Ковка что это: Что такое ковка металла, её виды и особенности — статья на сайте компании Металл Дизайн Ковка

Что такое ковка металла, её виды и особенности — статья на сайте компании Металл Дизайн Ковка

Какие образы рисует ваше воображение при слове «ковка»? Это наверняка молот, наковальня и могучие кузнецы, занятые своим тяжелым, почетным ремеслом.

Совершенно справедливо. Помните выражение «куй железо, пока горячо» в известном фильме? Именно высокотемпературная деформация металла под давлением получила название «ковка». Более того, несмотря на существование холодной ковки, горячая обработка металла остается единственным способом создания настоящих шедевров кузнечного ремесла.

Чтобы вы понимали разницу и специфику обоих методов, мы решили рассказать, что такое ковка металла, а начать имеет смысл с исторической справки.

Кузнец — самая почетная профессия

Картинка взята на сайте Pexels

Еще в 7 веке до н. э. люди изготавливали из меди примитивное оружие и украшения. Но ковку применяли редко, потому как медные изделия проще было отлить.

Примерно в 1200 году до н. э. человек научился добывать железо из руд, что послужило началом железного века и развития металлургии.

Настоящий расцвет кузнечного ремесла пришелся на средние века, когда ручным методом ковали ограды, ворота, оружие, предметы быта, канделябры, мебель. Ковка — это тонкое искусство. Хорошие кузнецы — люди, прежде всего, творческие, работающие ювелирно, способные придать изделию самую необычную форму и украсить его замысловатым узором.

В кузницу кого попало не пускали, поэтому кузнечное дело было овеяно мифами и легендами, а самих кузнецов почитали и приписывали им сверхъестественные способности.

С тех пор прошло много веков, поэтому не помешает узнать, что такое ковка металла в современном понимании.

Виды ковки

Спрос на кованые изделия чрезвычайно высок, поэтому технологии ковки совершенствуются по сей день. Изделия и заготовки, изготовленные методом ковки, получили название «поковка».

Итак, сегодня существуют три вида ковки металла:

• свободная — это способ обработки металла, при котором заготовка не ограничена никакими формами либо закреплена на наковальне с одного конца. Под свободной ковкой чаще понимают ручной горячий метод обработки металла;
• машинная ковка металла производится на специальном оборудовании — кузнечных молотах весом от 40 кг до 5 тонн, гидравлических прессах или ковочных машинах. С помощью машинной ковки получают изделия массой в десятки тонн;
• штамповка — распространенная технология деформации металла, при которой заготовка помещается в форму — штамп. Методом штампования изготавливаются предметы серийного производства.

Теперь вы представляете, что такое ковка металла, но обзор будет неполным без упоминания об основных технологиях, с помощью которых происходит обработка стальных заготовок.

Горячая ковка

Прошли столетия, но при горячей обработке металла используются все те же инструменты — кузнечный очаг, наковальня, клещи и молот.

Конечно, они уже не такие примитивные. Например, печи и горны бывают стационарными и переносными, закрытыми и открытыми. Работают они на разных видах топлива, включая газ, дрова и электричество. Главное, что кузнечные печи способны разогревать металл до t + 1200°С.

Ручная ковка — это физически тяжелая работа, поэтому мастера используют надежные наковальни с опорой весом не менее 30 кг, клещи и молоты различной массы.

Технологический процесс заключается в нагревании заготовки, а затем придания ей нужной формы. Поэтому молотом дело не ограничивается и кузнецы используют другие инструменты:

• тиски;
• гладилки;
• раскатки;
• кувалды;
• фасонные молотки;
• ручники.

Элементы кованой конструкции соединяются методом электрической сварки, кузнечной сварки (сварка ковкой) или с помощью заклепок. Охлаждаются изделия или в очаге, или в емкости с холодной водой.

Метод горячей ковки — это искусство. Чтобы понять, как из невзрачного металла получаются изысканные лестничные ограждения, воздушные ворота или изящные торшеры, не помешает узнать об основных приемах кузнечного ремесла.

Технологические операции горячей ковки

Картинка взята на сайте Pexels

Ручная работа всегда подразумевает эксклюзивный результат, и кованых изделий это тоже касается. Методом горячей художественной ковки создаются уникальные предметы, за что, собственно, они и ценятся.

Кстати, ключевое отличие методов горячей и холодной ковки заключается в том, что обрабатывать металл без нагревания может каждый по одному мастер-классу. А настоящему кузнечному делу обучаются годами, а потом еще долго совершенствуют свои навыки.

Понять сложно, что такое ковка металла горячим методом, не имея представления о ее основных технологических приемах:

• протяжка — это удлинение металлического элемента;
• осадка — уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечного сечения;
• обкатка или поворачивание заготовки вокруг своей оси для придания ей цилиндрической формы;
• разгонка подразумевает расплющивание заготовки для увеличения ее ширины;
• прошивка — это способ создания сквозных отверстий.

С рубкой, загибом и скручиванием железа все понятно, потому как названия операций говорят сами за себя.

Что такое ковка металла горячим методом вы теперь знаете, остается объяснить популярность технологии. Дело в том, что при деформации горячей стали металл уплотняется, а его прочность повышается. Не говоря уже об эстетической составляющей.

Холодная ковка

Если при художественной ковке ассортимент изделий, создаваемых мастером, ограничивается его фантазией, то холодная ковка — это способ получения добротных, презентабельных, но типовых изделий.

Гибка и прессовка металла производится на станках с шаблонами, такими как «гнутик», «улитка» и т. д. Чем больше форм, тем более разнообразными получатся ограды, перила или решетки на окна. Прутья обрезают болгаркой, а элементы соединяются сварным способом.

Кстати, некоторые эксперты холодный способ обработки металла ковкой не считают, потому как в этом случае металл нагревается только в местах соединений.

Кузнецы старой школы с ними совершенно согласны.

Возврат к списку



Что такое ковка

Ковка — один из способов обработки металлов давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое воздействие на заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры (см. Кузнечно-штамповочное производство).

С древности ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла (холодная, а затем и горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте в 4—3 тысячелетии до н. э.; холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки до 16 в. н. э.). Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото; кузнецы пользовались особым почётом у народов древности, а их искусство окружалось легендами.

В средние века, в том числе в России 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. Традиции средневекового ремесла сохранились в народном искусстве до 19 в. (светцы, крюки, подсвечники и т.д.). В 15—19 вв. выполнены многие замечательные кованые фонари, ограды, решётки, ворота (Версаль, Петербург, Царское Село). Многие города специализировались в различных отраслях кузнечного ремесла: Герат, Мосул славились утварью, Дамаск, Милан, Аугсбург, Астрахань, Тула — оружием, Ноттингем, Золинген, Павлово на Оке — ножами и инструментами, Нюрнберг, Холмогоры — замками и т.д. В 19 в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в 20 в. (работы Ф. Кюна в ГДР, И. С. Ефимова, В. П. Смирнова в СССР; оформление общественных интерьеров в Таллине, Каунасе и др.).

Основы теории ковки были разработаны в России: П. П. Аносов в 1831 впервые применил микроскоп для изучения структуры металлов; Д. К. Чернов в 1868 научно обосновал режимы ковки; большой вклад в теорию ковки сделали сов. учёные Н. С. Курнаков, К. Ф. Грачев, С. И. Губкин, К. Ф. Неймайер и др.

Ковка, как правило, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или перехода. Для стали температурный интервал 800—1100 °С., для алюминиевых сплавов — 420—480 °С. 

Различают ковку в штампах и без применения штампов — так называемую свободную ковку. При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками рабочей полости штампа и при деформации приобретает форму, соответствующую этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка). При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или ограничен с одной стороны. При ручной ковке кувалдой или молотом воздействуют непосредственно на металл или на инструмент. Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 1 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 Сводную 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.

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 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.

Ковка, что это такое и как работает?

Ковка – это производственный процесс, при котором металл формируется с использованием сил сжатия и молота, чаще всего силового молота или штампа. Молоток наносит то, что мы называем «ударом». Процесс ковки классифицируется в зависимости от температуры, такой как холодная, теплая или горячая ковка. При работе при повышенных температурах металл нагревают, как правило, в кузнице.

Прессы или молоты используются в современной промышленной ковке с использованием сжатого воздуха, электричества, гидравлики или пара. Это не обычный молоток с возвратно-поступательным движением веса в тысячи фунтов. В художественных кузницах молоты меньшего размера имеют возвратно-поступательный вес 500 фунтов (230 кг) или меньше, в то время как гидравлические прессы являются стандартными. Паровые молоты в основном устарели, хотя минимальное количество все еще необходимо, с появлением более удобных и мощных инструментов.

Несмотря на то, что сегодня ковка является одной из основных мировых отраслей промышленности, это один из старейших известных процессов металлообработки, выполняемых кузнецами на протяжении тысячелетий. Традиционно ковка была предпочтительным процессом для ручных инструментов, ювелирных изделий, кухонной утвари, скобяных изделий и холодного оружия. Со времен промышленной революции процесс ковки применяется везде, где требуется прочность детали, обычно это обработка до готовой детали. Хотя кованые детали, как правило, более прочны, чем их эквивалентные литые или обработанные детали, необходимы значительные капиталовложения для печей, машин, инструментов, оборудования и персонала.

Температура играет решающую роль в ковке, даже если вышеуказанные процессы могут выполняться при различных температурах. Они классифицируются как выше или ниже температуры рекристаллизации и в одной из трех категорий: горячие, теплые или холодные. Горячая ковка выполняется быстрее и точнее, а холодная ковка обычно приводит к упрочнению детали.

 

Существует три основных класса процессов ковки:

• Вытягивание означает, что длина увеличивается, а поперечное сечение уменьшается.
• Высадка  означает, что длина уменьшается, а поперечное сечение увеличивается.
• Запрессованы в закрытые пресс-формы , что означает создание разнонаправленного потока.

 

Откройте для себя все подпроцессы ковки

Наиболее распространенными процессами ковки являются автоматическая горячая ковка, зубчатая штамповка, штамповка в штампах, штамповка в открытых штампах, штамповка, прокатка, обжимка и осадка.
 

• Автоматическая горячая штамповка  предусматривает подачу стальных стержней прокатной длины (обычно длиной 7 м [23 фута]) в один конец машины при комнатной температуре, а горячекованые изделия выходят из другого конца.
• Зубчатая штамповка  — это последовательная деформация стержня по его длине с помощью кузнечно-штамповочного пресса. Обычным применением является обработка куска сырья до желаемой толщины.
• Открытый штамп  и  штамп  (также называемый  закрытый штамп ) ковка — это процесс штамповки, то есть необходимо поднять молоток, а затем «опустить» его на заготовку, чтобы деформировать ее в соответствии с формой штампа. . Как следует из их названий, разница между ними зависит от формы матрицы: открытая матрица не полностью охватывает заготовку, а закрытая матрица охватывает ее.
• В отличие от почти мгновенного удара при ковке с ударным молотом, штамповка на прессе  подразумевает медленное приложение постоянного давления или силы. Ковка на прессе может быть как горячей, так и холодной. Время, в течение которого штампы находятся в контакте с заготовкой, измеряется в секундах, в отличие от миллисекунд при ковке с ударным молотом.
• Прокатная ковка  – это процесс ковки, при котором толщина круглого или плоского проката уменьшается, а длина увеличивается.
• Обжимка  процесс ковки, при котором оператор изменяет размеры заготовки благодаря штампам, в которые вдавливается заготовка. Обжимка, обычно считающаяся холодным процессом обработки, также может подвергаться горячей обработке.
• Осадка , также называемая осадочной поковкой , увеличивает диаметр заготовки за счет сжатия ее длины. Это наиболее широко практикуемый процесс ковки, основанный на количестве произведенных изделий. Клапаны двигателя, муфты, болты, винты и другие крепежные детали — вот некоторые примеры обычных деталей, изготовленных с использованием процесса ковки с высадкой.

Что такое ковка? | Somers Forge

Что такое ковка? | Сомерс Фордж

Что такое ковка?

Ковка – это производственный процесс ковки, прессования или прокатки металла в форму. Это либо доставляется с молотка, пресса или штампа. По сути, это искусство нагревания и обработки горячего металла для проектирования или придания формы, подходящей для конкретной цели или использования. Обрабатывая материал, он улучшает многие его свойства, в том числе структуру, проводимость и долговечность. Ковка предлагает очень полезную и разнообразную среду для многих отраслей промышленности, поскольку этот процесс экономически выгоден и обеспечивает определенные механические свойства. Ковка часто классифицируется в зависимости от температуры, при которой она выполняется, холодная, теплая или горячая ковка.

Наши возможности ковки

Материалы, которые можно ковать, включают углеродистую сталь, легированную сталь, инструментальную сталь, алюминий, нержавеющую сталь, дуплексную сталь, медь, латунь. Процедура ковки будет различаться в зависимости от многих факторов, например, ковка титана будет иметь другой способ ковки по сравнению с ковкой из нержавеющей стали. Когда материал нагревается до высоких температур в районе 1200/1300 градусов по Цельсию, из стали можно формовать изделия самых разных размеров. От небольших изделий весом 1 кг до поковок весом 100 тонн. В процессе ковки зерна металла вытягиваются в направлении течения. В результате прочность металла значительно повышается. Хорошая конструкция ковки гарантирует, что линии потока в готовой детали лежат там, где компонент подвергается максимальному напряжению.

История ковки

Ковка металлов — одна из древнейших технологий обработки человечества. Из чистых металлов, таких как золото и серебро, изготавливали украшения и оружие около 4000 г. до н.э. Плавка и ковка железа с помощью молота и наковальни были напрямую связаны с 13 и 14 веками. В 15 веке произошло первое крупное развитие ковки, когда вдоль рек были построены молотковые мельницы, чтобы использовать поток воды. Компания Somers Forge фактически представила первый стержневой молот в Великобритании в 1850 году, когда мы были известны как Lye Forge. 19век увидел изобретение паровой машины, которая привела к современной кузнечной технике. Это привело к разработке мощных паровых и воздушных молотов, устранивших потребность в человеческой силе, которая раньше ограничивала размер кованых изделий. Сталь использовалась как в качестве инструмента для завоевания империй, так и в современном машиностроении и строительстве.

Ковка сильно развилась со времен кузнецов, использующих молот и наковальню для изготовления подков. С развитием оборудования, от компьютеров до робототехники, процесс ковки стал очень сложным, что привело к более долговечному, эффективному и быстрому варианту проектирования. В настоящее время кузнечные компании могут производить кованые детали из множества материалов, форм, размеров и отделки.

Различные виды ковки

Концепция ковки заключается в простом придании стали формы, и это наиболее востребованный металлический компонент. Существует множество различных типов ковки, каждая из которых имеет свои преимущества.

Ковка в открытых штампах

Ковка в открытых штампах – это когда штамп (молот) ударяет материал по неподвижному плоскому штампу, металл никогда полностью не удерживается штампом. Штамп постоянно забивает металл высококвалифицированными кузнечными операторами, отвечающими за достижение желаемой конечной формы.

+ Улучшенная микроструктура и лучшее сопротивление усталости

–  Для получения желаемой отделки часто требуется механическая обработка 

Ковка в закрытых штампах

Ковка в закрытых штампах, также известная как тиснение, представляет собой формование горячего металла с использованием двух штампов. для достижения желаемой формы в предварительно вырезанных штампах. Важно отметить, что при ковке в закрытых штампах нагретый материал приблизительно или близко соответствует точному размеру и форме готового компонента.

+ Требуется меньшая механическая обработка с достижением жестких допусков

– Стоимость наладки очень высока из-за затрат на изготовление штампов

Ковка колец валков

Ковка валков, когда плоские стержни помещаются между двумя вращающимися цилиндрическими валками и применяйте прогрессивное давление, чтобы придать металлу форму. Этот процесс уменьшает толщину и увеличивает диаметр.

Поковки поставляются в различных условиях?

Поковки поставляются в различных состояниях, от черной поковки (необработанной) до готовой машинной поковки. Процесс механической обработки используется для достижения конкретных размеров, необходимых для продуктов. Существует множество различных методов обработки, включая резку, растачивание, токарную обработку, сверление, шлифование, фрезерование.

Черная необработанная поковка

Черная необработанная поковка, как следует из названия, не подвергается механической обработке.