Что такое кованое железо

Ковка — что это такое?

Какие образы рисует ваше воображение при слове «ковка»? Это наверняка молот, наковальня и могучие кузнецы, занятые своим тяжелым, почетным ремеслом.

Совершенно справедливо. Помните выражение «куй железо, пока горячо» в известном фильме? Именно высокотемпературная деформация металла под давлением получила название «ковка». Более того, несмотря на существование холодной ковки, горячая обработка металла остается единственным способом создания настоящих шедевров кузнечного ремесла.

Чтобы вы понимали разницу и специфику обоих методов, мы решили рассказать, что такое ковка металла, а начать имеет смысл с исторической справки.

Кузнец — самая почетная профессия

Примерно в 1200 году до н. э. человек научился добывать железо из руд, что послужило началом железного века и развития металлургии.

В кузницу кого попало не пускали, поэтому кузнечное дело было овеяно мифами и легендами, а самих кузнецов почитали и приписывали им сверхъестественные способности.

С тех пор прошло много веков, поэтому не помешает узнать, что такое ковка металла в современном понимании.

Виды ковки

Спрос на кованые изделия чрезвычайно высок, поэтому технологии ковки совершенствуются по сей день. Изделия и заготовки, изготовленные методом ковки, получили название «поковка».

Итак, сегодня существуют три вида ковки металла:

Теперь вы представляете, что такое ковка металла, но обзор будет неполным без упоминания об основных технологиях, с помощью которых происходит обработка стальных заготовок.

Горячая ковка

Прошли столетия, но при горячей обработке металла используются все те же инструменты — кузнечный очаг, наковальня, клещи и молот.

Конечно, они уже не такие примитивные. Например, печи и горны бывают стационарными и переносными, закрытыми и открытыми. Работают они на разных видах топлива, включая газ, дрова и электричество. Главное, что кузнечные печи способны разогревать металл до t + 1200°С.

Ручная ковка — это физически тяжелая работа, поэтому мастера используют надежные наковальни с опорой весом не менее 30 кг, клещи и молоты различной массы.

Технологический процесс заключается в нагревании заготовки, а затем придания ей нужной формы. Поэтому молотом дело не ограничивается и кузнецы используют другие инструменты:

Элементы кованой конструкции соединяются методом электрической сварки, кузнечной сварки (сварка ковкой) или с помощью заклепок. Охлаждаются изделия или в очаге, или в емкости с холодной водой.

Метод горячей ковки — это искусство. Чтобы понять, как из невзрачного металла получаются изысканные лестничные ограждения, воздушные ворота или изящные торшеры, не помешает узнать об основных приемах кузнечного ремесла.

Технологические операции горячей ковки

Ручная работа всегда подразумевает эксклюзивный результат, и кованых изделий это тоже касается. Методом горячей художественной ковки создаются уникальные предметы, за что, собственно, они и ценятся.

Кстати, ключевое отличие методов горячей и холодной ковки заключается в том, что обрабатывать металл без нагревания может каждый по одному мастер-классу. А настоящему кузнечному делу обучаются годами, а потом еще долго совершенствуют свои навыки.

Понять сложно, что такое ковка металла горячим методом, не имея представления о ее основных технологических приемах:

С рубкой, загибом и скручиванием железа все понятно, потому как названия операций говорят сами за себя.

Что такое ковка металла горячим методом вы теперь знаете, остается объяснить популярность технологии. Дело в том, что при деформации горячей стали металл уплотняется, а его прочность повышается. Не говоря уже об эстетической составляющей.

Холодная ковка

Если при художественной ковке ассортимент изделий, создаваемых мастером, ограничивается его фантазией, то холодная ковка — это способ получения добротных, презентабельных, но типовых изделий.

Гибка и прессовка металла производится на станках с шаблонами, такими как «гнутик», «улитка» и т. д. Чем больше форм, тем более разнообразными получатся ограды, перила или решетки на окна. Прутья обрезают болгаркой, а элементы соединяются сварным способом.

Кстати, некоторые эксперты холодный способ обработки металла ковкой не считают, потому как в этом случае металл нагревается только в местах соединений. Кузнецы старой школы с ними совершенно согласны.

Источник

Разница между кованым железом и сталью

Содержание:

Ключевые области покрыты

1. Что такое кованое железо
— определение, состав, свойства
2. Что такое сталь
— определение, типы, свойства
3. В чем разница между кованым железом и сталью
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: сплав, углерод, ковкий, железный, ковкий, стальной, кованый

Что такое кованое железо

Кованое железо жесткое и податливое. Это также пластично. Он устойчив к коррозии по сравнению с другими видами железа и легко поддается сварке. Эти свойства используются при производстве разных предметов. Кованое железо состоит из 1-2% добавленного шлака. Шлак является побочным продуктом плавки железной руды. Он содержит кремний, серу, фосфор и т. Д. Деформация производится нагреванием с последующей работой с инструментами.

Рисунок 1: Кованые ворота

Мягкость и пластичность кованого железа обусловлены присутствием меньшего количества углерода. Кованое железо также имеет значительно высокую прочность на разрыв. Он противостоит усталости в течение более высокого момента времени по сравнению с другими формами железа. Он может деформироваться при высоком давлении.

Что такое сталь

Различные системы классификации также используются для классификации стали на различные группы в соответствии с их свойствами.

Типы Стали

Сталь твердая, очень прочная и пластичная. Но он не устойчив к коррозии (за исключением нержавеющей стали, которая изготавливается путем смешивания хрома с железом, что придает свойства коррозионной стойкости). Сталь легко подвергается коррозии при воздействии влажной среды. Поэтому происходит ржавчина.

Рисунок 2: Сталь используется в конструкциях

Свойства стали

Разница между кованым железом и сталью

Определение

Кованое железо: Кованое железо представляет собой железный сплав, содержащий очень небольшое количество углерода (около 0,08%).

Сталь: Сталь представляет собой металлический сплав, состоящий из железа, углерода и нескольких других элементов, таких как марганец, вольфрам, фосфор и сера.

производство

Кованое железо: Кованое железо производится путем нагрева и работы с инструментами.

Сталь: Сталь производится в процессе обжига с последующим добавлением и удалением различных компонентов для создания конечного сплава.

Предел прочности

Кованое железо: Кованая имеет хорошую прочность на растяжение.

Сталь: Сталь обладает большей прочностью на разрыв, чем кованое железо.

Содержание углерода

Кованое железо: Кованое железо содержит около 0,08% углерода.

Сталь: Сталь содержит около 2-4% углерода.

Заключение

Кованое железо и сталь очень полезны в различных отраслях промышленности в зависимости от их химических и физических свойств. Основное различие между кованым железом и сталью заключается в том, что кованое железо получают путем нагрева и работы с инструментами, в то время как сталь получают путем обжига с последующим добавлением и удалением различных компонентов для создания конечного сплава.

Рекомендации:

1. «Кованое железо». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 8 декабря 2013 г.,

Источник

Все, что вам нужно знать о ковке

Обзор ковки

Хотите узнать о ковке и ее важности? В этом руководстве мы раскрываем все, что вам следует знать. ковка.

Эти силы в конечном итоге изменят форму металла, даже если он остается в твердом состоянии. Это отличается от других методов, таких как литье, когда металл сначала превращается в жидкую форму, прежде чем его форма изменится.

Ковка часто классифицируется в зависимости от уровней температур, используемых в процессе. По этой причине у нас есть холодная и горячая ковка. Для горячей штамповки кусок металла нагревается перед изменением его формы.

Есть разные типы металлов, которые подвергаются процессу ковки. Однако с каждым металлом обращаются по-своему, и это объясняет, почему существуют разные типы процессов ковки. Каждый процесс хорошо продуман для определенного типа материала.

Ковка используется уже много лет и находит широкое применение в металлургической промышленности. Многие изделия были получены с помощью этой техники обработки металлов.

История ковки

Внедрение гидроэнергии в сборку и обработку металлов в 12 веке позволило использовать молотки большого размера или механические молоты. Это увеличило количество и размер металлов, которые будут производиться и коваться.

Кузнечная или кузнечная промышленность развивалась на протяжении веков и превратилась в предприятие со специально разработанными процессами, инструментальным оборудованием, сырьем, производственным оборудованием и другим ассортиментом продукции, предназначенным для удовлетворения высокого спроса на металлы.

В наше время промышленная ковка оснащается прессами или молотами, работающими от сжатого газа, электричества, гидравлики или пара.

Эти молоты, как правило, имеют возвратно-поступательный вес в пределах нескольких тысяч фунтов. Меньшие механические молоты, возвратно-поступательный вес 500 фунтов (230 кг) или меньше и гидравлические прессы широко распространены в художественных кузнях.

Некоторые паровые молоты все еще используются. Однако большинство из них устарели с появлением более удобных источников энергии и электроэнергии.

Преимущества и недостатки ковки

Следует ли мне использовать процесс ковки для придания формы своим металлическим деталям? Это вопрос, который задают многие.

Как и у многих других методов металлообработки, у ковки есть свои преимущества и недостатки. Мы собираемся рассмотреть две стороны медали, чтобы в конце концов вы могли принять обоснованное решение в отношении этого процесса.

Преимущества ковки

Вот основные преимущества процесса ковки:

Результаты для прочных обработанных деталей: По сравнению с процессом литья детали, полученные в процессе ковки, определенно прочнее. Ну как такое возможно? В процессе ковки внутреннее зерно металла перестраивается, чтобы соответствовать форме металла. В результате улучшаются прочностные характеристики металлов.

Изображение, показывающее зерно, соответствующее источнику процесса ковки: https://www.whtildesley.com/processes/advantages-of-forging

Более низкая стоимость: По стоимости ковка все же дешевле, чем литье металла или даже методы изготовления. К ковке предъявляются меньше требований по сравнению с процессом литья.

В отличие от популярного предположения, инструменты, необходимые для процесса ковки, также дешевы. В конечном итоге это означает, что вы будете платить меньше денег за весь процесс ковки.

Кроме того, выбор правильной кузнечной компании в Китае приведет к низкой стоимости процесса.

В результате получается однородный металлический контур и минимальное количество брака.

Кроме того, ковка исключает риск образования пористости. На металле не будет трещин, которые могут нарушить его целостность.

Позволяет выполнять постпоковочную обработку: Процесс ковки облегчает выполнение обработки после штамповки. Это потому, что процесс приводит к минимальным пустотам, трещинам и пористости. После обработки процесс будет более точным.

Более короткое время цикла: Сколько времени занимает процесс ковки? Хотя не существует определенного времени цикла для ковки, ясно одно: это занимает меньше времени, чем процесс литья. Однако время будет зависеть от формы и типа металла.

Обеспечивает максимальную гибкость: Ковка металла дает производителям множество возможностей для изучения. Например, этот метод можно использовать для формовки металлов сложной конструкции.

Также ковку можно использовать для придания формы металлам разного веса и прочности.

С точки зрения производственных мощностей ковка может быть идеальным методом как для мелкосерийного, так и для крупномасштабного производства. Ковке может быть подвергнут любой объем металла. То же касается и размеров металлов. С помощью этого процесса можно формировать как крупные, так и мелкие металлы.

Недостатки ковки

Хорошая новость заключается в том, что вы можете избежать вопроса о стоимости, выбрав доступных производителей металлических кованых изделий в Китае. С ними вы значительно сократите стоимость.

Однако решить эту проблему можно, используя специальные шумозащитные постройки.

С другой стороны, потери материала при ковке минимальны.

Что такое дефекты поковки?

Несмотря на то, что металлическая ковка подвергается курированию для достижения наилучших результатов, с ней связаны некоторые дефекты. Некоторые из этих дефектов включают:

-Не заполненный раздел

Лучшие ковочные компании всегда стремятся устранить или минимизировать влияние этих дефектов ковки.

Сравнивая преимущества и недостатки ковки, становится совершенно ясно, что от этого процесса можно получить больше.

Типы процесса ковки

Есть разные типы процессов ковки, которые можно использовать для металлов. Давайте посмотрим на каждый тип и его важность:

Как мы заявляли ранее, ковка делится на две большие группы. Это горячая и холодная ковка.

Горячая ковка

Одним из главных преимуществ горячей ковки является то, что она снижает температуру, необходимую для ковки металла. Фактически, избыточное тепло, выделяемое в процессе, используется для повышения прочности и пластичности металла.

Кроме того, изделия, полученные в результате горячей штамповки, обычно имеют однородную температурную консистенцию.

Холодная ковка

Однако этот метод не идеален для некоторых твердых металлов, таких как сталь. Они слишком прочные, чтобы их можно было сформировать в обычных условиях. Для холодной ковки может потребоваться мощное и дорогое оборудование.

Категории процесса ковки

Помимо холодной и горячей штамповки, обработка подразделяется на более мелкие категории. Это;

Пресс-ковка

Ковочный пресс работает путем медленного приложения бесконечного давления или силы, которая отличается от почти мгновенного удара ковки с ударным молотком.

Период времени, в течение которого штампы находятся в контакте с заготовкой, измеряется в секундах (по сравнению с миллисекундами в кузницах с ударным молотком). Операция ковки на прессе может быть как холодной, так и горячей.

Основным преимуществом ковки на прессе по сравнению с ковкой с ударным молотком является ее способность деформировать всю заготовку. Ковка с ударным молотком вызовет деформацию только на поверхностях заготовки, соприкасающихся с молотком и наковальней. В противном случае заготовка останется относительно недеформированной.

Закрытая штамповка

Ковка в закрытых штампах также известна как штамповка в штампах. Его рабочий механизм зависит от форм, преобразующих форму металла.

Формы прикрепляются к опоре, в то время как силы молота направляют расплавленный металл через полости указанной матрицы.

Форма и геометрия металла формируются после нескольких ударов. Этот тип ковки идеально подходит для изготовления изделий сложной формы и геометрии.

Поковка в закрытых штампах также известна производством прочных металлов. Это объясняет, почему большинство автомобильных деталей формируются с использованием этого метода.

Открытая штамповка

Этот метод ковки используется для плоских штампов без предварительно вырезанных профилей. Она также известна как кузнечная ковка. Метод открытой штамповки ограничивает движение потока металла во всех областях, кроме тех, которые находятся в контакте с штампом.

Движение заготовки должно быть хорошо выполнено, чтобы добиться наилучшего результата. Металл также должен быть тяжелым и относительно длинным.

Открытая штамповка в основном используется для формования слитков до того, как они будут подвергнуты вторичным процессам формования. Некоторые из преимуществ открытой штамповки включают улучшенный поток зерна, минимальное количество пустот и высокую устойчивость к усталости.

Материалы и изделия ковки

Какой металл лучше всего подходит для ковки? Это вопрос, который вы, вероятно, зададите, когда будете интересоваться лучшими материалами для ковки.

Любой металл можно подвергнуть ковке. Однако есть металлы, которые обычно подделывают. Они включают;

-Сплавы, такие как кобальт, молибден, никель

-Латунь, среди многих других.

У вас есть металлы, которые вы бы хотели выковать? Получите информацию от лучших компаний по ковке металла в Китае.

С точки зрения применения кованые металлические детали используются в любом применении, где требуется использование металлов хорошей формы. К ним относятся автомобили, посуда, ювелирные изделия, строительство, электрика и электроника, а также многие другие продукты ковки.

Заключение

Теперь, когда мы рассмотрели почти все основы ковки, следующим шагом будет поиск этой услуги. Вам следует подумать о том, чтобы обратиться за этой услугой, если у вас есть металлы, которым необходимо придать форму перед использованием для различных продуктов.

At Рош Индастри, мы предоставляем точные кузнечные услуги в Китае. У нас есть лучшие люди и оборудование для работы. Просто свяжитесь с нами, и мы ответим на все, что вам нужно знать о ковке.

дело

Источник

Ковка

Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250–800 °С, для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480–400 °С.

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют поковкой.

При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка).

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка.

При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Содержание

Основные операции ковки

Ковка железа и стали по технологии конца XIX в

Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:

В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую.

Инструменты

Процесс ковки

Нагрев болванки

Для изготовления предметов путём ковки берётся отлитая стальная болванка. Её необходимо сперва нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера болванок. Для мелких вещей применяются обыкновенные кузнечные горны. Для крупных — пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших болванок устраивают газовые печи.

Печь сперва разогревают до тёмно-красного каления. Затем в неё помещают горячую болванку. (В холодных болванках внутренние слои всегда находятся в более или менее напряжённом состоянии из-за условий, в которых они после отливки затвердевают. Если в горячую печь положить холодную болванку, то наружные слои, нагреваясь и удлиняясь, вызовут возникновение трещин в малоподатливых внутренних слоях). Такая болванка должна оставаться горячей после отливки, ей не надо давать остыть ниже тёмно-красного каления и сразу же после вынимания из формы для отливки её следует поместить в печь. Если это не удалось, и болванка начала остывать, то прежде чем поместить её в печь, её надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо её подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в болванке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи болванки, её надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси болванки, от её концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев — достаточно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность болванки.

Болванки кладут в печь по одной или несколько, в зависимости от их величины. Вначале жар держат небольшой. Затем его постепенно увеличивают и доводят до требуемой степени. Чем сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идёт ковка. Однако этим опасно злоупотреблять — чем выше нагрета сталь, тем она больше стремится кристаллизоваться при остывании, из-за чего может уменьшиться связь между отдельными кристаллами (зёрнами), и они могут разъединиться даже от одного или нескольких ударов молота. Таким образом — болванка при ковке получит надрыв, трещину, а иногда даже отваливается целыми кусками. Это называется перегревом стали. Перегрев стали не следует путать с пережогом стали. Пережог влияет не на кристаллическую структуру металла, а уже на его химический состав, заставляя его изменяться: когда сталь долго находится под воздействием печных газов, сварочного жара, она мало-помалу теряет свой углерод и приближается к железу. Пережжённая сталь ни на что не годится, тогда как перегретую ещё можно поправить.

Чем твёрже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твёрдостью стали:

Низкая температура тоже не годится для ковки. Во-первых, она сильно затрудняет обработку. Во-вторых — при перемещении малоподвижных частиц во время ковки образуются сильные натяжения, которые иногда вызывают внутренние надрывы и трещины. Надо вести нагрев так, чтобы внутренняя часть болванки успела прогреться надлежащим образом. И хотя наружные слои всегда прогреваются сильнее, но это уравновешивается быстро вследствие их охлаждения во время ковки.

Вообще, для успешной ковки надо принять за необходимое правило, что кроме степени нагрева имеет очень важное значение и равномерность нагрева. Для этого после посадки болванки в печь, надо температуру поднимать очень медленно, наблюдая, чтобы болванка нагревалась одинаково со всех сторон.

Время нагрева зависит главным образом от величины болванки и от жаровой способности печи. На Обуховском заводе для нагрева 1800-пудовой болванки требуется около 27 часов, для 900-пудовой около 12 часов, для 300-пудовой около 8 часов.

Обжимка болванки

Заготовка

Обработку стальной болванки под молотом можно разделить на две части: на заготовку и на окончательную отделку.

Заготовка предназначена для того, чтобы уплотнить болванку, и придать ей в грубом виде необходимые размеры и формы. Формы и размеры заготовок и способы ковки зависят от вида изделий. Заготовки по виду разделяются: на заготовку сплошных цилиндров, пустотелых цилиндров, колец, заготовку плоских вещей, и т. п. Способы ковки при этом также имеют разные названия.

При такой заготовке обжимка болванки производится на вырезном нижнем бойке, где после каждых нескольких ударов молота её поворачивают на 1 /₈ оборота и, после образования восьмигранника, подвигают на ширину верхнего бойка и продолжают ковку. Когда, таким образом, обожмут всю болванку, её опять подвигают на старое место и, ударяя молотом по граням, образуют шестнадцатигранник. Сообразно диаметру цилиндра продолжают ковку, пока болванка не примет надлежащих размеров. При такой обработке она уменьшается в диаметре, а металл при обжимке перемещается по направлению оси, и вследствие этого болванка удлиняется, вытягивается, отчего и самую обработку называют вытягиванием.

В случае, если при таком вытягивании заметят на поверхности болванки трещины, или другие пороки, тогда останавливают ковку, пока их не вырубят кузнечными зубилами. Верхний конец, так называемый прибыльный, заключающий в себе всегда пустоты, считается негодным для употребления и потому 1/4 по весу болванки отрубается, что носит название отрубки прибыли. Для рубки употребляется стальной топор, который накладывается на верх болванки и вдавливается молотом в её тело. Потом на верх топора накладываются бруски квадратного сечения и продолжают нажимать молотом, пока топор не углубится до половины тела болванки; наконец, её поворачивают на 180° и таким же образом продолжают рубку с противоположной стороны. Подобным образом разрубается на части заготовленная болванка, когда она предназначается для изготовления нескольких предметов.

При заготовке больших изделий молот за один нагрев не успеет обжать и заготовить всей болванки, поэтому сперва обжимают и заготовляют нижнюю половину болванки, потом переносят державку на отделанный уже конец, подогревают остальную часть болванки, обрабатывают её таким же самым образом, и, наконец, отрубают прибыль.

Если цилиндр должен иметь на конце уступы, или фланцы, диаметр которых больше, чем поперечник болванки, тогда после обжимки болванки и отрубки прибыли нижний боек удаляется прочь, а на его место устанавливается болванка стоймя (на попа) и ударами молота осаживается, причём диаметр её, в особенности на концах, увеличивается. Для выковки вала меньших размеров, или такой длины, что он не помещается стоймя под молотом, пользуются услугами так называемой балды, подвешенной на цепи, посредством ударов которой осаживают конец вала. Для заготовки изделий кольцеобразной формы, как, например бандажей, скрепляющих орудийных колец и проч., сперва, как было сказано выше, болванку обжимают, вытягивают, очищают от окалины и трещин, отрубают прибыль и разрубают на куски; после вторичного нагрева каждый кусок немного осаживают, или сплющивают в виде лепёшки. Потом пробивают отверстие посредством пробоя или прошивня, вдавливая его сперва с одной стороны до половины, потом, повернув болванку — с другой. Дальнейшая обработка кольца, то есть разводка, производится уже на оправке в особой стойчатой наковальне. Разводку бандажных шин производят на особой наковальне с рогом, где, кроме того, посредством раскатки а, делают выступ, называемый ребордой.

Для изготовления более длинных пустотелых цилиндров, как, например, скрепляющих орудийных оболочек, сперва отрезают на токарном станке прибыльную часть болванки, потом высверливают вдоль оси насквозь отверстие около 30 см в диаметре и, после нагрева болванки, просовывают в отверстие железный пустотелый стержень и на нём её обжимают. Такая обработка носит название К. на штревеле. Чтобы стержень не нагревался и не сжимался вместе с болванкой, внутри него постоянно циркулирует вода. Когда К. окончена, вынимают штревель из цилиндра посредством особого прибора, представляющего собой гидравлический пресс, или домкрат. Он состоит из пустотелого цилиндра А с двойными стенками а и а ₁, между которыми пускается вода для выдвигания второго цилиндра В, который упирается в гайку С, навинченную на конец штревеля. На другом конце цилиндра А укреплена муфта D, упирающаяся в откованную оболочку. Вода выдавливает цилиндр В, который тянет за собой штревель. Заготовка для вещей прямоугольного поперечного сечения производится на плоских наковальнях, где, после предварительной обжимки, болванку сплющивают сперва наплоско, потом поворачивают на 90° и куют на ребро. Надо заметить, что вообще при ударе молота удлинение совершается по направлению её оси, по перпендикулярному же направлению перемещению частиц мешает трение о поверхность бойка и наковальни. Чтобы К. расширить размеры болванки по этому последнему направлению, раздают металл посредством раскатки. Для этого на поверхность болванки, по направлению её оси, накладывают полуцилиндрический валик, называемый раскаткой (фиг. 15), и ударом молота вдавливают его в тело. После такой раскатки по всей поверхности болванки металл расползается по направлению стрелки (фиг. 16), а причинённые неровности выглаживаются потом ударами молота. Такой обработке подвергаются броневые плиты. Для изготовления коленчатого вала, заготовляется сперва прямоугольный брус, в котором, посредством топора, делают два надреза (фиг. 17). Потом молотом отгибают оба конца (фиг. 18), отрубают топором (как показано пунктиром) образовавшиеся выступы и, наконец, обжимают, закругляют и отделывают шейки (фиг. 19). Эта сложная работа требует много времени, частых нагревов, ловкости и опытности кузнеца. Вырез, показанный на чертеже пунктиром, производится на долбёжном станке. Цапфельное кольцо (с шейками) для орудий заготовляется следующим образом. Отрезанный диск от болванки сплющивают, после нагрева, под молотом в продолговатый брус и пробивают в нём продольную щель (фиг. 20) посредством клинообразного прошивня. Потом коническими оправками расширяют постепенно эту щель (фиг. 21), пока отверстие не примет круглой формы, и, наконец, на горизонтальной оправке разводят до надлежащих размеров (фиг. 22).

Вообще для разных предметов требуются разные заготовки. От умелости выбора приёмов, от рациональной последовательности переходов из одной формы в другую, в особенности при более сложных конструкциях, зависит успешность К. и уменьшение расходов на лишний нагрев и угар металла.

Окончательная отделка

После заготовки предмет имеет довольно грубую и неровную поверхность, для выравнивания которой оставлен некоторый запас против требуемых размеров. Для этого предмет очищают ещё раз зубилом от всех трещин, волосовин и лёгкими и частыми ударами молотка проходят кругом всю его поверхность. Наконец, окончательно проверяют предмет посредством кронциркулей, линеек, или шаблонов и, если окажется надобность, его выправляют и т. п.

Для придания более чистого и гладкого вида употребляются разного рода гладилки и штампы, а иногда во время ударов молота поливают поверхность водой, вследствие чего приставшая окалина лучше отскакивает и предмет выходит чище. Такое выглаживание производится всегда в самом конце, когда изделие уже остыло до буро-красного каления и поэтому носит название холодной К. или наклепки.

После наклепки замечаются всегда такие же явления, как и при закалке, то есть металл делается твёрже и менее тягуч и образуются внутренние натяжения. Вследствие малой подвижности металла, при сильной наклёпке, нарушается связь между частицами и даже иногда получаются внутренние трещины. Если отполированный разрез сильно наклёпанного бруска подвергнуть действию слабой кислоты, то образовавшийся при этом рисунок прямо показывает на внутреннее изменение металла. Вначале предполагали, что наклёпка увеличивает абсолютную плотность стали однако, дальнейшие опыты показали обратное. Так, например, при волочении проволоки, после первого прохода через волочильную доску, плотность её уменьшилась с 7,839 до 7,836; после второго до 7,791, после третьего до 7,781. Кстати заметить, что при наклёпке меди или серебра получаем результаты совершенно противоположные.

Так как влияние наклёпки аналогично закалке, то, чтобы придать металлу желаемую твёрдость и упругость, очень часто прибегают к наклёпке. При изготовлении таких изделий, как, например резцы, инструменты, клинки и пр., этот способ оказывает большую услугу, но что касается более крупных вещей, при которых получается только поверхностная наклёпка, вызывающая внутренние натяжения, этот способ, вместо пользы, приносит изделию только вред. Лучшим доказательством служит пример изготовления локомотивных или вагонных осей, у которых шейки отделаны штамповкой. При пробе на изгиб таких осей часто случается, что при ударе груза посередине оси отламывается её конец, как раз в том месте, где была отштампована шейка. Хотя все эти вредные натяжения можно уничтожить, или, по крайней мере, уменьшить отжигом (см. Отжиг стали), однако никто не может поручиться, что во время самой наклёпки не образовались уже трещины, которых отжиг исправить не в состоянии. При изготовлении более сложных поковок, где неизбежно применять штамповку, гораздо лучше совершать это при высоком нагреве, тем более, что сталь в раскалённом состоянии хорошо выдерживает штампование и отчётливо воспроизводит форму штампы; чтобы воспрепятствовать образованию натяжения, надо делать её в несколько приёмов, каждый раз подогревая сталь до надлежащей температуры.

После обработки болванки под молотом, не прибегая даже к наклёпке, всегда появляются внутренние натяжения, происшедшие вследствие неравномерного остывания концентрических слоев, и вследствие того, что разные части болванки приходится ковать при разных температурах. Чем больше диаметр откованной болванки и чем резче переход от одной формы к другой, тем неравномернее происходит остывание и тем резче будут проявляться внутренние натяжения. Для избежания трещин и искривления откованных изделий, зарывают их сейчас же после К. в горячий мусор. Подобное зарывание может принести пользу, когда вещь довольно простой формы и когда она ещё красная. В противном случае надо непременно подвергать изделие отжигу, то есть осторожно его подогреть до температуры около 700°, затем, замазав печь, дать ему медленно остыть до полного охлаждения.

Выше было упомянуто, что назначение ковки, кроме сообщения требуемой формы, заключается ещё в уплотнении металла вследствие пороков, встречаемых внутри болванки. Газовые пузыри, образующиеся при затвердевании стали, размещаются, главным образом, снаружи. Большинство из этих пузырей, имея сообщение с окружающей атмосферой, окисляется под действием печных газов и покрывается внутри слоем окалины, которая не дозволяет им свариваться при обжимке болванки под молотом, а потому они только сплющиваются в виде прослоек и вытягиваются в виде волосовин. Толщина рыхлого слоя откованного предмета зависит от величины пузырей, глубины их размещения в болванке и от большей или меньшей обработки под молотом. Поэтому всякое откованное изделие, подвергающееся окончательной отделке на токарных или строгательных станках, должно иметь соответствующий запас металла, для удаления рыхлого слоя.

Чтобы получить чистую и гладкую поверхность, достаточно оставить, для удаления рыхлого слоя запас на обточку толщиной в ½» для больших и от ¼» до ⅛» для мелких предметов. Кроме уплотнения пороков в болванке, ковка изменяет и свойства самого металла. Если сравнить изломы кусков стали, взятых от одной и той же болванки до и после её проковки, то они представляют большую разницу. Первый из них крупнокристаллический с блестящими и сильно развитыми плоскостями отдельных зёрен, второй же мелкозернистый, матовый и как бы аморфного сложения. Испытывая на разрыв эти бруски, оказывается, что как упругость и прочное сопротивление, так и удлинение кованного бруска гораздо больше. Так, например, механические испытания бессемеровской стали от одной и той же болванки дали следующие результаты:

Поэтому долгое время полагали, да ещё и до сих пор многие такого убеждения, что К., вследствие своего сильного давления, производит сближение частиц между собой, их сжатие, а тем самым и уплотнение самого металла, и благодаря только такому действию, сталь приобретает другие свойства. Придавая К. такое значение, старались подвергать болванку как можно большей обработке и давать по возможности большее отношение площади поперечного сечения болванки к площади изделия. Однако, более тщательные исследования не оправдали этого взгляда. Во-первых, опыт показал, что удельный вес кованной стали меньше, чем литой. Ещё в 60-х годах Н. В. Калакуцкий доказал, что удельный вес литой стали, при отсутствии пороков, есть предел её уплотнения и что К., увеличивая гравиметрическую плотность болванки, уменьшает её абсолютную плотность. Из его опытов видим, что удельный вес куска стали от литой болванки равен 7,852; удельный же вес куска от этой болванки после нагрева его до светло-красного каления и хорошей проковки равнялся 7,846. Во-вторых, что повторительные нагревы и проковка не влияют уже на увеличение сопротивления и вязкости. В-третьих, что простым нагревом до известной температуры и соответственным охлаждением можно достигнуть таких же результатов относительно структуры, повышения упругости и вязкости металла. Это последнее явление было впервые замечено Д. К. Черновым и опубликовано в «З. И. Т. Общества», 1868 г.

Этот факт объясняется тем, что сталь при нагревании, начиная с некоторой температуры, принимает воскообразное состояние, то есть что отдельные зерна её размягчаются и слипаются между собой в виде тестообразной несжимаемой массы. Если станем охлаждать эту массу, тогда частицы опять собираются в отдельные зерна или кристаллы и эта группировка продолжается до тех пор, пока сталь не остынет до некоторой определенной температуры около 700°, ниже которой кристаллизация совершаться уже не может (см. Критические точки стали). Чем более нагрета сталь, то есть чем больше размягчена, и чем медленнее и спокойнее она остывала, тем более свободы и времени имели частицы для этой группировки. Если же во время этого охлаждения воспрепятствуем частицам свободно собираться в отдельные зерна ударами молота или вальцовкой, или посредством быстрого охлаждения не дадим времени к подобной группировке, или, наконец, если сталь нагреем только до температуры и позволим ей медленно остывать от этой температуры, ниже которой кристаллизация невозможна, то во всех этих случаях получим более или менее мелкозернистое сложение. Если остановить ковку при температуре выше 700°, то группировка частиц опять возможна и структура стали будет зависеть от этой температуры. Если же, наконец, нагреем болванку до очень высокой температуры и позволим болванке некоторое время остывать без ковки, то кристаллизация может принять такие размеры, что сталь теряет свойства ковкости и носит название перегретой стали.

Надо заметить, что эти замечательные исследования были сделаны г. Черновым ещё в 1860-х гг., и что они послужили исходной точкой для всех дальнейших исследований и теперешних теорий стали. Таким образом, на перемену структуры, от которой зависит вязкость и прочность стали, имеет влияние главным образом степень нагревания и условия остывания. Ковка препятствует кристаллизации и уплотняет пороки в болванке. Для успешности ковки надо стараться ковать быстро, чтобы не оставлять какого-нибудь места болванки долгое время без ударов молота. Поэтому при обжимке и вытягивании больших болванок, лучше довольствоваться зараз меньшей степенью обжимки и обрабатывать их в несколько приемов, проходя ударами молота каждый раз всю нагретую часть. Кроме того, нельзя допускать, чтобы болванка, нагретая до высокой температуры, дожидалась долго ковки или остывала в печке. При таких благоприятных условиях кристаллизация совершается очень быстро и болванка получает свойства перегретой стали. Лучше тогда дать болванке спокойно остыть, снова её нагреть до надлежащей температуры и затем ковать.

При обработке стальных болванок имеет очень важное значение, как с экономической стороны, так и относительно влияния ковки на качество изделия, сила молота, то есть отношение веса бьющей части к весу обрабатываемой болванки. Если принять вес бабы G и вес болванки g, то общепринятое отношение G/g = 2 доходит до 1. Однако, это отношение очень условное и зависит от многих причин, главным образом от формы изделия, приёмов ковки, сорта стали, допускающей более или менее сильный нагрев и, наконец, от приспособлений, имеющихся при молоте. Для обжимки болванок или для изготовления цилиндрических валов отношение G/g = 1 может быть допускаемо только в крайних случаях; вообще, для успешности действия куют при отношении 2. Так, например, под 5-тонным молотом можно свободно отковать орудийную трубу из болванки в 3 тонны, но для изготовления такого же веса коленчатого вала, следует употребить, по крайней мере, 15-тонный молот. Чем тяжелее молот в сравнении с весом болванки, тем энергичнее идёт ковка и тем глубже передаётся давление внутренним слоям болванки. Слабые удары передаются только поверхностным слоям, которые поэтому уплотняются и вытягиваются больше внутренних и откованная болванка при этих условиях имеет вогнутые концы (фиг. 25). Подобного рода явления замечаются чаще всего на ковке больших болванок. Поэтому для их успешной ковки приходится иметь громадных размеров молоты или же прибегать к частым подогревам.

Виды ковки

Ковка лошадей

Ковка лошади — прикрепление к её копытам подков, защищающих копыта от повреждений. Ковку лошади выполняет коваль — кузнец, имеющий познания в ветеринарной ортопедии и обладающий навыками обращения с лошадью.

Художественная ковка

Источник