Technologia kucia odkuwek stalowych

Nagrzewanie odkuwki ze stali przed kuciem, odbywa się w piecach płomiennych (na paliwo stałe, ciekłe lub gazowe), przeważenie komorowych, w nagrzewarkach elektrycznych ( oporowych lub indukcyjnych ) oraz w kąpielach solnych. Poda względem zastosowania, piece i urządzenia można podzielić na następujące rodzaje

a ) do nagrzewania miejscowego ( ogniska kowalskie, piece szczelinowe, piece oczkowe )

b ) do nagrzewania lekkich i średnich wsadów ( piece komorowe i piece karuzelowe )

c) do nagrzewania ciężkich odkuwek i wsadów ( piece przelotowe, przepychowe, przepychowo – wypychowe, piece z ruchomym trzonem )

d ) do bez zgorzelinowego nagrzewania odkuwek ( nagrzewarki oporowe, nagrzewarki indukcyjne, wanny solne ).

Komora pieca do nagrzewania odkuwek, powinna mieć temperaturę wyższą o około 100*C od temperatury początkowej kucia. W przypadku stosowania tak zwanego nagrzewania szybkościowego, temperatura pieca powinna być niższa o około 100 do 150*C od temperatury początku topnienia wsadu.

Temperatura nagrzewania odkuwek zależy do technologii kucia, oraz od rodzaju przekuwanej stali. Im dana stal ma mniejszą zawartość w składzie chemicznym węgla, tym wyższa może być temperatura nagrzewania. Należy zwrócić uwagę że zbyt wysoka temperatura nagrzewania może spowodować za duży rozrost ziaren w stali lub przepalenie metalu.

Ze spadkiem temperatury metalu, opór plastyczny znacznie wzrasta a tym samym zwiększa się nacisk na narzędzie oraz zwiększa się znacznie zużycie narzędzia. Zbyt niska temperatura może być również powodem znacznego pogorszenia się własności plastycznych odkuwki aż do kruchości i pękania przekuwanego metalu włącznie.

Przez zakres temperatur kucia należy rozumieć zakres pomiędzy najwyższą dopuszczalną temperaturą nagrzewania wsadu a najniższą dopuszczalną temperaturą zakończenia procesu kucia, przy czym należy pamiętać że różne rodzaje i gatunki stali mają różne zakresy temperatur kucia.

Czas nagrzewani wsadu zależny jest od wymiarów wsadu, rodzaju oraz od jego sposobu ułożenia w piecu. Wśród wielu wzorów do obliczania czasu nagrzewania odkuwek w piecach kuźniczych, najprostszy jest wzór

T = a x k x D x √D

T – czas nagrzewania

a – współczynnik poprawki zależny od rozmieszczenia wsadu w piecu

k – współczynnik wynoszący

· K = 10 dla stali węglowej zawierającej do 0,4% węgla

· K = 20 dla stali węglowej zawierającej ponad 0,4% węgla i dla stali stopowej

D – średnica wsadu o przekroju kołowym lub bok kwadratu m

Zimny wsad ze stali węglowych o znacznych wymiarach oraz stale stopowe nagrzewa się zazwyczaj stopniowo z przetrzymywaniem odkuwki przy pewnych temperaturach. Dla stali węglowej narzędziowej, czas nagrzewania należy odpowiednio zwiększyć o około 25 – 50% Dla stali wysokostopowych konstrukcyjnych i narzędziowych czas nagrzewania powinien być dłuższy o 50 do 100%.

Wysoka jakość odkuwki zależy nie tylko od sposobu nagrzewania i kucia stali, lecz także od szybkości studzenia gotowych odkuwek. Rezultatem stygnięcia odkuwek jest kurczenie się metalu oraz zmiany wewnętrzne w jego strukturze.

Skurcz metalu przy jego zbyt szybkim chłodzeniu jest różny w różnych warstwach odkuwki. Warstwy zewnętrzne szybciej się kurczą niż warstwy wewnętrzne , powstają wówczas w nich naprężenia rozciągające, mogące doprowadzić do pęknięć materiału. Z tych względów studzenie odkutych przedmiotów - wykonanych zwłaszcza ze stali stopowych – powinno następować w określonych warunkach. W praktyce stosowane są następujące sposoby studzenia odkuwek.

1.Na powietrzu

2.Na powietrzu w stosach

3.W dołach

4.W dołach wypełnionych suchym piaskiem, popiołem lub bardzo drobnym żwirem

5.Wraz z piecem

a) szybkość studzenia za kresach od 700 do 400*C – około 25*C na godzinę

b) szybkość studzenia za kresach od 400 do 100*C – około 35*C na godzinę

Ze względu na sposoby studzenia stale podzielono na 6 grup w których sposób studzenia uzależniono od rodzaju stali z których wykonano daną odkuwkę.

Tagi: kuźnia, kuźnia matrycowa, odkuwki, odkuwki swobodne, pręty kute, Stal, stal kuta