Ковка металла

Обработка металлической детали с изменением формы и размера называют ковкой металла. В результате ковки металл деформируется и изменяет свои параметры. Различают горячую и холодную ковку. Может выполняться и своими руками.

При горячей ковке металл разогревают до так называемой ковочной температуры, у разных материалов она разная, для стали она равняется 800 - 1200 ºC, для медных сплавов - 650 – 1000 ºC, для титана и его сплавов -900-1600 ºC, алюминий деформируют при температуре - 400-480 ºC.

Широко используется и холодная ковка, то есть обработка металла без предварительного нагрева.

Следует отметить, что широкое применение прокатного и штамповочного оборудования и использование средств компьютерного оборудования вытеснило ковку из тяжелой индустрии. Но и, тем не менее, ковку применяют для создания ограждений, предметов украшений, замков, ножей, оружия.

Сейчас популярен холодный способ ковки. Его использование, позволяет получить экономию на содержании производственных площадей, при широком внедрении технологии холодной обработки металла отпадает необходимость в эксплуатации энерго затратного оборудования, например, горна.

Ранее горячая ковка была основной для изготовления кованых деталей и изделий.

Детали и изделия получаемые ковкой называют поковка

Горячая ковка

Металл нагревают в печи до температуры при которой он теряет свою прочность и становится пластичным. Далее металлическую заготовку можно обрабатывать, применяя удары и другие способы. 

Но нагрев металла имеет недостатками:

1. Мастерская должна быть оборудована кузнечным горном, или муфельной печью. Это требует расходы на монтаж, обслуживание оборудования и покупку топлива.
2. Необходимо принять меры по безопасности, ведь ковка металла предполагает наличие открытого огня.
3. Специалист должен иметь определенные знания и навыков в части горячей обработке металла.

Холодная ковка

Большую часть операций холодной ковки выполняют на специализированном оборудовании/

Существует перечень оборудования, применяемого для обработки металла без предварительного нагрева. Инструменты этого класса, показывает свою экономическую эффективность при выполнении больших объемов, например, при совершении архитектурного оформления здания.

Среди оборудования, которое применяется для холодной ковки, применяют следующее:

• Торсионное, предназначенное для кручения прутка вдоль продольной оси.
• Волновое, его используют для изготовления волнообразных деталей.

Всего, технологический парк инструментов для холодной ковки включает в себя несколько десятков единиц станков. Это такие инструменты, как: гнутик, фонарик, улитка, волна, твистер, станок для колец

Одни работают под действием мускульной силы оператора, или от установленного силового агрегата, например, электрического двигателя. Есть мастера, которые сами изготавливают оборудование для обработки металла.

Способы ковки

1. Ручная;
2. Штамповка;
3. Ковка на молотах.

Ковку осуществляют с использованием ручных или механизированных инструментов. Это может быть или кувалда, или пресс, работающий от разного вида приводов, например, пневматического.

Эта операция позволяет получать детали, имеющие различные габариты, вес и формы.

Применение ковки повышает механические параметры стали, улучшает его внутреннюю структуру. Именно поэтому, особо ответственные детали обрабатывают методом ковки. Например, шатуны, устанавливаемые на двигателях внутреннего сгорания.

Ковку разделяют на две большие группы – ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент или специально изготовленное кузнечно-прессовое оборудование. Для машинной обработки применяют прессы и молоты. Тяжелые и габаритные детали обрабатывают на прессах, более мелкие детали обрабатывают на механических молотах.

Ручная ковка должна осуществляться только в специально оборудованной мастерской. Кроме нагревательного горна, мастерская должна быть оснащена системой вентиляции и наковальней. Она представляет собой значительный кусок металла, на которой могут быть смонтированы технологические приспособления, например, рог или матрица, для получения калиброванных деталей. Для производства наковальни применяют сталь 45Л.

С помощью наковальни ковку заготовок выполняют своими руками и придают им нужные формы и размеры. Наличие плоской поверхности на наковальне позволяет обрабатывать плоские детали.

Обработку металла при помощи ударов разделяют на свободную ковку и обработку в штампах.

Суть свободной ковки заключается в заключение заготовки между молотом (прессом) и основанием. Получение требуемой формы и размеров осуществляет оператор станка, используя для этого вспомогательного инструмента.

Во время штамповки металл получает форму и размеры в пределах инструмента, применяемого для обработки. Для выпуска детали, требуется новый штамп. Штамповка – это промежуточная технологическая операция, после которой полученные полуфабрикаты отправлены на дополнительную обработку, например сварку или сверление.

Оборудование для ковки

В промышленности широко используют кузнечно-прессовые станки. Его разделяют по признакам:

1. По температуре обрабатываемой заготовки. Для такой технологической операции использую ковочные машины, которые могут обрабатывать как холодные, так и разогретые заготовки. Машины этого класса используют для обработки плоских и объемных деталей.
2. По операциям, которые можно выполнять на этом оборудовании, то есть для заготовительных, основных и финишных операций.
3. По способу подачи или удаления готовой продукции из рабочей зоны станка, в практической работе стараются использовать устройства для автоматической подачи и удаления заготовок и отходов.
4. По типу привода, работает от приводов разного тип – электричества, сжатого воздуха, гидравлики.
5. По главной характеристике – номинальному усилию, которое оказывает пресс в рабочий момент.

Инструменты для горячей ковки

Горн, наковальня, кувалда и ручник, клещи, фасонные молотки, шпераки.

Индукционные нагреватели

Перед тем как направить заготовку, на обработку с помощью горячей ковки необходимо обеспечить ее нагрев до определенной температуры. Эту задачу решают с использованием нагревательных устройств. Как уже упоминалось, для нагрева применяют горн, муфельную печь, но существует еще один тип – индукционные нагреватели. Через эти устройства проходят детали, которые будут направлены на штамповочно – ковочные операции.

Преимущества нагрева в индукционной печи:

• уменьшение затрат на электрическую энергию и это особенно важно во время постоянного рост тарифов.
• рост производительности работы, так, как нагревание заготовок таким способом позволяет сократить время необходимое для нагрева детали.
• позволяет не только точно позиционировать заготовку в печи, но и оптимально расположить ее для более эффективного нагрева.
• на поверхности заготовки не остается окалины и это положительно сказывается на использовании штамповочно-кузнечного инструмента. Это позволяет освободить производственные площади.

Художественная ковка

Применяют для производства малогабаритных и изящных предметов. Художественная отличается от традиционной тем, что это не только способ обработки металла, а своего рода искусство. Довольно часто детали, полученные с использованием художественной ковки, применяют при декорировании помещений.

Мастера, которые занимаются художественной ковкой, способны получать разнообразные изделия, которые могут быть вписаны в любой интерьер. Надо отметить, что спрос на такие вещи постоянно растет и это интересное место для развития бизнеса.