Главная / Свободная ковка / Cведения из теории пластической деформации / Влияние состояния поверхности бойков на течение металла при ковке

Влияние состояния поверхности бойков на течение металла при ковке

Перемещение металла под бойками по высоте деформируемой заготовки согласно закону наименьшего сопротивления так же неравномерно, как и перемещение металла в длину и ширину.

При осадке невысокой цилиндрической заготовки металл течет в радиальном направлении интенсивнее в средней части по высоте и замедленнее у торцов, т. е. в местах соприкосновения заготовки с верхним и нижним бойками. Осаженная заготовка принимает бочкообразную форму.

Это явление объясняется двумя причинами: между торцами заготовки и бойками возникает трение и при контакте относительно холодных бойков с нагретой заготовкой у торцов металл охлаждается.

Поверхностное трение вследствие шероховатостей на плоскостях бойков создает значительное сопротивление течению металла и приводит к образованию зон затрудненной деформации. По мере . удаления от мест контакта с бойками зоны затрудненной деформации становятся все меньше и тем меньше их тормозящее действие на течение металла в радиальном направлении.

Чтобы снизить вредное влияние трения на течение металла, рабочие плоскости бойков тщательно обрабатывают: шлифуют, полируют, а иногда применяют специальные смазки. Охлаждающее действие бойков тоже влияет на интенсивность течения металла. Холодные бойки в местах контакта отнимают тепло от заготовки, и температура верхнего и нижнего торцов заготовки будет ниже, чем в отдаленных от них зонах.

Поэтому пластичность, а следовательно, и подвижность частиц металла по высоте будет разной: чем дальше от торцов к средней части, тем выше. Разность температур по высоте заготовки также способствует увеличению неравномерности течения металла во время ковки и усиливает образование бочкообразности осаживаемой заготовки.

При ковке высоколегированных сталей охлаждающее действие бойков молота или пресса бывает особенно вредно из-за значительного понижения пластичности металла, что нередко приводит к образованию трещин в поковках. С целью уменьшения вредного влияния охлаждения металла бойками последние перед ковкой подогревают нагретыми до высокой температуры обрубками или другими негодными для производства остатками металла.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Влияние ковки на структуру и механические свойства металла

В процессе ковки под воздействием высокой температуры и приложенных усилий металл претерпевает качественные изменения. Макроструктура слитка весьма неоднородна. Литая грубокристаллическая структура слитка при ковке разрушается.   а — литая глубокристаллическея до ковки слитка, б — волокнистая после ковки. Отдельные разрушенные части кристаллитов (зерен) вытягиваются в направлении преимущественного течения металла. Также разрушаются и вытягиваются межкристаллические прослойки…

Повышение однородности механических свойств

Для повышения однородности механических свойств слиток осаживают, а затем протягивают. Осадка и вытяжка ориентируют волокна металла в разных направлениях, благодаря чему механические свойства поковки в поперечном направлении улучшаются. При этом чем больше раздроблена литая структура слитка, тем более высокие механические свойства будет иметь поковка. Ковка способствует также завариваемости внутренних дефектов слитка — трещин и газовых…

Коэффициент уковки

Уковкой У (коэффициентом уковки) называют отношение площади поперечного сечения заготовки или слитка к площади поперечного сечения поковки, т. е. где F0 — площадь поперечного сечения заготовки или слитка; F—площадь поперечного сечения поковки. Если слиток подвергают осадке, то для определения уковки при протяжке его за F0 принимают площадь поперечного сечения осаженного слитка. При протяжке слитков механические…

Основные законы пластических деформаций (Закон наименьшего сопротивления)

Закон наименьшего сопротивления гласит, что перемещение частиц деформируемого материала возможно в различных направлениях, однако течет он главным образом в направлении наименьшего сопротивления. Поэтому протяжку металла выполняют на узких бойках, так как каждая частица металла под воздействием удара (или давления) бойка стремится уйти из под него в направлении наименьшего сопротивления. Однако необходимо помнить, что чем уже…

Схема течения металла при свободной осадке образцов

В осаживаемой цилиндрической заготовке по мере уменьшения ее высоты металл течет в стороны, но перемещение частиц контактного слоя у торцев значительно меньше, чем по образующей на боковой поверхности из-за возникновения сил внешнего трения. Поэтому заготовка принимает бочкообразный вид, а под контактными поверхностями в результате действия сил трения появляются зоны затрудненной деформации металла. а — квадратного…