Kształtowanie plastyczne materiałów porowatych

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

LITERATURA:

Zenon

Krzekotowski.

Technologia

Zenon

Krzekotowski.

Technologia

kucia swobodnego i półswobodnego.

Piotr Wasiunyk. Kucie matrycowe.

Czasopisma:

Obróbka plastyczna metali. Instytut

Obróbki Plastycznej.

Hutnik.

Wiadomości

hutnicze.

Hutnik.

Wiadomości

hutnicze.

Wydawnictwo

Sigma

NOT.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

Kuźnictwo

- dział przeróbki plastycznej

obejmujący całość zagadnień związanych z

produkcją wyrobów kutych.

Produkty kuźni

- półwyroby kute i wyroby

kute.

Półwyroby kute

- kęsy i kęsiska

przeznaczone do dalszej przeróbki

plastycznej

Wyroby kute

- odkuwki swobodnie

kute, odkuwki półswobodnie kute, odkuwki

matrycowane, odkuwki o złożonym

sposobie wykonania, odkuwki specjalne.

Kuźnictwo

Kuźnictwo – początki

przemysłu

Początki przemysłu kuźniczego w Polsce wiążą się z powstaniem

hutnictwa na ziemiach Śląska, Podkarpacia i regionu Gór

Świętokrzyskich. U schyłku XVIII wieku powstają zalążki kuźnictwa

w Ustroniu (1772 r.), a na początku XIX wieku – w Ostrowcu

Świętokrzyskim (1813 r.), Katowicach (Huta Baildon – 1823),

Dąbrowie Górniczej (Huta Bankowa – 1834 r.), Zawadzkiem (Huta

Andrzej – 1836 r.), w Chorzowie (Huta Batory – 1870 r.), Glinku

k.Gorlic (1883 r.), Sułkowicach (1887 r.), Gliwicach (1900 r.).

Do większych obiektów, wybudowanych przed drugą wojną

światową, należą takie kuźnie, jak np.: kuźnia swobodna i

matrycowa przy Hucie Stalowa Wola, Hucie Andrzej w Zawadzkim

oraz przy Hucie Batory w Chorzowie.

W okresie powojennym powstały zupełnie nowe obiekty

kuźnicze w Skoczowie, Jaworze, Lublinie, Rzeszowie, Stalowej Woli,

Warszawie, Ursusie pod Warszawą, Świdniku, Gdańsku, Gliniku

Mariampolskim, Barlinku, Rudzie Śląskiej, Ostrowie Wlkp.,

Kraśniku, Poznaniu, Kielcach.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

POLSKI PRZEMYSŁ KUŹNICZY

Polska

dysponuje

znacznym

potencjałem

Polska

dysponuje

znacznym

potencjałem

produkcyjnym odkuwek matrycowych i swobodnie

kutych,

zajmując

kutych,

zajmując

6 miejsce w Europie

po Niemczech, Włoszech,

Francji, Anglii i Hiszpanii. Odkuwki wytwarzane są

przez przeszło 50 kuźni, przy czym jedynie 6% z

nich to kuźnie duże, o rocznej produkcji ponad 20

tys. ton każda.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

POLSKI PRZEMYSŁ KUŹNICZY

Wyróżnić można około 30 kuźni matrycowych i 8

kuźni swobodnych. Poza tym zarejestrowanych jest

około

40 podmiotów gospodarczych, które w swych

zakresach

działalności

gospodarczej

podają

zakresach

działalności

gospodarczej

podają

również produkcję wyrobów kutych. Są to

przeważnie podmioty małe, zatrudniające od kilku

do kilkudziesięciu pracowników.

Szacuje się, że roczna zdolność produkcyjna

wszystkich polskich kuźni mieści się w granicach

350 do 380 tys. ton

odkuwek, w tym do

200 tys.

ton odkuwek matrycowych.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

POLSKI PRZEMYSŁ KUŹNICZY

Dane statystyczne GUS wskazują na stosunkowo

małe

wykorzystanie

istniejących

możliwości

małe

wykorzystanie

istniejących

możliwości

produkcyjnych naszych kuźni. Szacuje się, że

aktualne zdolności produkcyjne krajowych kuźni

swobodnych i matrycowych wykorzystane są w

granicach od

40 do 60 %.

Średnio około

30%

wyrobów kutych kierowana jest na eksport, a 7%

jest importowanych.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wiadomości

wstępne

POLSKI PRZEMYSŁ KUŹNICZY

Aktualne wyposażenie techniczne krajowych kuźni

umożliwia produkcję wyrobów odpowiadających

obecnie wymaganym standardom jakościowym,

jednak niski stopień mechanizacji i automatyzacji

istniejących linii technologicznych czyni nasze

kuźnie mało efektywnymi, szczególnie w przypadku

produkcji odkuwek w skali wielkoseryjnej i

masowej. Biorąc pod uwagę strukturę rynku zbytu

odkuwek

(59% odkuwek na potrzeby przemysłu

motoryzacyjnego)

, powyższa cecha uzasadnia pilną

potrzebę dostosowania technicznego naszych kuźni

do aktualnych potrzeb rynku.

Kuźnictwo

Zalety technologii kucia

Możliwość otrzymywania elementów

konstrukcyjnych różnego rodzaju i wielkości z

ogólnodostępnych materiałów i półproduktów

Możliwość osiągania

wysokiego stopnia

odwzorowania kształtu

wyrobu finalnego.

Możliwość otrzymywania

wyrobów wysokiej

jakości

i użyteczności

, nie osiągalnej innymi

technologiami.

Kuźnictwo

Zalety technologii kucia

5. Możliwość oddziaływania poprzez kucie na

strukturę

i właściwości materiału

6. Niski, w porównaniu z konkurencyjnymi

technologiami, koszt produkcji i

bezproblemowy

recykling

wytworzonych produktów kutych.

Kuźnictwo

Kuźnictwo – kierunki

rozwoju

Otrzymywanie wyrobów bez naddatków

technologicznych.

Optymalizacja warunków odkształcenia

plastycznego, konstrukcji i warunków

eksploatacji narzędzi, budowy

i eksploatacji maszyn.

Nowe i niekonwencjonalne technologie np.: kucie

w stanie półpłynnym, kucie w „miękkiej”

matrycy, kucie z ciekłego metalu, kucie z

proszków metalicznych, rozpęczanie

hydrauliczne.

Kuźnictwo

Kuźnictwo – kierunki

rozwoju

3. Wysokie wymagania jakościowe materiałów

wsadowych

– jakość powierzchni i czystość metalurgiczna.

4. Odpowiednie warunki techniczne i organizacyjne

– automatyzacja kontroli jakości, bazy danych,

systemy CAD/CAM/CAQ, certyfikacja itp.

5. Integracja kuźni w sferze badań podstawowych i

postępu technicznego. Stowarzyszenia i związki

kuźnicze: Japonia (JFA), USA (FIA), Niemcy (IDS),

Belgia

(FA-BRIMETAL), Szwecja (SVI), Hiszpania

(SIFE), Włochy (UNISA), Czechy (SKCR) i

Polska

(ZKP)

Kuźnictwo

Kuźnictwo – kierunki

rozwoju

Związek Kuźni Polskich

Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków Polska

Dnia 30 kwietnia 1997 roku zarejestrowano w Krakowie

“Związek Kuźni Polskich”, jako stowarzyszenie o

osobowości prawnej, o ogólnokrajowym zasięgu

działania. Związek Kuźni Polskich jest również

członkiem Europejskiego Stowarzyszenia Kuźniczego

EUROFORGE

Kuźnictwo

Kuźnictwo – kierunki

rozwoju

Podstawowe cele działania

Związku Kuźni Polskich

•

określania miejsc zagrożeń i szans polskiego kuźnictwa na

rynku krajowym i międzynarodowym,

•

udzielania pomocy przy opracowywaniu planów modernizacji

i restrukturyzacji branży kuźniczej,

•

wspierania rozwoju kształcenia zawodowego kadry

technicznej, nauki zawodu i doskonalenia zawodowego

specjalistów branży kuźniczej,

•

podejmowania przedsięwzięć zmierzających do obniżenia

kosztów produkcji odkuwek i wyrobów kutych,

•

podnoszenia prestiżu zawodowego przedsiębiorstw

kuźniczych na rynku krajowym i międzynarodowym,

•

współdziałania z kuźniami nad problemami kuźnictwa i jego

otoczenia w Polsce.

Aktualnie do Związku Kuźni Polskich należy 20 przedsiębiorstw oraz 65

specjalistów.

Kuźnictwo

Kuźnictwo - zakłady

przemysłowe

AGROMET JAWOR S.A.

BUMAR ŁABĘDY S.A.

HUTA BATORY

FABRYKA NARZĘDZI KUŹNIA

H. CEGIELSKI

HUTA ANDRZEJ

HUTA OSTROWIEC

HUTA STALOWA WOLA ZAKŁAD KUŹNIA

MATRYCOWA

INSTYTUT OBRÓBKI PLASTYCZNEJ

KUŹNIA GLINIK

METRON

PZL- WSK ŚWIDNIK

ZAKŁADY KUŹNICZE SKOCZÓW-USTROŃ

ZAKŁADY URZĄDZEŃ OKRĘTOWYCH BOMET S.A.

FERROPOL RADOM

FABRYKA ŁOŻYSK TOCZNYCH KRAŚNIK S.A.

HUTA BANKOWA

FABRYKA NARZĘDZI CHIRURGICZNYCH NOWY

TOMYŚL

FABRYKA METALURGICZNA URSUS

Kuźnictwo

Kuźnictwo - zakłady

przemysłowe

BUMAR FABLOK – Chrzanów www.fablok.com.pl

HUTA Batory – Chorzów www.hutabatory.com.pl

HUTA LUCCHINI – Warszawa www.hutalw.com.pl

HUTA GLIWICE S.A. Gliwice – bankrupt

HUTA ANDRZEJ S.A. – Zawadzkie www.huta-andrzej.com.pl

HUTA BAILDON S.A. – Katowice www.baildon.com.pl

HUTA Sendzimira S.A. – Kraków http://www.ipssa.pl

HUTA ZYGMUNT S.A. – Bytom http://www.hutazygmunt.com.pl

MIKROHUTA – Katowice www.mikrohuta.pl

10.

HUTA OSTROWIEC S.A. – Ostrowiec Św. Forge Division www.celsaho.com

11.

HUTA Stalowa Wola S.A. – Stalowa Wola www.hsw.pl

12.

KUŹNIA GLINIK Sp. z o.o. kuznia.glinik.pl

13.

Zakłady Ostrowieckie Kuźnia i Resorownia Sp. z o.o. – Ostrowiec Św. –

bankrupt

14.

Zakłady H.Cegielski – Poznań www.hcp.com.pl

15.

ZAKŁADY MECHANICZNE TARNÓW in Tarnów www.zmt.tarnow.pl

16.

ZAKŁADY MECHANICZNE ŁABĘDY S.A. - Gliwice www.bumar.gliwice.pl

Kuźnictwo

SCHEMAT PROCESU KUCIA

OPERACJE PRZEGOTOWANIA MATERIAŁU

WSADOWEGO: OCZYSZCZANIE, CIĘCIE

GRZANIE MATERIAŁU

WSADOWEGO

KUCIE SWOBODNE LUB

MATRYCOWE

STUDZENIE

OBRÓBKA CIEPLNA

OPERACJE WYKAŃCZAJĄCE:

OCZYSZCZANIE CHEMICZNE LUB

MECHANICZNE, PROSTOWANIE, KONTROLA

TECHNICZNA

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Rolnictwo - odkuwki wykorzystywane w maszynach

rolniczych

i transportowych, takie jak: elementy zespołów

napędowych, zaczepy wózków widłowych, szyny ślizgowe.

Odkuwki

matrycowe

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Maszyny budowlane - odkuwki do maszyn budowlanych

(ciągników gąsienicowych, ładowarek kołowych),

elementy jezdne (ogniwa, rolki), tłoczyska, wsporniki,

elementy napędowe.

Odkuwki

matrycowe

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Odkuwki matrycowe –

elementy

zawieszenia

belki

osi przedniej

zwrotnice

drążki stabilizatorów

piasty koła

wahacze

sworznie

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Odkuwki matrycowe –

elementy silnika

wały korbowe

korbowody

pokrywy

korbowodów

wały rozrządu

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Odkuwki matrycowe –

elementy układu

kierowniczego

obudowy przegubów

wałki główne przekładni

dźwignie pośrednie

ramię przekładni

kierowniczej

dźwignie zwrotnicy

Kuźnictwo

Kuźnictwo - wyroby kute

Odkuwki matrycowe –

elementy układu

napędowego

końcówki rozwidlone

półosie

koła talerzowe

wałki pośrednie

widłaki

krzyżaki satelitów

Kuźnictwo

Metody

kucia

Zależnie od kształtu narzędzi i

sposobu ich oddziaływania kucie i

prasowanie dzieli się na:

swobodne i matrycowe.

Kuźnictwo

Metody

kucia

Kucie swobodne

- narzędzie wywiera nacisk tylko na

część powierzchni metalu i nie ogranicza innych

powierzchni, a odkształcony metal może płynąć w kilku

dowolnych kierunkach.

Kucie półswobodne

- częściowe ograniczenie

swobodnego płynięcia metalu, przy jednoczesnym

wywieraniu nacisku narzędziem na część powierzchni

materiału.

Kuźnictwo

Metody

kucia

Kucie matrycowe

- całkowite ograniczenie płynięcia

metalu przy jednoczesnym wywarciu nacisku na metal

wszystkimi powierzchniami roboczymi, w wyniku czego

materiał przybiera kształt wykroju roboczego narzędzia.

Kuźnictwo

Kucie swobodne

Zastosowanie: produkcja wyrobów w małych

seriach, odkuwki duże i ciężkie.

Wady: mała wydajność, niska jakość, znaczne straty

materiału (duże naddatki na obróbkę).

Kucie półswobodne

Zastosowanie: produkcja małoseryjna,

jednostkowa

Zalety: wykonanie złożonych odkuwek na

uniwersalnych przyrządach, dowolne wymiary

odkuwki, naddatki materiału na obróbkę

skrawaniem są mniejsze niż przy odkuwkach

swobodnie kutych.

Kuźnictwo

Kucie matrycowe

Zastosowanie: produkcja seryjna i

masowa.

Zalety: wysoka jakość odkuwek

(dokładność wymiarów i czystość

powierzchni, znaczna wydajność

urządzeń, wysoki stopień wykorzystania

materiału.

Kuźnictwo

CZYNNIKI

DECYDUJĄCE O SPOSOBIE WYKONANIA

ODKUWKI

1. WIELKOŚĆ SERII I WIELKOŚĆ ROCZNEJ PRODUKCJI

ODKUWEK.

2. KSZTAŁT GEOMETRYCZNY I WYMIARY ODKUWEK.

3. GATUNEK STALI.

4. ZAKRES KONIECZNEJ OBRÓBKI WYKAŃCZAJĄCEJ.

5. RODZAJ OBRÓBKI CIEPLNEJ PO KUCIU.

6. WYMAGANIA ODBIORCZE.

7. WARUNKI TECHNICZNE WYKONANIA.

8. DOKŁADNOŚĆ PODSTAWOWYCH MASZYN

KUŹNICZYCH, ICH KOSZT EKSPLOATACJI, STOPIEŃ

ZMECHANIZOWA-NIA, WARUNKI BHP.

Kuźnictwo

PODSTAWOWE OPERACJE

KUCIA

SWOBODNEGO I PÓŁSWOBODNEGO



SPĘCZANIE



WYDŁUŻANIE



PRZEBIJANIE I WGŁĘBIANIE



PRZESADZANIE



GIĘCIE



CIĘCIE SPOSOBAMI KUŹNICZYMI



SKRĘCANIE



OPERACJE POMOCNICZE I

KONTROLNE

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

Spęczanie stosuje się gdy:

Przekrój gotowej odkuwki lub jej części jest większy od

przekroju materiału wyjściowego.

Żądany stopień przekucia wymaga wstępnego

zwiększenia przekroju przed dalszymi operacjami

(zwykle wydłużaniem).

Wlewek lub kęs przygotowuje się do przebijania otworu.

Wymagany przebieg włókien można uzyskać tylko

przez spęczanie (np. tarcze wirnika, koła zębate).

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

Spęczanie stosuje się gdy:

Wymagana jest znaczna jednorodność struktury

i izotropowość własności mechanicznych w całym

przekroju odkuwki.

Konieczne jest uzyskanie ostrych krawędzi odkuwek

przy niewielkich różnicach wymiarów materiału

wsadowego.

7. Kuje się odkuwki w kształcie krążków, pierścieni,

kostek itp.

Wszechstronny przerób, tj. spęczanie i wydłużanie,

sprzyja skutecznemu rozbiciu siatki węglików (kucie

stali szybkotnących, łożyskowych itp.).

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

Sposoby spęczania:



spęczanie całej objętości kęsiska

lub kęsa wyjściowego (a),



spęczanie ograniczone do

określonej części odkuwki (b, c, d)

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

spęczanie między płaskimi kowadłami,

spęczanie między płytami sferycznymi,

spęczanie częściowe kołnierza pośredniego w dwóch

pierścieniach ograniczających strefę spęczania,

spęczanie kołnierza czołowego, zwane przy małym

stosunku

H/D

i dużych wymiarach

„

grzybkowaniem

”, a

przy dużym stosunku

H/D

i małych

„główkowaniem”,

KUŹNICZE

SPOSOBY

SPĘCZANIA

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

KUŹNICZE

SPOSOBY

SPĘCZANIA

półspęczanie kęsa w pierścieniach, przy którym

poosiowa część odkuwki nie podlega bezpośredniemu

oddziaływaniu narzędzi,

spęczanie długich prętów za pomocą stępora,

spęczanie kołnierzy czołowych i pośrednich oraz

wykorbień wałów wykorbionych pod prasami

hydraulicznymi w przyrządach specjalnych.

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

materiał

spęczany

powinien

być

starannie

materiał

spęczany

powinien

być

starannie

oczyszczony i równomiernie nagrzany na wskroś,

płaszczyzny czołowe powinny być dokładnie

równoległe i prostopadłe do osi kęsiska,

oś kęsiska spęczanego powinna się dokładnie

pokrywać z osią młota lub prasy,

stosunek wymiarowy części spęczanej

<2,5-

2,8

(wyjątkowo do 3)

ZASADY PRAWIDŁOWEGO SPĘCZANIA

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

należy spęczać silnymi uderzeniami lub naciskami,

przy spęczaniu odkuwek o dużych wymiarach należy

stosować krótkie przerwy w celu zabezpieczenia

przejścia pełnej rekrystalizacji,

przy kuciu małoplastycznych gatunków stali skłonnych

do pęknięć na szybciej stygnących krawędziach, zaleca

się załamanie krawędzi płaszczyzn czołowych,

obracanie odkuwek między naciskami lub uderzeniami

sprzyja zwiększeniu równomierności odkształcenia.

ZASADY PRAWIDŁOWEGO SPĘCZANIA

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

równoległe przesunięcie osi czopa,

b, c.

skośna płaszczyzna czołowa,

skrzywienie osi czopa,

dodatkowy moment przy obrocie odkuwki.

WADLIWE SPĘCZANIE KĘSISK

Kuźnictwo

SPĘCZANIE

Niestaranne oczyszczenie wad

po-wierzchniowych.

Nierównomierne nagrzanie

kęsiska, nieosiowe gnioty,

nierównoległe płaszczyzny

czołowe kęsiska, skrzywiony lub

przesadzony czop uchwytowy.

Spęczanie zbyt smukłych

odkuwek (

H/D>3).

Zbyt małe stopnie wstępnego

spęczania.

WADY POWSTAJĄCE PRZY SPĘCZANIU

Document Outline