§ 98. ОСОБЕННОСТИ КОВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

В промышленности, особенно в авиационной и моторостроительной, широко применяется горячая и холодная штамповка цветных металлов и сплавов. Свободной ковке цветные металлы и сплавы подвергаются редко.

Для ковки цветных металлов и сплавов служат те же машины, которые применяются и для ковки чёрных металлов, т. е. ковочные и штамповочные молоты и прессы, и соответствующий кузнечный инструмент. Ковка-штамповка цветных металлов ведётся на основе тех же правил и приёмов, которыми осуществляется ковка-штамповка чёрных металлов.

Цветные металлы и сплавы, подвергающиеся кузнечной обработке, можно подразделить на две группы: тяжёлые и лёгкие. К группе тяжёлых металлов и сплавов относятся медь, бронза, никель, нихром, латунь; к группе лёгких — алюминий, дюралюминий и сплавы магния.

Медь применяется преимущественно в электропромышленности для изготовления деталей электроаппаратуры, шин проводов и т. п. При температуре от 250 до 600° С медь имеет малую вязкость, а при температуре выше 800° С — повышенную хрупкость; поэтому при температуре выше 800° С ковать и штамповать медь нельзя. В чистом виде медь очень редко подвергается ковке и штамповке; кузнечной обработке обычно подвергаются сплавы меди — латунь и бронза.

Латунь — это сплав меди с цинком. Наиболее часто подвергается кузнечной обработке так называемая ковкая латунь, состоящая из 59% меди, 45% цинка и от 1 до 0,5% свинца. Иногда для штамповки применяется латунь, не содержащая свинец. Штампуется латунь на том же оборудовании, теми же методами, которые применяются для штамповки стали. Нагревать латунь можно в обычных кузнечных печах, которые обеспечивают равномерную температуру нагрева.

При штамповке латуни необходимо учитывать некоторые особенности. Во-первых, температурный интервал штамповки латуни небольшой — от 730 до 750° С, оптимальная температура штамповки 730–720° С. Поэтому штамповать латунь нужно очень быстро, желательно за один удар. Во-вторых, обрезка заусенцев производится при температуре ковки, т. е. 730–720° С, или после охлаждения поковки до комнатной температуры.

Бронза — это сплав меди с алюминием, оловом и другими элементами. Алюминиевая бронза хорошо куётся и штампуется на прессах и молотах. Температурный интервал ковки алюминиевой бронзы находится в пределах 900–750° С. Нагревать бронзу можно в тех же печах, которые применяются и для нагревания стальных заготовок.

Алюминий и дюралюминий — металлы серебристо-белого цвета, очень пластичные, хорошо поддающиеся штамповке.

Дюралюминий — сплав алюминия с медью (до 4,5%), марганцем и магнием (около 0,5% каждого). Температурные интервалы ковки: алюминия 475–425° С, дюралюминия 470–380° С.

Алюминиевые сплавы широко применяются в авиационной промышленности, так как они лёгкие и достаточно прочные. Нагревают алюминий и его сплавы, как правило, в электрических печах сопротивления, причём нагреваются они значительно медленнее, чем сталь.

При штамповке алюминия и его сплавов, которая может производиться как на молотах, так и на прессах, необходимо учитывать следующие особенности:

1. Весь применяемый кузнечный инструмент (штампы, бойки и т. д.) необходимо перед штамповкой подогревать до температуры 200–250° С.
2. Слитки и заготовки прямоугольной формы, как показывает опыт, штампуются лучше, чем слитки или заготовки круглой формы, которые часто при ковке дают трещины; поэтому не следует применять круглые слитки и заготовки.
3. Алюминиевые сплавы способны прилипать к поверхности штампа, отчего поковки приобретают неровную поверхность. Поэтому рабочая поверхность штампа должна быть тщательно отшлифована. Во время штамповки эту поверхность необходимо смазывать, а штампы перед работой прогревать до температуры 200–250° С. Смазкой для штампов может служить графит с растительным маслом или мазутом.
4. Смесь алюминиевой пыли с окалиной железа взрывоопасна. Между тем в одном и том же помещении кузнечного цеха нередко штампуют алюминий и сталь. Необходимо поэтому принимать меры, которые бы исключали возможность соединения алюминиевой пыли с железной окалиной, а следовательно, возможность взрыва.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ

1. Чем отличается ковка инструментальных углеродистых сталей от ковки поделочных углеродистых сталей?
2. Что может произойти с инструментальной углеродистой сталью, если её нагреть до очень высокой температуры, например до 1300°?
3. Как охлаждать поковки после их изготовления?
4. Отчего при ковке инструментальных сталей могут образоваться ковочные кресты (поперечные трещины) и как их избежать?
5. Отчего могут получиться наружные поверхностные трещины при ковке инструментальных сталей и как их избежать?
6. Отчего может произойти раскалывание заготовки на куски при ковке инструментальных сталей и как этого можно избежать?
7. Какие стали называются легированными?
8. Какие условия нужно соблюдать при нагреве слитков легированных сталей?
9. В каких печах лучше производить нагрев под ковку легированных сталей?
10. Какие основные условия нужно соблюдать при ковке легированных сталей?
11. Какими особенностями отличается штамповка бронзы от штамповки стали?
12. Какие правила нужно соблюдать при штамповке алюминия и его сплавов?