Aká je základná klasifikácia kovania?

Kovanie je základný proces tvárnenia kovov, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri výrobe pevných a odolných komponentov v rôznych odvetviach. Od kľukových hriadeľov automobilov a konzol v leteckom priemysle až po stavebné spojovacie prvky a nástroje pre ropné polia, kované diely sú známe svojimi vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a štrukturálnou integritou.

Pochopeniezákladná klasifikácia kovaniapomáha inžinierom, dizajnérom a odborníkom na obstarávanie vybrať najvhodnejšiu metódu kovania na základe aplikácie, zložitosti dielu, objemu výroby a typu materiálu. Tento článok skúma hlavné typy kovania a ich vlastnosti, aby vám pomohol robiť informované rozhodnutia.

sakysteel

Čo je kovanie?

Kovanieje výrobný proces, ktorý zahŕňa tvarovanie kovu pomocou lokalizovaných tlakových síl. To sa môže dosiahnuť kladivom, lisovaním alebo valcovaním – zvyčajne s kovom v zahriatom (ale pevnom) stave. Kovanie zlepšuje vnútornú štruktúru zŕn, zvyšuje pevnosť a eliminuje chyby, ako je pórovitosť alebo inklúzie.

Kovanie sa vyvinulo do rôznych techník v závislosti od faktorov, ako je teplota, použité zariadenie a konfigurácia nástroja.

Základná klasifikácia kovania

Kovacie procesy možno všeobecne klasifikovať na základedve hlavné kritériá:

1. Teplota tvárnenia

2. Konfigurácia matrice a nástroje

Pozrime sa podrobne na každú klasifikáciu.

Klasifikácia podľa teploty tvárnenia

Toto je najbežnejší spôsob kategorizácie procesov kovania. V závislosti od teploty, pri ktorej sa kovanie vykonáva, sa delí na:

1. Kovanie za tepla

DefiníciaVykonáva sa pri vysokých teplotách, zvyčajne nad teplotou rekryštalizácie kovu (približne 1100 – 1250 °C pre oceľ).

Výhody:

• Vysoká ťažnosť a nízka odolnosť voči deformácii

• Umožňuje zložité tvary

• Zjemňuje štruktúru zŕn

• Eliminuje pórovitosť a defekty

Nevýhody:

• Tvorba vodného kameňa v dôsledku oxidácie

• Rozmerová presnosť je menšia ako pri kovaní za studena

• Vyžaduje viac energie na vykurovanie

Aplikácie:

• Automobilové diely (kľukové hriadele, ozubené kolesá)

• Komponenty ťažkých strojov

• Priemyselné hriadele a príruby

2. Teplé kovanie

DefiníciaVykonáva sa pri stredných teplotách (medzi 500 °C a 900 °C), pričom sa kombinujú niektoré výhody kovania za tepla a za studena.

Výhody:

• Znížené debniace zaťaženia

• Vylepšená kontrola rozmerov

• Menšia oxidácia v porovnaní s kovaním za tepla

• Lepšia povrchová úprava

Nevýhody:

• Obmedzené na špecifické materiály

• Zložitejšie požiadavky na vybavenie

Aplikácie:

• Komponenty prevodovky

• Ložiskové krúžky

• Polotovary ozubených kolies

3. Kovanie za studena

DefiníciaVykonáva sa pri izbovej teplote alebo blízkej teplote bez zahrievania materiálu.

Výhody:

• Vynikajúca povrchová úprava

• Úzka rozmerová tolerancia

• Zlepšuje pevnosť pri spevňovaní

• Žiadna oxidácia ani vodný kameň

Nevýhody:

• Vyžaduje sa vysoká tvárniaca sila

• Obmedzené na jednoduchšie tvary a mäkšie materiály

• Riziko zvyškového stresu

Aplikácie:

• Spojovacie prvky (skrutky, matice, nity)

• Hriadele

• Malé presné súčiastky

Klasifikácia podľa konfigurácie matrice

Kovanie možno tiež klasifikovať podľa typu nástrojov a zariadenia použitého v procese:

1. Voľné kovanie (voľné kovanie)

DefiníciaKov sa umiestňuje medzi ploché alebo jednoduché matrice, ktoré materiál úplne neobklopujú.

Proces:

• Obrobok sa deformuje vo viacerých krokoch

• Operátor riadi smer deformácie

• Ideálne pre zákazkovú alebo malosériovú výrobu

Výhody:

• Vhodné pre veľké a jednoduché tvary

• Nižšie náklady na matricu

• Dobrá kontrola toku zrna

Nevýhody:

• Nižšia rozmerová presnosť

• Vyžaduje sa viac kvalifikovanej pracovnej sily

• Môže byť potrebné dodatočné obrábanie

Aplikácie:

• Veľké hriadele, disky, krúžky

• Ťažké priemyselné komponenty

• Námorné a energetické súčiastky

2. Kovanie v uzavretej zápustke (kovanie v zápustke)

DefiníciaKov sa umiestni do dutiny formy, ktorá pripomína požadovaný tvar súčiastky.

Proces:

• Vysokotlaková sila vtláča kov do matrice

• Blesk sa často vytvorí a potom sa oreže

• Ideálne pre veľkoobjemovú výrobu

Výhody:

• Presné, takmer čisté tvarové komponenty

• Vysoká opakovateľnosť a účinnosť

• Zlepšené mechanické vlastnosti vďaka zarovnaniu zŕn

Nevýhody:

• Vyššie náklady na nástroje

• Obmedzené na menšie a stredne veľké diely

• Vyžaduje sofistikovanejšie vybavenie

Aplikácie:

• Ozubené kolesá

• Ojnice

• Automobilové a letecké komponenty

3. Kovanie s rozrušením

DefiníciaZahŕňa zväčšenie priemeru časti kovovej tyče stlačením jej dĺžky.

Proces:

• Typicky sa to robí na horizontálnych kovacích strojoch

• Používa sa na vytváranie hláv skrutiek, nitov a spojovacích prvkov

Výhody:

• Efektívna výroba symetrických komponentov

• Dobrá mechanická pevnosť

• Vysoká rýchlosť výroby

Aplikácie:

• Skrutky

• Skrutky

• Hriadele a driek ventilov

4. Bezšvíkové valcovanie krúžkov

DefiníciaŠpecifický typ kovania, pri ktorom sa z prepichnutého predlisku vytvorí krúžok a potom sa roztiahne valcovaním.

Výhody:

• Vynikajúca orientácia zŕn

• Presná hrúbka steny

• Cenovo výhodné pre krúžky s veľkým priemerom

Aplikácie:

• Ložiská

• Príruby

• Prevodovky a komponenty tlakových nádob

Ďalšie klasifikácie

V modernom kovaní sa procesy klasifikujú aj podľa:

a. Typ stroja

• Kovanie kladivom

• Kovanie hydraulickým lisom

• Kovanie so skrutkovým lisom

• Mechanické kovanie lisovaním

b. Úroveň automatizácie

• Ručné kovanie

• Poloautomatické kovanie

• Plne automatické kovanie

c. Typ materiálu

• Železné (uhlíková oceľ, nehrdzavejúca oceľ)

• Neželezné kovy (hliník, meď, titán, zliatiny niklu)

Kovanie vs. iné metódy tvárnenia kovov