Назначение кузнечных переходов

При разработке технологического процесса ковки необходимо стремиться к наименьшему числу переходов, к минимуму отходов металла и получению детали с высокими механическими свойствами.

Для создания высоких механических свойств поковки необходимо устранение в ней дендритной (древовидной) структуры, получаемой в отливках, то есть раздробление ее до мелкозернистого строения.

Поэтому при ковке ряда деталей (шестерни, валы, оси, инструмент и др.) для раздробления дендритной структуры применяют многократное обжатие поковки в продольном и поперечном направлениях.

В качестве примера разбивки кузнечной операции на переходы приведен технологический процесс ковки болта (табл. 2).

Таблица 2.

Переходы	Эскизы	Переходы	Эскизы
1. Отрезать заготовку		5. Отковать шестигранную головку:
2. Нагреть один конец заготовки		а) отковать две плоскости головки
3. Осадить нагретый конец заготовки		б) повернуть болт на 60' и отковать еще две плоскости
в) повторить пункт б
4. Высадить головку болта в подкладном штампе		6. Отковать окончательно головку в шестигранной обжимке
7. Выпрямить стержень болта

2.4. Выбор оборудования.

Оборудование выбирают по массе падающих частей ковочных молотов в зависимости от размеров заготовки и назначения операции свободной ковки (табл. 3).

Таблица 3.

Масса падающих частей молота, кг	Максимальное сечение заготовки - сторона квадрата или диаметр исходной заготовки, мм	Масса падающих частей молота, кг	Максимальное сечение заготовки - сторона квадрата или диаметр исходной заготовки, мм
осадка	вытяжка	осадка	вытяжка

2.5. Определение режимов нагрева и охлаждения.

Для нагрева поковок применяют пламенные и электрические (сопротивления и индукционные) печи.

Максимально допустимая температура нагрева t_н⁰ перед свободной ковкой для углеродистых сталей примерно на 150°С ниже линии солидуса АЕ на диаграмме железо-цементит.

Температура конца горячей обработки t_к⁰ для углеродистых сталей устанавливается на 50...70°С выше линии GSК ( по диаграмме состояния железо – углерод).

По окончании ковки при температуре более высокой, чем рекомендуемые, и последующем медленном охлаждении получают поковки из заэвтектоидной стали (с содержанием углерода более 0,8%) с грубой цементитной сеткой, а из легированной –с карбидной сеткой. Такие стали хрупки и плохо поддаются исправлению термической обработкой.

В таблице 4 приведены температурные интервалы ковки для ряда марок конструкционных углеродистых и легированных сталей.

Таблица 4.

Марки стали	Интервал температур ковки, С°
10, 15	1280...750
20, 25, 30, 35	1250...800
40÷60, 15Г÷60Г	1200...800
40ХС, 25ХГС, 25ХГСА	1150...830
20Х, 30Х, 50Х, 30ХА	1200...800

Нагревать заготовку следует равномерно во избежание резкого перепада температур в наружных и внутренних ее слоях, что может привести к образованию трещин. Нагрев до температуры 800...850⁰С ведут медленно, а затем быстрее.

Время нагрева заготовок τ, ч, в пламенных печах определяют по формуле профессора Доброхотова:

,

где D - диаметр круглой или сторона квадратной заготовки, м; К - коэффициент, равный 10 для конструкционной углеродистой и низколегированной сталей и 20 для высоколегированной и высокоуглеродистой сталей.

В формулу времени нагрева вводят также поправочные коэффициенты, зависящие от длины заготовки L₃ и ее диаметра D.

Например, при L₃/D > 3, К₁ = 1, при L₃/D = 2, К₁ = 0,98, при L₃/D = 1, К₁ = 0,71.

Охлаждение поковок после ковки должно быть равномерным и не очень быстрым, иначе возможно образование трещин.

Нельзя ставить поковки на чугунные плиты, а также оставлять на сквозняке. Поковки охлаждают (в зависимости от марки стали и размеров) на воздухе, в ящиках или колодцах на воздухе или в засыпке сухим песком вместе с печью.

Поковки мало- и среднеуглеродистых, некоторых легированных сталей (15Х — 45Х, 25Н, 30Х) охлаждают на воздухе. Поковки размером до 100 мм из высокоуглеродистых сталей (У7 – У10) и некоторых легированных сталей охлаждают на воздухе, при размерах 100...200 мм - в штабелях на воздухе, при размерах 200...300 мм – в колодце на воздухе.

Термообработка поковок применяется для устранения в них крупнозернистого строения, наклепа, внутренних напряжений и подготовки их к механической обработке. Для этой цели поковки в ряде случаев подвергают отжигу или нормализации.

3. Задание на лабораторную работу и содержание отчета по лабораторной работе.