Ковка Ковка или кование - механическая обработка, посредством которой тягучий металл (в нагретом состоянии) уплотняется, сращивается, или получает желаемую форму. Ковку, как правило, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или перехода. Для стали температурный интервал 800-1100 `С., для алюминиевых сплавов - 420-480 `С. ковка без применения штампов - т.н. свободная ковка. 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. Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании - молотах с массой падающих частей от 1 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 К. используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы. 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. 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. Основные операции ковки прошивка и др. Ковка железа и стали по технологии конца 19 в. При написании этой статьи использовался материал из (18901907). Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными: обжимка криц - ковка, при которой происходит уплотнение и частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы ( ) (см. ). сварка - ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара (см. ). а обыкновенная ковка - это уплотнение и придание желаемых форм предмету. В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую. инструменты ручные молоты (небольшие), которыми , сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет. механические молоты. Важный элемент механического молота наковальня, или нижний , на который кладется предмет. кузнечные , которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладет на наковальне и поворачивает предмет во время ударов молота. подъемные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время К. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу. процесс ковки нагрев болванки Для изготовления предметов путем ковки берется отлитая стальная болванка. Ее 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 (см. ). Для крупных - пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших болванок устраивают газовые печи. Печь сперва разогревают до темно-красного каления. Затем в нее помещают горячую болванку. (В холодных болванках внутренние слои всегда находятся в более или менее напряженном состоянии из-за условий, в которых они после отливки затвердевают. Если в горячую печь положить холодную бованку, 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 темно-красного каления и сразу же после вынимания из формы для отливки ее следует поместить в печь. Если это не удалось, и болванка начала остывать, то прежде чем поместить ее в ее в печь, ее надо зарыть в горячий мусор для более медленного остывания. Если она остынет сильно, то надо ее подогреть на полу мастерской. Даже после подогрева на полу в болванке могут возникнуть внутренние трещины. Чтобы избежать такой порчи болванки, ее надо сначала подогревать только с концов. Тогда нагрев будет идти по направлению оси болванки, от ее концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет равномерней. Предварительный подогрев - достаточно до 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 тем делается мягче, легче её обрабатывать под молотом и тем успешнее идет ковка. Однако этим опасно злоупотреблять - чем выше нагрета сталь, тем она больше стремится кристаллизироваться при остывании, из-за чего может уменьшиться связь между отдельными кристаллами (зернами), 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 назввается перегревом стали. Перегрев стали не следует путать с пережогом стали. Пережог влиет 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 и приближается к железу. Пережженая сталь ни на что не годится, тогда как перегретую еще можно поправить. Чем тверже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твердостью стали: мягкая сталь переносит ковку даже при сварочном жаре, около 1300` С. твердую инструментальную сталь выше 1000` С ковать уже опасно. для средних сортов стали температура 1000` С совершенно достаточна для ковки и вполне надежна. 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 Стальная болванка - это не одно сплошное однородное тело. Она переполнена внутри раковинами и пустотами различной формы и величины. Поэтому сразу после выдачи болвани из печи их уплотняют - ударами молотка обковывают болванку кругом, начиная от середины к нижнему концу болванки, затем к верхнему , прибыльному. Это называется « обжимкой болванки». Образовавшаяся во время нагрева окалина на поверхности болванки частью сама отваливается при , частью отбивается ломиками и счищается метлой. Поэтому болванка отливается значительно большего размера и веса по сравнению с задуманным предметом. Отношение площади поперечного сечения болванки к площади готового изделия принимали раньше от 6 до 10. Теперь, при более плотных отливках, довольствуются отношением от 3 до 4. 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 таже имеют разные названия. Заготовка сплошных цилиндров. При такой заготовке болванки производится на вырезном нижнем бойке, где после каждых нескольких ударов молота её поворачивают на 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, причем 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 и трещин, отрубают прибыль и разрубают на куски; после вторичного нагрева каждый кусок немного осаживают, или сплющивают в виде лепешки. 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