Осадка

Осадку применяют, когда необходимо:

получить поковку или участок ее с поперечным сечением, большим, чем сечение заготовки или слитка;
увеличить уковку;
уменьшить анизотропию механических свойств и улучшить эти свойства в осевом и поперечных направлениях поковки;
более равномерно распределить и измельчить карбиды в сталях карбидного класса;
выровнять торцовые поверхности заготовки и увеличить поперечное сечение перед прошивкой.

Осадкой в целях увеличения уковки, уменьшения анизотропии механических свойств следует пользоваться с учетом того, что уковка положительно влияет до известного предела и что улучшение механических свойств в поперечных направлениях приводит к снижению их в осевом направлении.

Неравномерность нагрева способствует в процессе осадки искривлению продольной оси и смещению ликвационных зон.

Слитки с подкорковыми дефектами надо предварительно обжимать для заварки последних, чтобы предотвратить их вскрытие в процессе осадки.

Степень деформации при осадке выражается в процентах:

где Н₀ и Н₁ - исходная и конечная высоты заготовки.

В обычных условиях осадки в результате неравномерности деформации заготовка приобретает бочкообразную форму. Повышению равномерности осадки способствуют:

уменьшение трения на поверхности контакта металла с инструментом путем повышения чистоты его обработки и применения (при осадке на прессе) смазок;
использование нагретых прокладок толщиной 15-20 мм между инструментом и торцами заготовки из низкоуглеродистой стали; применение плоских выточек для удержания смазки на торцах заготовки глубиной 1-3 мм при ширине 1-2 мм.

В качестве смазок используют сухие древесные опилки, стеклосмазки, графит с машинным маслом, водный раствор коллоидного графита (5-10%) и жидкого стекла (15-20%) и др. Определение величины бочкообразное поковки приведено в литературе.

Во избежание продольного изгиба (искривления) не рекомендуется осадка заготовок с отношением высоты к диаметру или к меньшей стороне сечения больше 2,5.

Исправление возникшего искривления в поковке необходимо проводить немедленно (рис. 7). По мере ликвидации искривления по способу рис. 7, а контактную поверхность увеличивают до полного перекрытия всего торца заготовки. При применении способа рис. 7, б окончательное исправление проводят способом рис. 7, а. В малопластичных сталях при ковке по способу (рис. 7, б) могут образоваться глубокие поперечные трещины на вогнутой части.

Рис. 7. Исправление изгиба при осадке

Разновидности осадки

Осадка заготовок или слитков без хвостовика для получения поковок типа дисков или под последующую прошивку.
Осадка заготовок или слитков с хвостовиком (выступом) для получения поковок с местным утолщением (высадка) или как предварительная операция перед последующей вытяжкой. В качестве инструмента применяют плоские или вогнутые плиты, причем в нижней плите есть отверстие для хвостовика.
Осадка (высадка) в подкладных кольцах для получения поковок типа фланцев и дисков с одним или двумя выступами.
Отверстия в кольцах выполняют обычно с уклоном до 7° к высаживаемой части в зависимости от сложности извлечения поковки из колец. При рысадке средней части заготовки с применением двух колец уклон по внутреннему отверстию одного кольца обязателен.

Выбор молота. Вес падающих частей молота, необходимый для осадки заготовки круглого или квадратного сечения, можно определить по формуле

где D₁ и Н₁ - диаметр и высота заготовки после осадки в мм; σ_s - напряжение текучести металла при температуре осадки, приближенно равное пределу прочности при той же температуре в кГ1мм2; ε_к - степень деформации за последний удар, принимается ε_к = 0,025 - для крупных и ε_к = 0,060 - для мелких поковок; V - объем заготовки в см3.

На рис. 8 приведена диаграмма для выбора веса падающих частей молота при ковке с осадкой поковок шестерен (без помощи манипулятора).

Рис. 8. Диаграмма для выбора веса падающих частей молота для ковки поковок типа шестерен. (Поковки с размерами D < 200 мм и h < 100 мм рекомендуется изготовлять на молотах с весом падающих частей 750 кг и ниже)

Выбор пресса. Усилие пресса, необходимое для осадки заготовки круглого и квадратного сечения, можно определить по формуле

где ψ - масштабный коэффициент (гл. I, табл. 18); F - площадь поперечного сечения поковки после осадки в мм2.

Остальные обозначения те же, что и в предыдущей формуле.

Пример. Определить усилие пресса, необходимое для осадки заготовки из стали с σ_в = 60 кГ/мм2 с исходными размерами D₀ = 740 мм, Н0 = 1200 мм до высоты Н₁= 600 мм. Предел прочности стали при температуре осадки σ_s≈σ_в = 2,2 кГ/мм2, ψ≈0,75.

1. Средний диаметр после осадки