Поковки и их производство, гарантия качества отечественных деталей

Поковки – это изделия или заготовки, изготовленные из конструкционной, нержавеющей и жаростойкой стали путем горячей штамповки или ковки. Они отличаются высокой прочностью, отсутствием полостей и пластичностью, что делает их очень востребованными. Главная цель поковок – обладать большой стойкостью к износу, способностью выдерживать ударные нагрузки и высокое напряжение. Именно поэтому многие отрасли, особенно атомная и металлургическая, устанавливают повышенные требования к этим деталям. Производство поковок осуществляется в соответствии с особым чертежом, который содержит регламентированные виды штампов и технологические процессы.

Поковки и их виды

Области применения поковки

Прессовые поковки: для производства таких поковок используется специальная форма, в которую помещается необходимое количество металла, а затем на него наносится давление с помощью пресса. Этот метод изготовления называется штамповкой. Прессовые поковки чаще всего применяются в машиностроении.

1. Углеродистые поковки: они изготавливаются из особо прочных марок углеродистой стали с использованием методов горячей штамповки или ковки.
2. Легированные поковки: эти поковки изготавливаются из специальных разновидностей стали, что позволяет изменять их физические свойства в соответствии с требованиями.
3. Молотовые поковки: они применяются в машиностроении. Благодаря использованию кузнечнопрессового молота получается высококачественная заготовка с хорошей эластичностью.
4. Нержавеющие поковки: для их производства используется нержавеющая сталь. Они часто применяются для изготовления газовых турбин, валов и роторов.
5. Инструментальные поковки: это поковки из легированной или углеродистой стали, которые используются для производства инструментов.

Методы обработки поковки

Поковки подвергаются различным методам механической обработки, таким как фрезерная и токарная обработка, шлифовка изнутри и снаружи, глубокое сверление, хонингование и обработка в расточных стаканах. Также для придания большей прочности поверхностному слою поковки могут быть подвергнуты отжигу и закалке. Дополнительно, возможны такие методы обработки, как азотирование, цементация, цинкование, гальванизация, хромирование и другие.

Процесс изготовления поковки

Производство поковок включает несколько ключевых этапов:

Подбор материала для поковки

На первом этапе выбирается подходящий металл или сплав в зависимости от требований к конечному продукту. Чаще всего используются углеродные и легированные стали, алюминиевые и титановыми сплавы.

Подготовка заготовки для поковки

Заготовка из металла подвергается нагреву до пластичного состояния. Это может быть сделано в печах с контролируемой температурой или с помощью индукционного нагрева. При нагреве заготовки из металла до пластичного состояния происходит идеализация его структуры, что позволяет значительно облегчить последующую обработку. Важно поддерживать стабильный температурный режим, чтобы избежать перегрева, который может привести к изменению свойств металла. В печах с контролируемой температурой возможно точно регулировать температуру, что обеспечивает равномерное прогревание всей заготовки.

Поковочное формирование

Поковочное формирование представляет собой одну из ключевых технологических операций в металлообработке, позволяя получать детали с высокой прочностью и однородной структурой. Нагретая заготовка помещается в пресс или кузнечный молот, где под воздействием силы происходит ее деформация. В зависимости от требуемой формы поковки, процесс может быть выполнен в различных режимах: свободной ковкой, штамповкой или ротационной ковкой.

Охлаждение и термообработка поковки

После формирования поковки она медленно охлаждается, что предотвращает появление внутренних напряжений, после чего наступает термообработка. Во время нее важно учитывать температурный режим и время выдержки, так как именно эти параметры влияют на конечные свойства металла. В процессе закалки материал подвергается резкому охлаждению, что может значительно увеличить твердость, но также может привести к образованию внутренних напряжений и растрескиванию. Поэтому после закалки часто применяется отпуск, который помогает снять напряжения и улучшить пластичность, возвращая материал к более устойчивому состоянию. В некоторых случаях проводится термообработка для улучшения механических свойств.

Механическая обработка поковки

Механическая обработка поковки является ключевым этапом в производственном процессе, поскольку от ее качества зависит последующая эксплуатация изделия. На этом этапе поковки подвергаются механической обработке для достижения заданных размеров и форм. Это может включать токарные, фрезерные и шлифовальные операции.

Контроль качества поковочного производства

Завершив все этапы производства, поковки проходят контроль качества, который включает визуальный осмотр, измерение геометрических параметров и испытания на прочность. Контроль качества поковочного производства является критически важным этапом, который обеспечивает соответствие конечной продукции установленным стандартам и требованиям. Визуальный осмотр проводится для выявления поверхностных дефектов, таких как трещины, поры и другие негерметичности, которые могут негативно сказаться на прочности и долговечности детали.

Преимущества поковок

Поковки обладают рядом преимуществ по сравнению с другими методами получения деталей:

• Высокая прочность: процесс ковки значительно улучшает структуру металла, повышая его прочностные характеристики.
• Надежность: поковки меньше подвержены образованию трещин и дефектов, что делает их более надежными в эксплуатации.
• Экономия материала: производство поковок позволяет минимизировать отходы, так как материал перерабатывается эффективно.
• Широкий диапазон применения: поковки используются в самых различных отраслях — от автомобилестроения до авиации и энергетики.

Поковки: классификация по номенклатуре

Поковки подразделяются по номенклатуре на такие виды, как цилиндры; гладкие валы круглого, прямоугольного сечения; штамповые кубики; раскатные кольца, плиты; диск с отверстием и без. Благодаря поковке, могут производиться самые разнообразные детали (коленчатые валы, шатуны, кольца подшипников, ролики, зубчатые колёса, рычаги, лопатки турбин и пр.).

Поковки: виды по изготовлению

Существует два вида методов изготовления поковок: кованные и штампованные. Кованный метод предусматривает свободное положение металла во время ковки, что приводит к получению продукта с высокой пластичностью и прочностью. Для этого используются кувалда, молот и различные прессы. Штампованный метод, в свою очередь, обеспечивает наиболее точную форму детали. Он может быть холодным или горячим, при котором металл нагревается и становится более пластичным и эластичным. Данный метод изготовления имеет ряд преимуществ, таких как точность формы, гладкая поверхность, возможность одновременного изготовления нескольких поверхностей детали, отсутствие ограничений в сечении, повышение производительности и снижение расходов на материал.

Сферы применения поковок на производстве

Поковки отличаются прочностью, пластичностью и надежностью, поэтому они широко используются в отраслях, где детали должны выдерживать повышенное напряжение, усталость и ударную нагрузку. Такие отрасли, как энергетика, атомная, химическая, металлургическая, машиностроительная, горнодобывающая, судостроительная и автомобилестроительная промышленность, нашли для себя применение поковок.

Использование поковок в металлургической отрасли

Металлургическая отрасль является одним из самых крупных потребителей поковок. Здесь они используются для изготовления трубных заготовок, рабочих валков, заготовок колон прессов, плит по штамповке и для горячей и холодной прокатки. В нефтехимической промышленности поковки применяются в качестве патрубков.

Поковки в энергетической отрасли

В энергетике поковки используются для изготовления роторов, валов генераторов, гидровалов и газовых турбин. В строительной отрасли они выполняют роль прутиков, а в цементной промышленности — валов. В судостроении поковки используются в качестве гребных и промежуточных валов.

Применение поковок в горнодобывающей промышленности

В горнодобывающей промышленности поковки играют ключевую роль в обеспечении надежности и долговечности критически важных компонентов оборудования. Они используются в качестве осей, валов и шестерней, которые подвергаются значительным механическим нагрузкам и вибрациям. Высококачественные поковки способны выдерживать тяжелые условия эксплуатации, что уменьшает риск поломок и простоев производственного процесса.

Если вы ищете поковки высокого качества, обратитесь в ПК «Спецмаш»!