Ковка стали


Ковка металла. Виды ковки металла. Способы ковки металлов.

Справочная информация


Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры.

Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств.
Для железа температурный интервал 1250–800 °С,
для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С,
для алюминиевых сплавов 480–400 °С.

Различают следующие виды ковки:
* ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
* ручная ковка
* штамповка.

Изделия и полуфабрикаты получаемые ковкой называют - поковка.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа.
При деформации он приобретает форму этой полости.

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны.
При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.
Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла.
При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах.
Изготовляют поковки массой 100тн и более.
Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей.
В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:
* обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы) (см. Кричный передел).
* сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара (см. Сваривание).
* обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.

Процесс ковки
1.Нагрев болванки
Чем твёрже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твёрдостью стали:
-мягкая сталь переносит ковку даже при сварочном жаре, около 1300° С.
-твёрдую инструментальную сталь выше 1000° С ковать уже опасно.
-для средних сортов стали температура 1000° С совершенно достаточна для ковки и вполне надёжна.
2.Обжимка болванки
Стальная болванка — это не одно сплошное однородное тело.
Она переполнена внутри раковинами и пустотами различной формы и величины.
Поэтому сразу после выдачи болванки из печи их уплотняют — ударами молотка обковывают болванку кругом, начиная от середины к нижнему концу болванки, затем к верхнему , прибыльному.
Это называется «обжимкой болванки»
3.Заготовка
Заготовка предназначена для того, чтобы уплотнить болванку, и придать ей в грубом виде необходимые размеры и формы.
Формы и размеры заготовок и способы ковки зависят от вида изделий.
Заготовки по виду разделяются:
-на заготовку сплошных цилиндров,
-пустотелых цилиндров,
-колец,
-заготовку плоских вещей, и т. п.
4.Окончательная отделка

Ковка. Определение. Общие понятия.

Автор: редакционная статья

Категории: металлообработка

Ковка. Определение, общие понятие, описание процесса ковки, исторические факты о ковке.

 

Ковка. Определение. Общие понятия.

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.
Различают:

  • ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
  • ручная ковка
  • штамповка

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют « поковка».
При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости.
При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.
Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.
Машинную ковку  выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.
Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.
При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

 

Основные операции ковки

- осадка
- высадка
- протяжка
- обкатка
- раскатка
- прошивка и др.

 

Ковка железа и стали по технологии конца XIX в

Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:

  • обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы) .
  • сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара .
  • обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.

В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую.

Инструменты


- наковальня
- молот
- ручные молоты (небольшие), которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет.
- механические молоты. Важный элемент механического молота – наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.
- кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладёт на наковальню и поворачивает предмет во время ударов молота.
- подъёмные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время ковки. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.

Процесс ковки

Нагрев заготовки

Для изготовления предметов путём ковки берётся отлитая стальная заготовка. Её необходимо сначала нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера заготовок. Для мелких изделий применяются обыкновенные кузнечные горны. Для крупных — пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших заготовок устраивают газовые печи.
Печь сначала разогревают до тёмно-красного каления. Затем в неё помещают горячую заготовку. (В холодных заготовках внутренние слои всегда находятся в более или менее напряжённом состоянии из-за условий, в которых они после отливки затвердевают. Если в горячую печь положить холодную заготовку, то наружные слои, нагреваясь и удлиняясь, вызовут возникновение трещин в малоподатливых внутренних слоях). Такая заготовка должна оставаться горячей после отливки, ей не надо давать остыть ниже тёмно-красного каления и сразу же после извлечения из формы для отливки её следует поместить в печь. Если это не удалось, и заготовка начала остывать, то прежде чем поместить её в печь, её надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо её подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в заготовке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи заготовки, её надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси заготовки, от её концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев — достаточно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность заготовки.
Заготовки помещают в печь по одной или несколько, в зависимости от их величины. Вначале нагрев держат небольшой. Затем его постепенно увеличивают и доводят до требуемой степени. Чем сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идёт ковка. Однако этим опасно злоупотреблять — чем выше нагрета сталь, тем она больше стремится кристаллизоваться при остывании, из-за чего может уменьшиться связь между отдельными кристаллами (зёрнами), и они могут разъединиться даже от одного или нескольких ударов молота. Таким образом — заготовка при ковке получит надрыв, трещину, а иногда даже отваливается целыми кусками. Это называется перегревом стали. Перегрев стали не следует путать с пережогом стали. Пережог влияет не на кристаллическую структуру металла, а уже на его химический состав, заставляя его изменяться: когда сталь долго находится под воздействием печных газов, сварочного жара, она мало-помалу теряет свой углерод и приближается к железу. Пережжённую сталь невозможно использовать, тогда, как перегретую ещё можно поправить.
Чем твёрже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твёрдостью стали:

 

  • мягкая сталь переносит ковку даже при сварочном жаре, около 1300° С.
  • твёрдую инструментальную сталь выше 1000° С ковать уже опасно.
  • для средних сортов стали температура 1300° С совершенно достаточна для ковки и вполне надёжна.

Низкая температура тоже не подходит для ковки. Во-первых, она сильно затрудняет обработку. Во-вторых — при перемещении малоподвижных частиц во время ковки образуются сильные натяжения, которые иногда вызывают внутренние надрывы и трещины. Надо вести нагрев так, чтобы внутренняя часть заготовки успела прогреться надлежащим образом. И хотя наружные слои всегда прогреваются сильнее, но это уравновешивается быстро вследствие их охлаждения во время ковки.
Вообще, для успешной ковки надо принять за необходимое правило, что кроме степени нагрева имеет очень важное значение и равномерность нагрева. Для этого после посадки заготовки в печь, надо температуру поднимать очень медленно, наблюдая, чтобы заготовка нагревалась одинаково со всех сторон.
Время нагрева зависит главным образом от величины заготовки и от жаровой способности печи. На некоторых заводах для нагрева 30-ти тонной заготовки требуется около 30 часов, для 15-ти тонной около 12 часов, для 5-ти тонной около 8 часов.

Обжим заготовки


Стальная заготовка — это не одно сплошное однородное тело. Она переполнена внутри раковинами и пустотами различной формы и величины. Поэтому сразу после выдачи заготовки из печи их уплотняют — ударами молотка обковывают заготовку кругом, начиная от середины к нижнему концу заготовки, затем к верхнему ,прибыльному. Это называется «обжимом заготовки». Образовавшаяся во время нагрева окалина на поверхности заготовки частью сама отваливается при обжиме, частью отбивается ломами и счищается. Поэтому заготовка отливается несколько большего размера и веса по сравнению с задуманным предметом. Отношение площади поперечного сечения заготовки к площади готового изделия принимали раньше от 6 до 10. Теперь, при более плотных отливках, принимают от 3 до 4.

Подготовка

Обработку стальной заготовки под молотом можно разделить на две части: на подготовку и на окончательную отделку.
Подготовка предназначена для того, чтобы уплотнить заготовку, и придать ей в грубом виде необходимые размеры и формы. Формы и размеры заготовок и способы ковки зависят от вида изделий. Подготовки по виду разделяются: на подготовку сплошных цилиндров, пустотелых цилиндров, колец, подготовку плоских вещей, и т. п. Способы ковки при этом также имеют разные названия.

  • Подготовка сплошных цилиндров.

При такой подготовке обжим заготовки производится на вырезном нижнем бойке, где после каждых нескольких ударов молота её поворачивают на 1/8 оборота и, после образования восьмигранника, подвигают на ширину верхнего бойка и продолжают ковку. Когда, таким образом, обожмут всю заготовку, её опять подвигают на старое место и, ударяя молотом по граням, образуют шестнадцатигранник. Сообразно диаметру цилиндра продолжают ковку, пока заготовка не примет надлежащих размеров. При такой обработке она уменьшается в диаметре, а металл при обжимке перемещается по направлению оси, и вследствие этого заготовка удлиняется, вытягивается, отчего и самую обработку называют  вытягиванием.
В случае, если при таком вытягивании заметят на поверхности заготовки трещины, или другие пороки, тогда останавливают ковку, пока их не вырубят кузнечными зубилами. Верхний конец, так называемый прибыльный, заключающий в себе всегда пустоты, считается негодным для употребления и потому 1/4 по весу заготовки отрубается, что носит название отрубки прибыли. Для рубки употребляется стальной топор, который накладывается на верх заготовки и вдавливается молотом в её тело. Потом на верх топора накладываются бруски квадратного сечения и продолжают нажимать молотом, пока топор не углубится до половины тела заготовки; наконец, её поворачивают на 180° и таким же образом продолжают рубку с противоположной стороны. Подобным образом разрубается на части заготовленная заготовка, когда она предназначается для изготовления нескольких предметов.
При заготовке больших изделий молот за один нагрев не успеет обжать и заготовить всей заготовки, поэтому сперва обжимают и заготовляют нижнюю половину заготовки, потом переносят державку на отделанный уже конец, подогревают остальную часть заготовки, обрабатывают её таким же самым образом, и, наконец, отрубают прибыль.
Если цилиндр должен иметь на конце уступы, или фланцы, диаметр которых больше, чем поперечник заготовки, тогда после обжимки заготовки и отрубки прибыли нижний боек удаляется прочь, а на его место устанавливается заготовка стоймя (на попа) и ударами молота осаживается, причём диаметр её, в особенности на концах, увеличивается. Для выковки вала меньших размеров, или такой длины, что он не помещается стоймя под молотом, пользуются услугами так называемой балды, подвешенной на цепи, посредством ударов которой, осаживают конец вала. Для заготовки изделий кольцеобразной формы, как, например бандажей, скрепляющих орудийных колец и проч., сначала, как было сказано выше, заготовку обжимают, вытягивают, очищают от окалины и трещин, отрубают прибыль и разрубают на куски; после вторичного нагрева каждый кусок немного осаживают, или сплющивают в виде лепёшки. Потом пробивают отверстие посредством пробоя или прошивня, вдавливая его сначала с одной стороны до половины, потом, повернув заготовку — с другой. Дальнейшая обработка кольца, то есть разводка, производится уже на оправке в особой стойчатой наковальне. Разводку бандажных шин производят на особой наковальне с рогом, где, кроме того, посредством раскатки,  делают выступ, называемый ребордой.
Для изготовления более длинных пустотелых цилиндров, как, например, скрепляющих орудийных оболочек, сначала отрезают на токарном станке прибыльную часть заготовки, потом высверливают вдоль оси насквозь отверстие около 300 мм в диаметре и, после нагрева заготовки, проталкивают в отверстие железный пустотелый стержень и на нём её обжимают. Такая обработка носит название Ковка на штревеле. Чтобы стержень не нагревался и не сжимался вместе с заготовкой, внутри него постоянно циркулирует вода. Когда ковка окончена, вынимают штревель из цилиндра посредством особого прибора, представляющего собой гидравлический пресс, или домкрат. Он состоит из пустотелого цилиндра  с двойными стенками,  между которыми пускается вода для выдвигания второго цилиндра , который упирается в гайку , навинченную на конец штревеля. На другом конце цилиндра  укреплена муфта,  упирающаяся в откованную оболочку. Вода выдавливает цилиндр,  который тянет за собой штревель. Подготовка для изделий прямоугольного поперечного сечения производится на плоских наковальнях, где, после предварительного обжима, заготовку сплющивают сперва наплоско, потом поворачивают на 90° и куют на ребро. При ударе молота удлинение совершается по направлению её оси, по перпендикулярному же направлению перемещению частиц мешает трение о поверхность бойка и наковальни. Чтобы ковкой расширить размеры заготовки по этому последнему направлению, раздают металл посредством раскатки. Для этого на поверхность заготовки, по направлению её оси, накладывают полуцилиндрический валик, называемый раскаткой, и ударом молота вдавливают его в тело. После такой раскатки по всей поверхности заготовки металл расползается по направлению стрелки, а причинённые неровности выглаживаются потом ударами молота. Такой обработке подвергаются броневые плиты. Для изготовления коленчатого вала, заготовляется сначала прямоугольный брус, в котором, посредством топора, делают два надреза. Потом молотом отгибают оба конца, отрубают топором образовавшиеся выступы и, наконец, обжимают, закругляют и отделывают шейки. Эта сложная работа требует много времени, частых нагревов, ловкости и опытности кузнеца. Вырез, показанный на чертеже пунктиром, производится на долбёжном станке. Цапфельное кольцо (с шейками) для орудий заготовляется следующим образом. Отрезанный диск от заготовки сплющивают, после нагрева, под молотом в продолговатый брус и пробивают в нём продольную щель  посредством клинообразного прошивня. Потом коническими оправками расширяют постепенно эту щель, пока отверстие не примет круглой формы, и, наконец, на горизонтальной оправке разводят до надлежащих размеров.
Вообще для разных предметов требуются разные заготовки. От умелости выбора приёмов, от рациональной последовательности переходов из одной формы в другую, в особенности при более сложных конструкциях, зависит успешность ковки и уменьшение расходов на лишний нагрев и угар металла.

Окончательная отделка


После подготовки предмет имеет довольно грубую и неровную поверхность, для выравнивания которой оставлен некоторый запас против требуемых размеров. Для этого предмет очищают ещё раз зубилом от всех трещин, волосовин и лёгкими и частыми ударами молотка проходят кругом всю его поверхность. Наконец, окончательно проверяют предмет посредством кронциркулей, линеек, или шаблонов и, если есть необходимость, его выправляют и т. п.
Для придания более чистого и гладкого вида употребляются разного рода гладилки и штампы, а иногда во время ударов молота поливают поверхность водой, вследствие чего приставшая окалина лучше отделяется и изделие выходит чище. Такое выглаживание производится всегда в самом конце, когда изделие уже остыло до буро-красного каления и поэтому носит название холодной ковки или наклепки.
После наклепки замечаются всегда такие же явления, как и при закалке, то есть металл делается твёрже и менее тягуч и образуются внутренние натяжения. Вследствие малой подвижности металла, при сильной наклёпке, нарушается связь между частицами и даже иногда получаются внутренние трещины. Если отполированный разрез сильно наклёпанного бруска подвергнуть действию слабой кислоты, то образовавшийся при этом рисунок прямо показывает на внутреннее изменение металла. Вначале предполагали, что наклёпка увеличивает абсолютную плотность стали однако, дальнейшие опыты показали обратное. Так, например, при волочении проволоки, после первого прохода через волочильную доску, плотность её уменьшилась с 7,839 до 7,836; после второго до 7,791, после третьего до 7,781.  При наклёпке меди или серебра получаем результаты совершенно противоположные.
Так как влияние наклёпки аналогично закалке, то, чтобы придать металлу желаемую твёрдость и упругость, очень часто прибегают к наклёпке. При изготовлении таких изделий, как, например резцы, инструменты, клинки и пр., этот способ оказывает большую пользу, но, что касается более крупных изделий, при которых получается только поверхностная наклёпка, вызывающая внутренние натяжения, этот способ, вместо пользы, приносит изделию только вред. Лучшим доказательством служит пример изготовления локомотивных или вагонных осей, у которых шейки отделаны штамповкой. При пробе на изгиб таких осей часто случается, что при ударе груза посередине оси отламывается её конец, как раз в том месте, где была отштампована шейка. Хотя все эти вредные натяжения можно уничтожить, или, по крайней мере, уменьшить отжигом, однако иногда происходит, что во время самой наклёпки не образовались уже трещины, которых отжиг исправить не в состоянии. При изготовлении более сложных поковок, где неизбежно применять штамповку, гораздо лучше совершать это при высоком нагреве, тем более, что сталь в раскалённом состоянии хорошо выдерживает штамповку и отчётливо воспроизводит форму штампы; чтобы воспрепятствовать образованию натяжения, необходимо делать её в несколько приёмов, каждый раз подогревая сталь до надлежащей температуры.
После обработки заготовки под молотом, не прибегая даже к наклёпке, всегда появляются внутренние натяжения, происшедшие вследствие неравномерного остывания концентрических слоев, и вследствие того, что разные части заготовки приходится ковать при разных температурах. Чем больше диаметр откованной заготовки и чем резче переход от одной формы к другой, тем неравномернее происходит остывание, и тем резче будут проявляться внутренние натяжения. Во избежание трещин и искривления откованных изделий, зарывают их  после ковки в горячий мусор. Подобное зарывание может принести пользу, когда изделие довольно простой формы и когда она ещё красная. В противном случае надо непременно подвергать изделие отжигу, то есть осторожно его подогреть до температуры около 700°, затем, замазав печь, дать ему медленно остыть до полного охлаждения.
Выше было упомянуто, что назначение ковки, кроме сообщения требуемой формы, заключается ещё в уплотнении металла вследствие пороков, встречаемых внутри заготовки. Газовые пузыри, образующиеся при затвердевании стали, размещаются, главным образом, снаружи. Большинство из этих пузырей, имея сообщение с окружающей атмосферой, окисляется под действием печных газов и покрывается внутри слоем окалины, которая не дозволяет им свариваться при обжимке болванки под молотом, а потому они только сплющиваются в виде прослоек и вытягиваются в виде волосовин. Толщина рыхлого слоя откованного предмета зависит от величины пузырей, глубины их размещения в болванке и от большей или меньшей обработки под молотом. Поэтому всякое откованное изделие, подвергающееся окончательной отделке на токарных или строгательных станках, должно иметь соответствующий запас металла, для удаления рыхлого слоя.
Чтобы получить чистую и гладкую поверхность, достаточно оставить, для удаления рыхлого слоя запас на обточку толщиной в ½" для больших и от ¼" до ⅛" для мелких предметов. Кроме уплотнения пороков в болванке, ковка изменяет и свойства самого металла. Если сравнить изломы кусков стали, взятых от одной и той же болванки до и после её проковки, то они представляют большую разницу. Первый из них крупнокристаллический с блестящими и сильно развитыми плоскостями отдельных зёрен, второй же мелкозернистый, матовый и как бы аморфного сложения. Испытывая на разрыв эти бруски, оказывается, что как упругость и прочное сопротивление, так и удлинение кованого бруска гораздо больше. Так, например, механические испытания бессемеровской стали от одной и той же заготовки имеют следующие результаты:

 

До ковки

После ковки

Упр. сопротивление на кв. мм

24,1 кг

11,5 кг

Абсол. сопротивление на кв. мм

45,0 кг

59,8 кг

Удлинение

8 %

5 %

Поэтому долгое время полагали, да ещё и до сих пор многие такого убеждения, что ковка, вследствие своего сильного давления, производит сближение частиц между собой, их сжатие, а тем самым и уплотнение самого металла, и благодаря только такому действию, сталь приобретает другие свойства. Придавая ковке такое значение, старались подвергать болванку как можно большей обработке и давать по возможности большее отношение площади поперечного сечения заготовки к площади изделия. Однако, более тщательные исследования не оправдали этого взгляда. Во-первых, опыт показал, что удельный вес кованой стали меньше, чем литой. Ещё в 60-х годах  исследователи доказали, что удельный вес литой стали, при отсутствии пороков, есть предел её уплотнения и что ковка, увеличивая гравиметрическую плотность заготовки, уменьшает её абсолютную плотность. Из  опытов видно, что удельный вес куска стали от литой болванки равен 7,852; удельный же вес куска от этой болванки после нагрева его до светло-красного каления и хорошей проковки равнялся 7,846. Во-вторых, что повторительные нагревы и проковка не влияют уже на увеличение сопротивления и вязкости. В-третьих, что простым нагревом до известной температуры и соответственным охлаждением можно достигнуть таких же результатов относительно структуры, повышения упругости и вязкости металла. Это последнее явление было впервые замечено Д. К. Черновым и опубликовано в «З. И. Т. Общества», 1868 г.
Этот факт объясняется тем, что сталь при нагревании, начиная с некоторой температуры, принимает воскообразное состояние, то есть что отдельные зерна её размягчаются и слипаются между собой в виде тестообразной несжимаемой массы. Если станем охлаждать эту массу, тогда частицы опять собираются в отдельные зерна или кристаллы и эта группировка продолжается до тех пор, пока сталь не остынет до некоторой определенной температуры около 700°, ниже которой кристаллизация совершаться уже не может (см. Критические точки стали). Чем более нагрета сталь, то есть чем больше размягчена, и чем медленнее и спокойнее она остывала, тем более свободы и времени имели частицы для этой группировки. Если же во время этого охлаждения воспрепятствовать частицам свободно собираться в отдельные зерна ударами молота или вальцовкой, или посредством быстрого охлаждения не дать времени к подобной группировке, или, наконец, если сталь нагреть только до температуры и позволить ей медленно остывать от этой температуры, ниже которой кристаллизация невозможна, то во всех этих случаях получается более или менее мелкозернистое сложение. Если остановить ковку при температуре выше 700°, то группировка частиц опять возможна и структура стали будет зависеть от этой температуры. Если же, наконец, нагреть болванку до очень высокой температуры и позволить болванке некоторое время остывать без ковки, то кристаллизация может принять такие размеры, что сталь теряет свойства ковкости и носит название перегретой стали.
Эти  исследования были сделаны г. Черновым ещё в 1860-х гг., и что они послужили исходной точкой для всех дальнейших исследований и современных теорий стали. Таким образом, на перемену структуры, от которой зависит вязкость и прочность стали, имеет влияние, главным образом, степень нагревания и условия остывания. Ковка препятствует кристаллизации и уплотняет пороки в заготовке. Для успешности ковки надо стараться ковать быстро, чтобы не оставлять какого-нибудь места заготовки долгое время без ударов молота. Поэтому при обжимке и вытягивании больших заготовок, лучше пользоваться за один раз меньшей степенью обжимки и обрабатывать их в несколько приемов, проходя ударами молота каждый раз всю нагретую часть. Кроме того, нельзя допускать, чтобы заготовка, нагретая до высокой температуры, дожидалась долго ковки или остывала в печке. При таких благоприятных условиях кристаллизация совершается очень быстро и заготовка получает свойства перегретой стали. Лучше тогда дать заготовке спокойно остыть, снова её нагреть до надлежащей температуры и затем ковать.
При обработке стальных заготовок имеет очень важное значение, как с экономической стороны, так и относительно влияния ковки на качество изделия, сила молота, то есть отношение веса бьющей части к весу обрабатываемой болванки. Если принять вес бабы G и вес заготовки g, то общепринятое отношение G/g = 2 доходит до 1. Однако,  это отношение очень условное и зависит от многих причин, главным образом,- от формы изделия, приёмов ковки, сорта стали, допускающей более или менее сильный нагрев и, наконец, от приспособлений, имеющихся при молоте. Для обжима заготовок или для изготовления цилиндрических валов отношение G/g = 1 может быть допускаемо только в крайних случаях; вообще, для эффективности действия куют при отношении 2. Так, например, под 5-тонным молотом можно отковать орудийную трубу из заготовки в 3 тонны, но для изготовления такого же веса коленчатого вала, следует употребить, по крайней мере, 15-тонный молот. Чем тяжелее молот в сравнении с весом заготовки, тем энергичнее идёт ковка и тем глубже передаётся давление внутренним слоям заготовки. Слабые удары передаются только поверхностным слоям, которые поэтому уплотняются и вытягиваются больше внутренних и откованная заготовка при этих условиях имеет вогнутые концы. Подобного рода явления замечаются чаще всего на ковке больших заготовок. Поэтому для их успешной ковки приходится иметь больших размеров молоты или же прибегать к частым подогревам.
В настоящее время для ковки стальных заготовок стали применять гидравлические прессы, называемые пресс-молотами  или жомами.  Мгновенный удар молота, с большой в начале  силой,  и с полнейшей потерей в конце своего действия, распространяясь по верхней плоскости заготовки, переходит по реакции и на нижнюю, соприкасающуюся с наковальней; промежуточные же слои, исполняя только передаточную роль, перемещаются, а вместе с тем и уплотняются гораздо меньше. Пресс, с момента соприкосновения бойков с заготовкой, своим растущим от 0 до 3 тонн давлением передаёт его, во все время нажимания, одинаково всем слоям металла. Расползанию наружных слоев металла, в плоскости нормальной к направлению давления, препятствует трение о поверхности бойков, и, вследствие этого, во время давления пресса, главным образом перемещаются частицы внутренних слоев, которые уплотняются больше наружных, то есть пресс производит действие обратное молоту. Это может быть устранено применением более узких бойков. Предположение лучших качеств металла, откованного под пресс-молотом, чем под молотом, является предметом дискуссий, тем более, что качество плотного металла зависит, главным образом, от температуры нагрева заготовки, от температуры, при которой была остановлена ковка и от условий, при которых остывала заготовка. Пресс-молот имеет большое преимущество перед молотом в экономическом отношении, так как он ускоряет ковку в несколько раз в сравнении с молотом. Однако,  следует отметить, что силой пресс-молота  нельзя злоупотреблять. Очень большой сразу нажим делает на поверхности складки и наплывы металла, а при недостаточном нагреве возможны надрывы и трещины в сердцевине заготовки. Подобным образом, как при ковке под молотом, лучше пользоваться и здесь небольшими нажимами и стараться поскорее пройти всю нагретую часть болванки. Если наклёпка, то есть ковка при сравнительно низкой температуре под молотом, имеет негативное влияние на качество металла, вследствие образования внутренних натяжений, то тем более при ковке под пресс-молотом она не должна быть допускаема. Кроме того, надо стараться по возможности хорошо прогревать центральные слои заготовки, которые претерпевают самую большую работу при давлении пресс-молота. Потеря или угар металла, вследствие образования окалины, зависит от степени и продолжительности нагрева, от величины заготовки и от количества повторительных нагревов. Для первого нагрева, в зависимости от диаметра, угар составляет от 1½ до 3 %, для каждого последующего подогрева заготовка теряет по весу около 1 %.

 

История ковки

Ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла:

  • холодная, затем горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте — 4-3 тыс. до н. э.
  • холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки — до XVI в. н. э.

Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото. Кузнецы пользовались особым почетом у народов древности, их искусство окружалось легендами и суевериями.
В Средние века кузнечное дело достигло высокого уровня: вручную отковывались ручное и огнестрельное оружие, инструменты, детали сельскохозяйственных орудий, дверей и сундуков, решетки, светильники, замки, часы и другие изделия всевозможных форм и размеров, часто с тончайшими деталями; кованые изделия украшались насечкой, просечным или рельефным узором, расплющенными в тончайший слой листами сусального золота и бронзовой потали.
В XIX в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в XX в. (работы Ф. Кюна в Германии, И. С. Ефимова, В. П. Смирнова в России; оформление общественных интерьеров в Таллине, Каунасе и др.).
С наступлением эпохи персональных компьютеров производство сложных и уникальных кованых изделий, как правило, сопровождается компьютерным трёхмерным имитационным моделированием. Эта точная и относительно быстрая технология позволяет накопить все необходимые знания, оборудование и полуфабрикаты для будущего кованого изделия до начала производства. Компьютерное 3D моделирование теперь не редкость даже для небольших компаний.

Известные памятники художественной ковки


кованые фонари, ограды, решётки, ворота следующих дворцовых и городских ансамблей:

  • Версаль
  • Парк кованых фигур в Донецке
  • Санкт-Петербург
  • Царское Село

 


история и современность ковки металла

История древнего ремесла ковки металла по некоторым источникам насчитывает от 6 до 9 тысяч лет. Именно тогда, сидя у огня, жители Ближнего Востока обнаружили, что языки пламени могут изменить внешний вид металла, и если постараться, то, воспользовавшись этим, можно получить полезную вещь, например, инструмент для земледелия, оружие или украшения.

После появления бронзы в конце IV-го тысячелетия до н.э. кованое оружие стало более прочным, и кузнечное дело распространилось на большие территории – от Индии, Китая и Японии до Средиземноморья. Тысячелетиями люди пользовались технологией ковки, постепенно усовершенствуя ее.

После изобретения паровой машины в XIX веке кузнечное ремесло сделало значительный шаг вперед. Разработка мощных паровых и пневматических молотов, а позднее молотков с приводными валами привело к производству кованых изделий для железнодорожной, автомобильной и сельскохозяйственной промышленности, строительной и военной отрасли.

Не последнюю роль в развитии кузнечной промышленности сыграло изобретение мартеновской печи и наличие доступных ресурсов. Большие запасы железной руды с высоким содержанием фосфора и серы можно было переплавлять для производства высококачественной стали. Теперь у отрасли было инновационное оборудование и надежное дешевое сырье.

XX век принес увеличение производительности отрасли за счет роста производства полупроводниковых электрических индукционных нагревателей. Технология индукционного нагрева позволила значительно повысить производительность и контроль за габаритами кованых изделий.

Промышленная революция и Вторая мировая война не могли не оказать своего влияния на дальнейшее развитие кузнечной промышленности – усовершенствовалось кузнечно-прессовое оборудование, а вместе с ним и технология ковки. Необходимость в огромном количестве оружия также внесла немалый вклад в изменение отрасли.

А что же сегодня? Все течет, все изменяется, и мир не стоит на месте. Современное кузнечное дело может похвастаться гидравлическими и пневматическими молотами с компьютерным управлением. Надежное точное оборудование решает множество задач, а изделия из кованой стали сегодня применяются в различных отраслях: аэрокосмической, автомобильной, горнодобывающей, сельскохозяйственной, энергетической.

Не будем забывать и о том, что в наши дни ковка все больше используется как вид искусства. Кованые изделия – это не только ювелирные украшения из драгоценных металлов, а и предметы декора, использующиеся в интерьере и экстерьере. Художественная ковка металла – отрасль, создающая прекрасные вещи, некоторые из которых действительно можно назвать произведениями искусства.

От истории к технологии

Кузнечное ремесло или технология ковки металла — это формование металла под воздействием определенных сил. В зависимости от температуры обработки металла ковка может быть холодной, теплой или горячей. Вес кованых деталей может варьироваться от нескольких сотен граммов до сотен тонн. Для ковки стали требуется система индукционного нагрева, кузнечная печь (горн) или другое нагревательное оборудование. Сталь и техническое железо, как правило, подвергаются горячей ковке. Кованые изделия из стали, изготовленные путем деформации при высоких температурах, обычно характеризуются меньшей пористостью поверхности, мелкозернистой структурой, высокой прочностью и долговечностью. Это лучшие характеристики стали из тех, которые можно получить при ее обработке.

Когда сталь нагревается до температуры ковки, она становится достаточно пластичной, и ей можно придать любую форму. Весьма необычно наблюдать за тем, как твердый металл постепенно превращается в изделие, нарисованное на чертеже, и приобретает нужную форму. Ковать можно почти все металлы – и черные, и цветные. Для ковки может использоваться сталь различного химического состава: углеродистая, легированная, высоколегированная, нержавеющая.

Итак, в зависимости от температуры обработки можно выделить два способа ковки металлов.

Когда перед обработкой металл нагревают до высоких температур с целью снижения его сопротивления деформации, речь идет о горячей ковке. Эта температура для стали (в зависимости от степени легирования и содержания углерода) составляет от 800 до 1250 градусов Цельсия, она выше температуры рекристаллизации и фазовых превращений, и сплав легко обретает нужную форму. Для алюминиевых сплавов, к примеру, температуры горячей ковки значительно ниже – 420-500°С. При использовании этой технологии можно получить изделия сложных форм, тяжелые и объемные.

Холодная ковка выполняется либо без высокотемпературной обработки и предполагает разогрев до температур не выше 150 градусов Цельсия. Это приводит к низкой формуемости и необходимости применять огромные усилия, поэтому применение такой технологии достаточно ограничено.

Если говорить о видах ковки металла в зависимости от применяемых штампов, то ее можно разделить на два основных вида: ковку без применения штампов (т.н. свободную ручную или машинную ковку) и ковку в штампах. В чем различие?

При свободной машинной ковке металлическая деталь обрабатывается на специальных ковочных машинах, молотах или гидравлических прессах. Деформирование с кантовкой выполняется до тех пор, пока изделие не приобретет желаемую форму.

А вот если нужно получить деталь определенной сложной формы, можно воспользоваться техникой закрытой штамповки, когда металл зажимается между двумя штампами, которые представляют собой вырезанный желаемый профиль. Обычно в индивидуальном и мелкосерийном производстве преимущественно используется свободная ковка, а на предприятиях, производящих типовые изделия крупносерийными партиями, более широко представлена ковка в штампах.

Кованая сталь отличается от стали других видов обработки, например, от литья. Она удивительно прочная, невероятно долговечная, надежная, имеет однородный состав и структуру, однако, существует ограничение размера и толщины стали, с которой можно работать, ведь придание металлу необходимой формы - довольно сложная работа.

Кованые изделия сегодня являются одними из лучших и популярных видов металлических изделий в мире. Благодаря своим супер-свойствам кованая сталь используется для создания конструкций, способных выдерживать огромные нагрузки. Автомобильная, кораблестроительная, машиностроительная, нефтегазовая отрасли и в наши дни полагаются на кованые детали для достижения самых разных целей. И даже авиационная промышленность пользуется преимуществами кованой стали, запуская в космос современные космические аппараты, в которых присутствуют кованые детали. Сегодня ковка остается крупной мировой отраслью, вносящей вклад в развитие человечества.

Тем не менее, если кованая сталь обладает сверххарактеристиками, а кованый меч должен был быть весьма острым, гибким и крепким, интересно было бы получить ответ на вопрос, почему же археологи находят разбитые на части или сломанные мечи викингов? Ведь викинги утверждали, что их мечи невозможно уничтожить. В одном из музеев Берлина хранится сломанный меч с клеймом Ульфберт. Эта надпись часто встречается на мечах IX-XI веков. Во время своих походов викинги часто отправлялись вверх по Рейну, чтобы купить мечи из германских кузниц. Одной из таких кузниц была Ульфберт. Это производство существует до сих пор и специализируется на ковке древнего оружия. Дело в том, что меч из Ульфберта считался знаком наивысшего качества. Это как модель Шанель в современном мире моды. Уникальная проникающая сила, сталь, которую невозможно сломать, прочность — это и есть меч из Ульфберта. Если сегодня создавать меч по методике этой старинной германской кузницы, то важно использовать разные виды стали, мягкую и твердую. Технология производства требует длительной обработки молотом для соединения металлов, а также нагревания в огне для правильного молекулярного состава. Процесс сложный, и, конечно, никто не был застрахован от небольших дефектов. Но эта технология гарантирует наличие в стали необходимого количества углерода, и как результат, острое и ударопрочное лезвие.

Почему же музейный экспонат не такой? Оказывается, в XI веке не все торговцы оружием были чисты на руку. Некоторые ставили клеймо кузницы Ульфберт на мечи, выкованные другими мастерскими, которые не всегда следовали технологии, что негативно отражалось на качестве. А поскольку товар нужно было продать, то и нанести торговую марку Ульфберт на такой меч, подделать ее, не составляло большого труда. Жалкая подделка могла выглядеть в точности как меч, выкованный в легендарной кузнице. Выгодная цена, известное клеймо - и ничего не подозревающий викинг покупал меч, по своим качествам очень отдаленно напоминающий меч из Ульфберта. И когда в бою викинг нанесет первый удар по стальным доспехам противника, он узнает, насколько хорош его меч. По сути, загадка расколотого меча кроется не столько в качестве стали, сколько в природе человеческой натуры.

На протяжении всей истории качественная ковка была востребована в различных отраслях: от земледелия, оружейного дела, изготовления украшений и художественной ковки до сверхмощных современных производств, таких как машиностроение и аэрокосмическая отрасль. Несмотря на свой почтенный возраст, кузнечное мастерство уверенно движется вперед, развивается, использует новые технологии, а иногда является совершенно незаменимым для дальнейшего развития нашей цивилизации.

Влияние ковки на структуру и на механические свойства металла

При ковке изменяются макроструктура и механические свойства металла. Эти изменения в основном зависят от следующих причин: 1) температурных условий ковки; 2) степени уковки; 3) от способа ковки; 4) химического состава стали.

Под влиянием ковки структура металла изменяется в двух противоположных направлениях. При ковке слитка структура принимает волокнистое (полосчатое) строение. Образование волокнистой структуры характеризуется тем, что при ковке слитка ликвационные зоны, газовые пузыри, шлаковые включения и т. п., а при низкой температуре и зерна стали (дендриты), вытягиваются в направлении течения металла. Крупнозернистое строение слитка превращается в мелкозернистое вследствие раздробления кристаллов под ударами молота или под давлением пресса.

При ковке прокатанного металла происходят другие структурные изменения металла. Зерна изменяются меньше, так как они уже частично разрушены в процессе прокатки. В отличие от прокатки ковка дает более перепутанные волокна металла. Поэтому, как правило, механические свойства прокованного металла лучше, чем механические свойства прокатанного металла.

Одновременно с изменением кристаллов ковкой при высоких температурах зерна растут, так как создаются условия для объединения мелких зерен в крупные. Явление роста зерен, т. е. объединение мелких зерен в крупные, называется собирательной рекристаллизацией. Зерна растут тем больше, чем выше температура ковки.

Собирательная рекристаллизация понижает сопротивляемость металла деформации. Следовательно, ковать металл надо при температуре, которая способствует росту зерен (рекристаллизации), а кончать ковку следует при температуре, при которой не происходит рекристаллизации металла. Это обеспечит получение поковки, состоящей из мелких зерен с повышенными механическими свойствами.

Из сказанного можно сделать вывод о том, что структура металла, а вместе с нею и механические свойства поковки зависят от измельчения зерен вследствие их деформации и рекристаллизации.

Структура металла зависит также и от степени укова (во время вытяжки). Уковом называется отношение поперечного сечения заготовки к площади поперечного сечения поковки. Чем больше уков (т. е. величина вытяжки), тем мельче зерно и более резко выражена полосчатая структура поковки. Уков слитка принимают больше, чем уков прокатанной заготовки. Величина минимального укова для углеродистых сталей на гладких частях 3,0; на фланцах и выступах 1,75; для легированных сталей на гладких частях 2,0; на фланцах и выступах 1,5. При ковке поковок из слитка уков по гладкому участку берется 3—4, а по-фланцу и выступу 1,5—1,75.

При ковке слитка разрушаются крупные кристаллы, металл уплотняется за счет возмещения пустот, имеющихся в слитке, и заваривания пузырей, тогда как кристаллическая структура металла сортовой катаной заготовки уже разрушена во время прокатки. Чем выше температура нагрева металла перед ковкой, тем больше должен быть уков.

При укове сверх нормального имеет место улучшение механических свойств вдоль вытяжки ухудшение их в поперечном направлении.

На механические свойства поковок влияют также способы их изготовления. Одну и ту же деталь можно изготовить разными способами и получить при этом поковки, обладающие различными механическими свойствами. Необходимо стремиться изготовлять поковку так, чтобы не перерезать волокна металла.

Вал, изготовленный изгибанием, будет иметь одинаковые механические свойства во всех частях (шейке и щеках), так как волокна не перерезаны и тянутся вдоль всего вала. Волокна вала, изготовленного вырубкой, перерезаны. Поэтому механические свойства этого вала будут хуже, чем вала, изготовленного при помощи изгибания.

Ковка металла - статья о том, как все происходит от "Мастерская изящной ковки"

Производство железа и сплавов

Изделия из железа появились на земле задолго до того, как человек научился сам производить его из железосодержащих материалов. Находки археологов «говорят» о том , что еще в 5 тысячелетии до нашей эры в древнем Египте , Шумерах и Индии применялись украшения из железа и наконечники для стрел были железными. Но то было железо внеземного происхождения , а именно – метеоритный камень (железоникелевый сплав). Позже в 4-3 тысячелетии от рождения Христа люди начали учиться получать железо искусственно из железосодержащих материалов (песок , руда).Это происходило в Египте, Древней Анатолии, на Кавказе.


Основным способом получения железа в древности являлся сыродутный метод , при котором железосодержащая руда перемешивалась с древесным углем и закладывалась в печь. В результате выгорания угля получалась крица, которую очищали от шлаков ковкой, выбивая примеси ударами молотов. Железо получалось малоуглеродистым из-за низкой температуры в горне. Поэтому приходилось многократно проковывать прокаливать крицу с углем для получения более-менее прочной стали .В дальнейшем для производства стали научились применять меха для подачи воздуха в горн , что повысило температуру в печи до 1400 градусов по Цельсию и это дало возможность расплавлять чугун до жидкого состояния .


Получаемая таким методом сталь и железо «напрямую» не годились для изготовления оружия и инструментов, так как они получались или слишком хрупкими, или слишком мягкими. Поэтому оружие и инструменты приходилось делать из нескольких слоев пластин железа  и пластин стали. Такие изделия назывались сварными и они были недостаточно прочными и очень массивными. Да к тому же железные мечи было очень сложно заточить и они очень часто ломались и гнулись .


Однако несмотря на недостатки сварных изделий из железа и стали, они стали общедоступны, что привело к резкому увеличению производительности труда в земледелии и в строительстве .


Для получения упругости металлических изделий, железо необходимо разогреть до жидкого состояния (1540 градусов по Цельсию), чтобы возникла четкая кристаллическая структура. Металлургам это удалось только в середине 19 века. Однако несмотря на это, еще в 1 тысячелетии до рождения Христа в Индии научились получать булатную сталь, без расплавления железа .Но процесс изготовления был очень сложным и трудоемким. Плавка в тиглях и применяемая при этом руда , на долгое время осталось секретом для всего мира. Чуть позже в Китае научились получать упругую сталь, для изготовления которой не требовалось специальных печей и руды. Кузнецы многократно перековывали сталь и при каждой ковке заготовка складывалась вдвое .Так получалась сталь под названием дамаск. И булатная, и дамасская стали имели узорчатую поверхность. Их очень сложно отличить по виду .Но клинок из булата гибче, прочнее и острее дамаска .

Китайцы в 7 веке разработали передельный способ получения стали из чугуна. Этот двухстадийный процесс изготовления стали оказался более простым и выгодным, оставаясь и до наших дней основным способом производства стальных изделий. Кривые мечи, как раз и изготавливались из передельной стали .

Следующим этапом развития металлургии стали доменные печи ,производство стало непрерывным, так как печи работали круглосуточно. Ковки стало намного меньше, так как чугун перегонялся в железо в горнах .

Обработка металла

На первых этапах развития металлургии производством железных и стальных изделий занимались кузнецы. Кузнец занимался всем :и поиском руды с углем, и сам выплавлял и ковал, и обрабатывал металл. Производственное оборудование состояло из молота, наковальни, мехов и точильного камня. На следующем этапе железную руду и уголь  в кузницы поставляли другие люди. У кузнецов появились подсобные рабочие. Качество кованых изделий возросло. Кузнецы делали все, что технически было  возможно  изготавливать.


С развитием городов происходит разделение труда и возникает много новых специализаций. Кузнецы начинают работать на определенный ассортиментный ряд.


Кустарное производство металла перестало осуществляться после появления доменных печей. Кузнецы стали покупать железо в заготовках.


С расширением ассортиментного ряда профильной стали начала широко распространяться художественная ковка, расцвет которой приходится на 19 и начало 20 веков.

Художественная ковка в Туле - собственное производство и дизайн изделий!

Почему с нашей студией интересно работать

Вне зависимости от цены ковки, каждый проект для нас – личный вызов, который мы стремимся сделать «как для себя». Многие заказчики Тулы приходят в нашу студию ковки вновь, чтобы купить кованые изделия на выгодных условиях:

  1. Тульские кузнецы и мастера

    Над вашим проектом будут трудиться настоящие профессионалы своего дела: дизайнер-конструктор создаст художественный эскиз проекта, кузнецы мастерски изготовят изделие, маляры покроют его профессиональными красками из Германии, а монтажники аккуратно установят готовую конструкцию в вашем доме.

  2. Умеренная стоимость

    Собственное производство в Туле и прямое сотрудничество с заказчиками, исключающее услуги компаний-посредников, позволяет нам предлагать выгодные цены на качественные кованые изделия. Как показывают расчеты, наши клиенты экономят до 15-20% от стоимости заказа!

  3. Гарантия – 60 лет!

    Мы отвечаем за качество наших изделий, и поэтому дает гарантию на конструкцию изделия, окраску и монтаж. Мы не экономим на материалах, наша художественная ковка изготовляется ТОЛЬКО из полнотелого квадрата конструкционной стали марки СТ-3. Гарантия от сквозной коррозии металла для кованого рисунка составляет шестьдесят лет!

  4. Всегда на связи

    С «Ковкой Гранд» приятно работать: мы не пропадаем и всегда поддерживаем связь с нашими клиентами, информируя их о состоянии проекта. Менеджеры всегда оперативно отвечают на звонки, стараясь наиболее полно ответить на возникшие вопросы по покупке кованых изделий.

Наш выставочный зал предметов художественной ковки находится в удобном районе Тулы. Если у вас не хватает времени для личного посещения и оформления заказа, мы приедем и привезем образцы работ. Вам останется лишь выбрать и заказать понравившееся изделие для дома или для участка. Остальные хлопоты по изготовлению, доставке и установке конструкции мы возьмем на себя!

Отзывы экспертов о нашей работе

Руководитель строительства

Иван Иволга

Каждое кованое изделие в "Ковке Гранд" делают как для себя, с душой и на совесть. И везут заказчику только тогда, когда абсолютно уверены в качестве.

Архитектор, владелец бюро

Майя Зинурова

– Мы реализовали с "Ковкой Гранд" сложный и эксклюзивный проект, за который не бралась ни одна кузница в Москве. Нас приятно удивил подход этой компании.

Владелец клуба "Цитадель"

Михаил Иванцов

В наше время редко можно встретить партнеров, которые обращают внимание на сроки и качество. В этом плане мастерская "Ковка Гранд" является образцом.

Художественная ковка стали как реализация Вашего творческого потенциала

Старинные решетки, ворота, флюгера, скамейки, дверные ручки, каминные принадлежности, прочие предметы — напоминают нам эпоху Средневековья, невольно притягивая взгляд. Этим объясняется популярность, которую приобрела технология художественной ковки стали в изготовлении современных элементов дизайна интерьера.

Металл обладает удивительными свойствами, чем и привлекает человека многие тысячелетия. Он поддается плавлению, литью, штамповке, кручению, волочению, чернению, эмалированию… А в умелых руках специалиста ковкий металл способен преобразиться в настоящие произведения искусства.

Ковка стали – самый волшебный технологический процесс обработки металла, результатом которого может стать появления из обычного бруска стали ажурной розы, а на прутьях арматуры могут «распуститься» листья, бутоны, шишки, завитушки…

Кованые предметы ручной работы, придающие интерьеру свой оригинальный стиль, по функционалу можно разделить на:

  • Лестницы кованые – например, изящная винтовая конструкция или классическая лестница с коваными перилами;
  • Мебель – столы, стулья, диваны кресла (имеются в виду каркасные элементы), кровати, подставки под книги или цветы и многое другое;
  • Ограждающие защитные элементы – оконные решетки, заборы ворота, калитки;
  • Элементы декора – аксессуары без явно выраженных функциональных свойств: статуэтки, цветы, панно и пр.;
  • Изделия мелко функционального назначения — каминные принадлежности, вешалки, лампы или подсвечники.

Методы ковки стали

Ковка железа – это целенаправленная деформация, нагретой до температуры повышения пластичности, заготовки из ковкой стали при помощи ударов молотка, молота или использования механических приспособлений.

Различают виды ковки:

  • Холодная ковка стали – преимущественно применяется для изготовления большого количества однотипных элементов. Технология холодной ковки предполагает использование специальных автоматизированных приспособлений, упрощающих процесс деформации металла. Таким способом изготавливаются отдельные элементы кованых заборов, решеток.
  • Горячая ковка стали – позволяет изготовить оригинальные и часто неповторимые изделия. Металл при горячей ковке предварительно разогревают до температуры повышения его пластичности. Затем при помощи наковальни, молотка или кувалды и других приспособлений металлу придается нужная форма

Технологический процесс ковки подразумевает использование таких приемов:

Рубка — процесс разделения поковки (заготовки) на несколько частей.

Разрубка (прорубка) — предполагает надрубку детали с лицевой плоскости.

Обрубка – формование заготовки путем обсечения лишнего металла по линии внешнего контура.

Вырубка – аналогичный процесс, только выполняемый по линии внутреннего контура.

Осадка – процесс, приводящий к увеличению площади сечения заготовки, происходящий за счет ее укорачивания. Применим, как к целому изделию, так и к его части.

Вытяжка – приводит к удлинению заготовки благодаря уменьшению площади ее поперечного сечения. Можно «вытягивать» как все изделие или только часть его.

Пробивка отверстий – это процесс вырубки части металла круглой или квадратной формы.

Гибка — придает заготовке криволинейную форму. Различают сгибание: на конусе или без, по шаблону, по дуге, под углом.

Закручивание – техника ковки, предполагающая поворот на определенный угол одной части заготовки относительно другой.

Отделочные работы — предназначены для удаления последствий контакта молота или кувалды с заготовкой, а также создание дополнительного рельефа, надписей, чеканки изображений и пр.

Термические особенности художественной ковки

Само название «горячая ковка детали» уже подразумевает, что поковку перед целенаправленной деформацией необходимо нагреть, чтобы металл стал ковкий.

Технология нагрева материала использует кузнечный горн, поддержание рабочего состояния которого, само по себе уже целая наука. Процесс горения в нем регулируют принудительной подачей воздуха с помощью электровентилятора, а удаление продуктов горения – принудительной вытяжкой. Расположение горна должно обеспечивать беспрепятственный трехсторонний подход к нему.

В качестве топлива используются:

  • дрова, торф, каменный уголь, кокс, древесный уголь — твердое топливо;
  • мазут – жидкое топливо;
  • природный или генераторный газ – газообразное топливо.

Сталь для ковки необходимо нагревать от 800 до 1110 ОС. Сущность нагрева в том, что при такой температуре материал для ковки существенно увеличивает свою пластичность, снижая в десятки раз прочность, то есть становится ковкий.

Ковка стали, нагретой только до температуры (400 – 480оС), может привести к образованию трещин в поковке, так как сталь при таком нагреве обладает повышенной хрупкостью. Не менее опасен перегрев стали (инструментальной). Вообще, чтобы металл был ковкий, его необходимо нагревать до нужной температуры медленно. Для массивных заготовок время нагрева, естественно, увеличивается.

Правильная горячая ковка детали приводит к улучшению структуры и качества металла. В нем измельчаются крупные кристаллы, завариваются «микропустоты». То есть структура стали становится мелкозернистой, приобретая волокнистое строение. А это очень серьезно изменяет физико-механические качества металла в позитивную сторону.

Инструмент для ковки и оборудование кузницы

Художественная ковка стали в домашних условиях требует наличия горна, наковальни, инструмента и… кузнеца, то есть Вас. О горне мы уже немного поговорили. Теперь о наковальне.

Наковальня – второй функциональный атрибут кузницы. Чаще всего используют однорогую наковальню, закрепленную на массивной подставке.

Рабочий инструмент кузнеца – ручник – третий обязательный атрибут кузницы. Масса ручника от 1 до 2,5 кг при длине рукоятки до 35 см выбирается, исходя из физических данных кузнеца.

Использование следующего инструмента – кувалды (масса 3-10 кг при длине рукояти 60-80 см) предполагает наличие в кузнице молотобойца. Самый неутомимый в современной кузнице «молотобоец» — пневматический, рессорно-пружинный или фрикционный молот.

Поковку удерживают с помощью клещей, набор которых предназначен для выполнения манипуляций с деталями различных форм, размеров.

Дополняют арсенал кузнеца формовочные плиты, различные просечки, оправки, подбойники, обжимки, большинство из которых изготавливается самим кузнецом, чтобы выполнить различные виды ковки.

Для выполнения отделочных работ: шаберы, напильники, штампы чеканочные и пр.

Но! Давайте без фанатизма в ручном труде!

Современная кузница для художественной ковки металла априори оборудуется необходимыми и доступными металлообрабатывающими станками. Самый необходимый «арсенал»: вертикально-сверлильный, заточной, шлифовальная машинка «болгарка». Станет полезным сварочный аппарат для газовой и электросварки, а также/или установка воздушно-плазменной резки металла.

О некоторых элементах кованых конструкций…

Скоба

Скобы применяются для соединения двух или более элементов между собой. Именно скоба придает кованой оградке или забору вид «кованного изделия». Благодаря тому, что скобу изготавливают и обжимают на скрепляемых деталях в горячем состоянии, она при снижении температуры сживается, создавая прочное надежное соединение.

Рассеченные детали

Технология рассекания поковки используется для создания эффектных декоративных элементов, как на концах заготовок, так и в их плоскости. Например, сплющенный конец квадратного прутка можно рассечь на две ветви, и каждую закруглить в свою сторону или еще раз рассечь для получения четырех ветвей.

Пересечения «внахлест»

Используют, например, при изготовлении оконных решеток — конструкций с элементами пересечения круглого или квадратного профиля. Сущность такого пересечения — все элементы «лежат» в одной плоскости, а в местах пересечения с помощью специальных оправок, в нагретых до температуры 800-1000ОС делают небольшие прогибы, компенсирующие толщину пересечения двух элементов.

Кольца, восьмерки, завитки

При небольшой толщине заготовок подобные элементы могут быть изготовлены в холодном состоянии путем сгибания их в тисках или использования специальных приспособлений.

(Превысил объем — остаток в примечаниях, если что не так — переделаю)

Похожие статьи

Поковка заэвтектоидных сталей | Дынные инструменты

Привет

Сегодня напишу о ковке стали. Заэвтектоидная инструментальная сталь. Про обычную ковку, что под силу каждому кузнецу. Все легко скажут! Мало того, что выкованный кузнецом материал лучше, чем до ковки, ведь его свойства после ковки улучшились! Может сегодня кто-то передумает?

Не скрою, я не кузнец, у меня нет многолетнего опыта работы в этой профессии, но и во время моей профессиональной деятельности была выкована некоторая сталь (наличие кузницы в Сталеплавильном отделении значительно облегчило задачу).И оказывается, что ковать не так уж и просто.

Что такое ковка? Это дробление материала молотком, чтобы придать ему форму, отличную от той, что была до ковки. Здесь пригодится концепция перекристаллизации. Это процесс «заживления» материала после дробления молотком или катком при нагревании металла после его холодного дробления. «Измельченный» материал имеет много запасенной энергии (энергия отказа размещения), его структура далека от равновесия. Он похож на кубик Рубика, сделанный из множества кусочков пластилина разного цвета после того, как их раздавили в руках.Чем больше раздавлено, чем дальше от равновесия, чем больше Ошибок выравнивания, тем легче оно перекристаллизуется. В технике различаем поковку/прокатку:

  • холодная - ниже температуры рекристаллизации
  • горячий - выше температуры рекристаллизации.

Температура рекристаллизации определяется экспериментально для каждого сплава, но выработана очень простая формула:

Т Р = 0,4-0,6 Т Т

  • T R - Температура рекристаллизации
  • T T - температура плавления металла [K]

Кузнецы куют сталь, когда она светится (она горячая), поэтому можно с уверенностью предположить, что кузнецы куют горячо.При горячей ковке (выше температуры Рекристаллизации) материал рекристаллизуется динамически, т.е. кузнец дробит сталь молотком, металл сразу Динамически рекристаллизуется. Так измельченный материал «лечит» себя, возвращаясь в состояние равновесия. Имея соответствующие знания и опыт, можно использовать Динамическую рекристаллизацию для улучшения свойств металла и уменьшения его зернистости. В промышленности металлы часто подвергаются горячей деформации и деформация (прокатка листа) заканчивается ниже температуры рекристаллизации.Тогда деформированный лист не успеет полностью рекристаллизоваться, в нем останутся последствия деформации, уменьшающие зернистость стали, повышающие прочность, повышающие ее пластичность (Термодинамически прокатанные листы). Однако это требует больших знаний, большого опыта, большого количества испытаний и испытаний, а также соответствующих технических средств. К сожалению, у пресловутого кузнеца его нет.

При холодной ковке/холодной прокатке материал сминаем, при горячей ковке/горячей прокатке материал сгибаем.Следовательно, это также упоминается как холодное смятие и горячее смятие.

Концепция Crush:

  • Z - раздавить
  • S 0 - площадь поперечного сечения перед ковкой/прокаткой
  • S 1 - площадь поперечного сечения после ковки/прокатки

Ниже речь пойдет о горячей ковке.

Диапазон температур ковки. Наиболее распространенными сталями, выковываемыми кузнецами, являются С235 (ранее Ст3С) и С355 (ранее 18Г2А). Эти стали отлично поддаются ковке до температуры 1300 градусов Цельсия.C. С другой стороны, инструментальные стали чаще всего представляют собой заэвтектоидные стали с высоким содержанием углерода и часто с легирующими элементами (марганец, кремний, хром, молибден, вольфрам, ванадий). В некоторых из этих сталей после превышения температуры 1200 градусов Цельсия. C может появиться расплав (Liquid L Solution). Поэтому кузнецы, которые ежедневно куют доэвтектоидные стали, могут очень легко испортить доэвтектоидную сталь - она ​​рассыплется в порошок. Как этого избежать? Для начала важно понимать, что большинство инструментальных сталей являются заэвтектоидными сталями.Как может такая сталь, как WCL (0,4% углерода!) быть заэвтектоидной сталью? Легирующие элементы смещают точки S и E, изменяя температуру эвтектоидного превращения, а также содержание углерода в эвтектоиде.

При ковке инструментальных сталей следует строго соблюдать температуры ковки для данной марки стали. Еще одна трудность возникает именно из-за рекомендуемых температур ковки. Нелегированные и легированные высокоуглеродистые стали куют при более низких температурах, чем доэвтектоидные стали, поэтому следует применять более высокие удельные давления - более тяжелые молоты, более мощные прокатные станы.

Повторяю: горячая ковка - это фактически термическая обработка, проводимая при очень высоких температурах, без возможности жесткого контроля температур (разумеется, это освоено крупными прокатными станами и крупными кузнями). У кузнеца есть только собственные глаза и цветовая шкала тепла, чтобы контролировать температуру.

Еще одно препятствие: размер зерна стали. При нагреве при высоких температурах сталь (как и большинство металлов и их сплавов) имеет склонность к т.н. рост зерна. Это явление невыгодно, все удовольствие от термической обработки и ковки сводится к получению мелкозернистой стали.Чем выше температура, тем больше вероятность того, что зерна будут расти быстрее, тогда более крупные зерна «каннибализируют» более мелкие. Так что каждый нагрев под ковку вызывает рост зерна, поэтому процесс ковки нужно вести так, чтобы зерно росло как можно меньше.

Рекомендации по ковке; важно почти всегда; при горячей штамповке инструментальных сталей бесспорно: куем быстро, с большими плотностями, в рекомендуемом диапазоне температур, с управляемым охлаждением. Очень важно завершить ковку в пределах рекомендуемого нижнего диапазона температур.При достаточном опыте большой/тяжелый молот можно выковать в более низком рекомендуемом диапазоне температур, где зерна растут медленнее.

Вот тут и приходят на помощь наши деды, они проводили соответствующие исследования о величине зерен стали при ковке. График для стали с 0,1% углерода.

  • а) накаливание без ковки с медленным охлаждением,
  • а') накаливание без ковки с быстрым охлаждением
  • б) ковка и медленное охлаждение
  • в) ковка и быстрое охлаждение
  • г) ковка раскаленного материала до его остывания до 850 градусов Цельсия.C (A 3 ), затем быстрое охлаждение.

Как видно на картинке выше, лучший способ ковки придумал не я, наши деды уже умели ковать. И что еще более важно: если нагреть до высоких температур и не ковать в стали зерно, оно может вырасти до огромных размеров. Благодаря динамической рекристаллизации, чем больше мы измельчаем сталь, тем меньшее зерно мы можем получить после ковки - образуется больше мелких новых зерен, регулирование температуры ковки не позволяет слишком сильно расти новым зернам, а ускоренное контролируемое охлаждение не позволяет разделение цементита (Fe3C) по границам зерен.

Рост зерна при высоких температурах – это не только болезнь стали.

Росту зерна подвержены не только стали с низким содержанием углерода. Ниже приведен чертеж для стали с содержанием углерода 0,49%.

Из рисунка выше можно дать рекомендации по степени уплотнения при горячей деформации стали: минимальное уплотнение 15-20%. Предпочтительно район тридцать%.

Дополнительные вопросы: окисление железа в стали и обезуглероживание стали.Оба эти процесса очень интенсивно протекают при нагреве под ковку. Отчетливо видно окисление железа (и легирующих элементов): образуются так называемые окалины, т. е. оксиды железа. Эта реакция не опасна, ее хорошо видно, при правильном процессе нагрева материал под шкалой должен быть здоровым. Точно, он должен. К сожалению, второй процесс: обезуглероживание, часто делает материал «нездоровым» под окалиной. Обезуглероживание – это удаление углерода из стали. Углерод на поверхности стали окисляется кислородом (O2), двуокисью углерода (CO2), водяным паром (h3O).Из-за уменьшения содержания углерода на поверхности стали Углерод в приповерхностных слоях (на небольшой глубине от поверхности) диффундирует в поверхностные слои и т.д. и т.п. Результатом этого процесса является уменьшение Содержание углерода в слоях ниже поверхности стали и вместо 1 % углерода (в стали NC4) до значений часто ниже 0,3 %. После закалки такой стали на поверхности возникают неблагоприятные растягивающие напряжения, значительно повышающие чувствительность стали к растрескиванию. Хитрость заключается в том, чтобы проводить нагрев таким образом, чтобы процесс окисления происходил быстрее, чем обезуглероживание, или оставлять припуски на обезуглероживание, которые после ковки собирают механической обработкой.Иногда они имеют толщину более миллиметра.

Ускоренное охлаждение. Еще одна прихоть? Кому это нужно? Как это сделать? Ускоренное охлаждение после ковки еще больше измельчает зерна, используя эвтектоидное превращение, во время которого сено уменьшается. Зачем это делать? Еще более мелкое зерно? Чем мельче зерно, тем больше прочность стали, тем выше вязкость разрушения. Как это сделать? Достаточно поставить поковку на решетку Wema на сквозняке.Достаточно. Но такая сталь будет слишком тверда для последующей обработки! Да, это невозможно скрыть, но из двух плохих вещей я предлагаю: быстро охладить сталь после ковки, а затем уменьшить ее твердость с помощью процесса термообработки, называемого отпуском.

Практические выводы на основе приведенного выше текста:

  • ковать быстро, используя большие вмятины, то есть, цитируя кузнеца: "ты греешь, бей МОЛОТОМ ДЖЕБ, ДЖЭБ, ДЖЭБ",
  • НЕ нагревать повторно, НЕ стучать молоточком и нагревать снова и снова и снова и снова...,
  • использовать тяжелые и быстрые молоты: раньше у кузнеца был ученик/помощник с БОЛЬШИМ ДВУРУЧНЫМ МОЛОТОМ, помощник делал ДЖЕБ, ДЖЕБ, ДЖЕБ, а г-н Кузнец показывал маленьким молоточком, куда бить,
  • лучше штамповать, но это для серийного производства...
  • ковать как велели мои деды: "железо куется там где блестит", смело до 800 градусов.С,
  • используют ускоренное охлаждение после ковки, оно связано с большей твердостью после ковки, но можно ведь и закалить сталь, Мягче,
  • после нагрева материала на угле, нефти, газе ОБЯЗАТЕЛЬНО ОСТАВЛЯЕМ, избавимся от водорода из поковок.

Скоро придет мистер Кузнец и спросит: "Ты когда-нибудь, сынок, ковал деталь одним нагревом? Такой, например, топор? Это невозможно сделать. А ты ковки не знаешь!»

90 134 90 135

Дедушки и бабушки тоже умели ковать, да ещё как!

90 140 90 135

В общем, я должен признать, что я не подделывал Siekerecki в своей жизни, но, как вы можете видеть на видео выше, это возможно, даже такой уважаемой компанией.И топоры у него довольно дорогие, люди не жалуются, они платят. Качество известно во всем мире! Может в этом что-то есть? Мистер Кузнец выковал топор с одним нагревом, готовый, используя большие вмятины.

В промышленности никто не может себе позволить многократный нагрев, последующую многократную термообработку для улучшения нарушенной структуры стали при неправильной ковке. У мастера/энтузиаста трудно найти большие давки, а на что помощники, силовые молоты? Лучше устать от ковки, чем применять многократную термообработку, чтобы улучшить то, что сломал мистер Блэксмит.Тем более, что даже многократная термическая обработка, улучшающая поврежденную структуру стали, не дает стопроцентной уверенности в том, что сталь будет такой же хорошей, какой она была до повторного нагрева и проковки мелким молотком.

Почему я так упрямился с большим молотом? Как обычно, речь идет о росте зерен, на этот раз разном на поперечном сечении кованой детали. Что это значит? Имея толстый стержень (фи 50мм) и проковав его 10кг молотом (кто будет бить по нему 3 часа?!), верхние слои стали деформируются, при динамической рекристаллизации зерна не увеличиваются, а средние части стержень будет неисправен.Почему?

Каждому давлению соответствует глубина обработки, обозначенная здесь кривыми, соединяющими точки равного давления, которые превышают сопротивление материала и вызывают его деформацию. Чтобы материал деформировался по всему сечению, линии деформации должны проходить настолько далеко, чтобы пересекаться друг с другом, материал, охватываемый ими, деформируется. Отсюда вывод, что для тонких шлифов подходят легкие и быстрые молоточки (есть исключения, они называются кварками, но их почти никто не видел, и я завидую тем, у кого они есть), для больших сечений подходят тяжелые и более медленные молоточки, а прессы / прессы, подходящие для самых больших сечений.Еще один момент: раздробленность в приповерхностных слоях больше, чем в центре материала, поэтому для того, чтобы большая степень сжатия (не менее 15-20%) была в середине поперечного сечения (например, бара), общее раздавливание должно быть намного больше.

То, что я написал выше, можно смело применять к любой стали, С235, 40ХМН, 50ХФ и инструментальным сталям. Сложно испортить, внедрив в производственный процесс приведенные выше рекомендации.

Возвращаемся к заэвтектоидным сталям, т.е. к большинству инструментальных сталей. Ковка таких сталей при температуре ниже 800 градусов Цельсия.С (без учета еще большей стойкости к пластической обработке) вызывает образование так называемой Кованая текстура. Текстуру в стали можно описать здесь как направленное высвобождение цементита (или легирующих карбидов в легированных сталях) по границам зерен, гораздо более быстрое по сравнению с медленным охлаждением (медленное охлаждение надевтектоидных сталей с температуры 800 °С также вызывает выделение карбидов по границам зерен). А может, объяснить это по-человечески, кто-то скажет? Берем колготки с крупными сетками (раньше их называли ажурными чулками): внутренняя часть сеток – зернышки, нитки – границы зерен.Разделенная карбидная сетка по границам зерен - толстые нити в ажурных, поковка при температуре ниже 800 градусов С - натяжка ажурных в толстую нить - тот же эффект - разорванный материал. Красиво отделившаяся карбидная сетка (цементит в нелегированных сталях) красиво выглядит только на картинках, но устранить ее при последующей, даже многократной термообработке, очень сложно. Так как мы проковываем при температурах чуть выше температуры рекристаллизации, то она происходит медленнее, и наиболее охотно выделяются карбиды (цементит) по границам зерен.Направленная/вытянутая текстура Carbide Mesh вызывает повышенную анизотропию свойств, кроме того, следует помнить, что хрупкие и твердые (Цементит/Карбиды) выделения повышают хрупкость стали...

То есть рекомендации: раздробить до 800 градусов С и быстро охладить - для заэвтектоидных сталей как наиболее актуальные. И что сталь затвердеет при быстром охлаждении? Мы смягчим его с помощью отпускания.

Анизотропия - проявляет разные свойства в зависимости от направления исследования.В данном случае это пластические свойства: пластичность, стрела прогиба и ударная вязкость.

Литература:

  • Рудник: Металлургия
  • Косирадский: Схема термической обработки, SIMP 1950
  • Анчик: Желазо, Губрилович и сын 1926
  • Фрещенко - Чопивски: Металловедение, часть. 1
  • Мурски, О'Доннел: Дефекты проката, Wydawnictwo Górniczo-Techniczne 1955
  • П. Гулаев: Металловедение, Силезское издательство 1967
.

Катаные и кованые ножи | Кухонные ножи прямо из Японии

В прошлом посте мы рассмотрели вопрос отличия углеродистых сталей от нержавеющих. Если интересно, нажмите здесь.

В следующей статье нашей серии мы рассмотрим аспект, столь же сильно влияющий на свойства стали, как и химический состав, а именно обработку пластмасс. В наших рассуждениях мы остановимся на двух наиболее важных технологиях производства ножей - ковки (с особой ролью ручной ковки ) и прокатки.

Что такое пластическое формование?

Ссылаясь на определение сталей (железоуглеродистый сплав с содержанием углерода до 2,11% , подвергнутых пластической обработке J ), пластическая обработка играет ключевую роль, и она определяет, что данный сплав может быть классифицирован как сталь. Итак, обработка пластмасс , обработка пластмасс или обработка пластмасс - это процессы, ведущие к достижению предполагаемых форм и размеров изделия (пряди, серии).Это формообразование заключается в приложении к материалу (в данном случае металлу, также возможно формовать некоторые полимеры, но не керамику) деформирующей силы, которая создает в материале соответствующее напряжение, которое, в свою очередь, вызывает деформацию. материал переходить в пластическое состояние, не нарушая его сплошности или изменения плотности. Благодаря этим процессам можно придать (или придать форму) функциональные свойства, которые зависят от процесса обработки и условий термопластичности, в которых он происходит (например,упрочнение измельчением зерна). В процессах пластического формования наиболее распространены:

  • Ковка
  • Прокат
  • Чертеж
  • Нажатие
  • Нажатие

Перейдем к определению отдельных процессов, наиболее важных для нас с точки зрения ножа.

Ковка - технологический процесс деформации материала.

Благодаря удару или давлению инструментов во время этой процедуры мы можем придать материалу соответствующую структуру, механические свойства и, прежде всего, форму. С точки зрения процесса пластического формования мы можем выделить два процесса в области ковки: свободная ковка и штамповка . Процессы ковки также можно разделить по температуре кованой заготовки (исходного материала).

Открытая ковка - При этом типе ковки металл деформируется между инструментами, что позволяет ему течь в любом количестве направлений.В случае частичного ограничения потока (например, с помощью инструментов) мы имеем дело с полусвободной ковкой. Для этого вида ковки применяют различные виды фасонных наковальней и приспособлений, формирующих поковки.

Ковка методом штамповки – – это тип ковки, при котором поток материала контролируется штампами, используемыми в процессе. Это решение чаще всего используется в промышленности при крупносерийном производстве. Это позволяет добиться высокой повторяемости и точности изготавливаемых поковок при высоких затратах, обусловленных:в специализированная техника.

Рис. 1 а) свободной штамповки, б) штамповки

Прокатка - технологический процесс, связанный с деформацией материала

Поместив его между вращающимися дисками, роликами или, конечно же, роликами. Процесс прокатки можно модифицировать, используя валки с заготовками или выступами. Типичными продуктами, производимыми таким образом, являются прутки и профили. Как и в случае ковки, процессы прокатки можно разделить по температуре прокатываемого материала (горячая, холодная и горячая прокатка).

Рис. 2 Пример процесса прокатки

С перспективой изготовления ножей

Конечно, оба метода производства не позволят нам получить конечный продукт, которым является нож. Как при прокатке, так и при ковке, при производстве ножей после процессов пластической обработки применяют ряд способов отделки, таких как, например, резка, резка, заточка, закалка и наплавка.

Какое влияние может оказать конкретный метод формовки на свойства ножа?

Показательно, потому что, как я писал выше, пластическая обработка может влиять на ряд функциональных свойств, возникающих в результате ряда термических и пластических процессов, приводящих к модификации структуры стали.

В настоящее время большинство ножей изготавливается путем обработки листового проката, что проще и удобнее для использования в промышленности. Прокат обычно мягче , поэтому его легче обрабатывать , кроме того, сталь в целом подвергается меньшему нагреву при прокатке, и поэтому менее вероятно, что такой процесс может «повредить сталь». .Параметры процесса получения стали для ножей во многих случаях подлежат строгому контролю и точному подбору параметров . Листовой металл, однако, не свободен от дефектов, его качество зависит в первую очередь от сталелитейного завода, на котором он был изготовлен (например, при производстве стальных ножей невозможно избавиться от карбидных ликваций , полученных в плавильном цеху ). Кроме того, в толстолистовом прокате производитель меньше контролирует размер зерен и направление прокатки (в некоторых случаях невозможно определить направление прокатки).«Пространство для маневра» конструктора также ограничено исходной толщиной стали.

Как насчет ковки?

Здесь начинается "волшебство" . В контексте японских кованых ножей мы сосредоточимся на ножах ручной ковки, потому что они являются истинным определителем мастерства и традиций мастеров кузнечного дела. Ручная ковка – это метод свободной ковки, и не каждый может связать его с точностью или соответствующей силой, тем не менее, японским кузнецам, специализирующимся на производстве таких ножей, требуются годы, чтобы отточить необходимые навыки до совершенства.Их произведения относятся к группе прикладного искусства и ни в одной области «машинного» производства не уступают, а во многих даже превосходят его. Процесс ковки ножей, несомненно, оставляет производителю гораздо больше простора для маневра, чем производство ножа из листа.

Использование ковки при производстве ножей может значительно уменьшить или устранить проблемы, возникающие с листовыми ножами. Во-первых, ковка позволяет улучшить и унифицировать структуру (включая контроль сегрегации за счет лучшей гомогенизации отделившихся карбидов), а укрепить металла в масштабе, недостижимом для катаных ножей.Кроме того, процесс ковки позволяет квалифицированному кузнецу спланировать, а затем с помощью направленной ковки добиться получения «волокон» в материале , положительно влияющих на прочностные параметры получаемого ножа. Кроме того, ковка позволяет сваривать различные марки стали, чтобы использовать их наиболее выгодные свойства. Конечно, производство ножей ковкой сопряжено с риском ухудшения свойств стали из-за плохо контролируемой температуры или загрязнения стали серой, фосфором или слишком большим количеством углерода.Однако, благодаря использованию невероятных способностей, даже механической точности японских мастеров-кузнецов, их многолетнему совершенствованию своих навыков и знаний, в наших ножах такие случаи не встречаются, а облагорожены вековыми традициями, мастерством и кропотливым трудом. человеческих рук.

.

Сталь, ковка и другая формовка металлов

Для поддержания работоспособности промышленных тяжеловесов особое внимание следует уделять болтовым соединениям

Золото и серебро могут привлечь все внимание, но немногие металлы важнее стали. Его социальная ценность настолько велика, что производство стали можно даже рассматривать как показатель экономического роста. Стальные каркасы используются при строительстве всего, от мостов до автомобилей, кораблей, самолетов, а также инструментов и приборов.Это основной материал в возобновляемой энергетике, а также в жилищном и строительном секторе.

Производство стали сильно изменилось со времен промышленной революции, но остается требовательной и интенсивной отраслью. В таких суровых условиях болтовые соединения должны работать, несмотря на постоянное воздействие коррозионных веществ, сильных вибраций и экстремальных температур. Любое ослабление приведет к незапланированному техническому обслуживанию и ремонту, а также к дорогостоящим задержкам производства.

Продукты Nord-Lock Group, такие как наши стопорные шайбы и натяжители Superbolt, можно быстро и легко установить, и они остаются надежными.К преимуществам относятся повышенная безопасность, повышенная производительность, меньшее техническое обслуживание и более длительный жизненный цикл. Вот почему их можно найти во все большем количестве болтовых соединений на сталелитейных заводах по всему миру. Производственные операции по всему миру полагаются на различные прессы для изготовления деталей. Чтобы эти промышленные тяжеловесы оставались в рабочем состоянии, необходимо уделять особое внимание болтовым соединениям.

Ковка деталей, литье предметов, формовка деталей - большие прессы выполняют эти задачи каждый день и выполняют их быстро и эффективно.По мере того, как конструкции прессов становятся все больше и больше, требования к их болтовым соединениям становятся все более и более экстремальными. Во многих случаях единственным жизнеспособным решением для болтовых соединений, доступным на рынке сегодня, является натяжитель с несколькими натяжными болтами Superbolt (MJT).

Superbolt MJT могут затягивать колонну или стяжную тягу любого размера и диаметра с помощью простых инструментов, а стоимость MJT часто может быть меньше, чем стоимость больших сменных гаек OEM. Натяжители Superbolt были установлены для гаек колонн с диаметром резьбы до 40 дюймов (ковочный пресс 50 000 тонн).

В то время как ковочные прессы являются наиболее распространенным применением натяжителей Superbolt, они также были включены в литье, литье, формование, литье под давлением, экструзию и прессы для конкретных отраслей, таких как фанера, целлюлоза, резина, и даже большие прессы для промышленной регенерации воды для прачечных. . Области применения прессов бесконечны, и, к счастью, у Nord-lock Group есть безопасные и надежные решения для болтовых соединений, отвечающие вашим конкретным потребностям!

.

Ковка | Нержавеющая сталь: база знаний Нержавеющая сталь: база знаний

По сравнению с свободной ковкой штамповка дает большие преимущества - при сопоставимой серии и размерах получаемых поковок.

Принимая во внимание вышеизложенные предположения, штамповка методом штамповки имеет следующие преимущества по сравнению с ковкой в ​​свободном штампе:

  • возможность использования меньших технологических припусков,
  • повышенная точность поковок,
  • возможность формовки поковок, которые не могут быть получены свободной штамповкой,
  • предметы сложной формы для легкой и быстрой ковки,
  • низкая трудоемкость и высокая производительность,
  • значительная экономия трудозатрат,
  • легко определить время ковки, что позволяет точно рассчитать стоимость.

Недостатки штамповки следующие:

  • необходимость применения ковочных машин с повышенной точностью направления штампа,
  • дополнительные расходы, связанные с прессами для обрезки заусенцев,
  • большая стоимость оснастки,
  • рентабельность для больших серий поковок,
  • малые размеры изготавливаемых поковок.

Штампованные поковки обычно изготавливают из шихты, предварительно прокатанной и разрезанной на секции, соответствующие массе одной поковки или нескольких поковок в зависимости от требований разработанного технологического процесса.
Штамповка , как и открытая поковка, характеризуется трехосным напряженным состоянием, где все основные напряжения сжимающие.

При штамповке в закрытых штампах расширение материала ограничивается стенкой инструмента.

Следовательно, существует состояние трехосного сжатия во всем объеме материала. При ковке в закрытых штампах единичное давление в 2 раза выше, чем при ковке в открытых штампах, и в 3–6 раз, чем при свободной ковке.Удельное давление, вызывающее пластическую деформацию, примерно в 15 раз больше, чем давление, используемое при свободной штамповке. Экструдированный материал обладает очень высокой пластичностью.

Классификация заготовок для штамповки:

Группа I. Применяется к поковкам переменного сечения
Группа II. Применяются для поковок, требующих изгиба и асимметричного перемещения металла
Группа III. Используется для поковок, требующих высадки
Группа IV. Используется для поковок сложной поперечной формы

При ковке на прессах применяют только те операции, которые можно выполнить одним ходом ползуна пресса, например предварительная штамповка и чистовая обработка, осадка, сужение, гибка и формовка (формовка). Вышеуказанные операции выполняются так же, как и с молотками.

Правильная отработка технологического процесса штамповки зависит также от правильной конструкции поковки, в том числе радиуса закруглений и технологических припусков, в том числе конструкции днища.Радиусы скругления в поковках бывают трех видов: наружные, внутренние и в местах изменения поперечного сечения поковок.

Радиусы кривых имеют большое влияние на процесс ковки и срок службы инструмента.

Расчет объема партии. Идеальная поковка — это поковка, представляющая собой вращающееся твердое тело, поперечное сечение которого равно сумме соответствующих сечений поковки и облоя.

.

Китайская стальная поковка Производители, поставщики, фабрика - Стальная поковка на заказ

Описание продукта

XinLong Machinery является ведущим китайским производителем стальной поковки на заказ. Мы можем поставить поковки из углеродистой стали , поковки из легированной стали и поковки из нержавеющей стали в соответствии с требованиями заказчика весом от 0,1 до 50 кг

ВАША ИДЕЯ + XME = ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО ПРОДУКТА Возможность обработки с ЧПУ

Наши кованые детали изготавливаются методом штамповки в закрытых штампах.Опытная команда инженеров гарантирует, что каждая деталь имеет самые строгие допуски и что все детали были тщательно проверены и протестированы.

DIN 7528

DIN 7526

9002

Лаборатория внутреннего контроля

Наша фабрика также имеет много продвинутого контроля оборудования , включая КИМ, металлографический микроскоп, машину для испытания на растяжение, машину для испытания на удар, флуоресцентный магнитный детектор, тестер шероховатости, тестер твердости и так далее.Благодаря этим передовым функциям и инструментам мы можем предоставлять нашим клиентам высококачественные стальные поковки и производить продукцию, отвечающую комплексным требованиям контроля в области химического состава, механических свойств, неразрушающего контроля и очень точного контроля размеров.

О нас

Xinlong Machinery and Equipment была основана в 2004 году и расположена в провинции Хэнань в центре Китая, с удобной транспортной доступностью.Мы сертифицированная ISO компания, специализирующаяся на исследованиях, разработках, производстве, продаже и обслуживании всех видов литейных и кузнечных изделий. Экспорт продукции более чем в 50 стран мира.

Наша мастерская охватывает более 8000 квадратных метров, включая электрические печи, штамповки, обрабатывающий центр с ЧПУ, термообработку и все виды испытательного оборудования. Благодаря этим передовым функциям и инструментам мы можем предоставлять нашим клиентам высококачественные отливки и поковки, а также производить продукцию, отвечающую комплексным требованиям контроля химического состава, механических свойств, неразрушающего контроля и очень точных проверок размеров.

Поковки охватывают широкий спектр отраслей, таких как горнодобывающая, машиностроительная, автомобильная, нефтегазовая. Материал включает углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь, латунь и алюминий. Диапазон веса блока от 0,05 кг до 100 кг.

Товары, относящиеся к автомобилям, строительной технике, железной дороге, угольной технике, военной промышленности, энергетике и другим областям. Налажено сотрудничество со многими крупными отечественными и зарубежными предприятиями, такими как американская NEP Machinery Co.Co., Ltd., American General Electric Company, American Caterpillar, American RAYCO Group Corporation, American Bobcat Group Corporation и многие другие крупные отечественные и зарубежные компании. известные компании. Поковки экспортировались в развитые страны, такие как США, Канада, Европа и Австралия.

Упаковка и доставка 

Детали упаковки: Стандартная экспортная упаковка (картон/фанерный ящик/поддон)/индивидуальная

Вес брутто: макс.650 кг в посылке

Порт: Шанхай/Нинбо

Ковка из углеродистой стали

1020 сталь, 1035 сталь, 1045 сталь, A105, Q235, Q345, 20crmnti, ECT

ковочный сплав-сплав сталь

20Cr, 20crmo, 35crmo, 42CrMo и т. д.

Поковка из нержавеющей стали

1.4301, 1.4401, 1.4571, AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti и т. Д.

Образцовый вес

0,1-50 кг

Диаметр ковки

5 мм - 600 мм

9002

RA 6.3

RA 6.3

0 Обрабатывающая обработка допуска

0, 01 мм

Термообработка

Раствор, отжиг, закалка, отпуск, старение и т.д.

Обработка поверхности

Травление, пассивация, пескоструйная обработка, дробеструйная обработка, электрополировка, полировка, зеркальная полировка, цинкование, цинкование, никелирование, хромирование, анодирование, покрытие, покраска, черное фосфатирование, электрофосфатирование и т.п.

Специальный контроль

Испытание на герметичность, испытание на прочность покрытия, радиографическое испытание, ультразвуковое испытание, магнитное испытание, испытание на проникновение жидкости, испытание в соляном тумане и т. д.

Качественные документы

Отчет об измерении, Сертификат материала EN 10204 3.1, PPAP, APQP, FMEA и т. Д.

Количество (шт.) 1000
ГГ гт; 1000
Расчетное время. Время (дни) 30
Договорная

Пожалуйста, свяжитесь с нами, если вам нужно решение для ковки стали!

Hot Tags: стальная ковка, Китай, производители, поставщики, фабрика, индивидуальные

.

Производитель корпуса клапана и стальной поковки

Корпус клапана и крышка из кованой стали

Teamco поставляет кованый корпус клапана и гайку, соответствующие номинальному давлению ASME и пригодные для использования в суровых условиях. Для корпуса и крышки шарового крана с плавающим шаром размер отверстия составляет 0,5 "~ 6" для обоих типов проточных каналов, полного и уменьшенного порта.Мы обеспечиваем необходимую термическую обработку для достижения требуемых механических свойств. Материалы, из которых мы изготавливаем корпус клапана и гайку, включают A105, LF2, 316, 316L, 4130 и т. д. С профессиональной технической командой Teamco имеет строгий процесс рассмотрения и оценки требований клиентов. Мы выбираем надежный источник материалов, чтобы убедиться, что сырье соответствует спецификациям клиентов и международным стандартам.

Ковка корпуса шарового крана

Teamco имеет полное инспекционное оборудование для контроля качества продукции и требований к механической прочности, такое как твердомеры по Роквеллу / Бринеллю и универсальные машины для испытаний на растяжение / удар.Все отгрузки включают отчеты об инспекции материалов и отчеты об инспекции продукции. Все наши услуги персонализированы.

Стальные поковки Корпус клапана и гайка Производим:

  • Размер проточной части: 1/2", 1/4", 3/8", 3/4", 1-1/2", 2", 3", 4", 6"
  • Степень давления: # 150, # 300, # 600, # 900, # 1500, # 5000

Наши производственные мощности:

Продукция: Ковка (закрытый штамп)
Макс.Вес: 47 кг
Материалы:
- Нержавеющая сталь - 304, 316, Dual 316 / 316L
- Углеродистая сталь - A105, A105N, LF2, Dual LF2 / A105N
- Легированная сталь - 4130, 4140

Поковка

Ковка в штампах — это метод деформации сжатия необработанного металла в ковочном штампе, который имеет определенную форму для получения желаемой поковки. Мы выполняем деформацию при температуре обработки выше температуры рекристаллизации металла, т.е. горячую ковку.Состояние сырья может быть прутком, слитком или листом и т. д. Отношение площади поперечного сечения металла до деформации к поверхности штампа после деформации называется коэффициентом ковки. Правильный выбор коэффициентов ковки оказывает большое влияние на повышение качества продукции и снижение затрат.

Наше собственное инспекционное оборудование

Вот список наших внутренних средств контроля.

Анализ материалов: ● Спектрометр
. ● Металлографический микроскоп.
Общие осмотры: ● Штангенциркули
● Высотомер
● 3D-измеритель
Частичные размеры: ● Машина для измерения контуров
● Оптический проектор
Шероховатость поверхности: ● Прибор для измерения шероховатости поверхности
Механические свойства: ● Твердомер по Роквеллу ●
Твердомер по Бринеллю
● Универсальная машина для испытания на растяжение
● Универсальная машина для испытания на удар
● Криогенный тестер СПГ (-196 °C)
Неразрушающий контроль (НК): ● Ультразвуковое испытательное оборудование (UT)
● Прибор для магнитопорошкового контроля (MT)
● Оборудование для контроля пенетрантов (PT)
Приложения
  • Эксплуатация нефтегазопровода
  • Транспортировка и хранение нефти и газа
  • Обработка жидкостей
  • Трансмиссия газа
Информация о покупке
  • L / T (время выполнения образцов и массового производства): Пожалуйста, подтвердите контакт с отделом продаж, чтобы получить лучший график доставки.
  • MOQ (минимальный объем заказа): зависит от конструкции и спецификации (подлежит подтверждению)
  • MTR (отчет об испытаниях материалов): сертификат мельницы + отчет об инспекции + другие по запросу (подлежит подтверждению)
  • Срок доставки: FOB
  • Для получения дополнительной информации о конкретных пользовательских требованиях, таких как специальные конструкции, стандарты проверки или материалы, свяжитесь с нашими торговыми представителями.
90 119 90 120 Сопутствующие товары 90 121
  • Принадлежности для клапанов из литой стали

    Наша высококвалифицированная команда профессиональных инженеров и персонала по обслуживанию клиентов стремится к совершенству и рада помочь клиентам в предоставлении высококачественных принадлежностей для клапанов для точного литья под давлением.В дополнение к корпусу клапана и крышке Teamco также поставляет комплексную индивидуальную арматуру клапана (внутренние детали клапана) и аксессуары в соответствии с требованиями заказчика. Эти компоненты включают в себя шток, диск, седло, втулку, втулку, шар, фланец, стопорную пластину, вал, муфту и т. д. Литье является одним из основных видов производства, на котором мы производим эти аксессуары для клапанов. В основном мы выбираем литье в песчаные формы или литье по выплавляемым моделям в зависимости от размера деталей.


  • Прецизионные принадлежности для обработки клапанов

    Мы предлагаем комплексные возможности из одних рук и выступаем в качестве универсального поставщика, беспрепятственно продвигая проекты клиентов от концепции до завершения.Teamco производит детали клапанов с прецизионной механической обработкой по индивидуальным спецификациям для использования в системах управления средними и нефтяными и газовыми потоками. Детали включают в себя оправку, шар, поршень, седло, упорную пластину, вал, ручку и т. д. Типы сырья, которые мы используем, включают прутки, стальной лист, стальную трубу и т. д. У нас есть профессиональная команда по обработке, которая использует инновационные станки с ЧПУ. для производства сырья для проектов клиентов. Общаясь с клиентами, чтобы понять их области применения, мы заботимся о критических размерах и конкретных требованиях, таких как отделка поверхности.


  • Аксессуары для стальных кованых клапанов

    Teamco поставляет кованые аксессуары для клапанов в соответствии со спецификациями заказчика.Поковки обычно прочнее отливок из-за свойства однородного состава и структуры. Поэтому такие поковки обычно имеют более высокую механическую прочность. Кованые детали клапана, которые мы производим, включают фланец, седло, переходную пластину, стопорную пластину, фиксатор, шар и т. д. У нас есть источник высококачественных материалов и опытная команда разработчиков ковочных инструментов.


90 127

.

Что такое холодная ковка?

Холодная ковка — это один из вариантов процесса ковки металла, который включает в себя формование или придание формы металлическим деталям путем приложения сильных локализованных сжимающих усилий. Холодная ковка выполняется с металлом, обычно поддерживаемым при комнатной температуре или немного выше, при этом температура всегда поддерживается на уровне трех десятых температуры рекристаллизации формованного металла или ниже. Сжимающие силы, связанные с холодной ковкой, могут быть приложены вручную с помощью молота или с помощью источников энергии, таких как кузнечные машины.В большинстве случаев металл вдавливается в форму, имеющую форму готового изделия, или вокруг открытых шаблонов или приспособлений. Холодная ковка предлагает несколько явных преимуществ по сравнению с процессами горячей ковки, включая лучшую чистоту поверхности, лучшую стабильность размеров и более низкие производственные затраты.

Ковка — один из старейших процессов формообразования, известных человеку. Процесс ковки металла включает в себя удары или удары молотком по заготовке по штампу, шаблону или зажимному приспособлению или в них, заставляя металл течь в желаемую форму.Ковка обычно подразделяется на три типа процессов в зависимости от температуры, до которой металл нагревается перед ковкой. Это горячая, теплая и холодная ковка с горячими и теплыми процессами, в которых используются температуры заготовки от нескольких сотен градусов до более 2000 ° по Фаренгейту. Напротив, холодная ковка заставляет рабочую сталь нагреваться не более чем до трех десятых температуры рекристаллизации.

Во многих случаях холодная ковка выполняется стальным предметом при комнатной температуре.Он особенно подходит для производства мелких деталей большого объема, таких как крепежные детали, включая гвозди, винты и заклепки. Таким образом, этот процесс привлекателен как недорогой метод ковки, поскольку из рабочего цикла исключается дорогостоящее нагревательное оборудование. Холоднокованые стальные детали могут быть согнуты в форму, пробиты ручным или механическим молотком или вытянуты в форму с помощью профилированного штампа.

Еще одним преимуществом процесса холодной ковки является высококачественная отделка конечных изделий.Холоднокованые детали требуют очень небольшой обработки после ковки, как и в случае с горячими процессами. Однако мягкие металлы, такие как алюминий, можно повторно нагреть, чтобы закалить или упрочнить материал. Холодная ковка чаще всего используется для производства небольших изделий, хотя этот процесс может применяться к деталям весом в несколько тонн. Другие преимущества этого процесса включают превосходную стабильность размеров при высоких нагрузках на штамп во время ковки и хорошие свойства растягивающей нагрузки в готовом изделии.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
.

Смотрите также