Что такое паковка металла

Виды поковок

Существует множество форм готовых изделий. Они зависят от формы используемого прессового оборудования. Чаще всего используют поковки из квадратной заготовки. Их получают методом штамповки или машинной ковки.

Рассмотрим существующие виды поковок:

1. Нержавеющие. Изготавливаются из стали, не подверженной коррозии. В производстве используется материал с однородной структурой. Изделия востребованы в судостроении и энергетической промышленности. Из них изготавливают крупные детали типа валов или турбин ТЭС, поэтому их вес может исчисляться тоннами.
2. Легированные. Изготавливаются из специальных сортов стали, которые содержат элементы, призванные повысить эксплуатационные характеристики металла. К ним относятся хром, марганец, никель, кремний и кобальт. Данные материалы способны придать металлу повышенную твердость, прочность и прочие полезные свойства.
3. Прессовые поковки. Такие заготовки получают методом горячей или холодной пластической деформации металла на прессах. Они широко востребованы в машиностроительной, судостроительной, горнодобывающей и других отраслях промышленности.
4. Молотовые поковки. Получают методом кузнечной обработки металла. Заготовки отличаются высокой твердостью и гибкостью. Их используют в автомобилестроении при изготовлении несущих элементов и крупных узлов транспорта.
5. Инструментальные. Изготавливают из углеродистой или легированной стали. Отличные эксплуатационные свойства востребованы в области производства высокопрочного инструмента высокой точности и других отраслях промышленности. Отличаются разнообразием форм.
6. Углеродистые. Такие заготовки получают из высокопрочных сортов стали. Их активно применяют в строительстве при изготовлении несущих конструкций объектов. Кроме того, их используют в подшипниковом производстве.

Не следует путать поковку и металлопрокат. Несмотря на визуальное сходство, материалы отличаются методом производства и, как следствие, техническими характеристиками, даже при использовании одной марки стали.

Отдельного упоминания заслуживают заготовки с оцинкованной поверхностью. Толщина защитного слоя зависит от марки изделия. Цинк отличается устойчивостью к коррозии и агрессивным средам. Это позволяет в несколько раз повысить срок эксплуатации. Оцинкованные заготовки востребованы в сложных климатических условиях.

Несмотря на разнообразие форм, наиболее востребованной в промышленности является поковка квадратная.

Поковка: виды, производство и применение

В статье мы рассмотрим поподробнее такое металлическое изделие, как стальная поковка, а именно о производимых разновидностях, способах изготовления и основных вариантах использования в различных отраслях промышленности.

Что же такое поковка?

Поковка из металла — не является целостным изделием, а лишь металлическая заготовка для изготовления стандартного проката или деталей механизмов. Она обладает различной формой поперечного сечения (круглые, квадратные, многоугольные и нестандартные варианты по дополнительному согласованию) и не зависит от марки стали.

Её главное отличие от стального круга, квадрата, шестигранника и другого аналогичного проката — это размер, применяемая сталь и термическая обработка материалов.

Основные документы, регламентирующие производство, используемые марки сталей, а также технические характеристики получаемых изделий:

• ГОСТ 8479-70 – для изделий из конструкционной стали,
• ГОСТ 7829-70 – припуски и допуски для вышеуказанных металлоизделий,
• ГОСТ 7505-89 – для штампованный поковок,
• ГОСТ 25054-81 – для изделий, устойчивых к коррозии.

Что касается используемых сталей, то в качестве сырья выступают: 20X13, 07Х16Н4Б, 14Х17Н2, 08X13, 07Х16Н6, 08Х18Г8Н2Т, 04Х18Н10, 10Х14Г4Н4Т, ХН65МВ и ряд других марок.

Выбор конкретной зависит исключительно от дальнейшего использования готового изделия и требуемых характеристик.

Сырьё влияет на вид полученной поковки!

Как изготавливают?

Из-за большого разнообразия сталей и сплавов и различных требований к готовой продукции используются разные методы производства. Их можно разделить на две большие группы.

Штамповка

Основные плюсы:

• высокая точность размеров получаемой детали,
• гладкость и однородность поверхности,
• высокая скорость выпуска за счет одновременного формирования сразу нескольких поверхностей,
• снижение расходов времени и средств.

Также подобный метод можно разделить ещё на 2:

• холодная штамповка,
• горячая.

Во время штамповки сырье прижимается специальным штампом, распределяющим металл заготовки по форме. Из-за используемого оборудования и самого процесса полученные металлические изделия также часто называют штамповками.

Ковка

Ковка — второй способ изготовления. Главное его отличие в том, что из заготовки постепенно получается необходимое изделие. В зависимости от веса и размеров заготовки формование изделия осуществляется с помощью различных механизированных гидравлических прессов или вручную — кувалдами и молотками.

Где же применяют?

Как мы уже говорили ранее данные изделия могут применяются во множестве сфер.

Несколько примеров:

• В металлургии – валки, опоры и стойки, заготовки под штамповку и трубный прокат. Эта отрасль является основной по потреблению.
• В нефтяной промышленности – для производства обечаек и патрубков.
• В электроэнергетике – в качестве заготовок для роторов, валов генераторов, турбин.
• В горном деле – для производства валков, осей и шестерней.
• В кораблестроении – для гребных валов.
• В строительстве – для изготовления скоб, хомутов, анкеров и прочего крепежа.

Какие виды поковки есть?

Исходя из используемого сырья, можно выделить следующие разновидности:

• Поковки углеродные. Сырьем для производства являются высокопрочные углеродистые стали. Такие поковки используются для создания элементов ответственных конструкций и механизмов повышенной надежности.
• Нержавеющие. Как несложно догадаться, производятся из нержавеющих сталей. Основное применение – работа в неблагоприятных условиях, например, при повышенной влажности.
• Легированные. Изготавливаются из специальных сталей, обогащенных легирующими элементами, благодаря которым материал получает дополнительные свойства: повышенную твердость, устойчивость к коррозии и другие.
• Инструментальные. Сырьем выступают специальные стали, благодаря чему удается получить высокоточные, прочные изделия, позволяющие производить обработку различных материалов. Например, сюда можно отнести фрезы для работы с деревом и металлом.

Также можно произвести деление и по способу производства. Соответственно, металлические поковки могут быть:

• Прессовые. Выпускаются методом штамповки. Различны по характеристикам и областям применения.
• Молотовые. Производятся с использованием кузнечных молотов. Обладают хорошей гибкостью.

предоставляет в Челябинске и Челябинской области полный спектр услуг по изготовлению и поставке Поковки

. Мы работаем во многих районах, сотрудничаем со многими известными фирмами, которые высоко ценят нашу надежность и качество обслуживания. Для постоянных клиентов доступны различные акции и скидки.

Методы получения

Изготовление поковок – довольно сложный технологический процесс. Существует два метода получения заготовок:

1. Ковка. Данный способ производства поковок характеризуется предварительным нагревом металла до пластичного состояния. После этого заготовке придают нужную форму с помощью ударной нагрузки молота или пресса. Особенностью процесса является свободное положение заготовки при обработке. Поковки, полученные методом ковки, отличаются высоким припуском под обработку. Этот показатель практически в 2 раза превышает аналогичный для штампованных изделий. Гибка, вытяжка и волочение также являются разновидностями ковки.
2. Штамповка. Главную роль в производственном процессе играет специальная оснастка, которая называется штампом. Матрица воздействует на заготовку с большим давлением. Ее форма полностью повторяет контуры готового изделия. Функцию силового элемента выполняет пуансон. Производственный процесс может протекать как в холодном, так и горячем режиме. Метод отличается высокой производительностью. Для обслуживания оборудования не нужны работники высокой квалификации. По сравнению с ковкой готовое изделие обладает более точными размерами и меньшей шероховатостью поверхности. Единственный недостаток штамповки заключается в высокой стоимости оборудования. Его целесообразно использовать лишь при массовом производстве.

Что такое поковка? Этапы производственного процесса изготовления поковки

Сегодня обработка металлов давлением является наиболее распространенным и технически обоснованным методом получения заготовок, именуемых поковками, которые в дальнейшем подвергаются механической обработке для достижения требуемых размеров и конфигурации детали.

Процесс изготовления поковки проходит следующие этапы:

1. Резка проката различной конфигурации на необходимые размеры.

Используемый прокат может иметь круглое, квадратное, прямоугольное и многоугольное сечения. Иногда допускается применение заготовки в виде специального профиля (уголок, двутавр, швеллер)

2. Процесс деформации метала.

3. Термическая обработка поковки (нормализация и отпуск)

4. Прием готовой поковки отделом технического контроля.

Методы, используемые для изготовления поковки

Сегодня существует два основных метода получения поковки:

• Ковка – процесс деформации металлической заготовки, которая находится в пластическом состоянии и придания ей нужной формы путем воздействия ударной нагрузки бойков молота или пресса. К ковке также относят гибку, вытяжку, волочение. Отличительной особенностью ковки является то, что заготовка находится в свободном положении в процессе деформации, она не имеет четкой базировки.

Припуск под обработку кованой поковки практически в 2 раза больше, нежели у поковки полученной методом штамповки. На производстве ковку применяют только в мелкосерийном и единичном производстве двумя основными методами, это ручной или машинный.

• Штамповка – процесс деформации металлической исходной заготовки под давлением, протекающий с использованием дополнительной оснастки (специального штампа).

Процесс пластической деформации осуществляется в матрице штампа, форма которой полностью идентична изготовляемой поковке. Ударным элементом, оказывающим нагрузку, выступает пуансон.

Штамповка может быть выполнена с предварительным нагревом исходной заготовки, так и без него.

Штамповка, в отличие от ковки, имеет достаточно высокую производительность, она не требует высокой квалификации рабочих, а на выходе поковка имеет более высокую точность размеров и малую шероховатость поверхностного слоя. Однако применение штампов целесообразно только в массовом и серийных производства, чтобы оправдать затраты на их дорогостоящее изготовление.

Легированная сталь марки 5ХНМ (инструментальная штамповая) широко применяется в отраслях, где к изготавливаемой продукции предъявляются высокие требования по твердости, прочности, износоустойчивости, а также где необходима высокая точность изготовления. Зачастую это инструментальное производство и станкостроение.

Поковка, полученная из стали 5ХНМ, нашла свое основное применение в конструировании и производстве прессовых штампов, ковочных агрегатов, молотов.

Сталь 5ХНМ обладает следующими механическими свойствами:

Предел прочности в – 1570 МПа Предел текучести T – 1420 МПа Твердость после отжига – 241 МПа

Ударная вязкость KCU – 340 кДж / м2

Анализируя физические свойства и состав базовых легирующих элементов стали 5ХНМ можно отметить, что благодаря высокому содержанию хрома – до 0,8 % и никеля до 1,8 % сталь обладает высокой твердостью, прочностью и упругостью, что позволяет избежать трещин на поверхности поковки после ее термической обработки. Входящий в состав молибден до 0,3% способствует хорошей ударной вязкости, тем самым предотвращая появление хрупкости стали после отпуска.

Поковки из штамповой стали 5ХНМ подвергают отжигу, подготавливая ее их для последующей термической обработки и обеспечивая снятия внутренних напряжений в структуре.

Для того чтобы инструмент, изготовленный из штамповой легированной стали 5ХНМ обладал максимальной твердостью и имел длительный срок службы требуется финишная термообработка. Закалка осуществляется при температуре, которая достигает 850°C, а затем производится последующий отпуск при температуре 460-520°C.

Среда, в которой будет производиться закалка и отпуск, а также температурный режим выбирается технологом в зависимости от условий работы и испытываемой ударной нагрузки изготовляемого инструмента. Однако нужно помнить, что высокие температуры в процессе закалки могут стать причиной увеличения прокаливаемости стали и как следствие снижение ударной вязкости.

Существует также и зарубежные аналоги штамповой легированной стали 5ХНМ, которая также приобрела большую популярность в США и странах Евросоюза.

Здесь ее маркируют в соответствии своих стандартов, действующих на территории страны. Например, Т61206 или L6 на территории США и 55NiCrMoV7 в странах Евросоюза.

Источник: https://partalstalina.ru/article/item/27

Процесс изготовления поковок

Независимо от метода получения готового изделия изготовление поковок состоит из следующих этапов:

1. Разделка металлургического проката на отрезки необходимого размера. Типоразмер и сечение исходного сырья зависит от возможностей поставщиков. Это может быть круг, квадрат, многогранник и даже швеллер или двутавр.
2. Деформация металла. При ковке заготовка шлифуется под действием многократных ударов. Штамповка характеризуется равномерным давлением на поковку, в результате чего формируется готовая поверхность.
3. Нормализация и отпуск заготовки.
4. Качество готового изделия определяется специалистами технического контроля.

Изготовление поковок и штамповок: особенности технологии

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

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

Изготовление поковок и штамповок горячей деформацией определяется температурой, при которой деформируемый металл перестаёт упрочняться. Упрочнение проявляет себя как постоянно растущие значения предела пластичности.

Как следствие, к металлу приходится прилагать всё большее усилие, что негативно сказывается на расходе энергии деформирующими машинами. При горячей обработке давлением возрастает подвижность зерен макроструктуры, а их перемещение становится более легким.

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

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

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

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

Ковка металла

При ковке течение металла под действием деформирующего инструмента ничем не ограничивается, поскольку формоизменение происходит нажатием гладких бойков по поверхности заготовки.

Усилие деформации при этом наименьшее, однако и возможности для точного деформирования металла минимальны: пластическое течение всегда происходит в направлении наименьшего сопротивления, т.е., в зазор между бойками.

Поэтому ковка является чисто заготовительной операцией и выполняется в следующих случае:

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

Основные операции ковки:

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

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

Горячая штамповка

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

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

Наличие боковых стенок штампа повышает усилие деформирования из-за появления сил трения. Однако готовые штамповки отличаются значительно более высокой размерной точностью, поэтому допуски при этом намного меньше.

Кроме того, наличие современного горячештамповочного оборудования – горячештамповочных автоматов, винтовых и кривошипных прессов – позволяет минимизировать также припуски на механическую обработку.

Штампованная поковка в ряде случаев подлежит только очистке от окалины.

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

Последовательность проведения технологических процессов горячей штамповки:

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

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

Преимущества применения

Производством рассматриваемых изделий занимаются литейные заводы. На них поставляют заготовки поковок, где они проходят полный технологический цикл, включая термическую обработку. Готовое изделие обладает следующими преимуществами:

• отличными эксплуатационными характеристиками;
• стабильными механическими свойствами;
• высокой стойкостью по Бринеллю;
• низкой стоимостью.

Заготовки не требует особых условий для хранения. В случае необходимости их можно складировать даже на открытой строительной площадке. Они долго сохраняют свои свойства.

Поверхность изделия отличается высоким качеством. На заготовках отсутствуют раковины, заусенцы, наплывы или другие дефекты. Кроме того, в процессе обработки металла не происходит обезуглероживания материала.

ГОСТ 7509-89

Настоящий межгосударственный стандарт определяет величину допусков, припусков и кузнечных напусков стальных поковок, изготовленных методом горячей объемной штамповки. Существуют ограничения по массе и размеру. В стандарте указано, что на заготовки массой больше 250 кг и размерами более 2500 мм допустимые отклонения, радиусы закругления наружных углов и прочие параметры устанавливают путем переговоров между изготовителем и заказчиком.

Поковки – востребованное в различных отраслях промышленности изделие. Их получает путем ковки и штампования заготовки. Как вы считаете, могут ли детали, изготовленные методом литья, соперничать по качеству с поковками? Напишите ваше мнение в блоке комментариев.