2025-08-05
Процесс ковки заключается в воздействии на металлические заготовки внешними силами с целью вызвать пластическую деформацию, в результате чего получаются поковки с определенными формами, размерами и свойствами. Его основная последовательность состоит из четырех этапов: нагрев заготовки, деформация, охлаждение и обработка, включая несколько уточненных операций для обеспечения качества ковки. В зависимости от сценариев применения и технических требований, процесс ковки можно разделить на основные универсальные процедуры и специализированные этапы процесса, которые подробно описаны ниже с различных точек зрения.
Основной технологический процесс ковки основан на пластической деформации металлов и обычно состоит из следующих пяти ключевых этапов:
Ⅰ.Подготовка материала (подготовка заготовок)
Цель: обеспечить соответствие размеров и качества заготовок требованиям последующей обработки, минимизировать отходы материала и износ инструмента.
Процедура: разрезать заготовки с помощью пилы или аналогичных методов, затем обработать и скруглить торцевые поверхности (например, радиус R5) для обеспечения геометрической точности заготовок.
Основные требования: Припуски на резку должны быть разумно контролируемы; чрезмерные припуски увеличивают потребление энергии, а недостаточные припуски могут повысить количество брака.
Ⅱ.Нагрев
Цель: Снизить сопротивление металла деформации, повысить пластичность и облегчить последующую ковку.
Распространенные методы: Печи для нагрева природным газом, нагрев в резистивных печах (высокая эффективность, минимальное окисление).
Контроль температуры: должен осуществляться в пределах диапазона температур ковки металла. Например, начальная температура ковки для обычных сталей обычно составляет 150-250 °C ниже линии солидуса, а конечная температура ковки должна превышать температуру рекристаллизации, чтобы предотвратить растрескивание.
Ⅲ.Формирование ковки (основной процесс)
Принцип: приложение внешней силы к нагретой заготовке с помощью оборудования, такого как ковочные молоты или прессы, вызывающее пластическое течение внутри матрицы для достижения заданной формы.
Общие процессы:
Свободная ковка: подходит для простой ковки, такой как осадка, вытяжка и штамповка;
Штамповая ковка: формирует сложные детали с помощью специальных штампов, требует промежуточных этапов, включая вырубку, предварительную ковку и окончательную ковку;
Специальная формовка: гибка, скручивание, прецизионная штамповка и т. д., применяемые для удовлетворения конкретных геометрических требований.
Ⅳ.Охлаждение
Цель: стабилизация формы поковки и контроль микроструктурных свойств (например, упрочнение при осаждении, утончение зерна).
Методы: воздушное охлаждение (естественное охлаждение, подходит для обычных поковок), закалка в воде (быстрое охлаждение для повышения твердости) или контролируемое охлаждение (например, изотермическое охлаждение для снижения внутренних напряжений).
Ⅴ.Последующая обработка и контроль качества
Обработка: термообработка (отжиг, нормализация, закалка и отпуск и т. д.), подготовка поверхности (травление, дробеструйная очистка, удаление заусенцев), правка (исправление деформаций);
Контроль качества: использование ультразвукового контроля, рентгеновского контроля, спектрального анализа, испытаний механических свойств и других методов для обеспечения отсутствия внутренних дефектов и трещин в поковках, соответствия химического состава и соответствия стандартам производительности.
