Aké materiály sa používajú na kovanie?

Kovanie je široko používaný výrobný proces používaný na tvarovanie kovov pod vysokým tlakom. Je známy výrobou pevných, spoľahlivých a voči chybám odolných komponentov, ktoré sú nevyhnutné vo vysokovýkonných odvetviach, ako je automobilový priemysel, letecký priemysel, ropa a plyn, stavebníctvo a strojárstvo. Nie všetky kovy sú však vhodné na kovanie.

Ten/Tá/Tomateriály používané na kovaniemusí mať správnu kombináciu pevnosti, ťažnosti, tepelnej stability a obrobiteľnosti, aby spĺňal požiadavky procesu a konečnej aplikácie. Tento článok skúma najbežnejšie kovacie materiály, ich kľúčové vlastnosti a dôvody, prečo sú vyberané pre rôzne odvetvia a prostredia.

sakysteel

Prehľad kovacích materiálov

Materiály používané pri kovaní sa delia do troch hlavných kategórií:

1. Železné kovy(obsahuje železo)

2. Neželezné kovy(nie primárne železo)

3. Špeciálne zliatiny(zliatiny na báze niklu, titánu a kobaltu)

Každý typ ponúka jedinečné výhody, ako je pevnosť, odolnosť proti korózii, nákladová efektívnosť alebo výkon pri vysokých teplotách.

Železné kovy používané pri kovaní

1. Uhlíková oceľ

Uhlíková oceľ je jedným z najbežnejších kovacích materiálov vďaka svojej všestrannosti a nákladovej efektívnosti.

• Nízkouhlíková oceľ (do 0,3 % uhlíka)

  • Vysoká ťažnosť a obrobiteľnosť

  • Používa sa v automobilových dieloch, ručnom náradí a armatúrach

• Stredne uhlíková oceľ (0,3 % – 0,6 % uhlíka)

  • Lepšia pevnosť a tvrdosť

  • Bežné v hriadeľoch, ozubených kolesách, ojniciach

• Vysokouhlíková oceľ (0,6 % – 1,0 % uhlíka)

  • Veľmi tvrdé a odolné voči opotrebovaniu

  • Používa sa v nožoch, matricach a pružinách

Kľúčové stupne: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Legovaná oceľ

Legované ocele sú obohatené prvkami ako chróm, molybdén, nikel a vanád, aby sa zlepšila húževnatosť, pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu.

• Vynikajúca kaliteľnosť a únavová pevnosť

• Môže byť tepelne spracovaný pre dosiahnutie špecifických mechanických vlastností

• Ideálne pre náročné aplikácie

Bežné použitieKľukové hriadele, prevodové kolesá, konštrukčné komponenty

Kľúčové stupne4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Nerezová oceľ

Nerezová oceľ sa volí na kovanie, keď je prioritou odolnosť proti korózii.

• Vysoký obsah chrómu ponúka odolnosť voči oxidácii a korózii

• Dobrá pevnosť a húževnatosť

• Vhodné pre potravinársky, námorný a zdravotnícky priemysel

Typy:

• Austenitická (napr. 304, 316): Nemagnetická, s vysokou odolnosťou proti korózii

• Martenzitická (napr. 410, 420): Magnetická, s vyššou tvrdosťou

• Feritická (napr. 430): Stredná pevnosť a odolnosť proti korózii

Bežné kované dielyPríruby, hriadele čerpadiel, chirurgické nástroje, spojovacie prvky

sakysteelposkytuje široký sortiment výkovkov z nehrdzavejúcej ocele prispôsobených rôznym aplikáciám.

Neželezné kovy používané pri kovaní

1. Hliník a hliníkové zliatiny

Hliník sa široko používa pri kovaní vďaka svojej nízkej hmotnosti, odolnosti voči korózii a vynikajúcemu pomeru pevnosti k hmotnosti.

• Ľahko sa kuje a obrába

• Ideálne pre letecký, automobilový a dopravný priemysel

Kľúčové stupne:

• 6061 – Vysoká pevnosť a odolnosť proti korózii

• 7075 – Vysoká pevnosť, často používaná v leteckom a kozmickom priemysle

• 2024 – Vynikajúca odolnosť voči únave

Typické aplikácieOvládacie ramená, armatúry pre lietadlá, náboje kolies

2. Meď a zliatiny medi (bronz a mosadz)

Materiály na báze medi ponúkajú vynikajúcu elektrickú a tepelnú vodivosť.

• Používa sa v elektrických konektoroch, vodovodných armatúrach, námorných komponentoch

• Kované diely odolávajú opotrebovaniu a korózii

Kľúčové zliatiny:

• C110 (čistá meď)

• C360 (mosadz)

• C95400 (hliníkový bronz)

3. Zliatiny horčíka

Hoci sú menej bežné, horčíkové zliatiny sa používajú tam, kde sú ľahké materiály kritické.

• Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti

• Často používané v leteckom a kozmickom priemysle a elektronike

• Vyžaduje kontrolované podmienky kovania

ObmedzeniaDrahšie a reaktívnejšie počas spracovania

Špeciálne zliatiny používané pri kovaní

1. Zliatiny na báze niklu

Niklové zliatiny sa kujú pre svoju vynikajúcu odolnosť voči vysokým teplotám a korózii.

• Nevyhnutný v chemickom spracovaní, výrobe energie a leteckom priemysle

• Odoláva extrémnemu stresu, teplu a chemickému pôsobeniu

Kľúčové stupne:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteeldodáva výkovky zo zliatin niklu pre náročné prevádzkové podmienky.

2. Titán a titánové zliatiny

Titán ponúka jedinečnú kombináciu pevnosti, nízkej hustoty a odolnosti voči korózii.

• Používa sa v leteckom, námornom a medicínskom priemysle

• Drahé, ale ideálne tam, kde výkon odôvodňuje cenu

Kľúčové stupne:

• 2. stupeň (komerčne čistý)

• Ti-6Al-4V (vysokopevnostný letecký typ)

3. Kobaltové zliatiny

Výkovky na báze kobaltu sú vysoko odolné voči opotrebovaniu a zachovávajú si pevnosť aj pri vysokých teplotách.

• Bežné v súčiastkach turbín, častiach motorov, lekárskych implantátoch

• Vysoká cena obmedzuje použitie na veľmi špecializované aplikácie

Faktory ovplyvňujúce výber materiálu pri kovaní

Výber správneho materiálu na kovanie závisí od niekoľkých kľúčových faktorov:

• Požiadavky na mechanickú pevnosť

• Odolnosť voči korózii a oxidácii

• Prevádzková teplota

• Obrobiteľnosť a tvárnosť

• Odolnosť proti únave a opotrebovaniu

• Cena a dostupnosť

Inžinieri musia tieto faktory vyvážiť, aby zabezpečili, že kovaný komponent bude spoľahlivo fungovať v prostredí konečného použitia.

Bežné kované výrobky podľa typu materiálu