Režimy ohřevu pro kování – Vývoj technologie výroby polotovaru pro kovaný válec pro válcování za studena

Měkký a pružný hliník je vhodný pro vytváření dekorativních dílů: při zahřátí se na jeho povrchu objeví ochranný oxidový film. Měď je univerzální materiál, který lze kovat za studena i za tepla: používá se k vytváření kompozic v antickém stylu. Výrobky z mosazi vypadají elegantně, ale teplota kujnosti tohoto kovu se pohybuje v rozmezí 10 °C. Bronz se snadno kuje a má krásný odstín: materiál je žádaný při zdobení gotických a klasických interiérů.

Důležité: Kutilové si mohou koupit tyče a další válcované výrobky pro kování za tepla ve specializovaných železářstvích. Ale levnější a praktičtější bude nákup polotovaru v kovoobráběcím skladu bytových a komunálních služeb, ve sběrně kovového odpadu nebo na stavbách.

Kovací zařízení

Požadované teploty obrobku se dosahuje pomocí kovářské nebo muflové pece. Kování zahřátého kovu se provádí na kovadlině. K výrobě výrobku z polotovaru se používají perlíky, kladiva, dláta a krumpáče. Stejně jako pěchovadla, lisy, hladítka, děrovačky, talíře a kleště.

Použité nástroje

Hlavní práci při deformaci kovu vykonávají bojová kladiva: tuponosá, špičatá podélná a příčná. Kovářská kladiva slouží k ovládání úderů mistra a k drobným pracím. Jejich hřbet může být kulový, příčný nebo podélný. K oddělení kovu se používají dláta a dláta. Pokud první narazí na obrobek, pak se druhé při řezání vloží do speciálního otvoru v kovadlině, materiál se umístí nahoru a poté se operace provede úderovým nástrojem.

Spodní a horní pěch slouží k prodloužení obrobku zúžením v průřezu. Pro vyrovnání nerovností výkovků a dosažení jejich požadovaného tvaru a velikosti se používá krimpování. Stěrky slouží k vyrovnání materiálu po úderu perlíkem. Razníky se používají k vytváření otvorů ve výkovcích. Zahušťování hlav v prutech se provádí pomocí víceřadých a jednoduchých hřebíkovaček.

Forma – masivní deska – má mnoho různých horních otvorů a bočních kanálů. První z nich jsou potřebné pro děrování otvorů v polotovarech. Druhé se používají pro tažení výkovků. Kleště se používají k vyjímání rozžhavených polotovarů z kovárny a jejich přidržování během kování.

Použité stroje

Muflová pec slouží k ohřevu obrobku na požadovanou teplotu. Konstrukce obsahuje mufle, jednotku, která chrání polotovar před kontaktem s palivem (plyn, uhlí, dřevo, produkty destilace ropy) a produkty spalování. Kování využívá dvě pece: v jedné procházejí prvky celým cyklem od ohřevu po konečnou fázi, zatímco ve druhé probíhá proces pouze do ochlazení. Během provozu se jedna mufle odstraní a na její místo se nasadí další.

Kovárna určené pro ohřev obrobků. Jeho design obsahuje 5 jednotek:

• ohnivzdorná hlaveň;
• ohniště vybavené roštem;
• systém přívodu a odvodu vzduchu;
• pracovní okna pro dlouhé obrobky;
• komín, který odvádí spaliny.

Princip činnosti pece je založen na redukční schopnosti uhlíku. Díky této kvalitě obrobek neoxiduje. Aby k tomuto procesu nedocházelo, měli byste také upravit přívod vzduchu: uhlíku by ho mělo být přesně tolik, kolik je potřeba: pokud se příliš vysuší, kov nadměrně zkřehne.

Kovadlina Používá se nejen při kování za tepla, ale také při kování za studena. Na jeho povrchu jsou přířezy deformovány a uváděny do obchodního vzhledu. Stroj je velmi těžký, takže je pevně připevněn k základně. Stroj se skládá z: základny s tlapkami pro instalaci na podlahu, rámu s otvory a rohů. Při výrobě kovadliny se používá ocel třídy 45L. Stroj je vyroben v souladu s požadavky GOST 11398-75 a 11396-75.

Technologie kování oceli za tepla

Kování začíná ohřevem obrobku v muflové peci nebo kovárně, poté se horký kov posype kovacím tavidlem. Při zpracování oceli se provádějí následující operace:

• Rozžhavený polotovar je rozdělen na díly podle požadovaných rozměrů;
• provádí se řezání – vnější zpracování povrchu obrobku;
• přebytečné úlomky jsou odříznuty z kovu, což vede k hrubé verzi produktu;
• provádí se kreslení, po kterém se obrobek prodlužuje a zužuje;
• pomocí speciálního nástroje jsou vyraženy otvory různých tvarů;
• v případě potřeby je obrobek dán požadovaným ohybem pomocí šablony (nebo bez ní);
• V konečné fázi, po dalších operacích, se provádí dokončovací práce.

Kování za tepla zahrnuje pěchování, hlavičkování, tažení, válcování, odvíjení, propichování a roztahování. Jak postupují sedimentační práce, obrobek se zvětšuje v průřezu a snižuje se na výšku. Při výsadbě se na povrchu vytvoří zahuštění. V tomto případě se také zkracuje délka polotovaru. Kreslení je další kovářská technika, která prodlužuje a ztenčuje obrobek.

Během válcování nabývá ohřátý materiál válcového tvaru: při kování za tepla tohoto typu se obrobek otáčí kolem své osy. Válcování zahrnuje zpracování prstencového polotovaru, který během zpracování mění svůj vnitřní a vnější průměr. Při zrychlení se kovový předmět rozšíří.

Poznámka: Propichování je operace, která zahrnuje vytvoření průchozího otvoru pomocí razidla.

Výhody a nevýhody kování za tepla

Metoda kování za tepla neumožňuje výrobu identických výrobků. Vzhledem k tomu, že tato pracná práce vyžaduje značné lidské zdroje, jedinečné umělecké kompozice nejsou levné.

Tabulka 2. Výhody a nevýhody kování za tepla

Výhody kování za tepla

Nevýhody kování za tepla

Exkluzivita produktů: absolutně identické produkty neexistují

Nízká výrobní rychlost

Široký sortiment: je omezen pouze představivostí kováře a zákazníka

Je možné vyrobit produkt libovolné konstrukční složitosti

Nízká přesnost při zachování velikosti

Neexistují žádné přísné požadavky na výběr zdrojového materiálu.

Nemožnost sériové výroby

Po kování za tepla je kov zpevněn

Kov zpracovaný za tepla je méně náchylný ke korozi a oxidaci

Výrobky kované za tepla mají vysokou prestiž

Technologie kování za tepla může zahrnovat použití zařízení, jako je stroj, pára nebo hydraulické kladivo. Ale hlavní práce se stále provádí ručně.

Jaký je rozdíl mezi kováním za studena a kováním za tepla?

Kování za studena je moderní metoda deformace kovu. Produkty vyrobené tímto způsobem jsou primárně užitkové povahy; o exkluzivitě zde nemůže být řeč. Důvod je ve specifikách technologie: polotovary jsou řezány na strojích, poté ohýbány na strojích bez ohřevu a poté spojeny svařováním. Výroba za studena kovaných výrobků vyžaduje podstatně méně času než výroba za tepla kovaných výrobků. Přirozeně jsou relativně levné.

Kování za tepla — druh umění, který zahrnuje ruční výrobu exkluzivních, dekorativních a funkčních předmětů. Během práce se kov zahřeje na nejvyšší teplotu, načež dostanou polotovary požadovaný tvar pomocí ručních nástrojů a uměleckých technik. Nakonec se hotový výrobek ponoří do studené vody, aby materiál vytvrdil. Výrobky kované za tepla jsou poměrně drahé, protože proces náročný na práci vyžaduje vysokou úroveň profesionality od mistra kováře.

Kování kovů za tepla svépomocí

Chcete-li provádět kování kovu v domácí dílně, musíte splnit určité podmínky. Je třeba vytvořit kovárnu. Je nutné se naučit volit správnou teplotu kování. Je nutné vybrat nejvhodnější palivo pro ohřev obrobků. Během procesu kování je důležité nedělat chyby, které nelze opravit.

Jak vyrobit kovárnu pro kování doma

Pece mohou být na tuhá, kapalná a plynná paliva, stacionární i přenosné, s uzavřeným nebo otevřeným ohništěm. Konstrukce s plynovým pohonem má mnohem více výhod než jeho protějšky. Mezi výhody: ekonomická spotřeba paliva, vysoká účinnost, žádné hromadění síry.

Plynová kovárna sestávající z pece a hořáku se vyrábí vlastníma rukama v následujícím pořadí:

• pro konstrukci zařízení je vybrána kovová nádoba: jako takové lze použít kbelík nebo sud;
• Na straně je vytvořen otvor pro systém přívodu plynu pomocí elektrické vrtačky s korunkou;
• hořák je sestaven ze spojek a kusů trubek;
• ve spodní části nádoby jsou vyvrtány otvory pro nohy pece: stojany jsou upevněny maticemi a dlouhými šrouby;
• obložení topeniště je vytvořeno z alabastrového zásypu s přídavkem písku a vody: na konstrukci vnitřních stěn je použita keramická trubka;
• Po zhotovení obložení se udělá otvor pro přívod paliva.

Žárová cihla je také vhodná pro vytvoření plynové pece. Drží pohromadě hlínou. Ve zkonstruované konstrukci je vyvrtán otvor pro stávající plynový hořák.

Důležité: Propanové palivo, prodávané v lahvích, postačí k zahřátí většiny druhů oceli na požadovanou teplotu.

Výběr teploty pro kování oceli

Při správném zahřátí kovu je dosaženo kovací teploty, která je rovnoměrně rozložena po délce a tloušťce, je zachována celistvost a vytváří se minimální vrstva okují. Tyto podmínky jsou splněny při dosažení požadovaných parametrů meze, doby trvání a rychlosti ohřevu obrobku.

Tabulka 3. Teplotní rozsahy kování pro oceli a neželezné slitiny

Polotovary není možné přehřát, protože tím na výkovku vzniknou praskliny a vytržená místa. Rychlost je dána tepelnou vodivostí kovu, která závisí na chemickém složení a tloušťce zpracovávaného polotovaru. Doba ohřevu je ovlivněna rychlostí ohřevu a typem muflové pece nebo kovárny.

Palivo pro domácí kování kovů

Plynné palivo, rychle se mísí se vzduchem, úplně hoří, v důsledku toho kov při zahřívání prakticky neoxiduje. Ale při jeho používání je potřeba mít uzavřenou kovárnu a dodržovat bezpečnostní pravidla. Kapalné palivo Častěji se používá pro spouštění kovových topných zařízení. Málokdy se využívá naplno, protože vyžaduje použití drahých zařízení. Tuhé palivo, pokud je kvalitní, vytváří krátké plameny a dobře se peče.

Poznámka: Nejoblíbenějšími druhy uhlí mezi domácími řemeslníky jsou koks, dřevo a černé uhlí.

V domácích kovárnách se běžně používá dřevěné uhlí. Toto palivo je vysoce kvalitní, levné, ale rychle hoří, takže je ho potřeba hodně. Jemnozrnné uhlí dobře zvyšuje teplotu, ale při kování je třeba neustále sledovat čistotu ohně a výšku plamene. Náklady na koks jsou vyšší, ale jeho spotřeba je 4x nižší. Toto vysoce účinné palivo navíc hoří bez tvorby sazí.

Chyby při kování doma

Při překročení počáteční teploty (tн) ohřevu obrobku se výrazně sníží jeho plasticita, navíc se změní struktura kovu: zhrubne. Pokud bude teplota nadále stoupat, dojde k přepálení polotovaru a tuto chybu již nebude možné opravit.

Rýže. Metoda stanovení jakosti oceli jiskrou

Pokud není obrobek dostatečně zahřátý, objeví se v něm trhliny. Proto je při kování domu za tepla nutné přísně dodržovat teplotní režim: není možné překročit hranice intervalu od tн do tк. Třídu kovu je nutné předem zkontrolovat podle tabulky 3. Pokud materiál nebyl zakoupen v obchodě, ale byl získán ve sběrně kovového odpadu, doporučuje se zkontrolovat podle tabulky 1. XNUMX a na obrázku výše určit značku materiálu podle barvy a vzhledu jiskry.

Provoz zahřívání kovu pro kování má dva cíle: dodat kovu potřebnou plasticitu a zlepšit jeho kvalitu, protože při vysokých teplotách je proces difúze intenzivnější – odstranění vodíku z oceli, což snižuje účinek vloček. Při kování válce se provádí jedno nebo dvě mezipěchování. Je velmi důležité zajistit rovnoměrný ohřev ingotu pro pěchování na teplotu ne nižší než 1150-1180°.

Při pěchování ingotu může dojít k posunutí nebo deformaci axiální zóny ingotu v důsledku nerovnoměrného ohřevu, což nejen komplikuje proces kování, ale také zhoršuje kvalitu výkovku, protože posun axiální zóny k povrchu výkovku válce, zejména na hrdlech, může vést ke vzniku trhlin ve válci při kalení. Bylo také zjištěno, že v důsledku dlouhodobého držení válcovaných výkovků vyrobených z oceli jakosti 9X a 9X2 při 1150-1180° se hromadění karbidů snižuje.

Zároveň je příliš dlouhé držení kovací teploty škodlivé, protože vede k velkému růstu zrna. Při kování přehřátého kovu vznikají na povrchu výkovku trhliny, které neumožňují velké redukce, v důsledku čehož nedochází k vykování středové zóny a zůstává hrubozrnná.

Navíc přehřátí kovu nad 1180° nebo delší držení v peci při teplotě nad 1100° přispívá nejen k růstu zrn, ale také ke vzniku defektu zvaného lasturový lom.

Proto při ohřevu ingotů pro výkovky na válcování by teplota kovu pro kování neměla překročit 1180°.

Při zakládání do pece je nutné předem stanovit dobu kování ingotů celé vsázky pro první i další operace. Pokud z nějakého důvodu není možné zpracovat celou dávku během maximální doby výdrže na teplotě kování, pak se část ingotů přemístí do jiné pece o teplotě asi 800°. Pokud je střední zóna ingotu nedostatečně zahřátá (zejména při ohřevu studených ingotů) z důvodu nedostatečné výdrže při kování, dochází pouze k deformaci povrchové vrstvy kovu. V důsledku toho vznikají ve výkovku velká vnitřní pnutí, která vedou ke vzniku vnitřních a někdy i vnějších trhlin. Nerovnoměrné zahřívání napříč průřezem ingotů také vede k nerovnoměrné deformaci, v důsledku čehož se osa hrdel často posouvá vzhledem k ose válce a prodlužuje se doba kování.

Pro úspěšné a rovnoměrné zahřívání kovu:

Ingoty jsou umístěny na distančních podložkách. Pro ingoty o hmotnosti od 0,5-1,0 t se používají rozpěrky s výškou minimálně 120. mm, pro slitky od 1,0 do 5 t – 150 – 200 mm, od 5 do 10 t – 250 mm a nad 10 tun – 300 mm;

Při vkládání ingotů do pece ponechte mezi nimi mezeru (alespoň polovinu průměru ingotu). Čím hustší jsou ingoty umístěny, tím nižší je intenzita ohřevu. Proto musí být ingoty umístěny tak, aby co největší část jejich povrchu byla umyta horkými plyny. Bylo zjištěno, že doba ohřevu ingotů umístěných blízko sebe je přibližně 1,4–1,7 krát delší než doba ohřevu jednoho ingotu;

Zvyšte teplotu trouby v souladu s nastaveným režimem ohřevu. V tomto případě musí být trouba v plně funkčním stavu a trysky musí být nastaveny na požadovanou teplotu. Při běžném provozu pece je její pracovní komora rovnoměrně naplněna mléčně zbarveným plamenem s fialovými žilkami. Při velkém přebytku vzduchu vzniká ostrý plamen v podobě pochodně, skládající se z lesklých jazýčků. V tomto případě se ingoty ohřívají nerovnoměrně a tvoří se velké množství okují. Při nedostatku vzduchu je plamen červený s černými žilkami; trouba pracuje za studena (kov se špatně zahřívá);

Rychlost ohřevu by měla být zvolena v souladu s teplotou ingotů a jejich průměrem. Čím vyšší je teplota pece ve srovnání s teplotou ingotu, tím rychleji se ingot ohřeje, ale zároveň se výrazně zvýší vnitřní pnutí. Pro jejich snížení se reguluje teplota pece, aby se zabránilo velkému teplotnímu rozdílu napříč průřezem ingotu. Avšak horké ingoty (povrchová teplota ne nižší než 600°) i velké hmotnosti mohou být ohřívány v peci zapnuté na plný výkon.

Technologický režim ohřevu výkovků:

Vkládání výkovků do pece. Teplota výkovků při sázení není nižší než 750°, teplota pece je 1100°. Po výsadbě troubu ochlaďte na 1000°.

Zahřívání až na 1000° při maximální rychlosti.

Výdrž při teplotě pece 1000° a teplotě kovu maximálně 950° a v závislosti na průměru výkovků: až 300 mm — ne více než 2 hodiny, maximálně 500 mm — ne více než 3 hodiny. a do 700 mm — ne více než 4 hodiny. Počet přídavných ohřevů při vyřezávání povrchových defektů by neměl překročit tři. Dodatečný ohřev je přípustný pouze tehdy, je-li stupeň kování při následném kování alespoň 1,6. V opačném případě je výkovek vykován na požadované rozměry s ponecháním přídavků v místech trhlin, následně ochlazen a trhliny odstraněny.

Po vykování hlavně nebo hrdla na rozměry výkovku není podroben dodatečnému zahřívání, protože struktura kovu se při zahřívání bez následné deformace výrazně zhoršuje (zejména při zahřátí nad 900 ° a dlouhém držení).

V zimě se studené ingoty před vložením do pece udržují při dílenské teplotě po dobu 3-7 dnů v závislosti na jejich hmotnosti.

Pokud se vsázka skládá z ingotů různé hmotnosti, pak se nejprve z pece vyjmou malé ingoty.

Kování válcového kování se provádí v teplotním rozsahu 1150 – 800°.

Teplota na konci dokončování a rovnání by neměla být nižší než 750 a vyšší než 850°.

Jemné povrchové úpravy je dosaženo malými zdvihy lisu nebo lehkými údery kladivem.

Na základě nashromážděných zkušeností a provedeného výzkumu byla stanovena následující základní pravidla pro proces kování válců pro válcování za studena:

Kování velkých a středních válců se provádí z ingotů přiváděných do kovárny a lisovny za tepla.

Při vývoji technologického postupu z jednoho ingotu počítejte s kováním jednoho válce a v krajním případě maximálně dvou.

Zajistěte minimální kování během kování (nejméně třikrát s jednoduchým nebo dvojitým pěchováním).

Vyrábějte válcované výkovky s minimálním počtem předehřevů.

Přísně dodržujte režimy ohřevu a kování (teplota na začátku kování není vyšší než 1150 ° a teplota na konci kování je v rozmezí 750-850 °).

U výkovků přísně dodržujte režim chlazení.