К основным операциям ковки относятся: осадка (уменьшение высоты заготовки за счет увеличения площади поперечного сечения), протяжка (удлинение заготовки за счет уменьшения площади поперечного сечения), прошивка (получение полостей в заготовке за счет вытеснения металла), отрубка (отделение части заготовки), гибка (придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру), скручивание.
Перед ковкой каждый металл или сплав должен быть нагрет до определенной температуры. Если нагреть сталь до температуры, близкой к температуре плавления, наступает пережог. При пережоге наступает полная потеря пластичности и пережженный металл представляет собой неисправимый брак и может быть отправлен только на переплавку.
Ниже температуры пережога лежит зона перегрева. Механические свойства изделия, полученного обработкой давлением из перегретой заготовки, оказываются низкими. Брак по перегреву в большинстве случаев можно исправить отжигом. Таким образом, максимальную температуру нагрева, т. е. температуру начала ковки, следует назначить такой, чтобы не было ни пережога, ни перегрева.
В процессе ковки металл остывает, соприкасаясь с более холодным инструментом и окружающей средой. Заканчивать ковку также следует при определенной температуре. Если продолжать деформирование при более низких температурах, металл упрочнится и, вследствие падения пластичности, в изделии могут образоваться трещины.
Таким образом, каждый металл и сплав имеет свой строго определенный температурный интервал горячей обработки давлением.
Ковкой достигается не только изменение формы заготовки, но и улучшение ее механических свойств. Исходной заготовкой при ковке может быть слиток или прокат. При ковке слитка происходит частичная заварка пористости и раковин. Микроструктура металла становится полосчатой (волокнистой). Полосчатость является стойким образованием и не может быть разрушена ни термической обработкой, ни последующей обработкой давлением. Металл с явновыраженной полосчатостью микроструктуры характеризуется анизотропией механических свойств. При этом параметры прочности (предел текучести, временное сопротивление и др.) отличаются незначительно друг от друга по разным направлениям, а параметры пластичности (относительное удлинение, ударная вязкость и др.) вдоль волокон выше, чем поперек их.
Так как направление волокон зависит от характера деформирования заготовки, желательно в готовой детали получить такое расположение волокон, при котором она имела бы лучшие служебные свойства. При этом общими рекомендациями являются следующие: необходимо, чтобы наибольшие растягивающие напряжения, возникающие в деталях в процессе работы, были направлены вдоль волокон, а если какой-либо элемент этой детали работает на срез, то желательно, чтобы перерезывающие силы действовали поперек волокон; необходимо, чтобы волокна подходили к наружным поверхностям детали по касательной и не перерезались наружными поверхностями детали, повторяли бы их форму.
Как правило, на заводах организуют кузнечные цеха или участки, оснащенные пневматическими или паровоздушными ковочными молотами или ковочными гидравлическими прессами. При свободной ковке нагретая заготовка укладывается на нижний боек и универсальным инструментом — верхним бойком — последовательно деформируется на отдельных участках заготовки. Металл свободно течет в стороны, не ограниченные рабочими поверхностями инструмента, в качестве которого применяются плоские или фигурные бойки, а также различный подкладной инструмент.
Для поковок небольшой массы (до 300—500 кг) исходной заготовкой служит сортовой прокат или прессованный металл. Сортовой прокат разделяется на заготовки.
