Что такое поковка? Этапы производственного процесса изготовления поковки

Сегодня обработка металлов давлением является наиболее распространенным и технически обоснованным методом получения заготовок, именуемых поковками, которые в дальнейшем подвергаются механической обработке для достижения требуемых размеров и конфигурации детали.

Поковка – это промежуточная заготовка, полученная методом пластической деформации металла, особенность которой является ее схожесть с будущей деталью или изделием по габаритным размерам и форме.

Процесс изготовления поковки проходит следующие этапы:

1. Резка проката различной конфигурации на необходимые размеры.
 

Используемый прокат может иметь круглое, квадратное, прямоугольное и многоугольное сечения. Иногда допускается применение заготовки в виде специального профиля (уголок, двутавр, швеллер)

2. Процесс деформации метала.

3. Термическая обработка поковки (нормализация и отпуск)

4. Прием готовой поковки отделом технического контроля.

Методы, используемые для изготовления поковки

Сегодня существует два основных метода получения поковки:

• Ковка – процесс деформации металлической заготовки, которая находится в пластическом состоянии и придания ей нужной формы путем воздействия ударной нагрузки бойков молота или пресса. К ковке также относят гибку, вытяжку, волочение. Отличительной особенностью ковки является то, что заготовка находится в свободном положении в процессе деформации, она не имеет четкой базировки.

Припуск под обработку кованой поковки практически в 2 раза больше, нежели у поковки полученной методом штамповки. На производстве ковку применяют только в мелкосерийном и единичном производстве двумя основными методами, это ручной или машинный.

• Штамповка – процесс деформации металлической исходной заготовки под давлением, протекающий с использованием дополнительной оснастки (специального штампа). Процесс пластической деформации осуществляется в матрице штампа, форма которой полностью идентична изготовляемой поковке. Ударным элементом, оказывающим нагрузку, выступает пуансон.
Штамповка может быть выполнена с предварительным нагревом исходной заготовки, так и без него.

Штамповка, в отличие от ковки, имеет достаточно высокую производительность, она не требует высокой квалификации рабочих, а на выходе поковка имеет более высокую точность размеров и малую шероховатость поверхностного слоя. Однако применение штампов целесообразно только в массовом и серийных производства, чтобы оправдать затраты на их дорогостоящее изготовление.

Легированная сталь марки 5ХНМ (инструментальная штамповая) широко применяется в отраслях, где к изготавливаемой продукции предъявляются высокие требования по твердости, прочности, износоустойчивости, а также где необходима высокая точность изготовления. Зачастую это инструментальное производство и станкостроение.

Поковка, полученная из стали 5ХНМ, нашла свое основное применение в конструировании и производстве прессовых штампов, ковочных агрегатов, молотов.

Сталь 5ХНМ обладает следующими механическими свойствами:

Предел прочности в – 1570 МПа
Предел текучести T – 1420 МПа
Твердость после отжига – 241 МПа
Ударная вязкость KCU – 340 кДж / м2

Анализируя физические свойства и состав базовых легирующих элементов стали 5ХНМ можно отметить, что благодаря высокому содержанию хрома – до 0,8 % и никеля до 1,8 % сталь обладает высокой твердостью, прочностью и упругостью, что позволяет избежать трещин на поверхности поковки после ее термической обработки. Входящий в состав молибден до 0,3% способствует хорошей ударной вязкости, тем самым предотвращая появление хрупкости стали после отпуска.

Поковки из штамповой стали 5ХНМ подвергают отжигу, подготавливая ее их для последующей термической обработки и обеспечивая снятия внутренних напряжений в структуре.

Для того чтобы инструмент, изготовленный из штамповой легированной стали 5ХНМ обладал максимальной твердостью и имел длительный срок службы требуется финишная термообработка. Закалка осуществляется при температуре, которая достигает 850°C, а затем производится последующий отпуск при температуре 460-520°C. 

Среда, в которой будет производиться закалка и отпуск, а также температурный режим выбирается технологом в зависимости от условий работы и испытываемой ударной нагрузки изготовляемого инструмента. Однако нужно помнить, что высокие температуры в процессе закалки могут стать причиной увеличения прокаливаемости стали и как следствие снижение ударной вязкости.

Существует также и зарубежные аналоги штамповой легированной стали 5ХНМ, которая также приобрела большую популярность в США и странах Евросоюза.

Здесь ее маркируют в соответствии своих стандартов, действующих на территории страны. Например, Т61206 или L6 на территории США и 55NiCrMoV7 в странах Евросоюза.