Холодная микро-ковка: инновационный метод продления срока службы штампов для горячей ковки

Холодная микро-ковка (MCF) становится ключевой технологией в современном ковочном производстве для повышения ресурса и снижения затрат на изготовление и ремонт кузнечных штампов. Этот метод позволяет существенно уменьшить износ штампов и продлить их срок службы, что особенно важно для горячей объемной штамповки, где штампы работают в экстремальных условиях температуры и механических нагрузок.

Механизмы износа штампов и их решение

Кузнечные штампы подвержены двум основным видам усталости:

• Механическая усталость в холодной ковке при многократном контакте с заготовкой.

• Термическая усталость в горячей ковке, вызывающая разгарные трещины из-за циклов нагрева и охлаждения.

Также значительный вклад в износ вносит абразивное истирание, когда материал заготовки проходит по поверхности матрицы. Здесь решающую роль играет твердость и шероховатость поверхности штампа.

Технология микро-ковки (MCF)

Микро-ковка — это процесс обработки поверхности, выполняемый электромагнитно-управляемым кузнечным молотком, закреплённым на роботе или станке с ЧПУ. Этот метод позволяет не только повысить твердость рабочей поверхности, но и улучшить её шероховатость.

Рисунок 1. Кузнечное устройство для холодной микро-ковки, установленное на роботе Kuka.

Во время обработки станок перемещает молоток по поверхности штампа, нанося до 500 ударов в секунду с регулируемой силой до 400 фунтов на удар. Это обеспечивает равномерную деформацию поверхности и улучшение её эксплуатационных характеристик.

Рисунок 2. Работа ковочного устройства на поверхности кузнечного штампа.

Увеличение твердости и срока службы

Благодаря процессу микро-ковки, твердость поверхности штампа может увеличиться до глубины 1,4 мм. Например, в стали AISI 1045 твердость возрастает на ~9,9%, что значительно замедляет износ.

Одним из наших клиентов было отмечено, что после внедрения технологии срок службы штампов увеличился на 95%, а в некоторых случаях — в 10 раз.

Контроль шероховатости поверхности

Оптимальная шероховатость поверхности штампа для горячей ковки — Ra 0,51–1,5 мкм. MCF позволяет достигать именно таких параметров, исключая дефекты и улучшая удержание смазки, что положительно сказывается на процессе ковки.

Рисунок 3. Измельченный образец (переход от фрезерованной поверхности к обработанной микро-ковкой).

Преимущества автоматизации процесса

Использование микро-ковки вместо ручной полировки имеет целый ряд преимуществ:

✅ снижение человеческого фактора и ошибок;
✅ высокая повторяемость результата;
✅ сокращение времени обработки;
✅ отсутствие риска для здоровья работников при работе с пылью от полировальных паст.

Для производителей, ориентированных на повышение ресурса штампов, микро-ковка становится надежным инструментом снижения затрат и повышения стабильности производства.