Ведущая ковка металла

Когда говорят 'ковка', многие до сих пор представляют кузнеца с молотом у горна. Но современная ковка металла - это сложный технологический процесс, где важны не только сила, но и точный расчет.

Эволюция технологий ковки

В нашей практике на ковка металла перешла от ручных методов к машинным еще в начале 2000-х. Помню, как первые гидравлические прессы казались чудом - но и проблем принесли немало. Например, при переходе на штамповку валов для судостроительной отрасли столкнулись с проблемой внутренних напряжений в заготовках.

Особенно сложно далась ковка металла для ответственных деталей бурового оборудования. Требовалось не просто придать форму, а обеспечить определенную структуру металла. Методом проб и ошибок пришли к комбинированной технологии: предварительный нагрев в печах с контролем температуры, потом - быстрое формование на прессах.

Сейчас в ООО Далянь Синьцзиян Индустрия для особо сложных заказов используем прессы с ЧПУ. Хотя некоторые коллеги до сих пор считают, что для 'настоящей' ковки нужен человеческий глаз и рука. Но практика показывает - там, где требуется стабильность параметров, автоматизация выигрывает.

Оборудование и его возможности

Из 102 единиц оборудования в нашем распоряжении около трети так или иначе задействованы в процессе ковки. Самые важные - конечно, прессы разного тоннажа и нагревательные печи. Но не менее важны измерительные машины - без контроля геометрии готовая деталь может оказаться браком.

Особенно гордимся прессом усилием 4000 тонн - его приобрели в 2018 году специально для крупных заказов по судостроительной тематике. Первое время были сложности с настройкой температурных режимов - перекаливали заготовки, появлялись микротрещины. Сейчас уже наработали методику.

В цехе с постоянной температурой (эти 1000 м2 очень выручают) разместили самое точное оборудование для финишной обработки поковок. Здесь же проводим контроль качества - проверяем твердость, внутреннюю структуру. Интересно, что некоторые дефекты проявляются только после механической обработки - приходится вести статистику и корректировать технологию.

Материалы и их особенности

Раньше работали в основном с конструкционными сталями, но сейчас спектр материалов значительно расширился. Наиболее сложными в обработке оказались жаропрочные сплавы для энергетики - они требуют особых режимов нагрева и охлаждения.

Запомнился случай с одной партией легированной стали - при обычных параметрах ковки получался недопустимый брак. Пришлось экспериментировать со скоростью деформации и температурными промежутками. Оказалось, что для этого сплава критичен диапазон 850-900°C - вне его начинается необратимое изменение структуры.

Сейчас для каждого материала ведем свою 'историю болезни' - записываем все параметры обработки, фиксируем результаты. Это помогает избежать повторения ошибок и оптимизировать процесс. Особенно важно для небольших партий, где нет возможности проводить много испытаний.

Практические сложности и решения

Самая частая проблема в ковка металла - неравномерный прогрев заготовки. Казалось бы, печи современные, термопары везде стоят - но все равно бывают участки с разной температурой. Особенно в крупных поковках массой под тонну.

Решили устанавливать дополнительные датчики непосредственно в зоне контакта с прессом. Также разработали методику промежуточных подогревов для особо массивных деталей. Правда, это увеличивает время цикла, но зато резко снижает процент брака.

Еще одна головная боль - инструментальная оснастка. Штампы и бойки изнашиваются, причем неравномерно. Раньше меняли по графику, теперь - по фактическому состоянию. Разработали систему быстрой замены критичных элементов - это позволило сократить простои оборудования почти на 15%.

Перспективы развития

Сейчас присматриваемся к аддитивным технологиям - не для замены ковки, а как дополнение. Например, изготовление сложных пресс-форм методом 3D-печати из специальных сталей. Пока дороговато, но в перспективе может дать интересные возможности.

Также изучаем системы автоматического контроля качества в реальном времени. Есть японские разработки, которые анализируют звук удара и вибрацию - по ним можно определить качество поковки еще до извлечения из пресса. Если удастся адаптировать под наши условия - будет прорыв.

В ООО Далянь Синьцзиян Индустрия планируем расширять участок термической обработки - это логичное продолжение ковка металла. Хотим установить новые печи с точным контролем атмосферы - для работы с нержавеющими и инструментальными сталями. Рынок требует все более сложных решений, приходится соответствовать.