Горячая ковка металла один из самых древних способов обработки металла. И надо отметить этот способ обработки металла не потерял актуальности до сих пор. Более того, можно смело утверждать, что горячая ковка переживает новое рождение.
Ручная горячая ковка
Причиной тому новое оборудование и методы обработки горячего металла, которые стали применять при работе с деталями.
Содержание
- Горячий метод ковки
- Выбираем металл
- Какие для ковки нужны инструменты
- Достоинства и недостатки горячей ковки
- Горячая ковка металла своими руками
- Вам также могут быть интересны статьи:
Горячий метод ковки
Горячая ковка обеспечивает изготовление оригинальных и зачастую индивидуальных изделий. Металл необходимо разогреть до температуры порядка 1000 °C. При таких температурах, стальные заготовки теряют свою прочность, но зато приобретают повышенную пластичность и это позволяет мастерам кузнечного дела выполнять самые разные детали, которые затем применяют и в производстве, и в украшении интерьера.
Для выполнения горячей обработкой заготовки необходим следующий минимальный набор оборудования:
- печь;
- наковальня.
Наковальня для ковки металла Муфельная печь
Кроме этого мастеру потребуется определенное количество инструмента и приспособлений – молотки, молоты, щипцы, прижимы и пр.
Процесс работы с горячим металлом
Процесс работы с горячим металлом можно условно разделить на следующие основные операции:
- Разделение заготовки на части определенного размера.
- Обработка заготовки с наружной поверхности, такую операцию называют прорубка.
- Получение чернового варианта заготовки. Для этого мастер должен отсечь от нее лишний материал.
- Вытяжка – это удлинение заготовки путем уменьшения ее поперечного сечения.
- Пробой отверстий разной формы, для этой операции применяют специальный инструмент или отверстия уже проделанные в наковальне.
- При необходимости мастер в состоянии придать заготовке необходимый изгиб. Эта операция может выполняться и с применением шаблона, и без него.
Мастер чеканки по металлу
Надо отметить это далеко не полный список операций, которые выполняет кузнец во время работы над деталью. В любом случае, завершающая операция – отделочная. То есть во время ее выполнения можно создавать надписи, рельеф и чеканку и пр.
Выбираем металл
Заготовки, которые подвергают горячей ковке металла, должны быть изготовлены из таких материалов, которые при определенной температуре получают высокую пластичность, при некотором снижении прочностных параметров.
Алюминиевые сплавы Сталь конструкционная качественная углеродистая Медь Желтая латунь
Для получения изделий по технологии горячей ковки вполне допустимо применять такие металлы как стальные, алюминиевые, медные сплавы. Широко применяют латунь марки Л90, Л80 и пр. Наибольшей популярностью заслуженно пользуются такие материалы как сплав железа с углеродом. Этот сплав (сталь) обладает прочностью, которая возрастает по мере роста объема углерода. Но с другой стороны при насыщении его углеродом сталь может потерять пластичность и ковкость.
Титан Внешний вид титановых сплавов
В середине ХХ века, перед производственниками встали задачи по обработке титана и его сплавов. Они были решены после того, как были разработаны технологии по горячей ковке и штамповке этого материала.
Какие для ковки нужны инструменты
Ключевыми инструментами, применяемыми при горячей ковке являются молот, щипцы и некоторые другие.
Инструменты для горячей ковки
Ковка заготовок выполненных из стали требует от мастера определенных навыков и знаний в части термической обработки металлов. Все дело в том, что если заготовки передержать в горне, то последующая ковка может привести к образованию некоторых дефектов, например, трещины.
Если нагрев произведен до строго определенной температуры, например, 1 000 °, то применение специального кузнечного инструмента позволяет выполнять контролируемое изменение размеров и формы металла.
Для достижения необходимой температуры заготовки применяют горн или муфельную печь. Для повышения ее эффективности некоторые мастера устанавливают системы дополнительной подачи воздуха.
Наковальня — ключевой инструмент
Наковальня, как правило, выполняется в заводских условиях, так как в домашних условиях практически невозможно обработать кусок стали марки 45Л весом от 70 до 250 кг. Именно такие наковальни выпускает отечественная промышленность. Для работы с небольшими заготовками применяют ж/д рельс марки Р65.
Кстати, конструкции наковален определены в серии ГОСТ.
Кроме описанного оборудования в кузне должен находиться набор инструмента, включающий в себя:
- молотки разной массы и формы бойка;
- клещи с разной длиной рукоятей и формы губ;
- различного вида прижимы и пр.
Надо учитывать и то, что процесс охлаждения чаще всего выполняют непосредственно в кузне, для этих целей в помещении мастерской устанавливают емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки.
Процесс охлаждения заготовки при горячей ковки Емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки
Довольно часто в кузне можно встретить сварочный аппарат. На самом деле, сварку можно выполнить и с применением кувалды и при соблюдении определенных температурных режимов. Но это весьма трудоемкий и длительный процесс, поэтому многие мастера применяют традиционную электродуговую сварку. Другими словами, набор оборудования, который устанавливается в современной кузнечной мастерской, способен обеспечить полный производственный цикл, начиная от разработки эскиза и заканчивая сборкой готового изделия.
Достоинства и недостатки горячей ковки
Ковка металла, как впрочем, и любая другая технология обработки, обладает положительными и отрицательными свойствами. К первым можно смело отнести получение улученных механических свойств, особенно если сравнивать поковки с литьем.
Горячая ковка крупногабаритных изделий
Ковка позволяет обрабатывать заготовку с такими – габаритно-весовыми параметрами масса от 250 тонн, длина может быть от 10 метров и более.
При обработке разогретого металла в ручном или автоматическом режиме нет необходимости в прикладывании больших мускульных усилий.
Кузнечный труд может быть относительно легко автоматизирован и это приводит к снижению затрат на производство.
С другой стороны горячая ковка не самый производительный способ обработки металла. Кроме этого после такой обработки металла заготовка будет подвержена большому объему механических работ.
Горячая ковка металла своими руками
Действительно горячая ковка металла не самый сложный способ обработки деталей и при довольно небольших затратах можно организовать собственное кузнечное производство полного цикла.
В качестве сырья часто применяют пруты квадратного и круглого сечения, чушки и другие формы металла.
Так как кузнечный горн, довольно сложное и затратное оборудование, вместо него все чаще применяют муфельные печи. Они занимают меньшее количество производственной площади и вызывают меньше хлопот по установке и обслуживанию. Устройства этого типа более качественно поддерживают заданную температуру, контроллер управления позволяет выставлять временные границы нагрева и определять его скорость.
Использование муфельных печей позволяет достичь ровного прогрева заготовок до нужного состояния.
Как уже выше отмечалось в качестве наковальни можно использовать кусок тяжелого рельса.
Источник: