Что такое ковка? - Определение, процесс и типы

В этой статье мы рассмотрим все, что вам нужно знать оковка, включая то, что это такое, как это делается и как кованое изделие сравнивается с изделиями, изготовленными другими методами, включая отливки, сварные конструкции и изделия, обработанные стержни/пластины, детали из порошкового металла и армированные пластмассы/композиты.

Для начала определимся, что такое ковка.

Что такое ковка?

Ковка — это производственный процесс, при котором твердый металл приобретает форму под действием локализованных сжимающих усилий от ковки или прессования.

Ковку стали часто классифицируют в зависимости от температуры, при которой она осуществляется: холодная ковка, теплая ковка и горячая ковка. Важно отметить, что ковка — это не то же самое, что литье, поскольку кованный металл никогда не плавится и не разливается.

Зачем использовать поковки?

Поковкисильный . Поскольку металл формируется в процессе ковки, его внутренняя структура зерен деформируется, повторяя общую форму детали. За счет сжатия зеренной структуры и создания потока зерен повышаются прочностные характеристики детали.

Поковки используются там, где надежность и безопасность имеют решающее значение. Поковки часто представляют собой детали, которые используются внутри машин, автомобилей, самолетов, тракторов, кораблей, бурового оборудования, двигателей и ракет, и это лишь некоторые из них.

При какой температуре изготавливаются поковки?

Процессы ковки обычно классифицируются по тому, находится ли температура металла выше или ниже температуры рекристаллизации микроструктуры металлов. Стальную поковку можно разделить на:

Горячая ковка стали

• Температура ковки выше температуры рекристаллизации составляет 1742–2300 ° F.

• Хорошая формуемость

• Низкие усилия формовки

• Постоянная прочность на растяжение заготовок

Теплая ковка стали

• Температура ковки 1200–1742 °F.

• Меньше или нет окалины на поверхности заготовки

• Достижение более узких допусков, чем при горячей ковке.

• Ограниченная формуемость и более высокие усилия формовки, чем при горячей ковке.

• Меньшие усилия формовки, чем при холодной штамповке.

Холодная ковка стали

• Температура ковки в комнатных условиях, самонагрев до 300 °F за счет энергии формовки.

• Самые узкие достижимые допуски

• Отсутствие окалины на поверхности заготовки

• Увеличение прочности и снижение пластичности за счет деформационного упрочнения.

• Необходимы низкая формуемость и высокие усилия формования.

Здесь, в Edgerton Forge, мы куем сталь горячей ковкой.

Как вы подделываете?

В основном существует три метода (или процесса) изготовления кованой детали: ковка в штампах, ковка в открытых штампах и ковка бесшовных катаных колец.

Здесь, в Edgerton Forge, мы используемИмпрессионная штамповка.

При штамповке с оттиском штампа металл продавливается или продавливается между двумя штампами (так называемыми инструментами), в которых вырезана определенная форма (полость).

Металл под действием силы течет в полость, создавая определенную форму детали. Этот процесс позволяет создавать детали от простых форм до очень сложных несимметричных форм.

Ковку в штампах можно производить с помощью различных машин, включая гидравлические прессы, механические прессы, молоты и высадочные машины. Мы используем высадочные машины и механические прессы в Edgerton Forge.

Чем поковки отличаются от отливок?

Поковки прочнее. Литье не может обеспечить упрочняющий эффект горячей и холодной обработки. Ковка превосходит литье по предсказуемым прочностным характеристикам, обеспечивая превосходную прочность, гарантированную от детали к детали.

Ковка устраняет дефекты литых слитков или непрерывнолитых прутков. Отливка не имеет ни текучести зерен, ни направленной прочности, и этот процесс не может предотвратить образование определенных металлургических дефектов. Предварительная обработка ковочного материала создает поток зерна, ориентированный в направлениях, требующих максимальной прочности. Дендритные структуры, сегрегация сплавов и подобные дефекты уточняются при ковке.

Поковки надежнее и дешевле. Дефекты литья встречаются в самых разных формах. Поскольку горячая обработка улучшает структуру зерна и придает высокие свойства прочности, пластичности и стойкости, кованые изделия более надежны. И они производятся без дополнительных затрат на более строгий контроль процесса и проверку, необходимые для литья.

Поковки лучше реагируют на термообработку. Отливки требуют тщательного контроля процессов плавки и охлаждения, поскольку может произойти сегрегация сплава. Это приводит к неравномерной реакции термообработки, что может повлиять на прямолинейность готовых деталей. Поковки более предсказуемо реагируют на термообработку и обеспечивают лучшую стабильность размеров.

Поковки являются гибкими, экономически эффективное производство адаптируется к спросу. Некоторые отливки, например отливки со специальными характеристиками, требуют дорогих материалов и контроля процесса, а также более длительного времени выполнения заказа. Прокатка в открытых штампах и прокатка колец являются примерами процессов ковки, которые адаптируются к различным производственным циклам и позволяют сократить сроки выполнения заказов.

Чем поковки отличаются от сварных изделий и изделий?

Поковки обеспечивают экономию производства, экономию материалов. Сварные изделия являются более дорогостоящими при крупносерийном производстве. Фактически, готовые детали являются традиционным источником переработки штамповок по мере увеличения объема производства. Первоначальные затраты на инструменты для ковки могут быть покрыты за счет объема производства и экономии материалов, а внутренняя экономика производства ковки снижает затраты на рабочую силу, сокращает количество брака и переделок, а также снижает затраты на контроль.

Поковки прочнее. Сварные конструкции обычно не лишены пористости. Любой выигрыш в прочности, полученный от сварки или крепления стандартного проката, может быть потерян из-за неправильной практики сварки или соединения. Ориентация зерен, достигнутая при ковке, делает детали более прочными.

Поковки обеспечивают экономичное проектирование/проверку. Многокомпонентная сварная сборка не может сравниться с экономией средств, полученной за счет правильно спроектированной цельной поковки. Такая консолидация деталей может привести к значительной экономии средств. Кроме того, сварные конструкции требуют дорогостоящих процедур контроля, особенно для компонентов, находящихся под высокой нагрузкой. Поковки нет.

Поковки обладают более стабильными и лучшими металлургическими свойствами. Избирательный нагрев и неравномерное охлаждение, возникающие при сварке, могут привести к таким нежелательным металлургическим свойствам, как неоднородная зернистая структура. При использовании сварной шов может действовать как металлургический надрез, что может привести к выходу детали из строя. Поковки не имеют внутренних пустот, которые могут привести к неожиданному разрушению под нагрузкой или ударом.

Поковки предлагают упрощенное производство. Сварка и механическое крепление требуют тщательного выбора соединительных материалов, типов и размеров крепления, а также тщательного контроля за практикой затяжки, что увеличивает производственные затраты. Ковка упрощает производство и обеспечивает лучшее качество и стабильность детали за деталью.

Чем поковки отличаются от обработанных стержней/пластин?

Поковки предлагают более широкий диапазон размеров желаемых марок материалов. Размеры и форма изделий из стальных прутков и листов ограничиваются размерами, в которых поставляются эти материалы. Часто ковка может быть единственным процессом металлообработки, доступным для получения определенных марок и желаемых размеров. Поковки можно экономично производить в широком диапазоне размеров: от деталей, наибольший размер которых составляет менее 1 дюйма, до деталей весом более 450 000 фунтов.

Поковки имеют текстуру, ориентированную по форме, для большей прочности. Обработанные стержни и пластины могут быть более подвержены усталостной коррозии и коррозии под напряжением, поскольку механическая обработка сокращает структуру зерен материала. В большинстве случаев ковка позволяет получить зеренную структуру, ориентированную по форме детали, что обеспечивает оптимальную прочность, пластичность и устойчивость к ударам и усталости.

Поковки позволяют лучше и экономичнее использовать материалы. Пластина газовой резки — это расточительный процесс, один из нескольких этапов изготовления, который потребляет больше материала, чем необходимо для изготовления таких деталей, как кольца или ступицы. Еще больше теряется при последующей обработке.

Поковки дают меньше отходов; более масштабное и экономически эффективное производство. Поковки, особенно почти чистые формы, позволяют лучше использовать материал и образуют мало отходов. При крупносерийном производстве поковки имеют решающее преимущество в стоимости.

Поковки требуют меньше вторичных операций. При поставке некоторые сорта прутков и листов требуют дополнительных операций, таких как токарная обработка, шлифовка и полировка, для удаления неровностей поверхности и достижения желаемой отделки, точности размеров, обрабатываемости и прочности. Зачастую поковки можно ввести в эксплуатацию без дорогостоящих вторичных операций.

Чем поковки отличаются от деталей из порошкового металла (P/M)?

Поковки прочнее. Низкие стандартные механические свойства (например, прочность на разрыв) типичны для деталей P/M. Поток зерен поковки обеспечивает прочность в критических точках напряжения.

Поковки обеспечивают более высокую целостность. Для предотвращения дефектов P/M требуется дорогостоящая модификация плотности деталей или инфильтрация. Оба процесса увеличивают затраты. Измельчение зерна поковок обеспечивает прочность металла и отсутствие дефектов.

Поковки требуют меньше вторичных операций. Специальные формы P/M, резьбы и отверстия, а также прецизионные допуски могут потребовать обширной механической обработки. Операции вторичной ковки часто можно свести к чистовой обработке, сверлению отверстий и другим простым операциям. Присущая поковкам прочность обеспечивает стабильное и превосходное качество обработанной поверхности.

Поковки обеспечивают большую гибкость конструкции. Формы P/M ограничены теми, которые могут быть выброшены в направлении нажатия. Ковка позволяет создавать детали, не ограничивающиеся формами в этом направлении.

Для поковок используются менее дорогие материалы.Исходными материалами для высококачественных деталей P/M обычно являются распыленные водой, предварительно легированные и отожженные порошки, которые стоят значительно дороже за фунт, чем стержневые стали.

Чтобы начать работу над своим следующим проектом ковки, свяжитесь с нами, чтобы запросить ценовое предложение, и кто-то из нашей команды свяжется с вами.