2. Ковка, горячая штамповка

Ковка – вид горячей обработки металлов давлением, при котором нагретую заготовку последовательно деформируют с помощью универсального инструмента, не ограничивающего течения металла в плоскости перпендикулярной действию силы.

Ковкой получают заготовки (поковки) как правило, для последующей механической обработки; это единственный способ получения тяжелых (до 250т) заготовок ответственных деталей типа валов гидрогенераторов, турбинных дисков, крупных коленчатых валов и т.п.

а б в

Рис. 3.20. Операции ковки: а – осадка; б – прошивка; в - протяжка

Основные операции ковки частично иллюстрирует рис. 3.11: это осадка, прошивка, протяжка, гибка, отрубка, скручивание и др.

Осадку - уменьшение высоты заготовки - применяют для получения поковки относительно большого диаметра и малой высоты. Ее также применяют для улучшения структуры слитка и механических свойств изделия.

Прошивка используется для получения в заготовке отверстия или углубления.

Протяжка - операция удлинения заготовки или ее части за счет уменьшения ее поперечного сечения. Протяжку производят последовательными ударами или нажатиями на отдельные смежные участки заготовки.

Относительно сложные поковки получают с нескольких нагревов, за несколько операций, последовательность которых устанавливают в зависимости от конфигурации изделия, вида заготовки и т.п.

Рис. 3.21. Формы поковок

Ковку производят на ковочных молотах и гидравлических прессах. Молоты - машины ударного действия; продолжительность деформации на молотах составляет тысячные доли секунды. Металл деформируется за счет энергии, накопленной падающими частями молота.

В гидравлических прессах деформация происходит в квазистатическом режиме; их применяют для получения крупных поковок.

Формы поковок очень разнообразны; на рис. 3.12 приведены некоторые из них.

Горячая объемная штамповка – процесс изготовления пластическим деформированием разнообразных поковок в штампах, имеющих полость, заполняемую металлом. Производительность штамповки значительно выше чем ковки: она составляет десятки и сотни деталей в час.

Однако штамп - это дорогостоящий специальный инструмент, в связи с чем штамповка экономически целесообразна лишь при изготовлении достаточно больших партий деталей. Кроме того, штамповка требует гораздо больших усилий деформирования.

Детали относительно простой формы, не имеющие большой разницы сечений по длине (высоте), обычно штампуют в одноручьевых штампах. Детали сложной конфигурации штамповать в одноручьевом штампе из прокатанных заготовок постоянного профиля невозможно; в этом случае, прежде чем производить окончательное формообразование, требуется приблизить форму заготовки к форме детали, например, обработкой ее в заготовительных ручьях.

Технологический процесс изготовления поковок горячей объемной штамповкой состоит обычно из следующих операций: резки проката на мерные заготовки, нагрева, штамповки, обрезки заусенца, образующегося вследствие вытекания в полость разъема штампа излишков металла, правки, термообработки, очистки от окалины, калибровки.