4.4.4. Горячая штамповка

Штамповка – это процесс обработки металла давлением, при котором формообразование заготовки происходит в специальном инструменте – штампе. Течение металла в штампе ограничивается поверхностями полости штампа, и в конечный момент штамповки при смыкании они образуют единую замкнутую полость, соответствующую по конфигурации требуемой поковке.

Штамповка производится на молотах, прессах, горизонтально-ковочных или радиально-обжимных машинах, ковочных вальцах и др. оборудовании. Штамповка улучшает свойства и качество металла, что в сочетании с термической обработкой, позволяет получать детали с мелкозернистой структурой, обладающей повышенными прочностными и пластическими свойствами.

Горячая объемная штамповка (ГОШ) – процесс, осуществляемый при повышенной температуре с помощью штампа, состоящего из двух и более частей. Для придания заготовке требуемой конфигурации штамп имеет полости, называемые ручьями. Заготовка, деформируясь, заполняет ручьи и принимает нужную форму. Штамповка по сравнению с ковкой обеспечивает повышенную точность размеров получаемой поковки и более высокую производительность. На практике применяют два вида штамповки: облойную (с большим заусенцем – облоем) в открытых штампах и безоблойную (при отсутствии облоя) в закрытых штампах (рис.4.11). Оба метода предусматривают штамповку в одном или нескольких ручьях.

При облойной штамповке поковку 1 получают из цилиндрической заготовки 5 (рис. 4.11, а), в штампе, состоящем из двух частей: верхней 7, прикрепляемой к бабе молота, и нижней 8, прикрепляемой к штамподержателю и шаботу молота. Нагретую заготовку 5 ставят в нижнюю половину штампа на торец. При деформации металл заполняет ручей, образуя черновую поковку 4. При облойной штамповке облой 2, 3 образуется по месту разъема штампа из-за избытка металла. Появление облоя опережает заполнение металлом ручьев штампа. При последующем уменьшении зазоров штампа облой создает подпор по контуру поковки, что способствует заполнению металлом труднодоступных углов ручья. Облойную щель между частями штампа выполняют в виде специальной канавки по периметру поковки. Образовавшийся облой впоследствии удаляется с помощью обрезных штампов. Сортамент штамповок, получаемых в открытых штампах, более широкий, т.к. облойная штамповка надежно обеспечивает заполнение всех полостей штампа.

Р ис. 4.11. Схемы облойной (а) и безоблойной (б) штамповки

При безоблойной штамповке в закрытых штампах (рис. 4.11, б) заготовку помещают в полость нижней части штампа 2, а деформацию выполняют верхней частью 1. Небольшой заусенец, который может образоваться по плоскости разъема, практически не влияет на процесс штамповки и является результатом избыточного объема заготовки. Для облегчения извлечения поковки 3 из штампа его стенки изготавливают с уклоном; могут также использоваться и специальные выталкиватели. Основным преимуществом безоблойной штамповки является снижение отходов металла.

Горячая листовая штамповка (ГЛШ) используется при изготовлении крупногабаритных деталей паровых и гидравлических турбин большой мощности, деталей прессов, прокатных станов, морских судов, подводных лодок, элементов космических аппаратов и др.