Kakšna je osnovna klasifikacija kovanja?

Kovanje je temeljni postopek oblikovanja kovin, ki igra ključno vlogo pri izdelavi močnih in trpežnih komponent v različnih panogah. Od avtomobilskih ročičnih gredi in nosilcev za letalsko in vesoljsko industrijo do gradbenih pritrdilnih elementov in orodij za naftna polja so kovani deli znani po svojih odličnih mehanskih lastnostih in strukturni celovitosti.

Razumevanjeosnovna klasifikacija kovanjapomaga inženirjem, oblikovalcem in strokovnjakom za nabavo izbrati najprimernejšo metodo kovanja glede na uporabo, kompleksnost dela, obseg proizvodnje in vrsto materiala. Ta članek raziskuje glavne vrste kovanja in njihove značilnosti, da vam pomaga pri sprejemanju premišljenih odločitev.

sakysteel

Kaj je kovanje?

Kovanjeje proizvodni postopek, ki vključuje oblikovanje kovine z uporabo lokaliziranih tlačnih sil. To se lahko izvede s kladivom, stiskanjem ali valjanjem – običajno pri kovini v segretem (vendar trdnem) stanju. Kovanje izboljša notranjo zrnato strukturo, poveča trdnost in odpravi napake, kot so poroznost ali vključki.

Kovanje se je razvilo v različne tehnike, odvisno od dejavnikov, kot so temperatura, uporabljena oprema in konfiguracija matrice.

Osnovna klasifikacija kovanja

Kovanje lahko na splošno razvrstimo glede nadva glavna kriterija:

1. Temperatura oblikovanja

2. Konfiguracija matrice in orodja

Oglejmo si vsako klasifikacijo podrobneje.

Razvrstitev glede na temperaturo oblikovanja

To je najpogostejši način kategorizacije kovaških postopkov. Glede na temperaturo, pri kateri se kovanje izvaja, se deli na:

1. Vroče kovanje

DefinicijaIzvaja se pri visokih temperaturah, običajno nad temperaturo rekristalizacije kovine (okoli 1100–1250 °C za jeklo).

Prednosti:

• Visoka duktilnost in nizka odpornost proti deformacijam

• Omogoča kompleksne oblike

• Izboljša strukturo zrn

• Odpravlja poroznost in napake

Slabosti:

• Nastanek vodnega kamna zaradi oksidacije

• Dimenzijska natančnost je manjša kot pri hladnem kovanju

• Za ogrevanje potrebuje več energije

Aplikacije:

• Avtomobilski deli (ročične gredi, zobniki)

• Komponente težkih strojev

• Industrijske gredi in prirobnice

2. Toplo kovanje

DefinicijaIzvaja se pri vmesnih temperaturah (med 500 °C in 900 °C), kar združuje nekatere prednosti vročega in hladnega kovanja.

Prednosti:

• Zmanjšane obremenitve opažev

• Izboljšan nadzor dimenzij

• Manj oksidacije v primerjavi z vročim kovanjem

• Boljša površinska obdelava

Slabosti:

• Omejeno na specifične materiale

• Bolj zapletene zahteve glede opreme

Aplikacije:

• Komponente menjalnika

• Ležajni obroči

• Zobniki

3. Hladno kovanje

DefinicijaIzvedeno pri sobni temperaturi ali blizu nje brez segrevanja materiala.

Prednosti:

• Odlična površinska obdelava

• Tesna dimenzijska toleranca

• Kaljenje izboljša trdnost

• Brez oksidacije ali luščenja

Slabosti:

• Potrebne so visoke oblikovalne sile

• Omejeno na preprostejše oblike in mehkejše materiale

• Nevarnost preostale napetosti

Aplikacije:

• Pritrdilni elementi (vijaki, vijaki, zakovice)

• Gredi

• Majhne precizne komponente

Razvrstitev glede na konfiguracijo matrice

Kovanje lahko razvrstimo tudi glede na vrsto orodij in opreme, ki se uporablja v procesu:

1. Prosto kovanje (Prosto kovanje)

DefinicijaKovina se namesti med ploščate ali preproste matrice, ki materiala ne obdajajo v celoti.

Postopek:

• Obdelovanec se deformira v več korakih

• Operater nadzoruje smer deformacije

• Idealno za proizvodnjo po meri ali v majhnih količinah

Prednosti:

• Primerno za velike in preproste oblike

• Nižji stroški matrice

• Dober nadzor nad pretokom zrnja

Slabosti:

• Nižja dimenzijska natančnost

• Potrebna je več usposobljene delovne sile

• Morda bo potrebna dodatna strojna obdelava

Aplikacije:

• Velike gredi, diski, obroči

• Težke industrijske komponente

• Deli za ladje in proizvodnjo električne energije

2. Zaprto kovanje (vtisno kovanje)

DefinicijaKovina se namesti v votlino matrice, ki posnema želeno obliko dela.

Postopek:

• Visokotlačna sila potisne kovino v matrico

• Bliskavica se pogosto oblikuje in nato obreže

• Idealno za velikoserijsko proizvodnjo

Prednosti:

• Natančne komponente skoraj neto oblike

• Visoka ponovljivost in učinkovitost

• Izboljšane mehanske lastnosti zaradi poravnave zrn

Slabosti:

• Višji stroški orodja

• Omejeno na manjše in srednje velike dele

• Zahteva bolj sofisticirano opremo

Aplikacije:

• Zobniki

• Ojnice

• Avtomobilske in vesoljske komponente

3. Kovanje z razburjenjem

DefinicijaVključuje povečanje premera dela kovinske palice s stiskanjem njene dolžine.

Postopek:

• Običajno se izvaja v horizontalnih kovaških strojih

• Uporablja se za oblikovanje glav na vijakih, zakovicah in pritrdilnih elementih

Prednosti:

• Učinkovita proizvodnja simetričnih komponent

• Dobra mehanska trdnost

• Visoka proizvodna hitrost

Aplikacije:

• Vijaki

• Vijaki

• Gredi in stebla ventilov

4. Brezšivno valjanje obročev

DefinicijaSpecifična vrsta kovanja, pri kateri se iz preluknjanega predoblikovanca oblikuje obroč, ki se nato razširi z valjanjem.

Prednosti:

• Odlična orientacija zrn

• Natančna debelina stene

• Stroškovno učinkovito za obroče velikega premera

Aplikacije:

• Ležaji

• Prirobnice

• Zobniki in komponente tlačnih posod

Dodatne klasifikacije

V sodobnem kovanju se postopki razvrščajo tudi po:

a. Vrsta stroja

• Kladivo kovanje

• Kovanje s hidravlično stiskalnico

• Kovanje z vijačnimi stiskalnicami

• Mehansko kovanje s stiskalnico

b. Raven avtomatizacije

• Ročno kovanje

• Polavtomatsko kovanje

• Popolnoma avtomatsko kovanje

c. Vrsta materiala

• Železo (ogljikovo jeklo, nerjaveče jeklo)

• Neželezne kovine (aluminij, baker, titan, nikljeve zlitine)

Kovanje v primerjavi z drugimi metodami oblikovanja kovin