.

1. Область распространения операций горячей обработки давлением и её виды
2. Ковка металла
3. Горячая штамповка

Область распространения операций горячей обработки давлением и её виды

Изготовление поковок и штамповок горячей деформацией определяется температурой, при которой деформируемый металл перестаёт упрочняться. Упрочнение проявляет себя как постоянно растущие значения предела пластичности. Как следствие, к металлу приходится прилагать всё большее усилие, что негативно сказывается на расходе энергии деформирующими машинами. При горячей обработке давлением возрастает подвижность зерен макроструктуры, а их перемещение становится более легким.

Поэтому удельные усилия заметно снижаются, поэтому становится возможным формоизменять сталь с высокими степенями деформации, не опасаясь при этом разрушения заготовки. 

Ковка и штамповка – основные виды горячей обработки давлением. Соответственно производственное оборудование в первом случае называют ковочным, а во втором – ковочно-штамповочным.

Неконтролируемость теплового расширения металла при горячей обработке давлением в большинстве случаев не даёт возможности изготавливать изделия без допусков и припусков.  Поэтому поковки, штамповки – заготовки, которые далее подлежат механической доработке по контуру, сверлению отверстий, изготовлению пазов или галтельных канавок.

Таким образом, под ковкой и штамповкой понимают технологию горячей обработки металлов давлением, которую производят при температурах конца аустенитного превращения. Для низкоуглеродистых и нелегированных сталей – это диапазон температур 1050…12000С, а для высокоуглеродистых и легированных – 850…9500С.

Ковка металла

При ковке течение металла под действием деформирующего инструмента ничем не ограничивается, поскольку формоизменение происходит нажатием гладких бойков по поверхности заготовки. Усилие деформации при этом наименьшее, однако и возможности для точного деформирования металла минимальны: пластическое течение всегда происходит в направлении наименьшего сопротивления, т.е., в зазор между бойками. Поэтому ковка является чисто заготовительной операцией и выполняется в следующих случае:

• Для предварительного перераспределения металла в слитке или в катаной штучной заготовке;
• Для дробления зерен заготовки после её термообработки.

Основные операции ковки:

1. Осадка (уменьшение высоты заготовки при соответствующем увеличении ее диаметра).
2. Протяжка (увеличение длины заготовки при уменьшении ее высоты).
3. Прошивка закрытая и открытая – получение глухих или сквозных отверстий.
4. Кручение – винтообразное изменение продольной оси заготовки.
5. Рубка – разделение заготовки на несколько частей.

Ковку проводят на паровоздушных ковочных молотах, а для деформирования особо крупных поковок (например, коленчатых валов) используют парогидравлические ковочные прессы. Заготовку, прошедшую переходы ковки, называют поковкой.

Горячая штамповка

При горячей штамповке (она, кстати, бывает как объёмной, так и листовой: последняя применяется для трудно деформируемых сталей, которые поставляются как толстолистовой прокат толщиной более 15…20 мм) течение металла под действием рабочего усилия ограничивается формой полости рабочего инструмента – штампа. Иногда готовое изделие после такого формоизменения так и называют — «штамповка», но практически более распространён термин «поковка», поскольку изначально уже известно, ковкой или штамповкой обрабатывается металл.

Штамп представляет собой сложный инструмент, состоящий из двух половинок – подвижной и неподвижной. При этом подвижная часть штампа прикрепляется к ползуну пресса или к бабе паровоздушного штамповочного молота, а неподвижная размещается на столе горячештамповочного оборудования.

Наличие боковых стенок штампа повышает усилие деформирования из-за появления сил трения. Однако готовые штамповки отличаются значительно более высокой размерной точностью, поэтому допуски при этом намного меньше. Кроме того, наличие современного горячештамповочного оборудования – горячештамповочных автоматов, винтовых и кривошипных прессов – позволяет минимизировать также припуски на механическую обработку. Штампованная поковка в ряде случаев подлежит только очистке от окалины.

Таким образом, поковка, штамповка – отличия между ними заключаются в степени точности конечного изделия, и в его форме.

Последовательность проведения технологических процессов горячей штамповки:

1. Нагрев заготовки пламенными иди электрическими печами.
2. Собственно деформирование (основными схемами течения металла являются осадка и выдавливание).
3. Обрезка облоя – технологического остатка, наличие которого обеспечивает заполнение трудно заполняемых полостей штампа.
4. Правка-калибровка, в результате чего выравнивается продольная ось изделия, изогнутая возникшими при деформировании термическими напряжениями.

Итак, поковка, штамповка – разница между ними состоит в том, что поковка после деформирования всегда подвергается последующей обработке, в то время как штамповка уже имеет форму, приближающуюся к форме конечной детали.

Преимущества поковок-ковочных процессов | Scot Forge

Ковка 101 — Что такое ковка?

На самом базовом уровне ковка представляет собой процесс формования металлов с помощью ковки, прессования или прокатки. Процесс начинается с исходной заготовки, обычно литого слитка (или «зубчатой» заготовки, которая уже была выкована из литого слитка), который нагревается до температуры пластической деформации, затем осаживается или «замешивается» между штампами до желаемой формы. и размер.

На следующих нескольких страницах вы можете узнать основы процесса свободной штамповки и штамповки с раскатыванием колец, их применения и преимуществ.

Экономические преимущества

Конструктивные преимущества

Сравнительный анализ

Мы знаем, что у вас есть много вариантов изготовления ваших ключевых компонентов, поэтому вот краткий обзор:

• Поковки и обработанные прутки
• Ковка и сварные изделия/изделия
• Ковка и отливки
• Ковка против центробежного литья
• Ковка против пластины для резки факелом
• Ковка по сравнению с закрытой штамповкой/ штамповкой

Процесс ковки металла

Когда покупатели должны выбрать процесс и поставщика для производства критического металлического компонента, они сталкиваются с огромным количеством возможных альтернатив. В настоящее время доступно множество процессов металлообработки, каждый из которых предлагает уникальный набор возможностей, затрат и преимуществ. Процесс ковки идеально подходит для изготовления многих деталей; однако некоторые покупатели могут не знать об исключительных преимуществах, доступных только при этой форме обработки металлов давлением. Фактически, ковка часто является оптимальным процессом как с точки зрения качества детали, так и с точки зрения стоимости, особенно для приложений, требующих максимальной прочности детали, нестандартных размеров или критических характеристик производительности.

Существует несколько доступных процессов ковки, включая штамповку или штамповку, холодную штамповку и экструзию. Однако здесь мы подробно обсудим методы, применение и сравнительные преимущества процессов ковки в открытых штампах и бесшовных прокатных колец. Предлагаем вам учесть эту информацию при выборе оптимального процесса производства ваших металлических деталей.

Исторический взгляд на ковку металлов

Чтобы удовлетворить меняющиеся потребности промышленности, ковка эволюционировала, чтобы учесть огромные достижения в области оборудования, робототехники, компьютеров и электронного управления, которые произошли в последние годы. Эти сложные инструменты дополняют творческие способности человека, которые даже сегодня необходимы для успеха каждой металлической поковки. Современные кузнечные заводы способны производить высококачественные металлические детали практически безграничного множества размеров, форм, материалов и отделки.

 

Во время этого процесса горячей штамповки литая крупнозернистая структура разрушается и заменяется более мелкими зернами. Усадка и газовая пористость, присущие отлитому металлу, закрепляются за счет обжатия слитка, достижения здоровых центров и структурной целостности. Таким образом, механические свойства улучшаются за счет уменьшения литой структуры, пустот и сегрегации. Ковка также обеспечивает средства для выравнивания потока зерна для наилучшего получения желаемой направленной силы. Вторичная обработка, такая как термообработка, также может быть использована для дальнейшей обработки детали.

Ковка

позволяет создавать множество размеров и форм с улучшенными свойствами по сравнению с отливками или сборками.

Перейти к следующему разделу: Процесс свободной штамповки

Процесс ковки

Открытый штамп

Процесс ковки

Бесшовные прокатные кольца

Благодаря непоколебимой приверженности наших сотрудников-владельцев мы создадим лучшее будущее для тех, кому мы служим: наших клиентов, совладельцев, поставщиков и сообщества. Основой наших обязательств является наша уникальная культура, принадлежащая сотрудникам, которая воплощает ценности безопасности, личной ответственности, честности, постоянного совершенствования, обучения и сотрудничества.

Горжусь тем, что являюсь американским производителем

Связаться

8001 Уинн Роуд.
Спринг-Гроув, Иллинойс 60081

1(800)435-6621

Copyright © 2023 Scot Forge Company, Спринг-Гроув, Иллинойс

Типы процессов ковки | Ассоциация кузнечной промышленности

Главная Типы процессов ковки

Существует три основных метода (или процесса) изготовления кованой детали.

1. Штамповка
2. Холодная ковка
3. Открытая штамповка
4. Бесшовная прокатная кольцевая поковка

---

Штамповка штампом

Штамповка штампом фунта или штамповки металла между двумя штампами (называемыми оснасткой), которые содержат предварительно вырезанный профиль желаемой детали. Детали от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле выкованы в холодном состоянии.

ПРОЦЕСС ОПЕРАЦИИ
Графическое изображение этапов процесса.

• Неподвижное изображение
• Анимированная последовательность
• Видео

Технологические возможности

Обычно называемая ковкой в ​​штампах, штамповка стальных, алюминиевых, титановых и других сплавов позволяет получить почти безграничное разнообразие трехмерных форм весом от нескольких унций до более 25 тонн. Штампованные поковки обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах с усилием до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих оттиски формы детали, соединяются вместе, когда поковочная заготовка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы свободной ковки. Дополнительную гибкость при формовании как симметричных, так и несимметричных форм обеспечивают различные операции предварительной формовки (иногда гибки) перед ковкой в ​​штампах чистовой обработки.

Геометрия деталей варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блочных прямоугольных тел и дискообразных конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие стенки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра и бобышки. . Хотя многие детали в целом симметричны, другие включают в себя всевозможные конструктивные элементы (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. д.), которые в совокупности делают поковку очень несимметричной. Кроме того, детали могут быть согнуты или изогнуты в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равномерными или плоскими.

Большинство технических металлов и сплавов могут быть кованы с помощью обычных штамповочных процессов, среди них: углеродистые и легированные стали, инструментальные стали, нержавеющие, алюминиевые и медные сплавы, а также некоторые титановые сплавы. Материалы, чувствительные к скорости деформации и температуре (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребовать более сложных процессов ковки и/или специального оборудования для ковки в штампах.

Вернуться к началу

---

Холодная ковка

Большая часть ковки выполняется в виде горячей обработки при температуре до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью ковки в штампах является холодная ковка. Холодная ковка включает в себя множество процессов: гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, что позволяет получать детали самых разных форм. Температура металлов, подвергаемых холодной ковке, может колебаться от комнатной до нескольких сотен градусов.

Технологические операции
Графическое изображение этапов процесса.

Технологические возможности

Холодная ковка включает в себя множество процессов гибки, холодной вытяжки, холодной высадки, чеканки, экструзии, пробивки отверстий, накатки резьбы и т. д. для получения разнообразных форм деталей. К ним относятся различные валообразные элементы, чашеобразные геометрические формы, полые детали со штоками и валами, всевозможные высаженные (головчатые) и изогнутые конфигурации, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, были изготовлены методом горячей экструзии. При холодной ковке стального прутка, проволоки или прутка нередки валообразные детали с изгибами в 3-х плоскостях и головками.

Типичные детали наиболее рентабельны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматической обработке. Варианты материалов варьируются от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали серий 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда горячая ковка предпочтительнее холодной, особенно для стали с более высоким содержанием углерода, или когда можно исключить отжиг в процессе.

Холодная штамповка, часто выбираемая для неотъемлемых конструктивных элементов, таких как встроенные фланцы и бобышки, часто используется в деталях автомобильного рулевого управления и подвески, антиблокировочных тормозных системах, аппаратных средствах, компонентах защиты и других приложениях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и объем. производство делает их экономичным выбором.

При этом химически смазанная заготовка прутка вдавливается в закрытую матрицу под экстремальным давлением. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямое выдавливание включает поток стали в направлении силы ползуна. Применяется, когда необходимо уменьшить диаметр стержня и увеличить длину. Экструзия в обратном направлении, когда металл течет против силы ползуна, создает полые детали. При осадке металл течет под прямым углом к ​​силе ползуна, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Наверх

---

Ковка в открытых штампах

Ковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение заготовки является ключом к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину могут быть выкованы или спрессованы таким образом.

ПРОЦЕСС ОПЕРАЦИИ
Графическое изображение этапов процесса.

• Неподвижная графика
• Анимированная последовательность
• Видео

Возможности процесса

Ковка в открытых штампах позволяет производить поковки весом от нескольких фунтов до более чем 150 тонн. Этот процесс, называемый открытым штампом, потому что металл не ограничивается сбоку штампами во время ковки, постепенно придает исходной заготовке желаемую форму, чаще всего между штампами с плоской поверхностью. На практике ковка в открытых штампах включает в себя множество вариантов процесса, позволяющих производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную структурную целостность для огромного металлического компонента, возможности свободной ковки в огромных размерах делают ее очевидным выбором по сравнению с альтернативами, не связанными с ковкой. В верхней части диапазона размеров поковки в открытых штампах ограничены только размером исходной заготовки, а именно, самым большим слитком, который можно отлить.

Практически все поддающиеся ковке сплавы черных и цветных металлов могут быть кованы в свободном штампе, включая некоторые экзотические материалы, такие как упрочняющиеся при старении суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Возможности открытой формы матрицы действительно широки. В дополнение к круглым, квадратным, прямоугольным, шестиугольным и другим основным формам прутки с открытым штампом могут производить:

• Ступенчатые валы Сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (снижается) в нескольких местах вдоль продольной оси. ось.
• Полости цилиндрической формы, обычно длиной намного больше диаметра детали. Длина, толщина стенки, внутренний и наружный диаметр могут варьироваться по мере необходимости.
• Кольцевидные детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Контурные металлические оболочки, такие как сосуды под давлением, которые могут включать экструдированные сопла и другие элементы конструкции.

В отличие от последовательных операций ковки в последовательности штампов, несколько операций свободной ковки могут быть объединены для получения требуемой формы. В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей степени общей деформации и оптимальной структуры потока зерен, тем самым максимально улучшая свойства и предельные характеристики для конкретного применения. Ковка цельной заготовки зубчатого колеса и ступицы, например, может повлечь за собой несколько операций волочения или объемной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть изготовлены путем осадки слитка с последующим прокалыванием центра перед ковкой кольца.

 

Вернуться к началу

---

Ковка бесшовных катаных колец

Ковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивки отверстия в толстом круглом куске металла (создание отверстия в толстом круглом куске металла). затем скатывание и сжимание (или, в некоторых случаях, растирание) пончика в тонкое кольцо. Диаметр кольца может быть от нескольких дюймов до 30 футов.

ПРОЦЕСС ОПЕРАЦИИ
Графическое изображение этапов процесса.

• Неподвижное изображение
• Анимированная последовательность
• Видео

Технологические возможности

Кольца, выкованные в процессе прокатки бесшовных колец, могут весить от < 1 фунта до 350 000 фунтов, а наружный диаметр варьируется от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, аэрокосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других критических областях применения.

Конфигурации бесшовных колец могут быть плоскими (как шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (приближающиеся к полому цилиндрическому сечению). Высота катаных колец варьируется от менее дюйма до более 9футов. В зависимости от используемого оборудования соотношение толщины стенок и высоты колец обычно колеблется от 1:16 до 16:1, хотя при специальной обработке достигаются и большие пропорции. На самом деле, бесшовные трубы до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах усилием от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что базовые формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложными функциональными поперечными сечениями могут быть изготовлены практически для любых конструктивных требований. Удачно названные, эти контурные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и/или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций механической обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей. По сравнению с бесшовными катанными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота поверхности и наружный диаметр) профильных катаных колец несколько ниже, но все же имеют очень внушительные размеры.