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.
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.
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.
Поковка, полученная из стали 5ХНМ, нашла свое основное применение в конструировании и производстве прессовых штампов, ковочных агрегатов, молотов.
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.
Виды поковок
Существует множество форм готовых изделий. Они зависят от формы используемого прессового оборудования. Чаще всего используют поковки из квадратной заготовки. Их получают методом штамповки или машинной ковки.
Рассмотрим существующие виды поковок:
- Нержавеющие. Изготавливаются из стали, не подверженной коррозии. В производстве используется материал с однородной структурой. Изделия востребованы в судостроении и энергетической промышленности. Из них изготавливают крупные детали типа валов или турбин ТЭС, поэтому их вес может исчисляться тоннами.
- Легированные. Изготавливаются из специальных сортов стали, которые содержат элементы, призванные повысить эксплуатационные характеристики металла. К ним относятся хром, марганец, никель, кремний и кобальт. Данные материалы способны придать металлу повышенную твердость, прочность и прочие полезные свойства.
- Прессовые поковки. Такие заготовки получают методом горячей или холодной пластической деформации металла на прессах. Они широко востребованы в машиностроительной, судостроительной, горнодобывающей и других отраслях промышленности.
- Молотовые поковки. Получают методом кузнечной обработки металла. Заготовки отличаются высокой твердостью и гибкостью. Их используют в автомобилестроении при изготовлении несущих элементов и крупных узлов транспорта.
- Инструментальные. Изготавливают из углеродистой или легированной стали. Отличные эксплуатационные свойства востребованы в области производства высокопрочного инструмента высокой точности и других отраслях промышленности. Отличаются разнообразием форм.
- Углеродистые. Такие заготовки получают из высокопрочных сортов стали. Их активно применяют в строительстве при изготовлении несущих конструкций объектов. Кроме того, их используют в подшипниковом производстве.
Не следует путать поковку и металлопрокат. Несмотря на визуальное сходство, материалы отличаются методом производства и, как следствие, техническими характеристиками, даже при использовании одной марки стали.
Отдельного упоминания заслуживают заготовки с оцинкованной поверхностью. Толщина защитного слоя зависит от марки изделия. Цинк отличается устойчивостью к коррозии и агрессивным средам. Это позволяет в несколько раз повысить срок эксплуатации. Оцинкованные заготовки востребованы в сложных климатических условиях.
Несмотря на разнообразие форм, наиболее востребованной в промышленности является поковка квадратная.
Как правильно паковка или поковка?
» Прочее »
Вопрос знатокам: что такое поковка???
С уважением, шура киселев
Лучшие ответы
Поковка – круг, квадрат, полоса из различных марок сталей
Вам необходимо изготовить по чертежам изделие поковка с заданными размерами: круг или квадрат большого диаметра из различных сталей? Вы можете обратиться в ООО «Альфа-Союз» — мы работаем напрямую с производителями, что позволяет нам работать по умеренным ценам без ущерба для качества.
Вся продукция (изготовленная под заказ поковка и др. ) прошли контроль качества и получили сертификаты. Вы можете заказать и купить поковку и и другую продукцию в розницу (от 1штуки или от 1м) или оптом.
Мы осуществляем доставку металлопроката по Санкт-Петербургу и области, а так же по России.
Поковка – это заготовка или готовое изделие, получаемое ковкой или горячей объёмной штамповкой в кузнечно-штамповочном производстве. Штампованная поковка после резки и термической обработки превращается в различные детали: шатуны, коленчатые валы, рычаги, зубчатые колёса, лопатки турбин, крепёжные детали, шары, ролики и кольца подшипников и др.
Изготавливается поковка из конструкционной, теплоустойчивой, нержавеющей, жаростойкой, инструментальной и др. сталей. Из этих видов сталей поковка изготавливается по следующей номенклатуре: валы гладкие круглого и прямоугольного сечения, диски с отверстием и без, цилиндры, плиты, штамповые кубики, раскатанные кольца.
Когда пакуют. Паковка. Парковка, когда паркирются-ставят машину в определённом месте.
металлургическая операция (от слова «ковать») — способ обработки металлла для придания ему определенных полезных свойств
Поковка – заготовка черновая, либо готовое металлическое изделие с механической обработкой, изготавливаемое в соответствии с чертежами и чистовыми размерами, методами свободной ковки, горячей объемной штамповки.
Поковка это — черновая заготовка, либо промежуточная деталь, изготовленная в процессе ковки (штамповки) или прессования металла, сплава
partalstalina /shop/item/3454
-ответ
Это видео поможет разобраться
Ответы знатоков
Круг это геометрическая фигура! А поковка это заготовка (иногда изделие) получаемое методами обработки металла давлением — ковкой или штамповкой. ворос надо было формулировать «чем отличаются поковка и заготовка из проката? «. Поковка см. выше, а заготовка из проката получается отрезанием (от прутка) или вырезанием (из листового проката) в зависимости от диаметра заготовки.
1.Поковка- заготовка или готовое изделие, получаемое ковкой или горячей объёмной штамповкой в кузнечно-штамповочном производстве. 2.Штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Еще раз, для закрепления материала: 1-заготовка
2-процесс
Штамповка, когда изделие изготавливают штампом. Поковка — изделие изготовленное в кузне методом ковки.
поковка это вроде бы заготовка. а штамповка -операция
Штамповка само изделие. Паковка — во что так сказать обернута штамповка. Типа так.
Поковка —изделие, полученное в результате многочисленных ударов универсальным молотом. Штамповка —-изделие, полученное в результате однократного применения давления (удар либо медленное давление) с использованием фигурного (индивидуального) штампа.
Много тебе придётся, чтобы кузнецом стать. Загляни в любую кузницу. Штампуют на пресах, на заводе.
объемная штамповка — один из способов изготовления поковки. Он предполагает изготовление малогабаритных поковок (штамповых кубиков, плит) в закрытых штампах. Более дешевый и быстрый по сравнению со свободной ковкой способ серийного производства поковок.
Поковка- заготовка, а Штамповка — процесс пластической деформации
Поковка штампованная – производится при деформации сплава, металла в ограничивающей форме штампа. Штампованная ковка отличается высокой точностью. Штамповка бывает горячей с предварительным нагревом металла, сплава и холодной, без нагрева поковки. Высокий нагрев металла придаёт поковке пластичность, текучесть. Позволяет с меньшими затратами придать заготовке необходимую форму.
Поковка кованная (прессовая, молотовая) – различается независимым положением заготовки во время ковки. Повышенной пластичностью, прочностью. Поковка кованная проигрывает поковке штампованной в точном соблюдении размеров и форм.
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:
- Осадка (уменьшение высоты заготовки при соответствующем увеличении ее диаметра).
- Протяжка (увеличение длины заготовки при уменьшении ее высоты).
- Прошивка закрытая и открытая – получение глухих или сквозных отверстий.
- Кручение – винтообразное изменение продольной оси заготовки.
- Рубка – разделение заготовки на несколько частей.
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:
- Нагрев заготовки пламенными иди электрическими печами.
- Собственно деформирование (основными схемами течения металла являются осадка и выдавливание).
- Обрезка облоя – технологического остатка, наличие которого обеспечивает заполнение трудно заполняемых полостей штампа.
- Правка-калибровка, в результате чего выравнивается продольная ось изделия, изогнутая возникшими при деформировании термическими напряжениями.
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.
Ковка это процесс обработки металлов, виды и основные операции, что такое свободная ковка
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:
- осадка;
- прошивка;
- протяжка;
- обкатка;
- раскатка и пр.
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.
Примеры свободной ковки — 10 фото.
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.
Термическая обработка стальных поковок
ПоковкиТермообработка поковок
В кузнечном производстве при изготовлении стальных поковок используют в основном один или два из четырех видов термической обработки, к которым относятся отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Следует отметить, что различные стали имеют свои определенные режимы термической обработки.
Отжиг поковок
Отжиг выполняют путем нагрева металла до температуры фазовых превращений и последующего медленного охлаждения. После отжига структуры стали соответствуют диаграмме железо — углерод: доэвтектоидные стали (С < 0,8 %) будут иметь структуру феррит + перлит, эвтектоидные (С = 0,8 %) — перлит, заэвтектоидные (С > 0,8 %) — перлит + цементит. Фазовая перекристаллизация при отжиге измельчает зерно, снимает внутренние напряжения, возникшие при ковке, и уменьшает структурную неоднородность. В результате отжига снижаются прочность и твердость металла, увеличивается его пластичность, повышается обрабатываемость резанием. Отжиг обычно применяют при обработке поковок из сталей с высоким содержанием углерода и легирующих элементов. При многопереходной холодной пластической деформации с помощью отжига снимают упрочнение, полученное металлом в процессе промежуточных операций, и восстанавливают пластичность металла перед последующей холодной обработкой давлением.
Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидных сталей до температуры, на 30 … 50 ° С превышающей температуру перехода стали в аустенитное состояние, выдержке при этой температуре до полного прогрева заготовки и в последующем медленном охлаждении в печи. Время нагрева и выдержки зависит от марки стали, формы и размеров сечения поковок или заготовок, типа печи и способа укладки заготовок в ней. Поковки из углеродистых сталей охлаждают со скоростью 50 . . . 150 град/ч, а поковки из легированных сталей — значительно медленнее (20 … 60 град/ч). Полному отжигу подвергают поковки для максимального уменьшения твердости и прочности металла и повышения его пластичности. Если полный отжиг выполняют для снятия напряжений в поковках сложной формы, то медленное охлаждение ведут почти до температуры цеха. В других случаях поковки медленно охлаждают в печах до 500 . . . 600 ° С с последующим охлаждением на воздухе.
Неполный отжиг (в отличие от полного) осуществляют путем нагрева поковок до температуры несколько выше 723 ° С. Для доэвтектоидных сталей неполный отжиг выполняют для снятия напряжений и улучшения обрабатываемости резанием поковок, ковка которых была выполнена в установленном температурном интервале без образования крупнозернистой структуры. Заэвтектоидные стали, как правило, подвергают неполному отжигу, при котором происходит полная перекристаллизация, пластинчатый перлит принимает зернистую структуру, а сталь становится пластичной и имеет низкую твердость.
Нормализация поковок
Нормализацию применяют, как правило, для устранения в поковках крупнозернистой структуры, образовавшейся в результате вынужденного или случайного увеличения времени нахождения заготовок в печи или в случае окончания ковки при слишком высокой температуре.
Нормализация заключается в нагреве сталей до температуры, на 50 … 60 ° С превышающей температуру перехода стали в аустенитное состояние, непродолжительной выдержке и охлаждении на воздухе.
Нормализация низкоуглеродистых сталей обеспечивает получение более чистой поверхности при резании. Для среднеуглеродистых сталей она заменяет закалку с высоким отпуском и снижением коробления формы поковки. Для исправления структуры легированных сталей часто вместо отжига применяют нормализацию с последующим высоким отпуском при 600 … 650 ° С.
Закалка поковок
Закалкой называют операцию нагрева до температуры, на 30 … 70 ° С превышающей температуру перехода стали в аустенитное состояние, и охлаждения в воде, масле или другой среде с соответствующей для данной стали скоростью. Время выдержки при температуре закалки должно быть достаточным для завершения полного фазового превращения в металле.
Кузнецы часто выполняют закалку сразу по окончании ковки без дополнительного нагрева. Очевидно, что это возможно лишь в том случае, если температура поковки по окончании ковки не ниже температуры закалки.
Закалка не является окончательной термической обработкой, так как сталь становится не только прочной, но и очень хрупкой, а в поковке возникают большие закалочные напряжения. Они достигают такого значения, что из-за низкой пластичности металла приводят либо к образованию в поковках трещин, либо к разрушению детали в самом начале ее эксплуатации. Кузнечный инструмент, например молоток, подвергнутый только закалке, не может быть использован по своему назначению, так к^к при выполнении удара от него будут откалываться кусочки твердого металла.
Вследствие этого для снижения закалочной хрупкости и внутренних напряжений, а также для приобретения требуемых высоких прочностных свойств поковки после закалки подвергают отпуску. Конструкционные стали закаливают и подвергают отпуску для повышения предела прочности, твердости при достаточных показателях пластичности и ударной вязкости, а инструментальные стали — для придания инструменту высоких твердости и изностостойкости.
Отпуск поковок
Отпуск является окончательным видом термической обработки. Он заключается в нагреве закаленной стали до некоторой температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении, как правило, на воздухе. В процессе отпуска структурных превращений в металле не происходит, но снижаются закалочные напряжения, несколько уменьшаются твердость и прочность, повышаются пластичность и ударная вязкость. Чем выше температура отпуска, тем больше снижается твердость закаленной стали и повышается ее вязкость.
В зависимости от марки стали и требований, предъявляемых к твердости и прочности детали, применяют три вида отпуска: высоко-, средне- и низкотемпературный (сокращенно их называют соответственно высоким, средним и низким).
Низкий отпуск проводят с нагревом до 150 . . . 250 ° С с целью снижения внутренних напряжений без уменьшения твердости закаленной стали (до HRCэ 59 . . . 65). Однако после такого отпуска детали не воспринимают динамических нагрузок, поэтому низкий отпуск используют для обработки режущего и измерительного инструмента из углеродистых и низкоуглеродистых сталей.
Средний отпуск выполняют при 350 .. . 500 ° С и применяют для пружин и рессор, так как он обеспечивает получение стали с небольшим пределом упругости и повышенной вязкостью при твердости HRCэ 41 …51.
Высокий отпуск, осуществляемый при 500 . . . 680 ° С, почти полностью ликвидирует закалочные напряжения, повышает пластичность и ударную вязкость, однако заметно снижает прочность и твердость стали. Закалка с высоким отпуском по сравнению с отжигом одновременно повышает пределы прочности и текучести, относительное сужение и ударную вязкость (механическая характеристика, оценивающая способность металла сопротивляться воздействию ударных нагрузок).
Термообработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением; она создает наилучшее соотношение между прочностью и вязкостью стали. Улучшению подвергают, как правило, конструкционные стали с содержанием углерода 0,3 … 0,5 %.
Кузнецы ручной ковки при изготовлении слесарного, кузнечного или измерительного инструмента часто применяют закалку и отпуск с одного нагрева. Такую операцию, называемую также закалкой с самоотпуском, выполняют следующим образом. Нагретую под закалку поковку охлаждают в воде или масле не полностью, а до температуры, несколько превышающей температуру отпуска. Извлеченную из закалочной среды поковку выдерживают на воздухе до появления на ее поверхности, предварительно обработанной на наждачном камне, соответствующего цвета побежалости. После этого поковку окончательно охлаждают в масле или воде. Определить примерную температуру поковки можно по цвету побежалости, пользуясь их следующим соответствием: 350 . . . 330 ° С — светло-серый; 320 ° С — сине-васильковый; 250 ° С — красно-коричневый; 240 0 С — коричневый; 280 ° С — фиолетовый; 260 ° С — пурпуровый; 230 ° С — золотистый; 220 ° С — светло-желтый.
