Поковка прессовая что это
Поковки — виды и сферы применения
Под поковкой понимают изделия, произведённые из конструкционной нержавеющей жаростойкой стали. Изготовление осуществляется путём горячей штамповки или ковки. К качеству данных наименований предъявляются повышенные требования, так как детали используются в процессах, которые подразумевают очень сильное механическое и температурное воздействие.
Именно поэтому они используются в отраслях, где крайне важна устойчивость к износу, например, атомная энергетика и металлургическая промышленность. Не секрет, что использование деталей низкого качество в этих сферах не просто неэффективно, но и опасно.
Ввиду высокой востребованности данного изделия во многих отраслях современной индустрии, существуют отдельные виды поковок, которые предназначены для использования в конкретных процессах.
Виды поковок
Кованные и штампованные поковки
По способу изготовления поковки разделяются всего на два типа — ковка и штамповка. Изделия, созданные посредством ковки, отличаются гораздо большей прочностью, ввиду чего стоят дороже, а процесс производства дольше и сложнее. А вот штампованные поковки производятся быстро и массово. В плане устойчивости к механическим воздействиям они слегка уступают кованным, однако для решения некоторых задач высокие показатели прочности и не требуются. Использование штамповочного производства позволяет снизить расхода клиенты и в сжатые сроки обеспечить его нужным количеством товара.
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.
Поковка – это промежуточная заготовка, полученная методом пластической деформации металла, особенность которой является ее схожесть с будущей деталью или изделием по габаритным размерам и форме.
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.
Сталь 5ХНМ и ее применение в кузнечно-штамповом производстве
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.
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.
Поковки
Данная технология наиболее оптимальна для получения заготовок, габаритные размеры и формы которых приближены к параметрам будущих деталей. Это позволяет обеспечить снижение временных и технологических затрат на процессы металлообработки, уменьшить расход металла. Дополнительным преимуществом является изменение внутренней структуры металлов (при соблюдении технологических условий производства), что позволяет повысить прочностные характеристики, пластичность, износоустойчивость деталей, узлов, механизмов в процессе эксплуатации.
Существующие технологии и производство поковок
Выбор технологии производства напрямую зависит от предполагаемых условий эксплуатации готовых изделий, получаемых из черновых заготовок (поковки). Эти условия содержаться в технологических проектах, в которых указываются необходимые технические характеристики конечных изделий, включая механические, физические и химические свойства конечных изделий. На основании этих данных строится технологический процесс производства поковок. Выделяют два основных направления:
Для производства используются различные марки стали, сплавы и цветные металлы. Технологические процессы регламентируются установленными стандартами (ГОСТ 8479-70, 7505-83, 25054-81, 7829-70) и ТУ, разрабатываемые непосредственно производителями.
Виды поковок
В зависимости от используемых технологий производства, материала и требуемых технических параметров, поковки делятся на несколько видов, каждый из которых является оптимальным для дальнейшего использования в различных промышленных областях.
Поковки молотовые
Прессовые
Технология механизированной ковки. Периодическая нагрузка с возможностью изменения параметров усилия, позволяет получать более точные габаритные размеры.
Инструментальные поковки
Данный вид поковок изготавливается с учётом необходимости получения технических параметров конечной продукции, отличающихся повышенной прочностью.
Легированные поковки
Используются в качестве заготовок для производства деталей, узлов, эксплуатационный режим которых подразумевает высокие механические нагрузки и наличие агрессивных сред.
Нержавеющие
Основное назначение данного вида, производство деталей, отличающихся повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред и обеспечивающих надёжность при эксплуатации.
Углеродистые
Наиболее распространённый вид поковок. Технические и механические параметры используемых сортов углеродистой стали позволяют изготавливать поковки, используемые практически во всех промышленных областях.
Более подробную информацию о нашей компании, о различных видах поковок, используемых материалов и технологиях производства можно получить на нашем сайте здесь
Брак штампованных поковок
Поковка – это такое изделие или заготовка (промежуточное звено в производстве какой-либо детали, оборудования), изготавливаемое из стали прочных марок, применение которого широко распространено во многих отраслях промышленности, автомобилестроении, сельском хозяйстве. Особенностью такой заготовки является ее схожесть про форме и размеру с будущим изделием. Такие свойства этих изделий, как прочность, гибкость, износостойкость сделали их незаменимыми составляющими элементами в производстве различных деталей.
Что этот такое?
Поковка металлическая – это не готовое изделие, а металлическая заготовка для изготовления стандартного проката или деталей механизмов. Она может иметь различную форму сечения (круг, квадрат, многоугольник и нестандартные варианты по дополнительному согласованию) и изготавливается из сталей различных марок.
Основное ее отличие от стального круга, квадрата, шестигранника и другого подобного проката – это размер, используемая сталь и термообработка.
Производство
Из-за большого разнообразия сталей и сплавов и различных требований к готовой продукции для ее производства используются различные методы. Их можно разделить на две большие группы.
Штамповка
При штамповке сырье спрессовывается специальным штампом, распределяющим металл заготовки по форме. Из-за используемого оборудования и самого процесса получаемые металлоизделия также часто называют штамповками.
Данный метод штамповки дополнительно можно разделить еще на две разновидности:
Однозначно сказать, какая из них лучше достаточно сложно. Разогрев заготовки перед штамповкой существенно улучшает тягучесть стали и упрощает формирование поковки, но поддержание высокой температуры требует энергозатрат и увеличивает сроки производства. Холодная же штамповка не может обеспечить должную производительность при использовании объемных заготовок.
Ковка
Ковка – второй способ изготовления. Его основное отличие в том, что из заготовки необходимое изделия получается постепенно. В зависимости от массы и размера заготовки изделие формируется с помощью различных механизированных гидравлических прессов или вручную – кувалдами и молотками.
Ковка – более долгий процесс. К тому же точность изготовления уступает методу штамповки, так как заготовка формируется фактически вручную.
Сложность изготовления вы можете оценить в следующем видео.
Брак штампованных поковок
Риски на поверхности поковок, представляющие собой мелкие открытые царапины глубиной 0.2—0,5 мм и просматриваемые до дна, возникают при прокатке металла вследствие задиров и заусенцев на прокатных валках (рис. 7, а).
Закаты — заусенцы, возникающие от неправильной калибровки или износа ручьев в прокатных валках и закатанные в виде диаметрально противоположных складок глубиной более 0,5 мм (рис. 7, в).
Рис. 7. Виды брака исходного материала и заготовок
В отличие от дефектов штамповочного или закалочного происхождения перечисленные выше дефекты материала всегда обнаруживаются на поверхности поковки и строго следуют перегибам ее контура (рис.7, м).
Плены представляют собой брызги жидкой стали, застывшие на стенках изложницы и раскатанные при прокатке в виде отслаивающихся с поверхности пленок толщиной до 1,5 мм (рис. 7. г). После штамповки остаются на поверхности поковок.
| Расслоения обнаруживаются в виде трещин по срезу заусенца или в виде расслаивания поковок на две части по плоскости разъема штампов (рис. 7. д); дефект обнажается при обрезке заусенца (рис. 8). Расслоения являются следствием усадочной раковины или рыхлости. |
Рис. 8. Образование расслоения в поковке шатуна: а — заготовка с дефектом перед штамповкой; б — выжимание дефекта в заусенец при штамповке
Шлаковые включения — все инородные включения, попадающие в жидкую сталь (шамотины. песочины и др.); выявляются при резке заготовок, если включение попадает на линию среза (рис. 7, е), а также при просмотре микро- и макрошлифов.
Флокены представляют собой скопления или гнезда мельчайших трещин (рис. 7, ж), видимых при осмотре на срезах заготовок в виде белых хлопьев или пятен. Поковки, отштампованные из металла, пораженного флокенами, растрескиваются при закалке, иногда с отделением кусков; обнаруживаются непосредственно при закалке, при снятии припуска в процессе механической обработки или же при поломке детали.
Несоответствующая марка стали (несоответствующий химический состав стали). Брак по несоответствию химического состава или марок стали обнаруживается при испытании твердости, пробой по искре или стилоскопом, а также при растрескивании деталей в процессе закалки, при поломке деталей во время правки после цементации и закалки или в эксплуатации. Для избежания брака по этой причине рекомендуется унифицировать размеры профилей в кузнечно-штамповочном цехе таким образом, чтобы на одном участке не встречалось одинаковых профилей, резко различных по свойствам марок стали, главным образом стали цементуемой и улучшаемой.
Несоответствующие размеры профиля материала приводят к браку на штамповке — по неполной фигуре (маломерный профиль), по недоштамповке (увеличенный профиль) и по зажимам.
Использование
Как уже говорилось, металл поковки выбирается исходя из последующего использования изделия. Сфера их применения по-настоящему широка и охватывает множество отраслей промышленности.
Вот лишь несколько примеров:
Остановимся на использовании чуть подробнее, так как оно зависит еще и от вида поковки. Исходя из используемого сырья, можно выделить следующие разновидности:
Также можно произвести деление и по способу производства. Соответственно, металлические поковки могут быть:
Разновидности поковок:
Прессованные поковки
Процесс изготовления основан на методе машинного штампования. Суть его заключается в следующем: определенное количество металла поступает в подготовленную форму. Затем в результате прессования под высоким давлением происходит формирование заготовки. Данный вид заготовок нашел применение в машиностроении.
Поковки из углеродистой стали
Для придания поковке определенной формы углеродистую сталь куют. Такие изделия устойчивы к различным видам повреждений, обладают повышенной прочностью.
Кованые поковки
Кованые поковки создают обычными орудиями труда (кузнецкий молот, ручной пресс). Не смотря на трудоемкость процесса и значительные затраты времени конечный результат отличается эластичностью и высоким качеством.
Поковки из нержавейки
Нержавеющая сталь дает возможность производства поковок больших размеров. Для этого используется дегазация плавки, метод разливки вакуумного типа и гидравлический пресс вес, которого составляет 1000 т. Нержавеющие поковки самые чистые, компактные, состав однородный. Применяются в металлургии, а также они популярны в судостроении, автомобилестроении, энергетике, химической и авиационной индустрии.
Легированные поковки
Изготавливается из разных видов стали. Благодаря этому поковка наделяется теми свойствами, которые присущи механизму, частью которого она является.
Методы получения
Изготовление поковок – довольно сложный технологический процесс. Существует два метода получения заготовок:
Ковка
—
этопроцесс деформирования нагретогометалла за счет последовательноговоздействия инструмента ударами молота или давлением пресса
.
Поковкииспользуютв качестве заготовок для дальнейшеймеханической обработки с целью полученияготовых деталей машин; при невысокихтребованиях к точности поковки могутбыть и готовыми изделиями.
Свободнойковкой изготавливают детали массой —отнескольких граммов до 250т (и более) илинейными размерами — от несколькихсантиметров до десятков метров.
Свободная ковка разделяется на ручнуюи машинную. Ручная ковка как древнейшийспособ обработки металла давлениемсохранилась в настоящее время в мелкихремонтных мастерских для небольшихпоковок, обработки металла приизготовлении индивидуальных, мелкосерийныххудожественных и бытовых изделий.
Вкачестве исходного материала для ковки
в основном используют
литойметалл многогранного, круглого иквадратного сечений для крупныхзаготовок, а также прокатанные заготовкидля перековки на мелкие размеры
—
блюмы
,
сортовойпрокат
квадратного, круглого и прямоугольногосечений.
Косновным
достоинствамсвободной ковки относятся:
—возможностьполучения микроструктуры металла
заготовки
болеевысокого качества
по сравнению с отливками;
—возможностьполучения крупных поковок
,что другими способами либо недостижимо,либо экономически нецелесообразно;
,требуемые для изготовления крупныхпоковок, так как обработку осуществляют
обжатиемотдельныхнебольшихучастков
;
,что резко
снижаетзатраты
на производство, особенно при мелкосерийномего характере;
практически из
всехмарок и видов металлов и деформируемыхконструкционных сплавов
.
по сравнению с горячей штамповкой; этотнедостаток в определенной степениустраним путем
механизации
процесса;
—большиенапуски на поковках
,что требует большого объема последующейобработки.
Изготовление поковок машиностроительных деталей
Рис.154. Виды машиностроительных поковок
Поковкойназывают заготовку детали, полученнуюковкой или штамповкой.
Штамповка
Штамповкойизменяютформу и размеры заготовки с помощьюспециализированного инструмента –штампа, который для каждой деталиизготавливается индивидуально.
Существуетдва вида штамповки — горячая и холодная.
Процесс изготовления поковок
Независимо от метода получения готового изделия изготовление поковок состоит из следующих этапов:
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:
Основные операции ковки:
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:
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:
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.