Ковка по металлу: Ковка металла — виды, основы и приемы технологии

Разное

Содержание

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.

Таблица ковки металлаТаблица ковки металла
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

Существуют основные виды ковки металла:

  • 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 ковкаМашинная ковка

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

Многовековое развитие такого вида металлообработки привело к появлению огромного количества инструментов и приспособлений. Но горячая ковка металла сохранила ту же технологическую линию, как и тысячи лет назад: нагревание, закрепление, деформация, закалка.

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

Самые первые изделия, изготовленные человеком путем ковки, были из меди. Это связано с двумя основными причинами. Во-первых, это был самый распространенный вид материала, который попадался в самородном (практически чистом) виде. Во-вторых, медь — самый ковкий металл, нижняя граница температуры, при которой ее можно ковать, равна 100°С, что вполне было доступно первобытным мастерам. Позже начали ковать бронзу и железо. А с появлением стали были отработаны приемы и технологии ее обработки.

Кузнечные приемы

Основные кузнечные операции, использующиеся в технологии ковки металла:

  • 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.

Протяжка — еще один технологический прием обработки металла кузнечным способом. Такая операция подразумевает удлинение заготовки. При этом уменьшается поперечная площадь сечения.
Раскатка на станкеРаскатка на станке

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

При изготовлении кованых изделий чаще всего использую сталь, как наиболее прочный материал, который без особых проблем можно обработать таким способом. Но при этом соблюдаются некоторые технологические особенности материала.

  • 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 условияхКовка в промышленных условиях

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.

Значительно упростило изготовление кованых изделий появление машин, способных обрабатывать большие по весу и габаритам заготовки.

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.

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.

Роза ручной работыРоза ручной работы

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.

Молот и наковальняМолот и наковальня

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.

Кузнец работаетКузнец работает

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.

горячая, холодная ковка своими руками

Ковка – это обработка металла, которая выполняется для придания ему необходимой формы и размеров. Горячая ковка обеспечивает производство поковок, которые впоследствии будут использованы на производстве или в быту.

Горячая ковка крупногабаритных изделийГорячая ковка крупногабаритных изделий Горячая ковка крупногабаритных изделий

Надо отметить, что в последние годы особой популярностью стали пользоваться кованые изделия, используемые в качестве ограждений, ворот, решеток и пр.

Интересно о ковке металла

Интересный факт, одна из самых распространенных фамилий в мире произошла от кузнечного дела. Это Кузнецов в России, во Франции – Ферран, в Британии – Смит. Это говорит о распространенности этого ремесла по всему миру.

Кузнечное делоКузнечное дело

Кузнечное дело

Основой слова коварство, является глагол ковать. Дело в том, что многие народы и племена считали кузнечное дело малопонятным и покрытым тайной. Коварь (кузнец) изготавливает ковы, вяжет путы, так со временем существительное коварство обозначало мудрость, навыки, умение. Со временем, оно стало означать злобные планы и умыслы. Одновременно появились и словосочетания ковать свое счастье и ковать свою судьбу, носящие позитивный смысл.

Во время массовой унификации производства и применения такого оборудования, как прокатное, штамповочное, использование компьютерного управления практически вытеснило кузнечное дело из тяжелой индустрии, но оно осталось и пользуется популярностью и дизайнеров и специалистов по проектированию интерьеров. Современные кузнецы изготавливают продукцию, которая применяется при создании ограждений, лестниц, архитектурного оформления зданий и пр.

Ковка металлаКовка металла
Прокатное оборудование для холодной ковки
Горячая штамповкаГорячая штамповка
Горячая штамповка

Но наш век, привел к тому, что проектирование кованых изделий выполняют на специальных конструкторских 3D программах, предназначенных для разработки деталей различного назначения.

Свободную ковку применяют ко множеству металлов. С помощью этой операции выполняют и предметы обихода, и предметы, представляющие собой художественную ценность. Кстати, этот способ обработки металла применяют и в ювелирном деле. В самом деле, самый ковкий металл – это золото. Оно обладает пластичностью, текучестью, тягучестью и многими другими свойствами, позволяющие получать из него бесценные изделия.

Ковка ювелирных изделийКовка ювелирных изделий

Ковка ювелирных изделий

На практике применяют два основных вида ковки – горячую и холодную.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка металла может быть выполнена, когда металл разогрет до определенного уровня. Такой способ называют горячей ковкой, и до недавнего времени это был основной способ производства кованых деталей.

В последние несколько десятков лет стал набирать популярность способ холодной ковки. Этот способ отличается тем, что его применение позволяет сэкономить на производственных площадях, пропадает необходимость в содержании энергозатратного кузнечного горна и пр.

Горячий метод ковки

Как уже отмечалось выполнение горячей ковки, возможно, при нагреве металла до температур, при которых он изменяет свои прочностные характеристики и приобретает пластичность, которая позволяет его относительно легко обрабатывать, используя ударный инструмент и различные приспособления. Горячая обработка металла предполагает использование некоторых технологий обработки металла, позволяющих разнообразить готовые изделия.

Между тем нагрев металла имеет и определенные недостатки. Во-первых, нагрев металла, подразумевает то, что в мастерской должен быть установлен кузнечный горн или муфельная печь. Надо сразу отметить, что наличие такого оборудования подразумевает наличие расходов на его обслуживание и на топливо. Во-вторых, использование открытого огня – это небезопасное занятие и требует от мастера соблюдения повышенных мер безопасности. В-третьих, горячая ковка требует того, чтобы мастер обладал определенными знаниями и навыками в части температурных параметров металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла должна выполняться в специально оснащенной мастерской. В перечень оснащения входит следующее оборудование и устройства:

  • горн или муфельная печь;
  • система отвода воздуха;

Наковальня, представляющая собой солидных размеров (до 250 кг весом) металлическую чушку, которая может обладать такими технологическими приспособлениями, как рога, калиброванные отверстия. Для ее изготовления применяют сталь 45Л.

На наковальне может быть выполнена ковка металла своими руками и придание нагретым заготовкам необходимых форм и размеров.

Кроме того, на поверхности наковальни существует возможность ковки листа.

Холодный метод ковки

Большая часть работ холодной ковки выполняется на специально спроектированном для этих целей оборудовании. Можно назвать определенный перечень оборудования, который применяют для холодной обработки металла. Как правило, такое оборудование показывает свою эффективность при выполнении больших объемов работ при архитектурном оформлении зданий и сооружений.

Среди оборудования, применяемого при получении изделий холодной ковкой можно назвать следующее:

  • торсионный, с его помощью выполняют кручение прутка вдоль оси;
  • волновой, на нем выполняют различные волнообразные детали.

Всего парк оборудования для холодной ковки насчитывает порядка десятка единиц. Некоторые работают от мускульной силы оператора, некоторые от электрического привода. Некоторые умельцы занимаются самостоятельным изготовлением подобного оборудования.

Виды кузнечных работ

Ковку выполняют с помощью ручных или механических ударных инструментов, это может быть, кувалда или пресс, который может работать от электрического, пневматического или гидравлического привода.

Ковка и штамповка обеспечивают получение деталей, которые имеют разные габаритно-весовые параметры и форму.

Использование ковки приводит к повышению механических параметров стали и оптимизирует его внутреннюю структуру. Именно поэтому ответственные детали, например, шатуны, производят применяя свободную ковку или штамповку. Ковку можно разделить на следующие типы — ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент (молот, кувалда и пр.) все работы по обработке металла выполняют на наковальне. Второй тип ковки выполняют на кузнечном оборудовании, оснащенными молотом и пр. При машинной обработке тяжелые и объемные заготовки обрабатываются под прессовым оборудованием, а менее размерные, и с меньшим весом обрабатывают на молоте.

Обработку металла с помощью ударов можно разделить на свободную ковку и обработку в штампах. Свободная ковка подразумевает то, что заготовку сжимают между прессом и основанием. Формирование готовой детали происходит за счет вспомогательного инструмента, которые применяет кузнец.

Кузнечные работыКузнечные работы

Кузнечные работы

При штамповке, металл приобретает форму и размеры в пределах инструментального штампа. Для изготовления отдельной детали необходимо изготавливать новый штамп. По сути, ковка и штамповка – это промежуточные технологические операции, которые приводят к получению заготовок, которые в дальнейшем будут проходить через дополнительную обработку, например, фрезеровку или сварку.

Виды современного кузнечного оборудования

В промышленности широко применяют множество кузнечно-штамповочного оборудования. Его можно классифицировать по следующим параметрам:

  • по температуре обрабатываемой заготовки. Для этой операции применяют ковочные машины, оборудование для горячей и холодной штамповки как плоской, так и объемной;
  • по операциям, выполняемым на оборудовании. Разделяют заготовительное, основное и финишное КШО;
  • по методу подачи и удаления готовых изделий из рабочего пространства КШО. На практике применяют оборудование, на котором все эти операции выполняют вручную, в полу- и автоматическом режиме.
  • по виду привода. Прессы и штамповочные машины работают от электричества, сжатого воздуха, гидравлики и пр.
  • по ключевому параметру. Как правило – это номинальное усилие, создаваемое прессом или рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед обработкой методом горячей ковки заготовки нагревают до определенной температуры. Для решения этой задачи применяют различное нагревательное оборудование. В этот список входят и индукционные нагреватели. В них проходят предварительный нагрев заготовки перед операциями штамповки, гибки, ковки и пр.

Такая форма нагрева обладает рядом достоинств перед другими типами, например, перед газовым или электрическим.

В частности:

    • использование индукционных нагревателей приводит к снижению энергетических затрат и это довольно важно, особенно в условиях стабильного роста тарифов;
    • применение нагревателей повышает производительность труда, так как индукционный нагрев позволяет минимизировать время, затрачиваемое на прогрев детали;
    • в автоматизированных печах, за счет точности позиционирования и расположения заготовок в индукторе, повышается точность нагрева;
    • нагрев заготовки в индукционной печи отличает малое количество окалины и это позитивно сказывается на длительности эксплуатации штампового инструмента;
  • установка подобного оборудования, позволяет высвободить дополнительные площади в производственном помещении.

Индукционный нагреватель ТВЧИндукционный нагреватель ТВЧ

Индукционный нагреватель ТВЧ

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.

Кованные воротаКованные ворота

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.

ИнструментыИнструменты для ковки

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.

Особенности ковкиОсобенности ковки

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.


Ковка металла считается популярным методом обработки металлических заготовок. В зависимости от методики, ею может заниматься человек без опыта в любом свободном помещении. Новичкам желательно сначала обучиться холодной ковке.

Ковка своими руками — пошаговые советы для начинающих

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки

Кузнечное ремесло — один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?

Этапы ковки и приемы

Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.

  1. Нагрев заготовки.
  2. Ковка.
  3. Стабилизация металла.
  4. Закалка (по надобности).

Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.

При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.

Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача — не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.

Закалка металла в маслеЗакалка металла в масле

Закалка металла в масле

Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке — не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.

Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?

Нагревание заготовки перед ковкой

Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

Температура плавления сталиТемпература плавления стали

По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, тем он холоднее. На фото изображена схема соотношений цветового спектра к температуре.
Как по цвету определить температуру нагреваКак по цвету определить температуру нагрева

Как по цвету определить температуру нагрева

Как по цвету определить температуру нагрева

Процесс ковки

Когда заготовка будет разогрета до требуемой температуры, ее стоит обжать. Это нужно делать для устранения различных раковин, пустот и трещин в структуре болванки. Процесс проводят следующим образом. Заготовку вытаскивают из горна и ударами молота проходят ее поверхности от середины до краев (сначала верхнего, а потом нижнего).

Прежде чем планировать изготовление вещей, стоит рассчитывать на то, что при обжимке заготовка потеряет часть своего объема в виде окалины. Она образовывается на поверхности болванки, откуда ее удаляют, используя инструменты: клещи и щетки.

Когда обжимка проведена, переходят к собственно поковке изделия. При этом используют различные приемы для получения нужной формы.

Чтобы на поверхности образовались утолщения, используют способ местной осадки. Также этот прием используют, если нужно уменьшить длину заготовки и сделать ее более толстой. Для этого мастер наносит удары сверху заготовки, расположенной в вертикальной плоскости. При этом металл будет деформироваться и утолщаться. Удобно делать полную обсадку, зажав разогретую заготовку в тисках, но нужно спешить, иначе металл будет очень быстро остывать от холодного приспособления для зажима.

После осадки опять нужно сделать обжимку, чтобы придать структуре однородность!

Одна из разновидностей осадки — высадка. Ее используют, когда нужно получить на поверхности изделия утолщения. Для этого нагрев заготовки делают только в месте высадки.

Если нужно, наоборот, удлинить заготовку, проводят так называемую протяжку. Используют три способа, которыми можно сделать этот прием. Наиболее простой — протяжка на плоских бойках. Для этого заготовку разогревают. Далее, ее проходят молотом по всей длине и, переворачивая на 90 градусов, делают ту же работу. Прием стараются проводить за один разогрев. Довольно часто используют такой подвид протяжки, как расплющивание по всей длине. Основные инструменты при этом молот или кувалда.

Протяжка (вытяжка) металлаПротяжка (вытяжка) металла

Протяжка (вытяжка) металла

Иногда при ковке в домашних условиях нужно сделать в изделии сквозное или глухое отверстие. В таком случае используют прием прошивки. В качестве основного приспособления выступают пробойники различного сечения. При этом заготовку разогревают и укладывают на наковальню сверху круглого отверстия. Установив пробойник, по нему наносят удары. Прошивку можно делать как с одной стороны, так и с обеих.

Для разделения заготовки или изделия на части используют способ рубки. Нагревают металл до темно-красного цвета и, уложив его на наковальню, кузнечным зубилом рубят три четвертых его толщины. После чего поковку переворачивают и дорубают остаток, используя те же инструменты.

Также довольно часто в кузнечном деле использую способ гибки заготовок. Простые формы получают, используя в качестве основного приспособления наковальню с отверстиями. Более сложные кованые элементы формируют, изгибая заготовки на различных шаблонах.

Гибка металла на оправкеГибка металла на оправке

Гибка металла на оправке

Еще один прием, часто использующийся в художественной ковке — скручивание. Заготовку при этом разогревают и жестко фиксируют в тисках, другой конец проворачивают, используя как основное оборудование вороток.

Когда изделие готово нужно стабилизировать металл.

Стабилизация

Очень быстрое остывание материала кованого изделия приведет к неравномерной кристаллизации металла. Как следствие в структуре образуются напряжения, раковины и пустоты. Чтобы избежать таких отрицательных моментов, когда завершиться ковка металла в домашних условиях, нужно задать постепенное и равномерное остывание.
Остывание металла в горнеОстывание металла в горне

Остывание металла в горне

Небольшие поковки можно оставить в очаге горна, где металл будет остывать вместе с печью. Более массивные кованые изделия можно засыпать горячими углями и присыпать золой.

Чем более массивное изделие, тем более плавным должно быть остывание.

Процесс ковки своими руками можно посмотреть на примере видео поковки якутского ножа

Обучиться ковке для начинающих лучше у опытного мастера. Существует много различных приемов и способов такой обработки и изготовления вещей, которые может показать специалист. Тем более при отсутствии практики довольно тяжело соблюдать технологии нагревания и стабилизации металла, без которых изделие либо не получиться, либо будет некачественным.

Однако ручная ковка не так сложна и простейшие вещи можно довольно быстро научиться изготавливать самостоятельно.

А что Вы можете дополнить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт обучения ковки в домашних условиях, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Ковка металла своими руками | Строительный портал

Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками – дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.

  1. Ковка металла
  2. Металл для ковки
  3. Инструмент для ковки металла
  4. Ковка металла своими руками

 

Ковка металла

 

Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера. Фактически существует два вида ковки – холодная и горячая. Выполняя ручную ковку металла необходимо разбираться в обоих видах ковки, так как каждый обладает своими преимуществами и недостатками.

 

Горячая ковка

В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.

Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности. Еще одним фактором, который может существенно повлиять на выбор вида ковки, являются специфические знания по температурным режимам для ковки металла.

 

Холодная ковка

В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.

Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.

В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов. Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.

 

Металл для ковки

 

Ручная ковка металла – достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.

Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.

Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.

Несмотря на то, что самый ковкий металл – это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %. А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.

Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.

Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5  до 6 мм, круглые трубы 1/2″, 3/4″, 1″, профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.

 

Инструмент для ковки металла

 

Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.

           

Инструмент для горячей ковки

 

  • Горн. Без него в горячей ковке никак не обойтись. Ведь именно в нем заготовка может нагреваться до температуры 1400 °C. В большинстве своем горн представляет собой печь, рассчитанную на высокие температуры и с поддувом.
  • Наковальня. Этот инструмент является опорой, на которой выполняется ковка. Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.
  • Шпераки. При выполнении различной художественной и декоративной ковки используются именно шпераки. Они имеют множество различных видов, и каждый мастер может изготавливать их под себя. Общей чертой любого шперака является то, что они вставляются в квадратное отверстие наковальни или закрепляются в деревянное бревно. На фото ниже приведены наиболее распространенные шпераки.
  • Кувалда и Ручник. Это основной инструмент кузнеца. Кувалда весит от 4 до 8 кг и служит для нанесения сильных ударов. В зависимости от типа работ и толщины заготовки подбирается и вес кувалды. Ручник весит от 0,5 до 2 кг. Используется для придания окончательной формы изделию.
  • Клещи. Горновые клещи второй по значимости инструмент. Без них невозможно удержать горячую заготовку для обработки. Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.
  • Фасонные молотки. При выполнении художественной ковки требуется создавать загнутые заготовки или заготовки определенной формы. Для этого используются фасонные молотки. Они могут быть как нижними, на которых производится обработка, так и верхними. Вариантов фасонных молотков множество и у каждого мастера они свои. На фото ниже изображен основной вспомогательный инструмент.

Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка, двойной кронциркуль, кузнечный наугольник, шаблоны и калибры. Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.

 

Инструмент для холодной ковки

 

  • Гнутик (фото ниже). Это базовый инструмент холодной ковки. Как следует из названия, он позволяет гнуть металлическую заготовку под определенным углом. В дополнение гнутик позволяет создавать дуговые элементы определенного радиуса.
  • Улитка. Название говорит само за себя. При помощи улитки можно создавать различные спиралевидные декоративные элементы. Спираль выполняется под определенный шаблон, который при необходимости можно сменить на другой, с меньшим или большим радиусом.
  • Фонарик. Этот станок предназначен для создания декоративного элемента с одноименным названием.
  • Волна. Позволяет создавать волнообразные элементы. При протаскивании прута через этот станок на выходе получается красивая синусоидальная заготовка.
  • Твистер. По принципу работы этот станок схож с Фонариком, но в отличие от него твистер лишь скручивает заготовку вдоль оси.
  • Станок для колец. Как во всех предыдущих станках название говорит за себя.

Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.

Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.

Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки. На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.

 

Ковка металла своими руками

 

В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.

 
Холодная ковка металла своими руками

 

Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.

Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.

Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект. Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.

  • Лапки. Этот элемент представляет собой раскатанный в какой-либо форме конец металлического прута. В эту группу входят так называемые Пики. Несмотря на заостренный конец, Пики изготавливаются по схожей технологии.
  • Завитки. В эту группу входит несколько распространенных элементов: волюта, червонка и улитка. Волюта или Баранка представляет собой прут, концы которого загнуты в одну сторону. Червонка – прут, концы которого загнуты в разные стороны. Этот элемент иногда называют «долларом» из-за его схожести со знаком американской валюты. Запятая или Улитка – простой завиток, один конец которого загнут, а второй прямой.
  • Кольца. Создается этот элемент довольно просто: на болванку станка накручивается прут круглого или квадратного сечения, в результате получается пружина, которую затем разрезают на отдельные кольца.
  • Торсион. Этот элемент довольно легко узнать по винтовому скручиванию вдоль оси. Вариантов торсионов довольно много и одним из самых распространенных является такой элемент, как Фонарик, а также простой винтообразный прут для решетки или ограды.

Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки – гибка, закручивание, вытяжка.

Вытяжка – это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки – раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок  используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.

Гибка. Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.

Закручивание. Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.

Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе. Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.

 

Холодная ковка своими руками: видео-урок

 

Горячая ковка металла своими руками

 

По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.

По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки. Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки – завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.

Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.

Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке. В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.

Гибка. Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.

Закручивание. Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.

Такие технологии ковки как разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами. Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.

При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 – 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.

 

Горячая ковка металла: видео-урок

Ковка металла своими руками – дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.

основные процессы, разновидности- Инструкция +Видео

ремесло было и остается распространенным в этом миреКовка металла: основные процессы, разновидности. Ковка металла – это способ обработки материала, который выполняют для того, чтобы придать металла необходимый размер и форму. Горячая ковка дает возможность обеспечить производство поковок, которые в будущем будут использованы в производстве или в бытовых целях.

Стоит отметить, что в последние годы стали популярнее кованые изделия, которые используют как ограждения, решетки, ворота и прочее.

Немного истории + интересные факты

Интересно, что одна из наиболее распространенных фамилий во всем мире пошла именно от кузнечного дела. В России это Кузнецов, во Франции Ферран, а в Британии Смит. Это показывает, насколько данное ремесло было и остается распространенным в этом мире.

Принято считать, что основой слова «коварство» является такое глагол, как «ковать». Дело в том, что большинство племен и народов считали, что кузнечное дело – это что-то малопонятное и покрыто страшной тайной. Кузнец (коварь) делал ковы, вязал путы, и со временем слово «коварство» стало синонимом к мудрости, умениям и навыкам. Спустя какое-то время оно стало синонимом к злобным планам и умыслам. Одновременно стали появляться такие распространенные словосочетания, как «ковать свое счастье» и «ковать судьбу», что носит исключительно позитивный характер.

При масштабной унификации производства и использования таких типов оборудования, как штамповочное, прокатное, использования управления посредством компьютерного обеспечения почти вытеснило кузнечное дело из индустрии, но, тем не менее, оно осталось и сейчас пользуется невероятной популярностью среди дизайнеров, а также специалистов, которые занимаются проектированием интерьера. Современный кузнец умеет делать такую продукцию, которую будут использовать в качестве оград, лестниц, а также в роли архитектурного оформления строений и прочее.

Интерфейс программыВ 21 веке это привело к тому, что проектирование кованых изделий делаю в специальных программах-конструкторах 3D, которые предназначены для разработки деталей разного предназначения. Свободная ковка используется для многих видов металла. При помощи данной операции есть возможность сделать и предметы обихода, а также предметы, которые представляют собой исключительно художественную ценность.

К слову, данный способ обработки металла используют и в деле ювелиров. Кстати, самым ковким металлом считается золото, так как оно имеет невероятную пластичность, текучесть, тягучесть и много других свойств, которые дают возможность делать из него невероятно красивые и практически бесценные изделия. Вы можете посмотреть на фото и видео ковки металла, в частности золота.  На практике чаще всего используют лишь два типа ковки – холодный и горячий.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка может быть выполнена, если металл разогрет до требуемого уровня. Данный способ называют еще горячей ковкой, и еще недавно это был единственный и основной способ изготовления кованых деталей. Но за последние несколько десятков лет способ холодной ковки стал не менее популярен. Он отличается от горячего тем, что его использование дает возможность экономить на площадках производства, нет необходимости поддерживать в рабочем состоянии энергетически затратный кузнечный горн и прочее.

Горячая ковка

для нагревания металла требуется наличие горнаКак уже говорилось, проведение горячей ковки возможно, если нагревать металл до температур, когда тот меняет свои характеристики прочности и становится пластичным, что дает возможность относительно легко его обрабатывать при помощи ударного инструмента и других приспособлений. Горячий способ обработки предполагает использовать особые технологии обработки металла, которые дают возможность сделать готовые изделия разнообразнее.

Но кроме преимуществ есть и некоторые недостатки метод. К ним отнесем то, что для нагревания металла требуется наличие горна или муфельной печи. Отметим, что такое оборудование помимо своей цены будет дорого обходиться и в дальнейшем, при использовании, так как потребуется оплачивать его обслуживание и топливо.

Также использование открытого источника огня является далеко небезопасным занятием и требует от мастеров соблюдения мер безопасности в повышенной мере. Кроме того, для выполнения горячей ковки требуется, чтобы у мастера были определенные знания и навыки, чтобы разбираться в температурных параметрах различных видов металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла обязательно должна быть выполнена в специальных мастерских, которые оснащены всем необходимым.

В перечень оснастки входит такое оборудование:

  • Система воздухоотвода.
  • Муфельная печь или кузнечный горн.

Наковальня, которая представляет собой металлическую чушку большого размера (и весом до ¼ тонны) может иметь такие технологические приспособления, как калиброванные отверстия или рога. Для изготовления наковальни требуется легированная сталь 45-ого номера. На наковальне можно выполнять ковку металла своими руками и придавать разогретым заготовкам требуемые размеры и формы. Помимо этого, на наковальне можно даже ковать лист.

Холодная ковка

Большую часть работ из холодной ковки выполняют на спроектированном по особым чертежам оборудовании. Можно перечислить определенный список оборудования, которое следует использовать при холодной обработке металла. Обычно такое оборудование может показать свою эффективность при выполнении большого объема работ для архитектурного оформления сооружений и зданий.

Среди оборудования, которое используют для получения изделий способом холодной ковки, назовем следующие:

  • Торсионный, с ним можно выполнять кручение прутка вокруг собственной оси.
  • Волновой, на нем делают волнообразные детали.

В парке оборудования для холодного способа ковки насчитывается лишь десяток единиц. Некоторые из них могут работать от мускульной системы оператора, а что-то работает от привода. Некоторые мастера делают самостоятельно подобное оборудование, а также создают модификации.

Разновидности кузнечных работ

Ковка металла выполняется при помощи механического или ручного ударного инструмента – это может быть пресс или кувалда, причем пресс может работать от гидравлического, электрического или пневматического привода. Штамповка и ковка дают возможность получить детали, которые бывают разные по весу и размерам.

Использование ковки дает возможность повысить механические параметры стали и оптимизирует внутреннюю структуру. Именно по этой причине такие детали, как шатуны, делают с использованием ковки или штамповки. Ковку можно поделить на такие типы – ручная и машинная. Для ручной используют ударные инструменты ручного типа, к примеру, кувалду и молот, а все работы по обработке выполняют непосредственно на наковальне.

Машинная ковка требуется для объемных и тяжелых заготовок, которые после обрабатывают под прессовым оборудованием, а меньшие по размеру и с небольшим весом можно обработать молотом.

Обработка материала изготовления при помощи ударов, в свою очередь, разделяют на обработку в штампах и свободную ковку. Второй вид подразумевает сжатие заготовки между основанием и прессом. Формирование готового изделия происходит благодаря вспомогательным инструментам, применяемым кузнецом. При штамповке металл получает размеры и форму в пределах штампа инструмента.

Для того, чтобы изготовить отдельные детали, следует для начала сделать отдельный штамп. По сути, штамповка и ковка являются промежуточными операциями в технологии, которые помогают сделать заготовки, а те в будущем будут использовать и дополнительно обрабатывать посредством сварки или фрезеровки.

Типы современного оборудования

Кузнечно-штамповочное оборудование

В промышленном масштабе часто используют много кузнечно-штамповочного оборудования, которое можно классифицировать по таким параметрам:

  • Температура обрабатываемой заготовкиТемпература обрабатываемой заготовки. Для этого используют ковочные машины, а также оборудование для холодной и горячей штамповки (объемной и плоской).
  • По операциям, которые выполняют на оборудовании. Их можно разделить на основное, заготовительное и финишное KШO.
  • По типу подачи и удаления готовых изделий с рабочего пространства. На практике же используют оборудование, на котором все описанные операции можно выполнить в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме.
  • По разновидности привода. Штамповочные машины и прессы могут работать от сжатого воздуха, гидравлики и электричества.
  • По ключевому параметру, обычно это номинальное усилие, которое создается при помощи пресса, или же рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед проведением горячей обработки (горячей ковки металла) заготовки следует разогреть до определенного уровня температуры. Для этой задачи используют различные типы нагревательного оборудования, причем в этот список входят индукционные нагреватели.  В них заготовка предварительно прогревается перед штамповкой, ковкой, гибкой и прочими операциями.

Обратите внимание, что данная форма прогревание имеет ряд преимуществ перед остальными способа нагрева, к примеру, перед электрическим или газовым.

В частности, отмечают:

  • Использование индукционного типа нагревателей дает возможность снижать затраты на энергию и это важно, особенно при постоянном возрастании тарифов также это дает возможность сделать изделие дешевле, благодаря чему продажи возрастут.
  • Использование нагревателей дает возможность повысить производительность труда, так как индукционное нагревание дает возможность уменьшить время, которое затрачивается  на прогревание детали.
  • В автоматических печах благодаря точности установки и расположения заготовки в индукторе точность нагрева повышается.
  • Нагревание заготовки в таких печах отличается малым количеством окалины, что положительно сказывается на сроке эксплуатации штампового инструмента.
  • Установка индукционного типа оборудования дает возможность освободить место в производственных помещениях.

Заключение

Теперь вы узнаете, что собой представляет процесс ковки, а еще какие есть способы обработки металла. Обязательно ознакомьтесь с видео в статье – это поможет подробнее разобраться в процессе и увидеть наглядно все то, что описано в статье.

Металлическая ковка

Производство

ПОВКА
ПРОЦЕССЫ

Отбойные молотки
Гидравлические и механические прессы
Заголовок или расстроенная ковка
Металлический пирсинг
Размер металла
Валковая ковка
Обжимка или радиальная ковка
Металлические зубофрезеровки
Ковка металлического шара
Орбитальная ковка
Кольцо Ковка
Клепка
Чеканка металла
Изотермическая ковка
Обрезка кованых деталей
Ковка с высоким энергопотреблением

ПРОИЗВОДСТВО
ПРОЦЕССЫ

Литье металла

Обработки металлов давлением

Металлопрокат

Металл Экструзия

Рисунок Металла

Листовой металл

Порошковые процессы

Ковка металла — это процесс штамповки металла, который включает приложение сжимающих усилий.
к заготовке, чтобы деформировать ее и добиться желаемого геометрического изменения материала.Процесс ковки очень важен в промышленном производстве металлов, особенно в производстве чугуна и стали.
обрабатывающая промышленность. Стальная кузница часто является источником высокой производительности и производительности. Рабочий запас вводится в
Кузнечный, он может быть прокатным, он также может поступать непосредственно из литых слитков или непрерывного литья. Кузница будет
затем производят стальные поковки желаемой геометрии и определенных свойств материала. Эти свойства материала часто
значительно улучшилась.

Известно, что ковка металла дает одни из самых прочных деталей по сравнению с
другие процессы производства металлов, и, очевидно, не ограничиваются только ковкой чугуна и стали, но и другими металлами
также.Различные типы металлов будут иметь разные факторы, влияющие на их ковку, некоторые будут проще.
подделать, чем другие. Ниже описаны различные испытания для определения факторов процесса ковки для различных материалов. Алюминий,
магний, медь, титан и никелевые сплавы также обычно являются кованными металлами. Важно понимать
принципы изготовления кованых изделий, включая различные технологии и основные конструкции ковки металла. Последующий
предоставит исчерпывающий обзор процесса ковки металла.

Металлическая ковка, в частности, может упрочнить материал, запечатывая трещины и закрывая пустоты в металле.
Процесс горячей штамповки значительно уменьшает или устраняет включения в кованной детали за счет разрушения
примесей и перераспределение их материала по металлу. Однако контроль над массой примесей
в металле следует учитывать более ранний процесс литья. Включения могут вызвать стрессовые ситуации в
произведенный продукт, чего следует избегать.Ковка металла также изменит структуру зерна металла с
относительно потока материала во время его деформации и, как и другие процессы формования, можно использовать для создания благоприятных
зернистая структура материала значительно увеличивает прочность кованых деталей. По этим причинам ковка металла
производство дает явные преимущества в механических свойствах работы
произведенных, по сравнению с деталями, изготовленными другими способами, такими как литье или
механическая обработка.

Металлические поковки могут быть мелкими деталями или весить до 700 000 фунтов.Продукты
изготовленные методом ковки в современной промышленности, включают в себя такие важные детали самолетов, как
в качестве шасси, валы реактивных двигателей и турбин, конструктивные элементы для
транспортное оборудование, такое как автомобили и железные дороги, коленчатые валы, рычаги,
шестерни, шатуны, ручные инструменты, такие как зубила, заклепки, винты и болты для
назовите несколько. Изготовление штампа для ковки и другие высокие затраты на установку
операция сделать производство небольших партий кованых
запчасти дорогие в расчете на единицу цены.Однако после настройки
затраты на изготовление поковок могут быть относительно низкими, и многие части процесса
может быть автоматизирован. Эти факторы делают производство большого количества
металлические поковки экономически выгодны.

Рисунок: 154

Hot Die Vs. Холодная штамповка

Большинство операций по ковке металла выполняется в горячем состоянии из-за необходимости производства
большая пластическая деформация детали и преимущество
повышенная пластичность и снижение прочности рабочего материала.Также горячая штамповка
устраняет проблему деформационного упрочнения металла. В случаях, когда желательно
Для обеспечения благоприятного деформационного упрочнения детали может применяться холодная штамповка.
Производство холодной штамповки, требующее больших усилий, также будет производить
более высокая чистота поверхности и точность размеров по сравнению с горячей штамповкой. Некоторые конкретные
Процессы ковки металла всегда выполняются в холодном состоянии, например, чеканка.

Классификация
Процессы ковки металла

Процессы ковки металлов можно классифицировать по степени, в которой
материал ограничен во время процесса.Есть три основных классификации
в производстве металлических поковок. Во-первых, открытая штамповка , в которой деталь сжимается.
между двумя матрицами, которые не стесняют металл во время процесса.
Во-вторых, поковка штампа , в которой полости внутри штампа
ограничивают поток металла во время сжатия детали, вызывая деформацию материала
в желаемую геометрическую форму. Некоторые материалы при штамповке штамповки не
ограниченный полостями и вытекающий из матрицы, этот металл
называется вспышкой.При промышленной ковке металла последующая операция обрезки будет
выполняется для удаления вспышки. Третий вид металлической поковки — бесщеточная поковка . В
изготовление без оплавления вся заготовка находится внутри штампа
таким образом, чтобы металл не мог вытекать из полости матрицы во время
сжатие детали, поэтому вспышка не производится.

Открытая штамповка

Производство ковки металла производилось не менее
7000 лет, возможно, даже 10 000 лет.Самый простой вид ковки
мог бы придать форму металлу, ударив по нему камнем. Позднее трудоустройство
из различных материалов, таких как бронза, затем железо и сталь, а также потребность в кованых металлических изделиях, таких как
как мечи и доспехи, привели к искусству кузнечного дела или кузнечной ковки. Кузнечное дело
это процесс открытой штамповки, в котором поверхности молотка и наковальни служат противоположными плоскими штампами.
Поковки из бронзы, за которыми следуют поковки из чугуна и стали, отмечают некоторые ранние производственные способности человека.

Простой вид открытой штамповки называется высадкой. В печальном процессе
работа помещается между двумя плоскими штампами и ее высота уменьшается на
сжимающие силы, возникающие между двумя штампами. Поскольку объем металла
останется неизменным на протяжении всей деформации, уменьшение высоты будет
сопровождается увеличением ширины. На рисунке 155 показана высадка плоской матрицы.
процесс в идеальных условиях.

Рисунок: 155

В реальных условиях промышленного производства трение играет важную роль.Силы трения на границе раздела штамп-деталь препятствуют растеканию материала.
рядом с поверхностями, тогда как материал в центре может легче расширяться. В
Результатом является создание цилиндрической формы детали. Этот эффект называется баррелированием.
в условиях ковки металла. Бочка обычно нежелательна и может контролироваться
использование эффективной смазки. Еще одно соображение при производстве горячей штамповки:
который будет действовать для увеличения эффекта барреляции, будет теплообмен между
горячий металл и охладитель умирают.Металл, находящийся ближе к поверхности матрицы, остынет.
быстрее металла по направлению к центру детали. Более холодный материал
более устойчив к деформации и будет расширяться меньше, чем более горячий материал в
центр, также вызывая эффект барреляции.

Рисунок: 156

Другой распространенный процесс открытой штамповки промышленного металла
Ковочное производство включает использование плоской матрицы для округления слитка. С использованием
механические манипуляторы, деталь сжимается и поворачивается последовательно
ступеней, в конечном итоге формирующих металл в цилиндрическую часть.Компрессии
воздействуют на материал поковки, закрывая отверстия и щели, разрушая и
преобразование слабых границ зерен и создание деформированной структуры зерен. Как
этот процесс открытой штамповки прогрессирует, материал детали будет изменен
сначала извне, продвигаясь внутрь. Важно, чтобы при изготовлении
металлическая ковка с помощью этого процесса, деталь обрабатывается достаточно значительно, чтобы изменить
структура материала в центре заготовки. Большие валы для двигателей
и турбины выковывают таким образом из литых слитков.

Зубчатая часть или вытяжка часто используется в обрабатывающей промышленности. Зубчатый
это процесс открытой штамповки, в котором плоские или слегка профилированные штампы используются для
сжать заготовку, уменьшив ее толщину и увеличив длину. В
при операции зубчатого зацепления поковка велика по сравнению с размером штампа. Часть
выковывается в несколько этапов. После каждого сжатия материала открытая
продвижение штампа по длине заготовки и повторная ковка
сжатие.Расстояние, на которое матрица перемещается по заготовке между
каждый шаг ковки называется надрезом и обычно составляет от 40 до 75 процентов
ширина матрицы в промышленной практике. Большее уменьшение толщины
кованой детали можно добиться за счет уменьшения ширины прикуса.
Зубчатая передача позволяет использовать меньшее оборудование с меньшей мощностью и усилием на формирование
работа большой длины. Часто при промышленном производстве металлических изделий,
зубчатая обработка может быть всего лишь одним процессом ковки металла в серии процессов ковки металла
требуется для формирования желаемой части.Иногда формованные изделия, такие как металл
заборы могут изготавливаться непосредственно из зубцов.

Рисунок: 157

Типичный процесс открытой штамповки, выполняемый при ковке металла
производство наполняется. Фуллеринг в основном используется как ранний шаг, чтобы помочь
распределить материал работы для подготовки к дальнейшим операциям по ковке металла.
Это часто происходит, когда производственный процесс требует нескольких операций ковки.
завершить.В разделе «Проектирование процесса ковки металла» эта концепция будет рассмотрена позже.
При наполнении используется открытый штамп с выпуклыми поверхностями для деформации заготовки.
В результате металл будет вытекать из одной области в обе стороны.

Рисунок: 158

Кромка — это также процесс открытой штамповки, часто используемый в производстве.
практика, чтобы подготовить работу к последовательным процессам ковки металла. В окантовке открытый штамп
с вогнутыми поверхностями пластически деформируют обрабатываемый материал.Окантовка
действует, заставляя металл течь в зону с обеих сторон. Кромка и
оба наполнителя используются для перераспределения больших количеств материала металлической поковки.

Рисунок: 159

Поковка для штамповки

Изготовление штамповочной штамповки включает сжатие заготовки
за счет использования штампа для слепков (пресс-формы), которые содержат полости, которые ограничивают поток
металл внутри штампа во время деформации изделия.Металл наполнит
пространство внутри полости матрицы при ее пластическом сжатии в форму.
Закрытие формы завершает деформацию, поэтому штамповка штампа
также называется закрытой штамповкой. Кованая металлическая деталь теперь будет
иметь геометрические размеры формы,
при условии, что в процессе происходит полное заполнение полости матрицы.
Операция принуждения металла к вливанию и заполнению отпечатков в матрице
также изменит зернистую структуру металла.Создание благоприятного зерна
конструкция из-за контролируемой деформации материала всегда должна быть рассмотрена
при разработке процесса штамповки штампа.

Одной из характеристик изготовления штамповочной штамповки является формирование
вспышки или плавника вокруг кованой детали. При проектировании операции ковки металла,
объем стартовой заготовки делается немного больше, чем у закрытой
полость матрицы. По мере того, как штамп закрывается, и обрабатываемый металл перетекает и заполняет контуры
оттиска некоторое количество лишнего материала вытечет из штампа в область между
двое умирают.Это сформирует тонкую металлическую плоскость вокруг работы на
разделительная линия (где две матрицы встречаются, когда они закрываются) кованого изделия.
Последним способом отрезается отливка из поковки.

Рисунок: 160

Прецизионная ковка

Современные технологические достижения в области ковки и дизайна металлов.
штампа, позволили разработать прецизионную ковку. Точность
ковка может давать некоторое или отсутствовать вспышку, а кованая металлическая часть будет на уровне или около
его окончательные размеры, требующие минимальной обработки или совсем без нее.Номер
сокращаются производственные операции и расходуются материалы. К тому же,
прецизионная ковка позволяет изготавливать более сложные детали с более тонкими профилями,
уменьшенные углы уклона и более точные допуски. Недостатки этих
передовые методы ковки заключаются в том, что требуется специальное оборудование и штамп, а также
требуется более тщательный контроль производственного процесса. При точной ковке количество
материала в работе, а также поток этого материала через форму
необходимо точно определить.Другие факторы в процессе, такие как позиционирование
детали в полости также должны выполняться точно.

Ковка без оплавления

Ковка без оплавления — это тип процесса прецизионной ковки, при котором весь объем
обрабатываемого металла находится внутри штампа, и никакому материалу не разрешается
побег во время операции. Поскольку никакой материал не может покинуть форму как деталь
кованая, вспышка не образуется. Как и другие процессы точной ковки, безусадочная
Ковка требует строгого контроля процесса, особенно в отношении количества
материал, который будет использоваться в заготовке.Слишком мало материала, и штамп не будет
заполните полностью, слишком много материала вызовет опасное наращивание сил.

Рисунок: 161

Ковка металла

При производстве поковок необходимо тщательно продумывать выбор металла.
Способность металла деформироваться без разрушения и растрескивания составляет
важная характеристика, которую следует учитывать при выборе материала для
процесс ковки. В кузнечной промышленности было разработано несколько тестов.
чтобы попытаться количественно оценить эту способность.Величина деформации конкретного металла
способность выдержать без сбоев напрямую связана с ковкостью этого металла. В
чем выше степень деформации, тем выше ковкость.

Один из популярных тестов включает сжатие цилиндрической
заготовка между двумя плоскими матрицами. Это называется огорчением
работы, поэтому этот тест называется испытанием на осаждение .
При испытании на осадку заготовка сжимается плоской открытой матрицей, что сокращает объем работы в
высота до образования трещин.Сумму снижения можно считать
измерение ковкости. Осадные испытания могут проводиться на разных
температуры и разные скорости сжатия. Тестирование различных температур
и скорости деформации помогут определить наилучшие условия для ковки
особый металл.

Другой распространенный тест, используемый в современной промышленности, называется
Испытание на кручение горячим . При испытании на горячую скручивание круглый стержень скручивают в одном направлении.
пока не произойдет разрушение материала. Величина вращения принимается как количественная.
измерение ковкости металла.Этот тест часто проводится на материале
несколько разных температур. Другие испытания также используются при промышленной ковке металла.
производство. Испытание на удар иногда используется для определения ковкости
материал. Трещины в металле являются обычным критерием отказа для большинства
тесты, однако, тесты на подделку могут также определить другие отрицательные
эффекты, которые материал может проявлять в различных условиях напряжения, скорости деформации,
и температура.

Дефекты металлической ковки

Инспекция — важный аспект производства металлических поковок.Все части
следует проверять на наличие дефектов после завершения производственного процесса. Дефекты
металлических кованых изделий включает внешнее растрескивание, внутреннее растрескивание, нахлёстки, холодные затворы,
коробление детали, неправильно сформированные сечения и мертвые зоны. Взломать оба
интерьер и экстерьер вызваны чрезмерным напряжением или неправильным напряжением
распространение как часть формируется. Растрескивание поковки может быть следствием плохой
предназначена для штамповки штампа или излишка материала в заготовке. Трещины также могут
быть вызвано непропорциональным распределением температуры во время производственной операции.Высокие температурные градиенты могут вызвать трещины в кованой детали.

Перехлесты или складки в металлической поковке вызваны короблением детали, нахлесты могут
быть результатом слишком малого количества материала в заготовке. Холодное закрытие происходит, когда металл
потоки разных температур встречаются, они не сочетаются плавно, граница
слой, (холодный затвор), образуется на их пересечении. Холодное закрытие означает, что есть
проблема с течением металла в форме при формовании детали. Деформация
кованая деталь может произойти, когда более тонкие секции остывают быстрее, чем остальная часть
ковка.Неправильно сформированные секции и мертвые зоны могут быть результатом недостаточного
металл в заготовке или дефектная конструкция штампа для ковки, что приводит к неправильному материалу
распространение в процессе.

В целом, дефекты деталей, изготовленных методом ковки металла, можно контролировать.
во-первых, путем тщательного рассмотрения объема рабочего запаса и хорошей конструкции
как штамп для ковки (пресс-форма), так и процесс. Главный принцип — ввести в действие право
распределение материалов и правильный поток материалов для выполнения этих распределений.Геометрия полости матрицы и угловой радиус играют большую роль в действии
металл. Конструкция штампа и процесс ковки будут рассмотрены ниже.
разделы.

Смазка на производстве промышленной металлической ковки

Силы трения внутри формы между изделием и поверхностями
полость штампа, имеют большое влияние на поток материала при ковке металла.
Смазочные материалы используются в промышленном производстве поковок для снижения трения.
силы и обеспечить более плавное течение металла через форму.К тому же,
они используются для замедления охлаждения работы и уменьшения
перепады температур при горячей штамповке, служащие тепловым барьером
между металлической конструкцией и штампом. Смазочные материалы также помогают сохранить металл и
поверхности штампа от слипания и способствуют удалению металлической поковки
из умирают. Общие смазочные материалы, используемые в современной кузнечной промышленности, включают:
вода, минеральное масло, мыло, опилки, графит, дисульфид молибдена и
жидкое стекло.

Материал штампа

Точный материал, используемый для изготовления штампа (пресс-формы), зависит от всех
подробности этого конкретного процесса ковки металла.В общем, штамп для ковки должен быть
жесткие, обладают высокой прочностью и твердостью при повышенных температурах, хорошо
ударопрочность, устойчивость к перепадам температур, закаливаемость и способность
выдерживают абразивный износ. При изготовлении детали горячей штамповки штамп для штамповки
обычно предварительно нагревается перед началом операции. Предварительный нагрев штамповочного штампа снижает тепловую
езда на велосипеде, которая может вызвать трещины в матрице.

Металлические штампы для штамповки закалены и отпущены. Размеры штампа должны учитывать
на усадку работы, а также дополнительные материальные припуски на
отделка детали.Абразивный износ при горячей штамповке
Во многом это связано с масштабом рабочего фонда. Большая часть масштаба
можно снять с бланка
сразу после нагрева в печи, перед ковкой детали.
Адекватная смазка также может значительно снизить износ. Иногда штамп для ковки может
быть собраны с использованием различных секций матрицы. Эти секции, называемые die
вставки
, изготавливаются отдельно и могут быть из разных материалов.
Сложные полости могут быть легче изготовлены с помощью вставок штампов, также различных
отдельные части штампа можно заменять по отдельности.

Некоторые факторы, которые следует учитывать при определении материального состава
ковочный штамп, вид операции, количество штамповок,
размер кованых деталей, сложность кованых деталей, тип оборудования до
температура, при которой будет производиться ковка металла, и стоимость материалов.
Ковочные штампы изготавливаются из инструментальных сталей, которые, в зависимости от технологических критериев,
легированные с различными уровнями одного или нескольких из этих материалов, хрома,
молибден, ванадий и никель. Матрицы отлиты из сплава,
выковали сами, затем обработали и закончили.

Конструкция штамповочного штампа

Конструкция штампа для ковки всегда зависит от факторов и требований
производственного процесса. Однако есть некоторые общие принципы.
рассмотреть вопрос о хорошей конструкции штампа для ковки. В процессе ковки металл подвергается
течет под давлением, чтобы заполнить оттиск внутри полости штампа (пресс-формы). Подобно
металлический процесс литья под давлением, в металлической ковке, увеличение
давление на металл внутри матрицы увеличивает способность заполнения полости матрицы
полностью.Одно из основных различий между процессами заключается в том, что при литье под давлением
металл жидкий, а при ковке изделие — твердый металл выше или ниже его рекристаллизации
температура. Более мелкие, тонкие, длинные и более сложные разделы можно
производится с большим давлением, но слишком большое давление в полости матрицы
плохо, потому что это может повредить матрицу и оборудование.

Формирование металлического блеска является важной частью штамповки оттиска.
производство. Во-первых, вспышка позволяет удалить излишки материала с
заготовка для выхода из штампа.Если этот материал не мог ускользнуть во время
сжатие — нарастание давления, так как объем обрабатываемого металла
превышал объем полости штампа, легко мог расколоть штамп. Вспышка,
позволяя материалу улетучиваться, увеличивает давление в полости матрицы.
Вспышка должна пройти через узкий проход, называемый землей, прежде чем она откроется в
желоб.

При прохождении через землю трение между металлической вспышкой и сопряжением
поверхности препятствуют дальнейшему вытеканию материала из полости матрицы, увеличивая давление
внутри штампа для ковки.Кроме того, охлаждение вспышки от сопрягаемых поверхностей
увеличивает сопротивление потоку материала из матрицы, тем самым также увеличивая
давление в полости матрицы. Более длинная площадка на приведет к тому, что металлическая вспышка будет
течь дальше под сопротивлением, увеличивая давление в матрице. Уменьшение
ширина земли также увеличит давление внутри штампа за счет увеличения
скорость охлаждения вспышки при понижении температуры сопротивление металла до
поток идет вверх.Большее сопротивление потоку металла приведет к тому, что более тонкая поверхность создаст более высокую матрицу
давление. Давление в полости штампа часто регулируется изменением
ширина земли.

Рисунок: 162

Один из основных принципов, которые следует помнить при разработке штампа для ковки
специфический производственный процесс заключается в том, что при деформации металла
При этом материал будет течь в направлении наименьшего сопротивления.Правильный
поток металла внутри фильеры важен для обеспечения полного заполнения фильеры
полости, предотвращение дефектов и контроль зернистой структуры кованой детали.
Трение в штампе является важным фактором при производстве поковок. Трение
будет действовать, чтобы противостоять движению материала и увеличивать требуемые силы
для заполнения полости матрицы во время процесса. В свою очередь, больше сил означает больше
напряжение и износ пресс-формы и оборудования.

Другой важный фактор в движении материала внутри полости матрицы
во время формовки детали — внутренняя геометрия полости матрицы.Размер
кованой детали, рабочего материала, сложности кованной детали, размеров и толщины различных
детали и расстояние между разными участками от линии разъема — вот некоторые из
важные факторы, касающиеся конструкции штампа для ковки. В основном тоньше
более сложные объекты будет сложнее заполнить полностью, как и области
дальше от линии разделения или в стороне от преобладающего потока
металл.

Тонкие части металлической поковки называются ребрами и перемычками.Ребро — это разрез
который проходит перпендикулярно плоскости поковки, определяемой линией разъема.
Длинные узкие ребра труднее заполнить и требуют больших усилий, что увеличивает
ширина длинного ребра лучше облегчит заполнение ребра материалом во время
процесс. Перемычка — это часть металлической поковки, которая проходит параллельно
ковочный самолет. Толщина перемычек может быть минимизирована, насколько это возможно.
При проектировании штампа для ковки толщина стенки не должна быть слишком маленькой, иначе
могут возникнуть проблемы с полным заполнением полотна металлом.Слишком тонкая паутина может
также остывает быстрее, чем остальная металлическая поковка, в результате усадка может вызвать
разрывы или коробление детали.

Рисунок: 163

Поскольку рабочий материал заполняет полость матрицы, поток металла должен
изменить направление в зависимости от геометрии детали. Гладкое, крупное филе
повороты позволят потоку металла менять направление, придерживаясь
размеры умирают. Если углы внутри металлической поковки слишком острые, материал
может не полностью следовать по пути этих углов, что приводит к появлению вакансий, кругов,
или холодное закрытие.Острые углы также действуют как концентраторы напряжения в полости матрицы. Хороший
конструкция штампа для ковки должна обеспечивать достаточный радиус закругления и угла для
позволяют легко течь металлу.

Рисунок: 164
Рисунок: 165

Угол уклона в процессах производства металла — это конус вокруг внутреннего и
внешние стороны детали. Угол уклона необходимо включить в конструкцию штамповочного штампа в
для того, чтобы позволить удаление работы из штампа после того, как деталь была
кованый.Чем больше угол уклона, тем легче будет снятие металлической поковки.
Когда металлическая поковка охлаждается, она сжимается от внешних поверхностей полости штампа, поэтому
внешние углы уклона обычно делаются меньше внутренних.

В общем, металлы, такие как алюминий и магний, легче подделывать,
требуют меньших углов уклона, чем материалы, трудные для ковки, такие как сталь, никель и
титановые сплавы. Часто при ковке металла используется выталкиватель, который
часть из полости матрицы.Однако эжекторы не используются при штамповке. Проект
угол влияет на сложность ковки, которая может быть произведена. Чем больше
тем больше угол уклона ограничивает сложность ковки металла. Некоторая точность ковки
операции производят кованую деталь без угла уклона. Общие углы наклона, используемые в
обрабатывающая промышленность — 3, 5, 7 и 10 градусов.

Рисунок: 166

Размер полости штампа при ковке металла аналогичен шаблону при литье металла.
при изготовлении следует учитывать размер детали, усадку детали
при охлаждении и припуски на механическую обработку и другие чистовые операции
которые могут следовать за процессом ковки металла.

Расположение линии разъема имеет первостепенное значение при ковке металла
умирают дизайн. Линия разъема, определяющая плоскость ковки операции,
является важным фактором, определяющим, как металл течет через матрицу во время поковки.
сжатие. Линия разъема определяет, где будет формироваться вспышка, а
влияет на зернистую структуру изготавливаемой детали. Разделы заполнять проще
ближе к линии разъема, чем дальше. При определении линии разъема
следует учитывать максимальную периферию металлической поковки.

Рисунок: 167

На рисунке 167 показана металлическая поковка с тремя возможными точками разделения линии.
Расположение разделительной линии C облегчит прохождение металла через
полость матрицы, так как в отличие от A или B, в месте C используется максимальное
периферия поковки. Заливать материал возле плоскости поковки легче, чем в
дальнейшие углубления полости матрицы. Помимо того, что это основной фактор
перетекание металла в процессе ковки, расположение разъема
Линия также имеет решающее значение для формирования зернистой структуры кованого изделия.В
разделительная линия нарушает структуру зерна металла.

Рисунок: 168

На рисунке 168 также показаны три возможных положения линии разделения для
металлическая ковка. Размещение линии разделения в точках A и B нарушает зерно
структура металла в плоскости, через которую он проходит. Расположение
линия разъема в верхней части поковки, как в C, исключает разрыв
зернистая структура поковки. Также это конкретное расположение линии разделения будет
позволяют сформировать весь отпечаток в одном штампе, в то время как другой штамп может
быть плоским.Конструкция штампа, как в C, более экономична и обеспечивает
превосходная зернистая структура металлической поковки.

Проектирование процесса штамповки

В современной обрабатывающей промышленности часто выковываются металлические детали сложной геометрии.
полностью с необходимостью выполнения лишь незначительных чистовых операций. Эти части не могут
изготавливаться однократно. Рабочий запас проходит через серию
операции по ковке металла, которые поэтапно изменяют геометрическую форму материала до тех пор, пока
заключительный процесс создает желаемую ковку.В этих типах последовательностей дизайна
каждая операция должна быть спланирована таким образом, чтобы подготовить заготовку к
следующий процесс ковки. Вместе серия операций по ковке металла, которые
требуется для создания детали, создания более крупного отдельного процесса и каждой отдельной поковки
операция занимает свое место в более широком процессе.

При разработке сложного процесса ковки металла большое внимание
следует рассматривать на каждом этапе и на том, как это соотносится с конечным продуктом. Также дизайн
выбранный путь перераспределения рабочего материала с начала
процесс до конца последнего шага, концентрируясь на плавном течении металла.Как правило, конструкция ковки в первую очередь
выполнить грубый перераспределение материала, затем более детальное оттиск
штамповочные операции и, наконец, чистовые операции. Помимо предоставления
плавный переход материала в процессы ковки в целом должен быть
разработан для получения контролируемой зернистой структуры конечного продукта. когда
выбирая путь передела материала, конструкция ковки металла должна
подумайте, как этот конкретный метод деформации металла повлияет и изменит
зернистая структура детали.Желательно, чтобы конечный продукт содержал
благоприятная ориентация зерен по всей структуре материала. Такое зерно
структура должна усилить деталь, особенно в отношении применения этой части.

Рисунок: 169

Открытая штамповка часто играет роль на ранних стадиях, обеспечивая общее
массовое перераспределение рабочего металла. Перед более детальным слепком поковок
может формировать изделие, металл должен быть сформирован таким образом, чтобы он располагался выше
концентрации материала в регионах, где потребуется больше материала.Фуллеринг
и кромка металла, обсуждаемые в разделе открытой штамповки, очень важны.
Процессы штамповки, используемые для грубой передачи материала. Фуллеринг
а кромка выдавит больше металла в некоторые участки работы, вызывая
другие области должны иметь меньше в зависимости от потребностей процесса. Рисунок 170
показаны две грубые формы, одна подвергалась долблению, другая — обрезке,
должна быть очевидна природа различных процессов.

Рисунок: 170

Поковка в штампе происходит после придания грубой формы.Эта
закрытый процесс штамповки создаст геометрические особенности детали на работе.
Как до, так и во время этой фазы необходимо тщательно спроектировать поток металла.
Процессы чистовой обработки, такие как калибровка, создают менее точные геометрические изменения.
к ковке на завершающих этапах изготовления детали. Рисунок 171
показывает различные этапы процесса ковки металла, используемые для изготовления
сложная часть.

Рисунок: 171

Большая часть промышленных металлических кованых изделий будет подвергнута дальнейшей переработке.
операции, которые обеспечат более высокие допуски и точность размеров, чем
кузнечное производство в одиночку.Эти операции (например, механическая обработка), хотя больше
точнее, чем ковка, не производите кованые изделия из более прочного материала.
Комбинируя различные типы процессов, такие как механическая обработка и ковка металла, производитель
может использовать преимущества обоих процессов, создавая очень
точные детали, хорошее качество поверхности и превосходные механические свойства.

ТОП

ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ

.

Поковки в открытых штампах — Компания по ковке металлов

В июле 1992 года Scot Forge стала первой компанией по открытой штамповке в Северной Америке, 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, расположенная в Спринг-Гроув, штат Иллинойс, США, — это компания, занимающаяся ковкой металла, с 126-летним опытом успеха.Scot Forge считается лидером в области открытой штамповки и штамповки катаных 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 производственными площадями 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

.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments