5.5. Особенности ковки легированных и инструментальных сталей

Поковки из легированных и инструментальных сталей, как правило, предназначаются для изготовления наиболее ответственных деталей машин и должны быть всегда вы­сококачественными. Поэтому при нагреве и ковке их необходимо вести ступенчатый режим нагрева. Поковки надо ковать частыми и сильными ударами, при этом пово­рачивая их после каждых двух-трех ударов и постоянно следить за тем, чтобы на заготовке не образовывались острые углы и кромки. При ковке на молотах следует использовать узкие бойки, чтобы хорошо проковать сталь. Нужно обязательно делать осадку не менее 2—3 раз в зависимости от характера ковки. После каждой осадки и последующей протяжки заготовки требуется подвергать промежуточному отжигу. Ковку следует за­канчивать при температуре на 30 ... 50 °С большей, чем температура конца ковки (см. табл. 5.1). При невыпол­нении этих требований (особенно режима нагрева и конца ковки) в металле образуется не наклеп, как у углероди­стых сталей обыкновенного качества, а трещины. Нак­леп — устранимый дефект, а трещины чаще всего при­водят к окончательному браку.

Перед ковкой инструментальной стали марок У7 ... У 13 рекомендуется убедиться, из той ли марки стали полу­чена заготовка. Для этого из нее отковывают брусок сече­нием 10 х 10 мм, который надрубают, затем закаливают и ло­мают. В месте излома металл должен иметь матовый цвет.

Из приведенного видно, что изготовление поковок из легированных и инструментальных сталей более трудо­емко, чем из углеродистых сталей обыкновенного ка­чества.

Глава 6 Размеры и масса поковок и заготовок

6.1. Подготовка металла к ковке

Поступивший в кузницу или ремонтную мастерскую металлопрокат должен храниться на специальных стел­лажах в определенном порядке по профилям (сортам), размерам проката и маркам сталей.

Подготовка металла к ковке включает выбор профиля и, при необходимости, определение марки стали, раздел­ку проката на заготовки, обнаружение и устранение де­фектов.

Выбор профиля заключается в том, чтобы подобрать его с сечением, близким к сечению поковки или с разме­рами, обеспечивающими заданную степень укова, а число нагревов было бы минимальным (лучше если нагрев будет один).

Например, требуется выбрать профиль проката для поковки, показанной на рис. 6.1. Прежде всего следует решить, из какого профиля ковать поковку: из квадрат­ного или круглого. Так как поковка круглая, то, оче­видно, лучше ее ковать из профиля с круглым сечением. При этом также надо решить, какой выбрать диаметр круга 60 или 120 мм, судя по размерам поковки. Если взять заготовку диаметром 60 мм, то будет применена операция высадки головки диаметром 120 мм. При выборе заготовки диаметром 120 мм потребуется протяжка. Если же будет найдена заготовка какого-то промежуточного диа­метра, то необходимо выпол- ^ нять операции и осадки и про- '» тяжки.

Рис. 6.1. Поковка

89

Для данной поковки менее трудоемка высадка, кроме того, деталь, полученная из такой поковки, будет прочнее'! (см. рис. 5.2, а). Поэтому целесообразным будет взять;

заготовку диаметром 62 мм с запасом на угар. ]

Если не окажется заготовки из круглого проката, то' поковку (см. рис. 6.1) можно отковать из заготовки о квадратным сечением. При этом сторона квадрата дол­жна быть равна или немного больше меньшего диаметра поковки. В этом случае придется выполнять операции протяжки и осадки.

При необходимости получить поковку с заданной сте­пенью точности укова диаметр заготовки следует опреде­лить по формуле (5.3) или (5.4).

Разрезка металла на заготовки при ручной ковке и ковке на молотах осуществляется на оборудовании (см. гл. 4) или отрубкой заготовки от проката непосредственно перед ковкой. Иногда машиной отрезают штанги, кратные трем—пяти поковкам (длиной 500 ... 800 мм), которые легче нагревать, переносить и разрубать на заготовки, а после отковки готовой или полуготовой поковки ее отрубают от штанги и куют следующую такую же по-~| ковку (см. рис. 9.4, а).

Дефекты обнаруживаются непосредственно в прокате до разделки его на заготовки или непосредственно в за­готовках. Прокатанные профили могут иметь следующие дефекты.

Трещины в металлопрокате могут появиться при про­катке, если перед прокаткой слиток был недостаточно про­грет. Трещины могут появиться в готовом прокате при транспортировании и резком охлаждении после прокатки или просто из-за хранения при минусовой температуре.

Волосовины — это бороздки на поверхности металло-проката, похожие на вытянутые волосины. Они возникают при прокатке вследствие вытягивания газовых пузырей, остатков шлака, раковин и др. Волосовины не всегда видны невооруженным глазом, однако при ковке они могут раскрыться и превратиться в глубокие трещины.

Закаты образуются путем закатки заусенцев, которые иногда появляются на промежуточной стадии прокатки, а при последующей прокатке вдавливаются в тело про­филя и закатываются в складку.

Подрезы, царапины и риски образуются при прокатке в валках, имеющих на поверхности задиры, заусенцы, вмятины и другие неисправности.

90

Плены образуются при прокатке слитков, имеющих на поверхности застывшие заливины и брызги металла. Заливины и брызги раскатываются в тонкие пластины (плены) и вдавливаются в металл. Толщина плен дости­гает до 1,5 мм. При ковке они заковываются в металл и могут как бы разделять его на части или, при отделении, образовывать углубления.

Флокены проявляются в Ъиде скоплений мельчайших трещин или пятен белого цвета, образующихся в резуль­тате выделения в металле растворенных газов. Обнаружи­ваются флокены на поверхности среза при обрезке заго­товок или механической обработке, а детали при наличии флокенов во время закалки растрескиваются. Дефекты в виде флокенов наблюдаются в прокате из легированных сталей, поэтому поковки из этих сталей следует охлаж­дать медленно.

Неметаллические включения, имевшиеся в слитке, при прокатке могут оказаться в середине проката. Они, как и флокены, обнаруживаются на поверхностях среза.

В кузницах поверхностные дефекты в основном обна­руживают путем осмотра тщательно очищенного проката или заготовок. При обнаружении каких-либо дефектов их вырубают зубилом, зачищают на наждачно-заточных станках, а иногда дефекты исправляют на поковках в го­рячем виде.

Нельзя помещать в горн или нагревательную печь заготовки, которые имеют дефекты, так как при нагреве они обязательно раскроются и разовьются. Если же они остались незамеченными, то изготовленная из такой по­ковки деталь машины быстро сломается, что может при­вести к аварии.