Что такое ковка металла

Способы обработки металлов при помощи ковки

Начнем с дефиниций. Ковка – это способ обработки металла с целью его изменить. Это не сварка, хотя металл обрабатывается в основном с помощью высокой температуры.

Ковка – это нагревание металла до его ковочной температуры, чтобы он стал пластичным для придания заготовкам новых форм. У каждого металла свои характеристики, которые включают в себя уровень ковочной температуры.

Алюминий и его сплавы поддаются ковке при температуре 400°С, медь – при 1000°С, а для ковки железа придется подогреть его до 1250°С.

Разновидности обработки

Виды ковки следующие:

• С помощью молотов пневматического, гидравлического, парового типа;
• Ручная, при которой воздействие на металл прямое, молотом или кувалдой.
• Штамповка, в которой деталь во время воздействия на него принимает форму штампа.

Поковка – это продукты, получаемые в результате ковки, в том числе полуфабрикаты.

Свободная ковка – это альтернатива штамповке: деталь деформируется свободно, без помещения ее в форму штампа. Дополнительно этот способ используется для повышения качества и структуры вещества, тогда это называется проковкой.

После проковки сплав значительно меняется в лучшую сторону, он становится прочнее и более мелкозернистым за счет разрушения крупных кристаллов.

Здесь не обойтись без мощных подъемных кранов и специальных манипуляторов разного калибра. Данный способ обработки – самый экономичный из всех существующих. Если говорить о массовом промышленном производстве, то первое место по популярности у штамповки.

Свободная ковка – удел единичного или мелкосерийного кузнечного производства.

Ковочные операции и инструменты

Таких операций много, это некоторые виды ковки металла, названия говорят сами за себя:

Вот чем должен запастись уважающий себя мастер кузнечного дела перед работой:

• молот или кувалда;
• наковальня;
• горн или печь;
• ручные и механические молоты небольшого размера;
• клещи для захвата раскаленных кусков металла
• «державка» – стержень с лапами для захвата болванки.

Физика процесса

Рассмотрим подробнее обработку при помощи ковки.

Нагрев заготовки

Судьбоносный этап: как нагреете, так процесс ковки пойдет дальше. Берется металлическая заготовка, которую необходимо нагреть. Делается это в горнах или нагревательных печах – это зависит от размера заготовки.

Первым делом разогревают печь, критерий готовности – темно-красный цвет. Следующий этап – размещение заготовки в раскаленной печи. Заготовка обязательно должна быть горячей, в противном случае вы получите трещины во внутренних слоях сплава.

Температура предварительного подогрева будет вполне достаточна на уровне 300°С: проверить можно по появившемуся дыму и легкому зажиганию масла на поверхности детали.

Когда детали или несколько деталей внутри печи, нагрев постепенно нагнетают до необходимого уровня. Зависимость здесь прямая: чем выше температура, тем мягче и пластичнее деталь. Но и перегревать заготовки категорически нельзя.

Чем выше нагрев стали, чем выше риск образования отдельных кристаллов со слабыми связями, что делает сплав после ковки хрупким, с надрывами и трещинами. Такое нежелательное явление называется перегревом стали.

Важно понимать, что для эффективной и качественной ковки важны две вещи в равной степени: правильный уровень температуры и постепенность нагревания.

Обжим металлической заготовки

Это только кажется, что металл – вещество однородное и плотное. На самом деле внутри можно найти различные пустоты и так называемые раковины. Поэтому заготовку, вынутую из печи нужно немедленно уплотнить: от середины к концам бьют по ней молотком.

Действия, производимые молотом, делятся на два этапа: подготовку и окончательную отделку.

Подготовка

Главное в подготовке – «привести в порядок» сплав заготовки: уплотнить его и придать «в черновую» нужную форму и размеры. Этап подготовки тоже подразделяется на виды с точки зрения формы: цилиндры сплошные или пустотелые, плоские вещи, кольца, вытягивание и т.д.

Способ ковки на этом этапе также может различаться, названия у них такие же смешные.

В итоге должен образоваться восьмигранник. Его обжимают снова – удары молотком с поворотом на 1/8, после чего формируется уже форма с шестнадцатью гранями. Дальше все проходит по такому же сценарию, чтобы получить цилиндр со значительно уменьшенным диаметром.

Заготовка становится длиннее, металл перемещается по оси. Такая обработка называется вытягиванием.

Во время работы нужно следить за состоянием металла. Если, например, на поверхности обнаружатся трещины, ковку нужно остановить, а трещины вырубить с помощью кузнечного зубила.

Если металлическая деталь для ковки слишком больших размеров, обработку делают в два этапа: сначала обжимают и подготавливают нижнюю часть, затем греют и обрабатывают оставшуюся часть.

Финиш данного этапа –это «отрубка прибыли», которая заключается в удалении верхней «прибыльной» части заготовки из-за содержания в ней пустот.

Для формирования детали в виде кольца кусок заготовки нужно всего ничего: обжать, вытянуть, очистить от окалины, отрубить прибыль и… разрубить на куски. Эти куски хорошенько греем второй раз и занимаемся чудесным делом – формируем из них лепешки.

Отверстия в этих лепешках пробивают с двух сторон, чтобы получились уже реальные кольца. Дальше производится обработка под названием «разводка» в специальной наковальне стойчатого вида.

Одна из самых распространенных форм заготовок – это детали с прямоугольным поперечным сечением. Их ковка проводится по своим правилам. Во-первых, работать нужно на специальных плоских наковальнях. Сначала делают обжим, а затем их сплющивают «наплоско».

Следующий этап – поворот заготовки по оси на 90°С и сплющивание «на ребро». Под ударами и сплющиванием деталь становится длиннее по оси.

Для того, чтобы она не превратилась в тонкую ленту, одновременно производят «раскатку» для расширения размеров, а все образующиеся неровности выглаживаются с помощью молотка. Таким образом куются плиты из брони.

Вариантов заготовок по форме и природе металла огромное количество. Так же много и способов ковки. Нужно уметь выбирать самый оптимальный из них, планировать последовательность операций свободной ковки.

От правильности такого выбора будет зависеть качество ковки и расход ресурсов в виде энергии на неоднократные нагревы и другие расходные материалы.

Окончательная отделка

В результате этапа обработки у заготовки вид совсем нетоварный – это больше похоже на металлический черновик. Она неровная, с грубой поверхностью и не всегда совпадает с нужными размерами. Приведение ее в полный порядок – содержание данного этапа ковки.

Деталь чистят зубилом для удаления трещин и волосовин. Затем проходятся по всей поверхности молотком. Следующий шаг – проверка специальными линейками размеров и неровностей с выправлением любых несоответствий.

Существуют специальные гладилки и штампы для финишной «полировки» металлических поверхностей. Все эти действия по выглаживанию производятся только при остывании деталей, которые находятся на стадии буро-красного каления. Поэтому они называются наклепкой или холодной ковкой.

Следующее состояние металла заготовки – снижение его тягучести и общее отвердевание. Это чрезвычайно ответственный момент, так как на этом этапе существует риск образования трещин из-за малой подвижности металла как такового и нарушения связей между частицами после ковки.

Чем больше размеры произведенной металлической заготовки, тем сложнее проходит процесс остывания с различными проявлениями внутренних натяжений, которые могут вызвать нежелательную деформацию металла. Чтобы избежать таких неприятностей, деталь после ковки зарывают в горячий мусор.

Главное – успеть, пока она еще красного цвета. Такой способ годится при условии, что деталь не бог весть какая большая и сложная. Если же заготовка сложной конструкции, производят дополнительный отжиг – подогрев до уровня температуры примерно в 700°С с последующим медленным остыванием в печи с замазанными щелями.

В последнее время появились и используются все чаще гидравлические прессы, которые выполняют роль классического кузнечного молота. Они называются жомами или пресс-молотами.

Одним словом, свободная ковка – это искусство компромисса, нужно знать основные операции ковки, чтобы определить способ, форму и вид применяемых инструментов. Для этого нужны опыт и мастерство. Дело того стоит.

Ковка металла

Ковка – это обработка металла, которая выполняется для придания ему необходимой формы и размеров. Горячая ковка обеспечивает производство поковок, которые впоследствии будут использованы на производстве или в быту.

Надо отметить, что в последние годы особой популярностью стали пользоваться кованые изделия, используемые в качестве ограждений, ворот, решеток и пр.

Интересно о ковке металла

Интересный факт, одна из самых распространенных фамилий в мире произошла от кузнечного дела. Это Кузнецов в России, во Франции – Ферран, в Британии – Смит. Это говорит о распространенности этого ремесла по всему миру.

Основой слова коварство, является глагол ковать. Дело в том, что многие народы и племена считали кузнечное дело малопонятным и покрытым тайной. Коварь (кузнец) изготавливает ковы, вяжет путы, так со временем существительное коварство обозначало мудрость, навыки, умение. Со временем, оно стало означать злобные планы и умыслы. Одновременно появились и словосочетания ковать свое счастье и ковать свою судьбу, носящие позитивный смысл.

Во время массовой унификации производства и применения такого оборудования, как прокатное, штамповочное, использование компьютерного управления практически вытеснило кузнечное дело из тяжелой индустрии, но оно осталось и пользуется популярностью и дизайнеров и специалистов по проектированию интерьеров. Современные кузнецы изготавливают продукцию, которая применяется при создании ограждений, лестниц, архитектурного оформления зданий и пр.

Но наш век, привел к тому, что проектирование кованых изделий выполняют на специальных конструкторских 3D программах, предназначенных для разработки деталей различного назначения.

Свободную ковку применяют ко множеству металлов. С помощью этой операции выполняют и предметы обихода, и предметы, представляющие собой художественную ценность. Кстати, этот способ обработки металла применяют и в ювелирном деле. В самом деле, самый ковкий металл – это золото. Оно обладает пластичностью, текучестью, тягучестью и многими другими свойствами, позволяющие получать из него бесценные изделия.

Ковка ювелирных изделий

На практике применяют два основных вида ковки – горячую и холодную.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка металла может быть выполнена, когда металл разогрет до определенного уровня. Такой способ называют горячей ковкой, и до недавнего времени это был основной способ производства кованых деталей.

В последние несколько десятков лет стал набирать популярность способ холодной ковки. Этот способ отличается тем, что его применение позволяет сэкономить на производственных площадях, пропадает необходимость в содержании энергозатратного кузнечного горна и пр.

Горячий метод ковки

Как уже отмечалось выполнение горячей ковки, возможно, при нагреве металла до температур, при которых он изменяет свои прочностные характеристики и приобретает пластичность, которая позволяет его относительно легко обрабатывать, используя ударный инструмент и различные приспособления. Горячая обработка металла предполагает использование некоторых технологий обработки металла, позволяющих разнообразить готовые изделия.

Между тем нагрев металла имеет и определенные недостатки. Во-первых, нагрев металла, подразумевает то, что в мастерской должен быть установлен кузнечный горн или муфельная печь. Надо сразу отметить, что наличие такого оборудования подразумевает наличие расходов на его обслуживание и на топливо. Во-вторых, использование открытого огня – это небезопасное занятие и требует от мастера соблюдения повышенных мер безопасности. В-третьих, горячая ковка требует того, чтобы мастер обладал определенными знаниями и навыками в части температурных параметров металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла должна выполняться в специально оснащенной мастерской. В перечень оснащения входит следующее оборудование и устройства:

• горн или муфельная печь;
• система отвода воздуха;

Наковальня, представляющая собой солидных размеров (до 250 кг весом) металлическую чушку, которая может обладать такими технологическими приспособлениями, как рога, калиброванные отверстия. Для ее изготовления применяют сталь 45Л.

На наковальне может быть выполнена ковка металла своими руками и придание нагретым заготовкам необходимых форм и размеров.

Кроме того, на поверхности наковальни существует возможность ковки листа.

Холодный метод ковки

Большая часть работ холодной ковки выполняется на специально спроектированном для этих целей оборудовании. Можно назвать определенный перечень оборудования, который применяют для холодной обработки металла. Как правило, такое оборудование показывает свою эффективность при выполнении больших объемов работ при архитектурном оформлении зданий и сооружений.

Среди оборудования, применяемого при получении изделий холодной ковкой можно назвать следующее:

• торсионный, с его помощью выполняют кручение прутка вдоль оси;
• волновой, на нем выполняют различные волнообразные детали.

Всего парк оборудования для холодной ковки насчитывает порядка десятка единиц. Некоторые работают от мускульной силы оператора, некоторые от электрического привода. Некоторые умельцы занимаются самостоятельным изготовлением подобного оборудования.

Виды кузнечных работ

Ковку выполняют с помощью ручных или механических ударных инструментов, это может быть, кувалда или пресс, который может работать от электрического, пневматического или гидравлического привода.

Ковка и штамповка обеспечивают получение деталей, которые имеют разные габаритно-весовые параметры и форму.

Использование ковки приводит к повышению механических параметров стали и оптимизирует его внутреннюю структуру. Именно поэтому ответственные детали, например, шатуны, производят применяя свободную ковку или штамповку. Ковку можно разделить на следующие типы — ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент (молот, кувалда и пр.) все работы по обработке металла выполняют на наковальне. Второй тип ковки выполняют на кузнечном оборудовании, оснащенными молотом и пр. При машинной обработке тяжелые и объемные заготовки обрабатываются под прессовым оборудованием, а менее размерные, и с меньшим весом обрабатывают на молоте.

Обработку металла с помощью ударов можно разделить на свободную ковку и обработку в штампах. Свободная ковка подразумевает то, что заготовку сжимают между прессом и основанием. Формирование готовой детали происходит за счет вспомогательного инструмента, которые применяет кузнец.

При штамповке, металл приобретает форму и размеры в пределах инструментального штампа. Для изготовления отдельной детали необходимо изготавливать новый штамп. По сути, ковка и штамповка – это промежуточные технологические операции, которые приводят к получению заготовок, которые в дальнейшем будут проходить через дополнительную обработку, например, фрезеровку или сварку.

Виды современного кузнечного оборудования

В промышленности широко применяют множество кузнечно-штамповочного оборудования. Его можно классифицировать по следующим параметрам:

• по температуре обрабатываемой заготовки. Для этой операции применяют ковочные машины, оборудование для горячей и холодной штамповки как плоской, так и объемной;
• по операциям, выполняемым на оборудовании. Разделяют заготовительное, основное и финишное КШО;
• по методу подачи и удаления готовых изделий из рабочего пространства КШО. На практике применяют оборудование, на котором все эти операции выполняют вручную, в полу- и автоматическом режиме.
• по виду привода. Прессы и штамповочные машины работают от электричества, сжатого воздуха, гидравлики и пр.
• по ключевому параметру. Как правило – это номинальное усилие, создаваемое прессом или рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед обработкой методом горячей ковки заготовки нагревают до определенной температуры. Для решения этой задачи применяют различное нагревательное оборудование. В этот список входят и индукционные нагреватели. В них проходят предварительный нагрев заготовки перед операциями штамповки, гибки, ковки и пр.

Такая форма нагрева обладает рядом достоинств перед другими типами, например, перед газовым или электрическим.

• • использование индукционных нагревателей приводит к снижению энергетических затрат и это довольно важно, особенно в условиях стабильного роста тарифов;
  • применение нагревателей повышает производительность труда, так как индукционный нагрев позволяет минимизировать время, затрачиваемое на прогрев детали;
  • в автоматизированных печах, за счет точности позиционирования и расположения заготовок в индукторе, повышается точность нагрева;
  • нагрев заготовки в индукционной печи отличает малое количество окалины и это позитивно сказывается на длительности эксплуатации штампового инструмента;

• установка подобного оборудования, позволяет высвободить дополнительные площади в производственном помещении.

Основы процесса ковки металла

Что в себя включает технология ковки металла, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки? Об этом далее.

Ковка металла, наряду с литьем, самая древняя технология по обработке материалов. Причем производить изделия таким способом человечество начало еще задолго до появления железа и стали. Первые кузнецы работали около 5-6 тысяч лет назад. Со временем технология лишь совершенствовалась и дополнялась новыми приемами. Сегодня ни одно производство не обходиться без обработки металла ковкой.

Что в себя включает технология ковки, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки?

Понятие ковки металла

Говоря простым языком, ковка — обработка металла, нагретого до ковочной температуры. Принцип технологии построен на физических свойствах любого материала, имеющего температуру плавления. Но прежде, чем будет достигнут этот порог, структура вещества станет более мягкой.

Каждый металл имеет свою температуру, при достижении которой он становиться более мягким, а, значит, и более податливым для обработки путем ковки.

Однако, существует также технология металлообработки, когда заготовку не нагревают, а куют холодной. Такой прием позволяет получить не менее прочные изделия, без нагревания заготовка прессуется и изгибается.В таблице указаны пределы температур, при которых тот или иной металл можно ковать.

Виды кузнечной обработки

Свободная ковка подразумевает то, что заготовки не ограничены никакими формами. Или же материал будет закреплен с одной стороны на наковальне. К этому технологическому приему относиться и ручная ковка металла, когда изделию придают форму, используя кувалду или молоток. Свободная ковка применяется как для производства отдельных продуктов, так и просто для улучшения качества материала.

При проковке поверхности заготовки улучшается свойство металла. Крупные кристаллы материала размельчаются, структура станет более мелкозернистой и однородной. К тому же, при поковке завариваются внутренние раковины, упрочняя тело заготовки.

Машинная ковка — более современный вариант обработки. Такая технология используется в массовой, тяжелой промышленности. При этом используют механизированные молоты (с массой от 40 килограмм до 5 тонн), ковочные машины или прессы. Вес заготовок и конечных поковок порой может достигать нескольких десятков тонн.

Штамповка. Такой технологический прием позволил сделать производство массовым. При изготовлении изделий металл ограничивается штампами и при деформации получает нужную форму.

Штамповка используется в массовом производстве, где важно получить большое количество продукции. Свободная ковка, как правило, используется в мелкосерийном и единичном производстве.

Оборудование и инструменты

При изготовлении кованых изделий ручным способом используют практически те же наборы инструментов и оборудования, которые применяли мастера с зарождения этой технологии. Список следующий.

Кузнечный очаг или горн используется для нагревания материала до нужной температуры. Существует множество различных видов этого оборудования.

• Стационарные и переносные.
• Закрытые и открытые очаги.
• Топливные или электрические.
• Жидкостные, газо- или твердотопливные.
• С боковыми соплами подачи воздуха или центральной фурмой.

Наковальни — это массивные металлические столы, где собственно и происходит формирование заготовки. Состоят из основания, рога и наличника с отверстиями для гибки. Существует несколько разновидностей этого кузнечного приспособления, однако обязательно наличие стальной опоры с весом от 30 килограмм.

Клещи в ручной ковке мастер использует для оперирования заготовкой в процессе работы.

Молоты — основной инструмент, использующийся в кузнечном деле, могут иметь различную массу для работы с разными по габаритам заготовками.

Материалы и технология ковки

Кузнечные приемы

Основные кузнечные операции, использующиеся в технологии ковки металла:

Осадочные кузнечные работы подразумевают уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечной площади сечения.

Высадка, по сути, частичная осадка заготовки. Применяется, когда на поверхности металла нужно сделать некоторые утолщения. Добиваются этого за счет уменьшения длины заготовки.

Обкатка в кузнечном деле подразумевает собой придание заготовке формы цилиндра. В процессе деформации металла заготовка проворачивается вокруг своей оси.

Раскатка — обработка кольцевой заготовки. Когда нужно увеличить ее внутренний и наружный диаметры, металл раскатывают на оправке за счет уменьшения толщины стенок.

Прошивку в кузнечном деле применяют для получения сквозного отверстия за счет использования пробойника.

Разгонка — это операция получения более широкой заготовки. По сути, металл для ковки расплющивают на поверхности наковальни молотом, двигаясь поперек оси изделия.

Существует также множество других приемов, с помощью которых получают требуемые формы изделия.

Особенности кузнечной обработки стали

• Стальная заготовка должна нагреваться равномерно со всех сторон.
• Обязательно при ковке стали нужно соблюдать температурные рамки, которые зависят от твердости материала. Легированные инструментальные марки металла нельзя перегревать свыше 1000 градусов, мягкие — более 1300. Недостаточный нагрев также не способствует нормальной кузнечной обработке: во-первых, это затрудняет ковку стали, а во-вторых, в структуре изделия могут образовываться трещины и разрывы.
• Обязательно перед нагревом заготовки до температуры ковки металл предварительно нужно разогреть до показателя в 300 градусов.

До изобретения сварочных аппаратов кузнечным способом проводили и соединение металлических частей. Это делалось за счет сильного разогрева крепящихся концов заготовки и их последующего сдавливания ударами молота. Кузнечные сварные соединения использовались практически для любого доступного металла: меди, бронзы, серебра и железа.

Несмотря на развитие современных технологий, ковка металла остается одним из основных технологических приемов получения различных изделий. Кузнечным способом изготавливают различную продукцию. Усовершенствование такой обработки привело к массовому производству путем штампования по стандартной форме.

Пример работы в промышленных условиях можно посмотреть в предоставленном видео:

Несмотря на упадок и появление машинной штамповки, кузнечное дело не теряет своей популярности. Особенно пользуются спросом изделия художественной ковки.

А что Вы думаете по поводу материала этой статьи? Если у Вас есть опыт кузнечных работ и изготовления вещей путем ковки поделитесь им в блоке обсуждения к этой статье.

Ковка металла

Обработка металлической детали с изменением формы и размера называют ковкой металла. В результате ковки металл деформируется и изменяет свои параметры. Различают горячую и холодную ковку. Может выполняться и своими руками.

При горячей ковке металл разогревают до так называемой ковочной температуры, у разных материалов она разная, для стали она равняется 800 — 1200 ºC, для медных сплавов — 650 – 1000 ºC, для титана и его сплавов -900-1600 ºC, алюминий деформируют при температуре — 400-480 ºC.

Широко используется и холодная ковка, то есть обработка металла без предварительного нагрева.

Следует отметить, что широкое применение прокатного и штамповочного оборудования и использование средств компьютерного оборудования вытеснило ковку из тяжелой индустрии. Но и, тем не менее, ковку применяют для создания ограждений, предметов украшений, замков, ножей, оружия.

Сейчас популярен холодный способ ковки. Его использование, позволяет получить экономию на содержании производственных площадей, при широком внедрении технологии холодной обработки металла отпадает необходимость в эксплуатации энерго затратного оборудования, например, горна.

Ранее горячая ковка была основной для изготовления кованых деталей и изделий.

Детали и изделия получаемые ковкой называют поковка

Горячая ковка

Металл нагревают в печи до температуры при которой он теряет свою прочность и становится пластичным. Далее металлическую заготовку можно обрабатывать, применяя удары и другие способы.

Но нагрев металла имеет недостатками:

1. Мастерская должна быть оборудована кузнечным горном, или муфельной печью. Это требует расходы на монтаж, обслуживание оборудования и покупку топлива.
2. Необходимо принять меры по безопасности, ведь ковка металла предполагает наличие открытого огня.
3. Специалист должен иметь определенные знания и навыков в части горячей обработке металла.

Холодная ковка

Большую часть операций холодной ковки выполняют на специализированном оборудовании/

Существует перечень оборудования, применяемого для обработки металла без предварительного нагрева. Инструменты этого класса, показывает свою экономическую эффективность при выполнении больших объемов, например, при совершении архитектурного оформления здания.

Среди оборудования, которое применяется для холодной ковки, применяют следующее:

• Торсионное, предназначенное для кручения прутка вдоль продольной оси.
• Волновое, его используют для изготовления волнообразных деталей.

Всего, технологический парк инструментов для холодной ковки включает в себя несколько десятков единиц станков. Это такие инструменты, как: гнутик, фонарик, улитка, волна, твистер, станок для колец

Одни работают под действием мускульной силы оператора, или от установленного силового агрегата, например, электрического двигателя. Есть мастера, которые сами изготавливают оборудование для обработки металла.

Способы ковки

1. Ручная;
2. Штамповка;
3. Ковка на молотах.

Ковку осуществляют с использованием ручных или механизированных инструментов. Это может быть или кувалда, или пресс, работающий от разного вида приводов, например, пневматического.

Эта операция позволяет получать детали, имеющие различные габариты, вес и формы.

Применение ковки повышает механические параметры стали, улучшает его внутреннюю структуру. Именно поэтому, особо ответственные детали обрабатывают методом ковки. Например, шатуны, устанавливаемые на двигателях внутреннего сгорания.

Ковку разделяют на две большие группы – ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент или специально изготовленное кузнечно-прессовое оборудование. Для машинной обработки применяют прессы и молоты. Тяжелые и габаритные детали обрабатывают на прессах, более мелкие детали обрабатывают на механических молотах.

Ручная ковка должна осуществляться только в специально оборудованной мастерской. Кроме нагревательного горна, мастерская должна быть оснащена системой вентиляции и наковальней. Она представляет собой значительный кусок металла, на которой могут быть смонтированы технологические приспособления, например, рог или матрица, для получения калиброванных деталей. Для производства наковальни применяют сталь 45Л.

С помощью наковальни ковку заготовок выполняют своими руками и придают им нужные формы и размеры. Наличие плоской поверхности на наковальне позволяет обрабатывать плоские детали.

Обработку металла при помощи ударов разделяют на свободную ковку и обработку в штампах.

Суть свободной ковки заключается в заключение заготовки между молотом (прессом) и основанием. Получение требуемой формы и размеров осуществляет оператор станка, используя для этого вспомогательного инструмента.

Во время штамповки металл получает форму и размеры в пределах инструмента, применяемого для обработки. Для выпуска детали, требуется новый штамп. Штамповка – это промежуточная технологическая операция, после которой полученные полуфабрикаты отправлены на дополнительную обработку, например сварку или сверление.

Оборудование для ковки

В промышленности широко используют кузнечно-прессовые станки. Его разделяют по признакам:

1. По температуре обрабатываемой заготовки. Для такой технологической операции использую ковочные машины, которые могут обрабатывать как холодные, так и разогретые заготовки. Машины этого класса используют для обработки плоских и объемных деталей.
2. По операциям, которые можно выполнять на этом оборудовании, то есть для заготовительных, основных и финишных операций.
3. По способу подачи или удаления готовой продукции из рабочей зоны станка, в практической работе стараются использовать устройства для автоматической подачи и удаления заготовок и отходов.
4. По типу привода, работает от приводов разного тип – электричества, сжатого воздуха, гидравлики.
5. По главной характеристике – номинальному усилию, которое оказывает пресс в рабочий момент.

Инструменты для горячей ковки

Горн, наковальня, кувалда и ручник, клещи, фасонные молотки, шпераки.

Индукционные нагреватели

Перед тем как направить заготовку, на обработку с помощью горячей ковки необходимо обеспечить ее нагрев до определенной температуры. Эту задачу решают с использованием нагревательных устройств. Как уже упоминалось, для нагрева применяют горн, муфельную печь, но существует еще один тип – индукционные нагреватели. Через эти устройства проходят детали, которые будут направлены на штамповочно – ковочные операции.

Преимущества нагрева в индукционной печи:

• уменьшение затрат на электрическую энергию и это особенно важно во время постоянного рост тарифов.
• рост производительности работы, так, как нагревание заготовок таким способом позволяет сократить время необходимое для нагрева детали.
• позволяет не только точно позиционировать заготовку в печи, но и оптимально расположить ее для более эффективного нагрева.
• на поверхности заготовки не остается окалины и это положительно сказывается на использовании штамповочно-кузнечного инструмента. Это позволяет освободить производственные площади.

Художественная ковка

Применяют для производства малогабаритных и изящных предметов. Художественная отличается от традиционной тем, что это не только способ обработки металла, а своего рода искусство. Довольно часто детали, полученные с использованием художественной ковки, применяют при декорировании помещений.

Мастера, которые занимаются художественной ковкой, способны получать разнообразные изделия, которые могут быть вписаны в любой интерьер. Надо отметить, что спрос на такие вещи постоянно растет и это интересное место для развития бизнеса.

Ковка металла своими руками: Инструкция +Фото и Видео

Ковка металла: основные процессы, разновидности. Ковка металла – это способ обработки материала, который выполняют для того, чтобы придать металла необходимый размер и форму. Горячая ковка дает возможность обеспечить производство поковок, которые в будущем будут использованы в производстве или в бытовых целях.

Стоит отметить, что в последние годы стали популярнее кованые изделия, которые используют как ограждения, решетки, ворота и прочее.

Немного истории + интересные факты

Интересно, что одна из наиболее распространенных фамилий во всем мире пошла именно от кузнечного дела. В России это Кузнецов, во Франции Ферран, а в Британии Смит. Это показывает, насколько данное ремесло было и остается распространенным в этом мире.

Принято считать, что основой слова «коварство» является такое глагол, как «ковать». Дело в том, что большинство племен и народов считали, что кузнечное дело – это что-то малопонятное и покрыто страшной тайной. Кузнец (коварь) делал ковы, вязал путы, и со временем слово «коварство» стало синонимом к мудрости, умениям и навыкам. Спустя какое-то время оно стало синонимом к злобным планам и умыслам. Одновременно стали появляться такие распространенные словосочетания, как «ковать свое счастье» и «ковать судьбу», что носит исключительно позитивный характер.

При масштабной унификации производства и использования таких типов оборудования, как штамповочное, прокатное, использования управления посредством компьютерного обеспечения почти вытеснило кузнечное дело из индустрии, но, тем не менее, оно осталось и сейчас пользуется невероятной популярностью среди дизайнеров, а также специалистов, которые занимаются проектированием интерьера. Современный кузнец умеет делать такую продукцию, которую будут использовать в качестве оград, лестниц, а также в роли архитектурного оформления строений и прочее.

В 21 веке это привело к тому, что проектирование кованых изделий делаю в специальных программах-конструкторах 3D, которые предназначены для разработки деталей разного предназначения. Свободная ковка используется для многих видов металла. При помощи данной операции есть возможность сделать и предметы обихода, а также предметы, которые представляют собой исключительно художественную ценность.

К слову, данный способ обработки металла используют и в деле ювелиров. Кстати, самым ковким металлом считается золото, так как оно имеет невероятную пластичность, текучесть, тягучесть и много других свойств, которые дают возможность делать из него невероятно красивые и практически бесценные изделия. Вы можете посмотреть на фото и видео ковки металла, в частности золота. На практике чаще всего используют лишь два типа ковки – холодный и горячий.

Основные способы ковки металла

Свободная ковка может быть выполнена, если металл разогрет до требуемого уровня. Данный способ называют еще горячей ковкой, и еще недавно это был единственный и основной способ изготовления кованых деталей. Но за последние несколько десятков лет способ холодной ковки стал не менее популярен. Он отличается от горячего тем, что его использование дает возможность экономить на площадках производства, нет необходимости поддерживать в рабочем состоянии энергетически затратный кузнечный горн и прочее.

Горячая ковка

Как уже говорилось, проведение горячей ковки возможно, если нагревать металл до температур, когда тот меняет свои характеристики прочности и становится пластичным, что дает возможность относительно легко его обрабатывать при помощи ударного инструмента и других приспособлений. Горячий способ обработки предполагает использовать особые технологии обработки металла, которые дают возможность сделать готовые изделия разнообразнее.

Но кроме преимуществ есть и некоторые недостатки метод. К ним отнесем то, что для нагревания металла требуется наличие горна или муфельной печи. Отметим, что такое оборудование помимо своей цены будет дорого обходиться и в дальнейшем, при использовании, так как потребуется оплачивать его обслуживание и топливо.

Также использование открытого источника огня является далеко небезопасным занятием и требует от мастеров соблюдения мер безопасности в повышенной мере. Кроме того, для выполнения горячей ковки требуется, чтобы у мастера были определенные знания и навыки, чтобы разбираться в температурных параметрах различных видов металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла обязательно должна быть выполнена в специальных мастерских, которые оснащены всем необходимым.

В перечень оснастки входит такое оборудование:

• Система воздухоотвода.
• Муфельная печь или кузнечный горн.

Наковальня, которая представляет собой металлическую чушку большого размера (и весом до ¼ тонны) может иметь такие технологические приспособления, как калиброванные отверстия или рога. Для изготовления наковальни требуется легированная сталь 45-ого номера. На наковальне можно выполнять ковку металла своими руками и придавать разогретым заготовкам требуемые размеры и формы. Помимо этого, на наковальне можно даже ковать лист.

Холодная ковка

Большую часть работ из холодной ковки выполняют на спроектированном по особым чертежам оборудовании. Можно перечислить определенный список оборудования, которое следует использовать при холодной обработке металла. Обычно такое оборудование может показать свою эффективность при выполнении большого объема работ для архитектурного оформления сооружений и зданий.

Среди оборудования, которое используют для получения изделий способом холодной ковки, назовем следующие:

• Торсионный, с ним можно выполнять кручение прутка вокруг собственной оси.
• Волновой, на нем делают волнообразные детали.

В парке оборудования для холодного способа ковки насчитывается лишь десяток единиц. Некоторые из них могут работать от мускульной системы оператора, а что-то работает от привода. Некоторые мастера делают самостоятельно подобное оборудование, а также создают модификации.

Разновидности кузнечных работ

Ковка металла выполняется при помощи механического или ручного ударного инструмента – это может быть пресс или кувалда, причем пресс может работать от гидравлического, электрического или пневматического привода. Штамповка и ковка дают возможность получить детали, которые бывают разные по весу и размерам.

Использование ковки дает возможность повысить механические параметры стали и оптимизирует внутреннюю структуру. Именно по этой причине такие детали, как шатуны, делают с использованием ковки или штамповки. Ковку можно поделить на такие типы – ручная и машинная. Для ручной используют ударные инструменты ручного типа, к примеру, кувалду и молот, а все работы по обработке выполняют непосредственно на наковальне.

Машинная ковка требуется для объемных и тяжелых заготовок, которые после обрабатывают под прессовым оборудованием, а меньшие по размеру и с небольшим весом можно обработать молотом.

Обработка материала изготовления при помощи ударов, в свою очередь, разделяют на обработку в штампах и свободную ковку. Второй вид подразумевает сжатие заготовки между основанием и прессом. Формирование готового изделия происходит благодаря вспомогательным инструментам, применяемым кузнецом. При штамповке металл получает размеры и форму в пределах штампа инструмента.

Для того, чтобы изготовить отдельные детали, следует для начала сделать отдельный штамп. По сути, штамповка и ковка являются промежуточными операциями в технологии, которые помогают сделать заготовки, а те в будущем будут использовать и дополнительно обрабатывать посредством сварки или фрезеровки.

Типы современного оборудования

Кузнечно-штамповочное оборудование

В промышленном масштабе часто используют много кузнечно-штамповочного оборудования, которое можно классифицировать по таким параметрам:

• Температура обрабатываемой заготовки. Для этого используют ковочные машины, а также оборудование для холодной и горячей штамповки (объемной и плоской).
• По операциям, которые выполняют на оборудовании. Их можно разделить на основное, заготовительное и финишное KШO.
• По типу подачи и удаления готовых изделий с рабочего пространства. На практике же используют оборудование, на котором все описанные операции можно выполнить в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме.
• По разновидности привода. Штамповочные машины и прессы могут работать от сжатого воздуха, гидравлики и электричества.
• По ключевому параметру, обычно это номинальное усилие, которое создается при помощи пресса, или же рабочий момент.

Индукционные нагреватели

Перед проведением горячей обработки (горячей ковки металла) заготовки следует разогреть до определенного уровня температуры. Для этой задачи используют различные типы нагревательного оборудования, причем в этот список входят индукционные нагреватели. В них заготовка предварительно прогревается перед штамповкой, ковкой, гибкой и прочими операциями.

Обратите внимание, что данная форма прогревание имеет ряд преимуществ перед остальными способа нагрева, к примеру, перед электрическим или газовым.

В частности, отмечают:

• Использование индукционного типа нагревателей дает возможность снижать затраты на энергию и это важно, особенно при постоянном возрастании тарифов также это дает возможность сделать изделие дешевле, благодаря чему продажи возрастут.
• Использование нагревателей дает возможность повысить производительность труда, так как индукционное нагревание дает возможность уменьшить время, которое затрачивается на прогревание детали.
• В автоматических печах благодаря точности установки и расположения заготовки в индукторе точность нагрева повышается.
• Нагревание заготовки в таких печах отличается малым количеством окалины, что положительно сказывается на сроке эксплуатации штампового инструмента.
• Установка индукционного типа оборудования дает возможность освободить место в производственных помещениях.

Заключение

Теперь вы узнаете, что собой представляет процесс ковки, а еще какие есть способы обработки металла. Обязательно ознакомьтесь с видео в статье – это поможет подробнее разобраться в процессе и увидеть наглядно все то, что описано в статье.