Kateri materiali se uporabljajo za kovanje?

Kovanje je široko uporabljen proizvodni postopek, ki se uporablja za oblikovanje kovin pod visokim tlakom. Znano je po izdelavi močnih, zanesljivih in na napake odpornih komponent, ki so bistvene v visokozmogljivih panogah, kot so avtomobilska, letalska, naftna in plinska, gradbena in strojna industrija. Vendar pa niso vse kovine primerne za kovanje.

Themateriali, uporabljeni za kovanjemora imeti pravo kombinacijo trdnosti, duktilnosti, toplotne stabilnosti in obdelovalnosti, da zadosti zahtevam postopka in končne uporabe. Ta članek raziskuje najpogostejše materiale za kovanje, njihove ključne lastnosti in zakaj so izbrani za različne panoge in okolja.

sakysteel

Pregled kovaških materialov

Materiali, ki se uporabljajo pri kovanju, spadajo v tri glavne kategorije:

1. Železne kovine(vsebuje železo)

2. Neželezne kovine(ne predvsem železo)

3. Posebne zlitine(zlitine na osnovi niklja, titana in kobalta)

Vsaka vrsta ponuja edinstvene prednosti glede trdnosti, odpornosti proti koroziji, stroškovne učinkovitosti ali delovanja pri visokih temperaturah.

Železne kovine, ki se uporabljajo pri kovanju

1. Ogljikovo jeklo

Ogljikovo jeklo je eden najpogostejših materialov za kovanje zaradi svoje vsestranskosti in stroškovne učinkovitosti.

• Nizkoogljično jeklo (do 0,3 % ogljika)

  • Visoka duktilnost in obdelovalnost

  • Uporablja se v avtomobilskih delih, ročnem orodju in opremi

• Srednje ogljikovo jeklo (0,3 %–0,6 % ogljika)

  • Boljša trdnost in trdota

  • Pogosto v gredeh, zobnikih, ojnicah

• Visokoogljično jeklo (0,6 %–1,0 % ogljika)

  • Zelo trda in odporna proti obrabi

  • Uporablja se v nožih, matricah in vzmeteh

Ključne ocene: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Legirano jeklo

Legirana jekla so obogatena z elementi, kot so krom, molibden, nikelj in vanadij, za izboljšanje žilavosti, trdnosti in odpornosti proti obrabi.

• Odlična kaljivost in utrujenostna trdnost

• Za specifične mehanske lastnosti se lahko toplotno obdela

• Idealno za zahtevne aplikacije

Pogoste uporabeRočične gredi, zobniki menjalnika, strukturne komponente

Ključne ocene: 4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Nerjaveče jeklo

Nerjaveče jeklo se izbere za kovanje, kadar je prednostna naloga odpornost proti koroziji.

• Visoka vsebnost kroma zagotavlja odpornost proti oksidaciji in koroziji

• Dobra trdnost in žilavost

• Primerno za živilskopredelovalno, pomorsko in medicinsko industrijo

Vrste:

• Avstenitna (npr. 304, 316): nemagnetna, visoka odpornost proti koroziji

• Martenzitna (npr. 410, 420): magnetna, višja trdota

• Feritna (npr. 430): Zmerna trdnost in odpornost proti koroziji

Pogosti kovani deliPrirobnice, gredi črpalk, kirurški instrumenti, pritrdilni elementi

sakysteelponuja široko paleto odkovkov iz nerjavečega jekla, prilagojenih različnim aplikacijam.

Neželezne kovine, ki se uporabljajo pri kovanju

1. Aluminij in aluminijeve zlitine

Aluminij se pogosto uporablja pri kovanju zaradi majhne teže, odpornosti proti koroziji in odličnega razmerja med trdnostjo in težo.

• Enostavno kovanje in strojna obdelava

• Idealno za dele v letalski, avtomobilski in transportni industriji

Ključne ocene:

• 6061 – Visoka trdnost in odpornost proti koroziji

• 7075 – Visoka trdnost, pogosto uporabljena v letalstvu in vesoljski industriji

• 2024 – Odlična odpornost proti utrujenosti

Tipične uporabeKrmilne roke, oprema za letala, pesta koles

2. Baker in bakrove zlitine (bron in medenina)

Materiali na osnovi bakra ponujajo odlično električno in toplotno prevodnost.

• Uporablja se v električnih konektorjih, vodovodnih armaturah, pomorskih komponentah

• Kovani deli so odporni proti obrabi in koroziji

Ključne zlitine:

• C110 (čisti baker)

• C360 (medenina)

• C95400 (aluminijast bron)

3. Magnezijeve zlitine

Čeprav so manj pogoste, se magnezijeve zlitine uporabljajo tam, kjer so lahki materiali ključnega pomena.

• Visoko razmerje med trdnostjo in težo

• Pogosto se uporablja v vesoljski in elektrotehnični industriji

• Zahteva nadzorovane pogoje kovanja

OmejitveDražje in reaktivnejše med obdelavo

Posebne zlitine, ki se uporabljajo pri kovanju

1. Zlitine na osnovi niklja

Nikljeve zlitine so kovane zaradi svoje izjemne odpornosti na visoke temperature in korozijo.

• Bistveno pri kemični predelavi, proizvodnji energije in vesoljski industriji

• Odpornost na ekstremne obremenitve, vročino in kemične napade

Ključne ocene:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteeldobavlja odkovke iz nikljevih zlitin za težke obratovalne pogoje.

2. Titan in titanove zlitine

Titan ponuja edinstveno kombinacijo trdnosti, nizke gostote in odpornosti proti koroziji.

• Uporablja se v vesoljski, pomorski in medicinski industriji

• Drago, vendar idealno tam, kjer zmogljivost upravičuje stroške

Ključne ocene:

• 2. stopnja (komercialno čista)

• Ti-6Al-4V (visokotrdni letalski razred)

3. Kobaltove zlitine

Odkovki na osnovi kobalta so zelo odporni proti obrabi in ohranjajo trdnost pri visokih temperaturah.

• Pogosto v komponentah turbin, delih motorjev, medicinskih vsadkih

• Visoki stroški omejujejo uporabo na zelo specializirane aplikacije

Dejavniki, ki vplivajo na izbiro materiala pri kovanju

Izbira pravega materiala za kovanje je odvisna od več ključnih dejavnikov:

• Zahteve glede mehanske trdnosti

• Odpornost proti koroziji in oksidaciji

• Delovna temperatura

• Obdelovalnost in oblikovnost

• Odpornost proti utrujenosti in obrabi

• Stroški in razpoložljivost

Inženirji morajo uravnotežiti te dejavnike, da zagotovijo zanesljivo delovanje kovanega sestavnega dela v okolju končne uporabe.

Pogosti kovani izdelki po vrsti materiala