Kovářství. Zpracování kovů za tepla. Kování

Zpracování kovu za tepla, tj. zpracování kovu v zahřátém stavu, se provádí v případech, kdy je nutné změnit tvar kovu bez jeho destrukce působením sil. Takové zpracování kovu v zahřátém stavu se nazývá kování.

Kování se při výrobě sanitárních armatur používá poměrně málo, používá se pouze k výrobě ručního nářadí, prostředků pro upevnění potrubí a topných zařízení a také při provádění oprav.

Existují dva hlavní způsoby kování: volné kování a ražení.

Volné kování se provádí pomocí plochých zápustek a pomocných nástrojů, pod jejichž dopadem se kov deformuje a volně mění své rozměry.

Volné kování lze provádět na poháněných bucharech i ručně. Všechny hlavní kovací operace při volném kování spočívají ve zpracování zahřátého kovu údery hlavy kladiva nebo ručního nástroje za účelem získání výkovků nebo výrobků určitého tvaru a požadovaných rozměrů.

Při kování ražením kov, který se deformuje, vyplňuje zápustky. Rozměry výkovku jsou omezeny stěnami zápustky.

Hlavní kovací operace během kování jsou: tažení, pěchování, ohýbání, děrování otvorů, řezání a svařování. Před kováním se kov zahřeje. Po zahřátí se kov stává plastičtějším, což umožňuje větší stupeň deformace bez destrukce a snáze se kuje.

Při zahřívání kovu se v důsledku tepelné roztažnosti rozměry obrobku zvětší přibližně o 1,5 %. V důsledku toho by rozměry obrobků v zahřátém stavu, ze kterých jsou díly vyrobeny, měly být o 1,5 % větší než rozměry požadované výkresem.

Malé polotovary se ohřívají ve stacionárních a přenosných kovářských pecích s mechanickým dýmem. Velké polotovary se ohřívají v komorových pecích pracujících na různé druhy paliva.

Pevné palivo pro kovárny by mělo obsahovat minimální množství síry a fosforu, které se při zahřátí mohou chemicky spojit s kovem a snížit jeho kvalitu. Pro kovárny by se měly používat malé kousky uhlí – do průřezu 30 mm. Nejlepšími druhy pevného paliva jsou koks, dřevěné uhlí a spékací uhlí – kovárny.

Stupeň ohřevu oceli pro kování závisí na množství uhlíku, které ocel obsahuje. Čím méně uhlíku je v oceli, tím vyšší je přípustná teplota ohřevu. Například pro ocel s obsahem uhlíku do 0,1 % je teplota ohřevu 1200 °C, do 0,2 % – 1150 °C, do 0,3 % – 1100 °C, do 0,6 % – 1000 °C. Průměrná teplota ohřevu pro kování je 900-1050 °C (oranžová barva ohřevu). Čím vyšší je teplota ohřevu oceli, tím je plastičtější a tím menší úsilí vyžaduje kování. Pro zajištění vysokých mechanických vlastností výkovku je žádoucí zahájit proces kování při teplotě okolo 800 °C.

Nedovolte, aby se ocel přehřála. Při přehřátí oceli se mění její struktura: malá zrna se slévají a tvoří se větší. Hrubozrnný kov má sníženou pevnost a při kování se v něm objevují praskliny.

Teplotu ohřevu lze určit podle barvy tavby oceli s chybou maximálně ±50 °C, protože barva oceli se s rostoucí teplotou mění. Tabulka 7 ukazuje teploty barev tavby.

Drobné přehřátí kovu lze korigovat následným žíháním. Nadměrné přehřátí kovu na teplotu blízkou začátku tavení vede k oxidaci a roztavení zrn. Vazba mezi nimi oslabuje a kov ztrácí pevnost. Tento jev se nazývá přepálení. Při kování přepálený kov praská nebo se rozpadá. Při nárazu na kov létají ohnivé cákance všemi směry. Obnovit předchozí vlastnosti takového kovu je nemožné.

Při ohřevu by kov neměl být umístěn přímo naproti otvoru, kterým je do pece přiváděn vzduch pro foukání, protože to způsobí hoření kovu.

Když se uhlíková ocel, například nástrojová ocel, nadměrně zahřeje, uhlík se z povrchu spálí. Ocel se oduhličí a kvalita dílů vyrobených z těchto výkovků se zhorší.

§ 24. Kovací operace

Všechny kovací operace při ručním kování se provádějí na kovadlině za použití následujících nástrojů: hladidla, krimpovacích nástrojů, kladiva, ručního kladiva, kovářských dlát, razníků a kleští.

Tažení je operace, při které se obrobek působením úderů prodlužuje a jeho průřez se zmenšuje. Tažení se provádí na hladké straně kovadliny pomocí krimpovacího kleště nebo na rohu kovadliny (59, a, b). Pokud je nutné prodloužit celý obrobek, začíná se tažením od středu a provádí se nejprve k jednomu konci a poté k druhému. Při kování se po několika průchodech obrobek otočí o 90°, aby se opracovaly boky.

Chcete-li nakreslit polotovar čtvercového profilu, umístěte jej přes kovadlinu a postupně na něj udeřte: nejprve na jednu plochu, poté na sousední plochu, přičemž polotovar otočte o 90°. Místo každého následujícího úderu by se mělo částečně překrývat s místem předchozího.

‘ Polotovary kulatého průřezu se kreslí takto: nejprve se polotovar vykuje do čtverce, poté se čtvercový průřez kreslením zmenší na požadované rozměry. Poté se na hrany aplikují údery, které zaoblují polotovar.

Po dokončení výkresu se povrch obrobku vyhladí hladítkem (59, c).

Pěchování je operace, při které se zvětšuje průřez obrobku zmenšením jeho délky. Pěchování se nazývá úplné, pokud se zvětší celý průřez, nikoli o celou délku, a lokální, pokud se zvětší průřez konce obrobku nebo jeho středu. Lokální pěchování se nazývá pěchování. Při pěchování se zahřívá část obrobku, jejíž průřez je třeba zvětšit.

Pěchování se provádí údery kladivem, jak je znázorněno na obr. 59, g. Během plného pěchování by délka polotovaru měla být více než trojnásobek jeho tloušťky. Jinak se polotovar ohne. Chcete-li získat polotovar s kulatým průřezem, nejprve mu dejte tvar polygonálního průřezu a poté jej zaoblete krimpováním (59, d).

Pro lokální pěchování se používá spodní zařízení s otvorem, do kterého se zasouvá tyč, která má být pěchována. Při úderu na konec tyče se pěchuje pouze její konec, který vyčnívá pod spodním zařízením. Střední část obrobku se pěchuje takto: střední část se zahřeje, obrobek se svisle usadí na kovadlinu a na konec obrobku se aplikují rázy a poté se střední pěchovaná část obrobku vyhladí půlkruhovými hladidly.

U krimpování je možné konec trubky kovat, tj. zmenšit její průměr. Za tímto účelem se zahřátý konec trubky umístí na spodní krimpovací prvek a udeří se kladivem na horní krimpovací prvek, přičemž se trubka současně otáčí.

Ohýbání je operace, při které se část obrobku ohýbá pod daným úhlem k jiné části obrobku. Ohýbání se provádí na kovadlině, ze které musí ohýbaná část viset dolů tak, aby vrchol ohybového úhlu se shodoval s hranou kovadliny. Údery kladivem se aplikují na zavěšenou část, přičemž obrobek se na kovadlině drží kleštěmi a ruční brzdou, a velký obrobek – kleštěmi a dalším kladivem, které drží další pracovník.

Úhel ohybu se kontroluje pomocí šablony. V místě ohybu se kov natahuje a ztenčuje. Pokud je nutné, aby se tloušťka materiálu nezmenšovala, obrobek se v místě ohybu stlačí na požadovanou tloušťku. Tenké ocelové pásy lze ohýbat ve svěráku.

Děrování otvorů kruhového nebo obdélníkového průřezu se provádí razníky stejného tvaru. Na kovadlinu se umístí výstelka s otvorem odpovídající velikosti a profilu a na ni se umístí zpracovávaný materiál. Otvory se razí údery kladiva na razník (59, e).

Pro úspěšné děrování je nutné, aby byl obrobek rovnoměrně zahřátý na požadovanou teplotu; konce obrobku před děrováním musí být ploché a rovnoběžné. Razníky by měly být instalovány přesně svisle. Aby se zabránilo nadměrnému zahřátí, je třeba razník včas ochladit ve vodě.

Materiál se odřezává kovářským dlátem. Materiál se umisťuje podél vyznačené čáry na podřezu instalovaném v objímce kovadliny, jak je znázorněno na obr. 59, f.

Materiál o tloušťce 40 mm nebo větší se řeže ze dvou stran. Nejprve se nařeže na polovinu tloušťky na jedné straně, poté se otočí o 180° a nakonec se nařeže na druhé straně. Silný materiál lze řezat i ze čtyř stran. Nejprve se nařeže na méně než polovinu tloušťky na jedné straně; poté se obrobek otočí o 180° a nařeže se, přičemž zůstane malý můstek. Poté se obrobek nejprve otočí o 90° a můstek se napůl nařeže, poté se obrobek otočí o 180° a nakonec se nařeže. Tato metoda řezání obrobků s velkým průřezem vede k hladšímu řezu a menšímu počtu otřepů.

Při kování je často nutné nástroj kalit, aby byl tvrdý a odolný. Ocel se kalí zahřátím na 770-800 °C (třešňově červená žárnost). Po ohřátí na této teplotě se rychle ochladí v proudu vzduchu, vody, oleje nebo jiného chladicího média.

Při kalení ocel získává vysokou tvrdost. Zároveň s tvrdostí získává kalená ocel křehkost, která činí nástroj nevhodným pro použití, protože se drolí. Pro snížení křehkosti a udržení potřebné tvrdosti se ocel popouště, tj. znovu se ohřívá na 200-300 °C (nástrojová ocel) a poté se ochlazuje.

Teplota popouštění je určena tzv. popouštěcími barvami, které se objevují na leštěném povrchu oceli a mění se v závislosti na zvýšení nebo snížení teploty.

Tabulka 8 uvádí nástroje, které vyžadují kalení a popouštění, a uvádí popouštěcí barvy a odpovídající teploty ohřevu. Jakmile se objeví popouštěcí barva odpovídající požadované popouštěcí teplotě, nástroj se rychle ochladí.

Při kombinaci kalení a popouštění postupujte takto: během kalení, aniž byste nechali nástroj vychladnout pod požadovanou popouštěcí teplotu, vyjměte jej z chladicí kapaliny, rychle očistěte část povrchu pilníkem, brusným papírem a sledujte, zda se na očištěné ploše objeví požadovaná popouštěcí barva. Jakmile se objeví, nástroj rychle zcela ochlaďte.

Kalení dlát se například provádí takto: pracovní část dláta se zahřeje na 800-830 °C (světle třešňově červená barva kalení). Poté se dláto drží za hlavu kleštěmi a zahřátá část se namočí do vody, přičemž se dláto spustí do svislé polohy. Po částečném ochlazení se dláto vyjme z vody, pracovní část se pilníkem očistí od okujů a dále se chladne na vzduchu na popouštěcí teplotu, při které ocel, zachovávající si tvrdost, ztrácí křehkost získanou při kalení. Popouštěcí teplota pro dláto je asi 285 °C; je určena fialovou barvou popouštění, která se objeví na očištěném povrchu. Když se objeví požadovaná barva popouštění, dláto se nakonec ochladí ve vodě.

Svařování hmoždinky, nástroje pro děrování otvorů ve stěnách, se provádí z litiny. Za tímto účelem se kus litiny, například fragment staré sekce radiátoru, upevní na drát a současně se litina a konec svařené hmoždinky zahřívají v kovárně. Když se litina začne tavit, z rozpáleného konce hmoždinky se srazí okuje a korunka hmoždinky se zalije litinou. Roztavená litina se pevně spojí s rozpáleným koncem hmoždinky a svaří ji. Konec hmoždinky získá potřebnou tvrdost, protože povrchová vrstva korunky je nasycena uhlíkem z litiny (specifikována) a vytvrzena.

Při kování je nutné dodržovat následující bezpečnostní pravidla: pracovat v kožených rukavicích a plátěných oblecích; nosit kožené zástěry a ochranné brýle; používat provozuschopný nástroj; kleště musí odpovídat tvaru materiálu; materiál pevně umístit na kovadlinu; horké výkovky umístit na určité místo; neblokovat průchody v kovárně; výkovky opatrně nalévat, abyste si nespálili ruce a obličej vzniklou párou; při usazování konce trubky uzavřete opačný konec zátkou.

viz též: