Українська 
English 
Español 
Français 
العربية 
Русский 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Nederlands (Formeel) 
日本語 
Türkçe 
Кування було вперше застосовано ковалями тисячі років тому. Вони використовували молоти або ковадла для виготовлення різних виробів. У наш час багато галузей промисловості застосовують цей досить популярний виробничий процес. Згідно з дослідженнями, у світі дохід від кування досягне 31,6 мільярда доларів США до 2024 року.
Зазвичай кування передбачає надання металу форми шляхом прокатки, удару молотом або пресування. Процес відбувається за різних температур: холодних, теплих або гарячих. Як правило, за допомогою цього процесу ви отримуєте високоміцний метал для виготовлення різних деталей.
Кування може здійснюватися різними методами. Ця стаття дасть вам повний огляд процесу, його методів та сфер застосування. Отже, давайте заглибимося в статтю!
Визначення кування
Кування is a metal shaping process that uses localized compressive forces. Usually, the force is applied on the metal workpiece in the form of hammer blows, presses, or rollings. You may power these tools through electricity, hydraulics, or compressed air. However, forging is classified according to the temperatures at which it works— cold (at room temperature), warm (300 to 800°C), and hot forging (above 800°C).
За допомогою кування можна надати металевій заготовці різноманітних форм. Це може відбуватися шляхом примусового надання заготовці спеціальної форми шляхом застосування сили, як при падінні тарана на ковадло. В іншій ситуації, стискання металевої деталі в порожнині штампа надає форму матеріалу.
Цей метод сумісний з вуглецевою, легованою, нержавіючою, алюмінієвою, латунною, мідною та титановою сталлю. Перевага процесу полягає в пластичній деформації вихідного металу в різні геометричні форми з мінімальними втратами матеріалу. Після того, як металеву заготовку буде викувано, вона стає досить міцною та стійкою до втоми.
Зазвичай, коли метал нагрівають при високій температурі, а потім застосовують тиск, тріщини та порожнечі в металі ущільнюються, що робить його міцним. Крім того, чергування зернистої структури металу в процесі кування робить метал міцним і витривалим.
Яке обладнання використовується для кування?
Нижче наведені деякі основні інструменти для кування, які використовуються для цього процесу; їх застосування залежить від методу, який ви використовуєте. Давайте подивимось!
-
Молотки
Молот - найпоширеніший ковальський інструмент. У протиударній машині є молот і ковадло, між якими утримується металева деталь. Він функціонує шляхом безперервних ударів по металевій заготовці з певних ділянок, щоб деформувати або надати їй форму. Для зміни форми металу потрібен удар під досить високим тиском. Таким чином, потрібно майже 50 000 фунтів рушійної сили.
-
Преси
На відміну від безперервного удару, під час використання молота метал стискається між матрицями спеціальної форми під час пресування, щоб надати йому форму. Зазвичай преси використовують механічний або гідравлічний тиск для тиску на ковальську матрицю. Кривошипи, кулачки та перемикачі відіграють важливу роль у механічних пресах для нанесення ударів. Тоді як у випадку гідравлічних пресів рушійною силою є тиск рідини та поршень. Крім того, у випадку з пресами метал видавлюється вертикально в порожнини матриці.
-
Засмучені
Обтискні машини дуже схожі на преси. Єдина відмінність полягає в тому, що під час кування на обтискних машинах метал стискається в горизонтальній площині. Сила прикладається в горизонтальному напрямку, щоб перемістити метал в порожнину штампу.
-
Кільцеві ролики
Як випливає з назви, кільцеві вальці відповідають за надання металу кільцеподібної форми. В основному, вони здатні виробляти кільця діаметром від декількох дюймів до майже 300 дюймів. Кільцеві вальці працюють з порожнистими металевими заготовками.
Які існують види кування?
Існує кілька методів кування, кожен з яких має різні можливості та переваги. Почнемо з першого методу кування:
1. Кування краплею
Крапельне кування називається так тому, що воно працює шляхом падіння молота на заготовку, щоб деформувати її відповідно до форми матриці, в якій вона знаходиться. Матриця - це поверхня, яка контактує з металевою заготовкою. Вони можуть бути пласкими або багатогранними, залежно від операцій.
Крапельне кування також поділяється на два види:
- Кування з відкритим штампом або кування Сміта.
- Кування в закритих штампах або кування під тиском.
Кування з відкритим штампом
При відкритому куванні металева заготовка не поміщається в штампи. Замість цього заготовка розміщується на нерухомому ковадлі, і молот вдаряє по ній, надаючи форму матеріалу. Таким чином, саме ви відповідальні за зміну положення металу для досягнення необхідної форми.
Крім того, вона пропонує металеві вироби на замовлення. Нижче наведені деякі великі переваги ковальського кування:
- Пропонує стійкість до втоми та дрібний розмір зерна.
- Ймовірність появи пустот менша.
- Покращує внутрішню якість продукту завдяки відмінним механічним властивостям.
Кування в закритих штампах
Кування в закритих штампах повністю покладається на штампи різної форми. Металеву заготовку всередині штампу вдаряють молотком, що змушує її текти; зрештою, порожнини штампу заповнюються. Заготовка в штампі закріплюється на ковадлі.
В результаті безперервних ударів з порожнин штампу виходить надлишок металу, який називається стружкою. Флеш охолоджується за менший час порівняно з рештою матеріалу в матриці. Це робить його порівняно міцнішим і жорсткішим. Після завершення кування, виливки можна видалити. Кування за відбитком має наступні переваги:
- Створює унікальні та високоякісні форми виробів.
- Працює з продукцією до 25 тонн.
- Забезпечує вищу продуктивність.
2. Кування рулонів
Метод валкового кування дозволяє зменшити товщину і збільшити довжину круглої або пруткової заготовки. Використовуються два циліндричні або напівциліндричні горизонтальні валки, кожен з яких має фігурні канавки. Нагріту круглу заготовку поміщають між валками, і під час обертання валків заготовці послідовно надається форма. Після цього вона переміщується до наступного набору канавок. Процес продовжується до тих пір, поки не буде досягнута бажана форма і розмір прутка.
Перевагою валкового кування є те, що при ньому не утворюються відходи матеріалу. Крім того, воно зменшує площу поперечного перерізу стрижня і формує конічні кінці.
3. Кування під тиском
Пресове кування має справу з фактором стиснення. Металеву деталь поміщають на нерухому матрицю і застосовують безперервний тиск, щоб отримати необхідну форму. Ви можете контролювати внутрішню деформацію, керуючи ступенем стиснення.
Кувальному пресу надають перевагу з наступних причин:
- Пропонує чудову точність.
- Тиск у 500-9000 тонн може бути застосований при пресовому куванні.
- Ви можете автоматично контролювати тиск, швидкість і переміщення матриці.
4. Засмучене кування
Обтискне кування стискає довжину заготовки, щоб збільшити її діаметр. Кривошипні преси - це високошвидкісні машини, які дозволяють виконувати обтискне кування. Здебільшого кривошипні преси встановлюються на горизонтальних площинах для підвищення ефективності роботи. Однак також можуть використовуватися гідравлічні преси або вертикальні кривошипні преси. Обтискне кування має переваги завдяки збільшенню швидкості виробництва. Крім того, забезпечується повна автоматизація.
5. Холодне кування
Холодне кування - це один з методів кування, який дозволяє виготовляти вироби з відмінною якістю поверхні та жорсткими допусками на розміри. Холодне кування значно відрізняється від інших методів кування, оскільки в ньому не використовується тепло. Замість цього для формування деталей необхідна низька температура.
Крім того, він пропонує широкий спектр форм, включаючи валоподібні деталі, порожнисті деталі, перекошені та зігнуті конфігурації, чашоподібні компоненти тощо.
6. Ізотермічне кування
Ізотермічне кування - це вдосконалена форма гарячого кування, при якій матеріал і матриця нагріваються до однакової температури. Тому для підтримання належного контролю та балансу необхідно мати пристрій для нагріву та контролю температури прес-форми. У процесі використовується адіабатичне нагрівання, що означає відсутність теплообміну між системою та навколишнім середовищем. Таким чином, завдяки меншим тепловим втратам можна використовувати менші машини.
Найчастіше ізотермічне кування підходить для матеріалів з вузьким температурним діапазоном, таких як титанові сплави, суперсплави, силові суперсплави тощо.
7. Автоматичне гаряче кування
Під час автоматичного гарячого кування металеві прутки вводяться в один кінець ковальської машини при кімнатній температурі. З протилежного кінця виходять гарячі ковані вироби. Весь процес відбувається швидко. Як правило, за хвилину можна виготовити 180 невеликих деталей, але більші деталі можна виготовити зі швидкістю 90 деталей за хвилину.
Ключова перевага цього методу полягає в тому, що для керування ковальським верстатом потрібна лише невелика кількість робочої сили; решта процесу відбувається автоматично. Крім того, не утворюється спалах, тому матеріал не витрачається даремно.
8. Точне кування або сітчасте та близьке до сітчастого кування
Точне кування - це, як правило, техніка кування без просвітів, майже сітчастої форми. Вона призначена для мінімізації витрат і відходів під час роботи. Економія коштів досягається за рахунок меншої витрати матеріалу, обмеженого використання енергії та скорочення часу на механічну обробку. Тому цей процес є кращим, якщо хтось хоче зменшити вартість.
Перш за все, точне кування - це техніка вдосконалення, яка не потребує подальшої обробки після кування.
Застосування кування
Кування - це універсальна технологія виробництва металу. Ви можете використовувати його для створення невеликих кованих компонентів від декількох дюймів до досить великих деталей вагою в тонни. Нижче наведено кілька поширених варіантів використання:
- Він відповідає за виробництво чутливих деталей літаків.
- Процес зміцнює автомобільну техніку.
- Він також виробляє ручні інструменти, наприклад, гвинти, заклепки, зубила, болти тощо.
- Завдяки чудовій втомній міцності кованого металу, він ідеально підходить для більшості рухомих компонентів, таких як шестерні розподільчих валів і колінчастих валів.
- Техніка може бути застосована в будівництві конструкцій кораблів.
- Ротори генераторів і турбінні двигуни також є прикладами кованих
- Він також відіграє важливу роль у зміцненні деталей двигуна та трансмісії.
Висновок
Hopefully, you are there with enough knowledge about the basics and several methods of the forging process. Forging enables you to enjoy metal parts containing outstanding mechanical properties, offering toughness, ductility, and fatigue resistance. On top of that, Forging provides products with various sizes and design flexibilities. Yet, you need to take high safety measures while dealing with forging techniques in industries. Your slight negligence may prove risky to you.
At ЦЗЯХУЙСЬКИЙ ЗВИЧАЙ, we offer expert forging services, leveraging advanced techniques to produce high-quality metal components for various industries. Our skilled team specializes in methods like drop forging and precision forging, ensuring precision and reliability in every project. For more details, visit our forging services page.
