Отходы при ковке

Отходы при ковке бывают следующие: угар, обрубки, выдра (при ковке полых поковок), прибыльная и поддонная части (при ковке из слитков), остатки (при ковке из большего, чем по расчету, слитка или некратного проката), с захватом для держания поковки (когда для захвата недостаточно металла поддонной или прибыльной частей слитка).

Угар. При нагреве холодных заготовок углеродистой или среднелегированной стали в пламенных печах от комнатной до ковочной температуры отходы на угар в среднем составляют 2-2,5% от объема или веса нагреваемого металла; при нагреве от температур 500-800° С до ковочной - около 1,5% и при нагреве от 500-700° С до 900-950° С - около 0,5%.

Угар при нагреве высоколегированной стали (коррозионностойкой, жаростойкой, жаропрочной и т. п. в 2-3 раза меньше указанного выше.

Общий угар можно уменьшить, если сократить число нагревов. Чтобы предохранить металл от остывания в процессе ковки, его целесообразно покрывать асбестом в виде полотна или листов, которые для увеличения срока службы прикрепляют проволокой к тонкому листовому железу. Теплоизоляция особенно полезна при ковке длинных поковок. Эффективность ее можно определить по графикам (рис. 31). Рис. 31. Графики  для определения времени охлаждения металла на воздухе и под асбестовыми кожухами: I - кожухи с зазором до 50 мм; II - кожухи с зазором 50 - 120 мм

Для пользования графиком необходимо установить:  

• фактическое время ковки т;
• температурный интервал ковки t-t₁;
• наименьшую температуру начала ковки t₃;
• наименьшую температуру поковки при посадке на охлаждение t₂.

Пользуются графиком следующим образом.

1. По кривым, обозначающим диаметры, находят время охлаждения тх от температуры t до температуры t₃.
2. По кривым в верхней части определяют средний коэффициент замедления охлаждения К_ср при использованим изоляции в интервале температур t-t₃
   
   где К₁ - коэффициент замедления охлаждения при температуре t₁; К₂ - коэффициент замедления охлаждения при температуре t₃.
3. Вычисляют время охлаждения τ₂ металла под изоляцией
   
   τ₂ = τ₁К_ср
   
4. Устанавливают объем ковки, который можно выполнить за время τ₂.
5. По кривым, обозначающим диаметры, определяют время охлаждения τ₃ исходного сечения в интервале температур t₃—t₁ и время τ₄, с учетом того, что при ковке металл остывает медленнее, чем на воздухе, примерно в 1,5 раза.
6. По времени τ₄ находят объем работ, который можно выполнить после снятия изоляции. Если τ₂ + τ₄≥τ, ковку можно провести за один нагрев, если τ₂ + τ₄ <τ, - необходим подогрев.
7. По кривым, обозначающим диаметры, определяют время охлаждения τ₅ ранее откованных частей до температуры t₂, в зависимости от которого производится их изоляция.

В табл. 71 и 72 приведены сведения о поковках из углеродистой и среднелегированной стали, которые можно отковать под прессом за один нагрев.

Таблица 71. Длина поковок круглого сечения из углеродистой и среднелегированной стали, получаемых ковкой под прессом за один нагрев

Таблица 72. Длина поковок прямоугольного сечения из углеродистой и среднелегированной стали, получаемых ковкой под прессом за один нагрев до 1220-1250°С

Обрубки. Минимальный вес концевых обрубков при ковке под молотами (с уковкой более двух) и прессами (с уковкой более трех) можно определить по номограммам, представленным на рис. 32. Для поковки прямоугольного сечения соединяют прямой точки, соответствующие значениям Н и В, и на ее пересечении со шкалой g находят вес обрубка. Вес обрубка поковки круглого сечения находят по соответственным шкалам D и g.

Объем обрубков круглого и прямоугольного сечения можно также определить по следующим рекомендациям: для круглых сечений с диаметром D Vоб = 0.23D3 - при ковке под молотом; Vоб = 0,21 D3 - при ковке под прессом; для прямоугольных сечений с размерами В и Н Vоб = 0,3В2Н - при ковке под молотом; Vоб = 0,28В2Н - при ковке под прессом. В случае ковки с уковкой У<2 на молотах и У <3 на прессах (с нормальной подачей) коэффициенты в формулах или полученный вес обрубков по номограммам можно уменьшить на 20-30%. Рис. 32. Номограмма для определения концевых обрубков при ковке: а - молотами; б - под прессами

Выдра. Величину отходов на выдру ориентировочно определяют по табл. 73

Таблица 73. Объем отхода на выдру

Прошивка	Эскиз		h	V
	про- шивка	выдры
С подкладным кольцом прошивнем:
сплошным			(0,70-0,75) Н	(0,55-0,60) d2H
полым			1,1 Н	l,1775D2+(0,8635 хН - 1,1775) d2
Без подкладного кольца сплошным прошивнем			(0,20—0,25) Н, но не более 170 мм прошивкой	(0,15-0,20) d2H

Н - высота заготовки перед прошивкой

Отходы с прибыльной и донной частями слитка. Отходы с прибыльной частью составляют 14-30%, а с донной 4-7%. При ковке полых поковок они меньше, чем при ковке сплошных. Если полые поковки изготовляют из слитков, отлитых без прибыльной части, то отход с верхней частью слитка составляет 8-12%. Для уменьшения отхода с донной частью ее удаляют от сечения поковки, так как при удалении от сечения слитка вместе с донной частью захватывается качественный металл. Увеличенный отход с донной частью назначается для поковок ответственных деталей.

Остатки. Остатки получаются при большем весе слитка или катаной заготовки, чем необходимо по расчету. Величина остатков определяется конкретными условиями.

Хвостовики. Обычно для хвостовиков используют металл прибыльной или донной части. Однако его часто бывает   недостаточно;  в этом случае захватывается металл годной части слитка, поступающий затем в отход.