Особенности ковки инструментальных углеродистых
сталей
Стали с содержанием углерода от 0,6 до 1,4% называются инструментальными
углеродистыми сталями. Инструментальные углеродистые стали обладают
большой твердостью. Чем больше в стали углерода, тем сталь тверже, но
зато вязкость ее меньше. Инструментальные углеродистые стали применяются
для изготовления всевозможных инструментов. В кузнечном производстве эти
стали применяются для изготовления кузнечного, слесарного инструментов,
а также штампов. Например, зубила, кувалды, слесарные и кузнечные
молотки изготовляются из стали марки У7; пробойники, обжимки и гладилки
— из стали марок У7 и У8.
При ковке инструментальных углеродистых сталей необходимо учитывать
особенности этих сталей.
Инструментальные углеродистые стали имеют сравнительно плохую
пластичность, а значит, они плохо поддаются ковке. Пластичность этих
сталей сильно ухудшается с понижением температуры. Поэтому температура
окончания ковки инструментальных сталей должна быть выше температуры
окончания ковки поделочных углеродистых сталей. В противном случае в
металле образуются трещины.
Температура нагрева инструментальных углеродистых сталей должна быть
ниже, чем температура нагрева поделочных углеродистых сталей. При этом
необходимо иметь в виду, что чем больше содержание углерода в стали, тем
ниже температура нагрева. В противном случае возможен перегрев или
пережог. Таким образом, температурный интервал ковки, т. е. разность
температур между началом и концом ковки, для инструментальных
углеродистых сталей меньше, чем для поделочных углеродистых сталей.
Поэтому при ковке этих сталей заготовку требуется чаще подогревать.
Теплопроводность инструментальных углеродистых сталей ниже, чем
теплопроводность поделочных углеродистых сталей. Поэтому нагревать их
необходимо более медленно и осторожно. Охлаждать поковки из
инструментальных углеродистых сталей надо следующим образом. После
окончания ковки изделие выдерживается на спокойном воздухе в течение
5—10 мин., в зависимости от размера поковки, так, чтобы температура
поверхности изделия была около 700°, а затем поковку зарывают в сухой
песок или шлак, где она окончательно охлаждается. Охлаждать поковки в
песке или шлаке надо для того, чтобы предупредить возможность
образования трещин. Перед ковкой заготовка, с целью выявления трещин,
плен и других внешних пороков, подвергается тщательному осмотру. Мелкие
наружные трещины необходимо перед ковкой вырубить зубилом. Кроме того,
следует проверить, действительно ли данная заготовка изготовлена из
стали той марки, из которой должно быть изготовлено изделие.
Рекомендуется один—два раза в смену (при массовом изготовлении поковок
из инструментальной углеродистой стали) проверять качество стали на
излом. Для этого отковывается брусок размером примерно 10X10 мм, который
немного надрубается, затем закаляется и ломается. Излом должен быть
матовым.
При ковке инструментальной углеродистой стали могут быть следующие
дефекты.
Поперечные трещины (ковочный крест). Причинами этого брака могут быть:
а) чрезмерно быстрый нагрев заготовки под ковку, особенно до температуры
800—900°, когда наружный слой заготовки успевает нагреться до
температуры печи, а середина остается еще холодной; наружные слои
металла расширяются больше, чем внутренние, в результате чего в середине
заготовки создаются большие внутренние напряжения, и образуются трещины;
б) неполный прогрев заготовки на всю толщину, в результате чего в
середине металл будет менее пластичен, чем снаружи, и при ковке такой
заготовки получатся трещины.
Поверхностные трещины. Трещины на поверхности заготовки образуются, если
металл быстро остывает в процессе ковки. Для предупреждения образования
поверхностных трещин, надо: а) вести ковку быстрыми и энергичными
ударами с постоянным поворачиванием (кантовкой) после каждых двух—трех
ударов; б) вести ковку так, чтобы не образовывалось острых углов и
кромок, которые быстро остывают, отчего получаются трещины. Образующиеся
острые углы надо немедленно забивать.
При появлении в процессе ковки трещинок их надо немедленно вырубать.
Если поверхность поковки охладилась (потемнела), то ковку нужно
прекратить, а заготовку нагреть.
Раскалывание. Раскалывание заготовки от ударов молота на несколько
кусков получается тогда, когда металл пережжен.