Поковка

Понятие поковки, этапы и методы производства

Поковкой называют заготовку или уже готовое изделие из металла, полученное путем ковки или объемной штамповки. Для изготовления поковки применяется сталь прочных марок. Такие заготовки широко распространены в промышленности. Использование поковки позволяет минимизировать издержки при обработке деталей, сократить количество операций при производстве, что экономит время и бюджет.

В производстве поковки выделяют следующие этапы:

• Подбор сырья. Сырьем для поковки могут служить сортовой металлопрокат, чушки, кузнечные слитки, обжатые заготовки. Слитки могут быть различной формы сечения – круглые, квадратные, многогранные.
• Резка проката. На данном этапе происходит нарезка проката на необходимые размеры. В производстве может использоваться прокат различного сечения. Мы предлагаем круглые поковки.
• Нагрев. Путем нагрева металлическая заготовка доводится до пластичного состояния. В специальных печах заготовки нагревают до необходимой температуры (800-1200 градусов Цельсия). Важно, чтобы нагрев металла происходил максимально быстро. Быстрый нагрев позволяет избежать чрезмерных потерь металла на окалину, снизить рост зерна, а также увеличить производительность труда в целом.
• Пластическая деформация заготовки. На этом этапе используются разнообразные кузнечные прессы и ковочные молоты.
• Термообработка поковки (нормализация и отпуск).
• Контроль качества заготовки.

Выделяют два основных метода изготовления поковки. К ним относятся ковка и штамповка.

Ковка менее точный способ изготовления поковки, а также имеет высокую стоимость на единицу. Однако данный способ производства оптимален, когда речь идет о штучном или мелкосерийном производстве.

В ковке выделяют два основных метода:

• Открытая - получается путем ударов кузнечного молота по заготовке, расположенной на наковальне. Такая поковка имеет нерегулярную форму и поверхность, но может быть доведена до нужных размеров и формы путем дальнейшей обработки.
• Закрытая - производится за счет давления пресса на заготовку, расположенную внутри матрицы. Эта поковка имеет более регулярную форму и поверхность, близкую к конечной, и требует меньше дополнительной обработки.

Штамповка – метод, при котором для производства поковки используется специальный штамп.

Различают два метода штамповки – горячий и холодный. При горячем методе штамповки металл предварительно нагревается, благодаря приобретенной пластичности металлу придается необходимая форма. При холодном же методе металл не нагревают.

Штамповка отличается довольно высокой производительностью и точностью размеров. Штампованные заготовки имеют точные размеры и ровную гладкую поверхность. Но при всех плюсах данного метода, его можно считать целесообразным только в случае массового и серийного производства, т.к. относится к высоко затратным.

Штамповку принято различать по типу применяемой оснастки. Выделяют штамповку в инструментальных штампах, эластичными средами, импульсную и магнитно-импульсную штамповки, гидро-импульсную, а также штамповку взрывом.

Классификации по такому признаку, как форма, нет. Обычно их разделяют по назначению и марке стали, из которой поковки произведены.

К качеству поковок предъявляются повышенные требования. Ведь они, как правило, используются в процессах, подразумевающих значительное механическое и температурное воздействие. Круглые поковки, например, используются в отраслях, где крайне важным критерием является устойчивость к износу. Использование деталей низкого качества может быть просто опасным. Именно различными требованиями к характеристикам поковок обусловлено использование различных материалов для их производства.

Виды поковки

В производстве заготовок может использоваться сталь различных марок. В соответствии с этим они разделяются на различные виды по типу материала изготовления.

• Углеродистые. Для производства углеродистых поковок применяется углеродистая сталь. Такая сталь отличается особой прочностью. Как правило, сфера применения - это строительство, нефтехимическая и/или металлургическая промышленность и т.д. Поковка ст.20, поковка ст. 35, поковка ст.45, поковка ст.40Х являются примером углеродистых поковок.
• Прессовые. Для производства прессовой поковки используется пресс. Такой вид поковки особенно востребован в машиностроении, горнодобывающей промышленности и т.д.
• Молотовые. Производятся с применением кузнечного молота и кувалды. Для них характерны улучшенные показатели гибкости и твердости.
• Нержавеющие.Используется чиста нержавеющая сталь. Поковки нержавеющие - один из самых востребованных видов. Активно применяется в энергетической промышленности, машиностроении, а также в судостроении.
• Легированные. Такие поковки производятся из легированной стали. Добавки (никель, марганец, кобальт, кремний, хром и т.д.) обеспечивают дополнительные свойства металлу – повышенную устойчивость к коррозии, большую твердость и т.д.
• Инструментальные. Основная область применения для данного вида поковки – изготовление различных инструментов высокой прочности и точности. Поковки инструментальные, как правило, производятся из легированной и/или углеродистой стали.

По виду конфигурации поковки выделяют:

• Круглые и круглые с уступами (круги, круги без отверстий и с отверстиями, валы, кольца и др.);
• Прямоугольного сечения (брус, куб, цилиндр, плита).

В нашем случае мы будем говорить и поковке круглого сечения.

Поковки изготавливают из катаных или кованых заготовок, слитков, блюмов, заготовок из машин непрерывной разливки стали или после прокатки.

Поковки бывают без обточные и обточные.

Без обточные после ковки не обрабатываются, а это значит, что они требуют дополнительной механической обработки перед дальнейшим использованием. На поверхности без обточной поковки допускается наличие дефектов, к которым относятся вмятины, забоины. При выборе такой поковки важно внимательно читать маркировку. Она содержит два размера – черновой и чистовой.

Обточные поковки проходят этап механической обработки. Такую поковку можно сразу пускать в работу. На маркировке указывается только один размер.

Иногда допускается замена поковки на круг. Но при такой замене важно понимать, что круг имеет менее однородную и прочную структуру, чем поковка, даже если они изготовлены из стали одной и той же марки. Поковка уплотняется по всем осям. Именно это снижает вероятность расслоений. Кроме того, поковка легче режется.

Достоинства и недостатки поковки

Достоинства	Недостатки
Высокая прочность и долговечность благодаря однородной структуре и отсутствию внутренних дефектов.	Высокая стоимость и сложность производства. Требует специального оборудования, квалифицированного персонала и высокого энергопотребления.
Более точные размеры и форма в связи с минимальной обработкой и отсутствию усадки и деформации.	Ограниченный выбор формы и размера, так как имеет прямую зависимость от формы и размера матрицы или валков.
Экономичное использование материала из-за меньшего количества отходов и стружки.	Более высокие требования к качеству исходного материала.

Стальная поковка широко применяется в разных отраслях промышленности и строительства. Она используется для изготовления различных деталей и элементов и конструкций, которые в дальнейшем подвергнуться большим нагрузкам, давлению, воздействию высокой температуры и агрессивной среды.