Кування

Кування - це високотемпературна обробка різних металів ( залізо, мідь та її сплави, титан, алюміній і його сплави), нагрітих до кувальної температури. Для кожного металу існує своя кувальних температура, залежна від фізичних (температура плавлення, кристалізація) і хімічних (наявності легуючих елементів) властивостей. Для заліза температурний інтервал 1250-800 С, для міді 1000-650 С, для титану 1600-900 С, для алюмінієвих сплавів 480-400 С.

Розрізняють:

  • кування на молотах (пневматичних, парових і гідравлічних)
  • ручне кування
  • штампування

Вироби і напівфабрикати, одержувані куванням, називають поковкою.

При куванні в штампах метал обмежений з усіх боків стінками штампа. При деформації він набуває форму цієї порожнини (див. Штампування, Ротаційна кування).

При вільному куванні (ручної та машинної) метал не обмежений зовсім або ж обмежений з одного боку. При ручному куванні безпосередньо на метал або на інструмент впливають кувалдою або молотом.

Вільну ковку застосовують також для поліпшення якості й структури металу. При проковуванні метал зміцнюється, заварюються так звані несплошності і размельчаются великі кристали, у результаті чого структура стає дрібнозернистою, набуває волокнисту будову.

Машинну ковку виконують на спеціальному обладнанні - молотах з масою падаючих частин від 40 до 5000 кг або гідравлічних пресах, розвиваючих зусилля 2-200 МН (200-20000 тс), а також на кувальних машинах. Виготовляють поковки масою 100 т і більше. Для маніпулювання важкими заготовками при куванні використовують підйомні крани вантажопідйомністю до 350 т, кантувателі і спеціальні маніпулятори.

Кування є одним з економічних способів отримання заготовок деталей. У масовому і великосерійному виробництвах переважне застосування має кування в штампах, а в дрібносерійному та одиничному - вільна ковка.

При куванні використовують набір ковальського інструменту, за допомогою якого заготовкам надають необхідну форму і розміри.


1. Основні операції ковки

  • осаду
  • висадка
  • протяжка
  • обкатка
  • раскатка
  • прошивка і ін

2. Кування заліза і сталі за технологією кінця XIX в

При написанні цієї статті використовувався матеріал з Енциклопедичного словника Брокгауза і Ефрона (1890-1907).

Кування застосовується для різних цілей, і через це способи обробки металу можуть бути різними:

  • обтиск криць - кування, при якій відбувається ущільнення і зварювання частинок, а також виділення шлаків з тістоподібної залізної маси ( криці) (див. Крічний переділ).
  • зварювання - кування, при якій зрощуються пакети, що складаються з окремих шматків нагрітих до вару (див. Зварювання).
  • звичайна кування - ущільнення і додання бажаних форм предмету.

В залежності від величини оброблюваних виробів, кування розділяється на ручну і на механічну.


2.1. Інструменти

Amboss.jpg
  • ковадло
  • молот
    • ручні молоти (невеликі), якими коваль, сам один, або за допомогою молотобійців, обробляє предмет.
    • механічні молоти. Важливий елемент механічного молота - ковадло, або нижній бойок, на який кладеться предмет.
  • ковальські кліщі, якими коваль захоплює нагрітий шматок, виймає його з горна, або печі, підносить під молот, кладе на ковадло і повертає предмет під час ударів молота.
  • підйомні крани по обидва боки механічного молота. Вони служать для посадки болванки в піч, перенесення під молот і повертання її під час кування. Допоміжним приладом при цих маніпуляціях служить державка, що складається з міцного, довгого стрижня, що має на одному кінці 4 лапи, які захоплюють болванку, а на іншому - рукоятку, для підтримування болванки робочими на вазі.

2.2. Процес кування

2.2.1. Нагрівання болванки

Для виготовлення предметів шляхом кування береться відлита сталева болванка. Її необхідно спершу нагріти. Для цього поблизу молота влаштовуються нагрівальні печі або сурми. Їх розмір, форма і кількість залежить від виробництва і розміру болванок. Для дрібних речей застосовуються звичайні ковальські горна. Для великих - користуються зварювальними печами, що нагріваються дровами, або кам'яним вугіллям, а для нагрівання великих болванок влаштовують газові печі.

Піч спершу розігрівають до темно-червоного розжарювання. Потім у неї поміщають гарячу болванку. (У холодних болванках внутрішні шари завжди знаходяться в більш менш напруженому стані через умови, в яких вони після відливання тверднуть. Якщо в гарячу піч покласти холодну болванку, то зовнішні шари, нагріваючись і подовжуючись, викличуть виникнення тріщин в малоподатлівих внутрішніх шарах) . Така болванка повинна залишатися гарячої після відливання, їй не треба давати остигнути нижче темно-червоного розжарювання і відразу ж після виймання з форми для відливання її слід помістити в піч. Якщо це не вдалося, і болванка початку остигати, то перш ніж помістити її в піч, її треба зарити в гарячий сміття для більш повільного остигання. Якщо вона охолоне сильно, то треба її підігріти на підлозі майстерні. Навіть після підігріву на підлозі в болванці можуть виникнути внутрішні тріщини. Щоб уникнути такої псування болванки, її треба спочатку підігрівати тільки з кінців. Тоді нагрів буде йти у напрямку осі болванки, від її кінців до середини, і розширення всіх концентричних шарів буде равномерней. Попередній підігрів - достатньо до 300 , що легко довідатися по диму й запалюванню масла, налитого на поверхню болванки.

Болванки кладуть у піч по одній або декілька, в залежності від їх величини. Спочатку жар тримають невеликий. Потім його поступово збільшують і доводять до необхідного ступеня. Чим сильніше нагрів, тим сталь робиться м'якше, легше її обробляти під молотом і тим успішніше йде кування. Однак цим небезпечно зловживати - чим вище нагріта сталь, тим вона більше прагне кристалізуватися при охолодженні, через що може зменшитися зв'язок між окремими кристалами (зернами), і вони можуть роз'єднатися навіть від одного або декількох ударів молота. Таким чином - болванка при куванні отримає надрив, тріщину, а іноді навіть відвалюється цілими шматками. Це називається перегрівом стали. Перегрів стали не слід плутати з перепалу стали. Перепал впливає не на кристалічну структуру металу, а вже на його хімічний склад, змушуючи його змінюватися: коли сталь довго перебуває під впливом пічних газів, зварювального спека, вона мало-помалу втрачає свій вуглець і наближається до заліза. Перепалена сталь ні на що не годиться, тоді як перегріту ще можна поправити.

Чим твердіше сталь, тим більше вона прагне до кристалізації і тим нижче температура, при якій вона кристалізується. Тому ступінь нагріву треба узгодити з твердістю стали:

  • м'яка сталь переносить ковку навіть при зварювальному спеці, близько 1300 С.
  • тверду інструментальну сталь вище 1000 С кувати вже небезпечно.
  • для середніх сортів стали температура 1000 С абсолютно достатня для кування та цілком надійна.

Низька температура теж не годиться для ковки. По-перше, вона сильно утрудняє обробку. По-друге - при переміщенні малорухомих частинок під час кування утворюються сильні натягу, які іноді викликають внутрішні надриви і тріщини. Треба вести нагрівання так, щоб внутрішня частина болванки встигла прогрітися належним чином. І хоча зовнішні шари завжди прогріваються сильніше, але це врівноважується швидко внаслідок їх охолодження під час кування.

Взагалі, для успішної кування треба прийняти за необхідне правило, що крім ступеня нагріву має дуже важливе значення і рівномірність нагріву. Для цього після посадки болванки в піч, треба температуру піднімати дуже повільно, спостерігаючи, щоб болванка нагрівалася однаково з усіх сторін.

Час нагріву залежить головним чином від величини болванки і від жарової здатності печі. На Обухівському заводі для нагріву 1800-пудової болванки потрібно близько 27 годин, для 900-пудової близько 12 годин, для 300-пудової близько 8:00.


2.2.2. Обжимка болванки

Сталева болванка - це не одне суцільне однорідне тіло. Вона переповнена всередині раковинами і пустотами різної форми і величини. Тому відразу після видачі болванки з печі їх ущільнюють - ударами молотка обковивают болванку колом, починаючи від середини до нижнього кінця болванки, потім до верхнього, прибутковому. Це називається "обтискача болванки". Новоутворена під час нагрівання окалина на поверхні болванки частиною сама відвалюється при обтискача, частиною відбивається ломиками та зчищається мітлою. Тому болванка відливається значно більшого розміру і ваги в порівнянні з задуманим предметом. Відношення площі поперечного перерізу болванки до площі готового виробу приймали раніше від 6 до 10. Тепер, при більш щільних виливках, задовольняються ставленням від 3 до 4.


2.2.3. Заготівля

Кування заготовки на заводі Borsig, 1954 рік

Обробку сталевий болванки під молотом можна розділити на дві частини: на заготівлю і на остаточну обробку.

Заготівля призначена для того, щоб ущільнити болванку, і надати їй в грубому вигляді необхідні розміри і форми. Форми і розміри заготовок і способи кування залежать від виду виробів. Заготовки по виду поділяються: на заготівлю суцільних циліндрів, порожнистих циліндрів, кілець, заготівлю плоских речей, і т. п. Способи кування при цьому також мають різні назви.

  • Заготівля суцільних циліндрів.

При такій заготівлі обтиск болванки проводиться на вирізними нижньому бойку, де після кожних кількох ударів молота її повертають на 1/8 обороту і, після утворення восьмигранника, посувають на ширину верхнього бойка і продовжують ковку. Коли, таким чином, обожмут всю болванку, її знову посувають на старе місце і, б'ючи молотом по гранях, утворюють шестнадцатіграннік. Згідно діаметру циліндра продовжують ковку, поки болванка не прийме належних розмірів. При такій обробці вона зменшується в діаметрі, а метал при обтискача переміщується у напрямку осі, і внаслідок цього болванка подовжується, витягується, від чого і саму обробку називають витягуванням.

У разі, якщо при такому витягуванні помітять на поверхні болванки тріщини, або інші вади, тоді зупиняють ковку, поки їх не вирубають ковальськими зубилами. Верхній кінець, так званий прибутковий, містить в собі завжди порожнечі, вважається непридатним для вживання і тому 1/4 по вазі болванки відрубується, що носить назву отрубкі прибутку. Для рубки вживається сталевий сокира, яка накладається на верх болванки і вдавлюється молотом в її тіло . Потім на верх сокири накладаються бруски квадратного перетину і продовжують натискати молотом, поки сокира не поглибиться до половини тіла болванки; нарешті, її повертають на 180 і таким же чином продовжують рубку з протилежного боку. Подібним чином розрубують на частини заготовлена ​​болванка, коли вона призначається для виготовлення декількох предметів.

При заготівлі великих виробів молот за один нагрів не встигне обжати і заготовити всій болванки, тому спершу обжимають і заготовляють нижню половину болванки, потім переносять державка на оброблений вже кінець, підігрівають іншу частину болванки, обробляють її таким же самим чином, і, нарешті, відрубують прибуток.

Якщо циліндр повинен мати на кінці уступи, або фланці, діаметр яких більше, ніж поперечник болванки, тоді після обтискача болванки і отрубкі прибутку нижній бойок віддаляється геть, а на його місце встановлюється болванка сторч (на попа) і ударами молота осаджується, причому діаметр її , в особливості на кінцях, збільшується. Для виковкі вала менших розмірів, або такої довжини, що він не поміщається сторч під молотом, користуються послугами так званої балди, підвішеній на ланцюгу, за допомогою ударів якої осаджують кінець валу. Для заготівлі виробів кільцеподібної форми, як, наприклад бандажів, що скріплюють гарматних кілець і інш., Спершу, як було сказано вище, болванку обжимають, витягають, очищають від окалини і тріщин, відрубують прибуток і розрубують на шматки; після вторинного нагріву кожен шматок трохи осаджують, або сплющуються у вигляді коржа. Потім пробивають отвір за допомогою пробою або прошивних, вдавлюючи його спершу з одного боку до половини, потім, повернувши болванку - з іншого. Подальша обробка кільця, тобто розводка, проводиться вже на оправці в особливій стойчатой ​​ковадлі. Розводку бандажних шин виробляють на особливій ковадлі з рогом, де, крім того, за допомогою розкочування а, роблять виступ, званий ребордою.

Для виготовлення більш довгих пустотілих циліндрів, як, наприклад, скріплюють гарматних оболонок, спершу відрізають на токарному верстаті прибуткову частину болванки, потім висвердлюють уздовж осі наскрізь отвір близько 30 см в діаметрі і, після нагрівання болванки, просовують в отвір залізний пустотілий стрижень і на ньому її обжимають. Така обробка носить назву К. на штревеле. Щоб стрижень не нагрівався і не стискалася разом з болванкою, всередині нього постійно циркулює вода. Коли К. закінчена, виймають штревель з циліндра за допомогою особливого приладу, що представляє собою гідравлічний прес, або домкрат. Він складається з пустотілого циліндра А з подвійними стінками а й а 1, між якими пускається вода для висування другого циліндра В, який упирається в гайку С, навінченним на кінець штревеля. На іншому кінці циліндра А укріплена муфта D, що упирається в відкувати оболонку. Вода видавлює циліндр В, який тягне за собою штревель. Заготовка для речей прямокутного поперечного перерізу проводиться на плоских ковадлах, де, після попередньої обтискача, болванку сплющують спершу наплоско, потім повертають на 90 і кують на ребро. Треба зауважити, що взагалі при ударі молота подовження відбувається у напрямку її осі, по перпендикулярному ж напрямку переміщенню частинок заважає тертя об поверхню бойка і ковадла. Щоб К. розширити розміри болванки по цьому останньому напрямку, роздають метал допомогою розкочування. Для цього на поверхню болванки, у напрямку її осі, накладають напівциліндричний валик, званий розкачуванням (фіг. 15), і ударом молота вдавлюють його в тіло. Після такої розкочування по всій поверхні болванки метал розповзається по напрямку стрілки (фіг. 16), а завдані нерівності вигладжуються потім ударами молота. Такій обробці піддаються броньові плити. Для виготовлення колінчастого валу, заготовляється спершу прямокутний брус, в якому, за допомогою сокири, роблять два надрізи (фіг. 17). Потім молотом відгинають обидва кінці (фіг. 18), відрубують сокирою (як показано пунктиром) утворилися виступи і, нарешті, обжимають, заокруглюють і обробляють шийки (фіг. 19). Ця складна робота потребує багато часу, частих нагрівів, спритності та досвідченості коваля. Виріз, показаний на кресленні пунктиром, проводиться на довбальних верстатах. Цапфельное кільце (з шийками) для знарядь заготовляється наступним чином. Відрізаний диск від болванки сплющуються, після нагрівання, під молотом у довгастий брус і пробивають в ньому подовжню щілину (фіг. 20) за допомогою клинчастого прошивні. Потім конічними оправками розширюють поступово цю щілину (фіг. 21), поки отвір не прийме круглої форми, і, нарешті, на горизонтальній оправці розводять до належних розмірів (фіг. 22).

Взагалі для різних предметів потрібні різні заготовки. Від вмілості вибору прийомів, від раціональної послідовності переходів з однієї форми в іншу, особливо при більш складних конструкціях, залежить успішність К. і зменшення витрат на зайвий нагрів і угар металу.


2.2.4. Остаточна обробка

Після заготівлі предмет має досить грубу і нерівну поверхню, для вирівнювання якій залишений деякий запас проти необхідних розмірів. Для цього предмет очищають ще раз зубилом від всіх тріщин, волосовин і легкими і частими ударами молотка проходять колом всю його поверхню. Нарешті, остаточно перевіряють предмет за допомогою кронциркулів, лінійок, або шаблонів і, якщо виявиться потреба, його виправляють і т. п.

Для надання більш чистого і гладкого виду вживаються різного роду гладилки і штампи, а іноді під час ударів молота поливають поверхню водою, внаслідок чого пристала окалина краще відскакує і предмет виходить чистіше. Таке вигладжування проводиться завжди в самому кінці, коли виріб вже охололо до буро-червоного розжарювання і тому носить назву холодної К. або наклепкі.

Після наклепкі помічаються завжди такі ж явища, як і при загартуванню, тобто метал робиться твердіше і менше тягучий і утворюються внутрішні натягу. Внаслідок малої рухливості металу, при сильній наклепке, порушується зв'язок між частинками і навіть іноді виходять внутрішні тріщини. Якщо відполірований розріз сильно наклепаного бруска піддати дії слабкої кислоти, то що утворився при цьому малюнок прямо показує на внутрішнє зміна металу. Спочатку припускали, що наклепка збільшує абсолютну щільність сталі однак, подальші досліди показали зворотне. Так, наприклад, при волочінні дроту, після першого проходу через волочильних дошку, щільність її зменшилася з 7,839 до 7,836; після другого до 7,791, після третього до 7,781. До речі помітити, що при наклепке міді або срібла отримуємо результати абсолютно протилежні.

Так як вплив наклепкі аналогічно загартуванню, то, щоб надати металу бажану твердість і пружність, дуже часто вдаються до наклепке. При виготовленні таких виробів, як, наприклад різці, інструменти, клинки і пр., цей спосіб надає велику послугу, але що стосується більш великих речей, при яких виходить тільки поверхнева наклепка, що викликає внутрішні натягу, цей спосіб, замість користі, приносить виробу тільки шкоду. Кращим доказом служить приклад виготовлення локомотивних або вагонних осей, у яких шийки оброблені штампуванням. При пробі на вигин таких осей часто трапляється, що при ударі вантажу посередині осі відламується її кінець, як раз в тому місці, де була відштампованих шийка. Хоча всі ці шкідливі натягу можна знищити, або, принаймні, зменшити відпалом (див. Відпал стали), однак ніхто не може поручитися, що під час самої наклепкі не утворилися вже тріщини, яких відпал виправити не в змозі. При виготовленні більш складних поковок, де неминуче застосовувати штампування, набагато краще здійснювати це при високому нагріванні, тим більше, що сталь в розпеченому стані добре витримує штампування і виразно відтворює форму штампи; щоб перешкодити утворенню натягу, треба робити її в декілька прийомів, кожен раз підігріваючи сталь до належної температури.

Після обробки болванки під молотом, не вдаючись навіть до наклепке, завжди з'являються внутрішні натягу, що сталися внаслідок нерівномірного остигання концентричних шарів, і внаслідок того, що різні частини болванки доводиться кувати при різних температурах. Чим більше діаметр відкувати болванки і чим різкіше перехід від однієї форми до іншої, тим нерівномірніше відбувається охолодження і тим різкіше будуть виявлятися внутрішні натягу. Для уникнення тріщин і викривлення відкувати виробів, заривають їх зараз же після К. в гарячий сміття. Подібне заривання може принести користь, коли річ досить простої форми і коли вона ще червона. В іншому випадку треба неодмінно піддавати виріб відпалу, тобто обережно його підігріти до температури близько 700 , потім, замазавши піч, дати йому повільно охолонути до повного охолодження.

Вище було згадано, що призначення кування, крім повідомлення необхідної форми, полягає ще в ущільненні металу внаслідок вад, що зустрічаються всередині болванки. Газові бульбашки, що утворюються при затвердінні стали, розміщуються, головним чином, зовні. Більшість з цих бульбашок, маючи повідомлення з навколишньою атмосферою, окислюється під дією пічних газів і покривається всередині шаром окалини, яка не дозволяє їм зварюватися при обтискача болванки під молотом, а тому вони тільки сплющуються у вигляді прошарків і витягуються у вигляді волосовин. Товщина пухкого шару відкувати предмета залежить від величини бульбашок, глибини їх розміщення в болванці і від більшої чи меншої обробки під молотом. Тому всяке відкувати виріб, що піддається остаточній обробці на токарних або строгательних верстатах, повинно мати відповідний запас металу, для видалення пухкого шару.

Щоб отримати чисту і гладку поверхню, достатньо залишити, для видалення пухкого шару запас на обточування товщиною в " для великих і від "до ⅛" для дрібних предметів. Крім ущільнення пороків в болванці, кування змінює і властивості самого металу. Якщо порівняти злами шматків сталі, взятих від однієї і тієї ж болванки до і після її проковки, то вони становлять велику різницю. Перший з них крупнокристалічний з блискучими і сильно розвиненими площинами окремих зерен, другий же дрібнозернистий, матовий і як би аморфного складання. Випробовуючи на розрив ці бруски, виявляється, що як пружність і міцне опір, так і подовження кованого бруска набагато більше. Так , наприклад, механічні випробування бесемерівської стали від однієї і тієї ж болванки дали наступні результати:

До кування Після кування
Упр. опір на кв. мм 24,1 кг 11,5 кг
Абсол. опір на кв. мм 45,0 кг 59,8 кг
Подовження 8% 5%

Тому довгий час вважали, та ще й досі багато такого переконання, що К., внаслідок свого сильного тиску, виробляє зближення частинок між собою, їх стиснення, а тим самим і ущільнення самого металу, і завдяки тільки такій дії, сталь набуває інші властивості. Надаючи К. таке значення, намагалися піддавати болванку як можна більшій обробці і давати по можливості більше відношення площі поперечного перерізу болванки до площі виробу. Однак, більш ретельні дослідження не виправдали цього погляду. По-перше, досвід показав, що питома вага кованої сталі менше, ніж литий. Ще в 60-х роках Н. В. Калакуцький довів, що питома вага литої сталі, при відсутності вад, є межа її ущільнення і що К., збільшуючи гравіметричну щільність болванки, зменшує її абсолютну щільність. З його дослідів бачимо, що питома вага шматка стали від литий болванки дорівнює 7,852; питома ж вага шматка від цієї болванки після нагрівання його до світло-червоного розжарювання і хорошою проковки дорівнював 7,846. По-друге, що повторітельние нагріви і проковка не впливають уже на збільшення опору і в'язкості. По-третє, що простим нагріванням до певної температури і відповідним охолодженням можна досягти таких же результатів щодо структури, підвищення пружності і в'язкості металу. Це останнє явище було вперше помічено Д. К. Черновим та опубліковано в "З. І. Т. Товариства", 1868 р.

Цей факт пояснюється тим, що сталь при нагріванні, починаючи з деякої температури, приймає воскоподібна стан, тобто що окремі зерна її розм'якшуються і злипаються між собою у вигляді тістоподібної нестисливої ​​маси. Якщо станемо охолоджувати цю масу, тоді частинки знову збираються в окремі зерна або кристали і ця угруповання продовжується до тих пір, поки сталь не охолоне до деякої певної температури близько 700 , нижче якої кристалізація відбуватися вже не може (див. Критичні точки стали). Чим більше нагріта сталь, тобто чим більше розм'якшена, і чим повільніше і спокійніше вона остигала, тим більше свободи і часу мали частинки для цього угруповання. Якщо ж під час цього охолодження воспрепятствуем часткам вільно збиратися в окремі зерна ударами молота або вальцюванням, або за допомогою швидкого охолодження не дамо часу до подібної угрупованні, або, нарешті, якщо сталь нагріємо тільки до температури і дозволимо їй повільно остигати від цієї температури, нижче якої кристалізація неможлива, то у всіх цих випадках отримаємо більш-менш дрібнозернисте додавання. Якщо зупинити ковку при температурі вище 700 , то угрупування частинок знову можлива і структура сталі буде залежати від цієї температури. Якщо ж, нарешті, нагріємо болванку до дуже високої температури і дозволимо болванці деякий час остигати без кування, то кристалізація може прийняти такі розміри, що сталь втрачає властивості ковкості і носить назву перегрітої сталі.

Треба зауважити, що ці чудові дослідження були зроблені р. Черновим ще в 1860-х рр.., І що вони послужили вихідною точкою для всіх подальших досліджень і теперішніх теорій стали. Таким чином, на зміну структури, від якої залежить в'язкість і міцність сталі, має вплив головним чином ступінь нагрівання та умови остигання. Кування перешкоджає кристалізації і ущільнює пороки в болванці. Для успішності кування треба намагатися кувати швидко, щоб не залишати якого-небудь місця болванки довгий час без ударів молота. Тому при обтискача і витягуванні великих болванок, краще задовольнятися одночасно меншим ступенем обтискача та обробляти їх в декілька прийомів, проходячи ударами молота кожен раз всю нагріту частина. Крім того, не можна допускати, щоб болванка, нагріта до високої температури, чекала довго кування або остигала в грубці. При таких сприятливих умовах кристалізація відбувається дуже швидко і болванка отримує властивості перегрітої сталі. Краще тоді дати болванці спокійно охолонути, знову її нагріти до належної температури і потім кувати.

При обробці сталевих болванок має дуже важливе значення, як з економічного боку, так і щодо впливу кування на якість виробу, сила молота, тобто відношення ваги б'є частини до ваги оброблюваної болванки. Якщо прийняти вага баби G і вага болванки g, то загальноприйняте відношення G / g = 2 доходить до 1. Однак, це ставлення дуже умовне і залежить від багатьох причин, головним чином від форми виробу, прийомів кування, сорти сталі, що допускає більш або менш сильне нагрівання і, нарешті, від пристосувань, наявних при молоті. Для обтискача болванок або для виготовлення циліндричних валів відношення G / g = 1 може бути допускаеми тільки в крайніх випадках; взагалі, для успішності дії кують при відносно 2. Так, наприклад, під 5-тонним молотом можна вільно отковать гарматну трубу з болванки в 3 тонни, але для виготовлення такої ж ваги колінчастого валу, слід вжити, по крайней мере, 15-тонний молот. Чим важче молот в порівнянні з вагою болванки, тим енергійніше йде кування і тим глибше передається тиск внутрішнім верствам болванки. Слабкі удари передаються тільки поверхневим шарам, які тому ущільнюються і витягуються більше внутрішніх і відкувати болванка за цих умов має увігнуті кінці (фіг. 25). Подібного роду явища помічаються найчастіше на куванні великих болванок. Тому для їх успішної кування доводиться мати величезних розмірів молоти або ж вдаватися до частих підігрівом.

В даний час для кування сталевих болванок стали застосовувати гідравлічні преси, звані прес- молотами або жомамі. отлагая опису пристрою і дії різних систем жомов, про що буде докладно сказано в статті Прес-молот, представником яких є ковально прес Вітворта (див. Вітворт жом), порівняємо тільки в загальних рисах дію парового молота і жому на болванку. Миттєвий удар молота, з величезною спочатку живою силою і з цілковитою втратою в кінці своєї дії, поширюючись по верхній площині болванки, переходить по реакції і на нижню, стикається з ковадлом; проміжні ж верстви, виконуючи тільки передавальну роль, переміщаються, а разом з тим і ущільнюються набагато менше. Жом, з моменту зіткнення бойків з болванкою, своїм зростаючим від 0 до 3 тонн тиском передає його, у всі час нажимания, однаково всім верствам металу. Розповзання зовнішніх шарів металу, в площині нормальної до напрямку тиску, заважає тертя об поверхні бойків, і внаслідок цього, під час тиску жому, головним чином переміщаються частинки внутрішніх шарів, які ущільнюються більше зовнішніх, тобто жом виробляє дію зворотне молоту. Це, втім, може бути усунуто застосуванням більш вузьких бойків. Припущення кращих якостей металу, викуваний під жомом, ніж під молотом, поки ще не виправдовується, тим більше, що якість щільного металу залежить, головним чином, від температури нагріву болванки, від температури, при якій була зупинена кування і від умов, за яких остигала болванка. Жом має велику перевагу перед молотом в економічному відношенні, так як він прискорює К. в кілька разів у порівнянні з молотом. Однак, треба зауважити, що силою жому надто не можна зловживати. Дуже великий відразу натиск робить на поверхні складки і напливи металу, а при недостатньому нагріванні можливі надриви і тріщини в серцевині болванки. Подібним чином, як при К. під молотом, краще задовольнятися і тут невеликими натисками і намагатися скоріше пройти всю нагріту частина болванки. Якщо наклепка, тобто К. при порівняно низькій температурі під молотом, має поганий вплив на якість металу, внаслідок утворення внутрішніх натягів, то тим більше при К. під жомом вона не повинна бути допускаеми. Крім того, треба намагатися по можливості добре прогрівати центральні шари болванки, які зазнають найбільшу роботу при тиску жому. Втрата або чад металу, внаслідок утворення окалини, залежить від ступеня і тривалості нагрівання, від величини болванки і від кількості повторювальних нагрівів. Для першого нагріву, в залежності від діаметру, угар становить від 1 до 3%, для кожного наступного підігріву болванка втрачає по вазі близько 1%.


2.3. Види кування

2.3.1. Кування коней

Кування коні - прикріплення до її копитам підков, що захищають копита від пошкоджень. Ковку коні виконує коваль - коваль, що має пізнання у ветеринарній ортопедії і володіє навиками поводження з конем.

2.3.2. Художня ковка

Художня ковка - це виготовлення методом обробки металів, який має загальну назву кування, будь-яких кованих виробів, будь-якого призначення, що мають в обов'язковому порядку властивості художнього твору. Близьке до такого формулювання пояснення можна зустріти в Словник з суспільних наук. Глоссарій.ру та інших сучасних словниках.

Зразки художньої ковки

2.3.3. Виготовлення кованих виробів

Кування може бути гарячою і холодною.

Гаряча кування створюється методом нагрівання металу та надання йому потрібної форми.

У той же час холодна ковка створюється без нагріву металу. За допомогою згину або вручну, або на спеціальному верстаті, також у створенні візерунка бере участь болгарка (обрізання кінців квадратного або круглого прута), і зварювальний апарат, який збирає деталі візерунка разом.

3. Історія ковки

Кування (міді, самородного заліза) служила одним з основних способів обробки металу:

  • холодна, потім гаряче кування в Ірані, Месопотамії, Єгипті - 4-3 тис. до н. е..
  • холодна ковка в індіанців Північної і Південної Америки - до XVI в. н. е..

Стародавні металурги Європи, Азії та Африки кували сиродутноє залізо, мідь, срібло та золото. Ковалі користувалися особливою пошаною в народів стародавності, їх мистецтво оточувалось легендами і забобонами.

У Середні століття ковальська справа досягла високого рівня: вручну отковивают ручне і вогнепальну зброю, інструменти, деталі сільськогосподарських знарядь, дверей і скринь, грати, світильники, замки, годинники та інші вироби всіляких форм і розмірів, часто з найтоншими деталями; ковані вироби прикрашалися насічкою , просічно або рельєфним візерунком, розплющеними в найтонший шар листами сусального золота та бронзовою потали.

У XIX в. ручна художня ковка була витіснена штампуванням і литтям, інтерес до неї відродився в XX в. (Роботи Ф. Кюна в НДР, І. С. Єфімова, В. П. Смирнова в СРСР; оформлення громадських інтер'єрів в Талліні, Каунасі та ін.)

З настанням епохи персональних комп'ютерів виробництво складних і унікальних кованих виробів, як правило, супроводжується комп'ютерним тривимірним імітаційним моделюванням. Ця точна і відносно швидка технологія дозволяє накопичити всі необхідні знання, обладнання та напівфабрикати для майбутнього кованого виробу до початку виробництва . Комп'ютерне 3D моделювання тепер не рідкість навіть для невеликих компаній [Джерело не вказано 313 днів] .


3.1. Відомі пам'ятники художнього кування

ковані ліхтарі, огорожі, грати, ворота наступних палацових і міських ансамблів:

3.2. Центри ковальського ремесла


3.3. Дослідники технології кування

  • П. П. Аносов в 1831 вперше застосував мікроскоп для вивчення структури металів
  • Д. К. Чернов в 1868 науково обгрунтував режими кування
  • радянські вчені Н. С. Курнаков, К. Ф. Грачов, С. І. Губкін, К. Ф. Неймайер та ін

Література