Kovanie

Kovanie môže zlepšiť mechanické vlastnosti kovových častí a riešenie na tvárnenie kovov sa používa na kritických častiach kvôli ich spoľahlivosti pre vysoko namáhané a kritické aplikácie. Proces kovania môže rýchlo vytvoriť geometriu konečného produktu, zvyčajne jedným alebo niekoľkými údermi kladiva. Má dva typy: kovanie za studena stláča kov pri izbovej teplote, zatiaľ čo kovanie za tepla vyžaduje veľmi vysokú úroveň teploty a kovanie za tepla môže vytvárať komplikovanejšie tvary ako kovanie za studena.

 

Popis

 

Kovanie môže zlepšiť vlastnosti kovu vrátane štruktúry, vodivosti a životnosti a často sa kategorizuje podľa teploty, pri ktorej sa vykonáva. Výrobným procesom je kladivo, lisovanie alebo valcovanie kovu do tvaru zariadením, ako je kladivo, lis alebo matrica. Kovanie môže zmeniť tok kovu a štruktúru zŕn materiálu, a preto majú kované kovové diely výnimočnú pevnosť a húževnatosť pre vysoko namáhané a kritické aplikácie.

 

Typy kovania

 

Kovové kovanie je rozhodujúci výrobný proces, ktorý zahŕňa tvarovanie kovového obrobku tlakovou silou a môže produkovať silné, odolné a spoľahlivé komponenty rafinovaním štruktúry zŕn kovu. Metódy kovania sú primárne kategorizované na základe teploty, pri ktorej sa kov spracováva, a konštrukcie použitých zápustiek.

 

 

• √Kovanie za tepla

Ide o tradičnú metódu, pri ktorej sa kov zahrieva nad teplotu rekryštalizácie, ktorá môže byť v prípade ocele vyššia ako 1200 stupňov. Táto vysoká teplota robí kov poddajnejším a ťažnejším, čo umožňuje jeho tvarovanie do zložitých geometrií s menšou silou. Vysoká teplota zabraňuje deformačnému vytvrdzovaniu a podporuje tvorbu nových, rafinovaných zŕn, čo zvyšuje pevnosť a ťažnosť materiálu. Má nasledujúce výhody:

1. 1. Zvýšená ťažnosť, zvýšené teploty robia materiál poddajnejším, čím sa zjednodušuje tvorba zložitých častí.
2. 2. Eliminácia mechanického spevnenia, kovy často stvrdnú a skrehnú kovaním za studena, zatiaľ čo kovaním za tepla sa tomuto problému úplne vyhneme, takže je ideálne pre diely vyžadujúce vysokú plastickú deformáciu.
3. 3. Zjemnenie mikroštruktúry, štruktúra zŕn je zjemnená, čo vedie k zlepšeniu mechanických vlastností.
4. 4. Komplexné tvary, tento proces je ideálny na vytváranie veľkých a zložitých komponentov vďaka vysokej tvárnosti kovu.

Kvôli vyššie uvedeným vlastnostiam sa kovanie za tepla široko používa v automobilovom, leteckom, ropnom a plynárenskom priemysle a v odvetví ťažkého strojárstva na výrobu kritických komponentov, ako sú kľukové hriadele, ojnice, ozubené kolesá, lopatky turbín, spojovacie prvky a konštrukčné diely.

 

• √Kovanie za tepla

Kovanie za tepla sa vykonáva pri teplote medzi izbovou teplotou a teplotou rekryštalizácie kovu. Pre oceľ je tento rozsah zvyčajne medzi 400 stupňami až 950 stupňami). Táto metóda slúži ako stredná cesta medzi kovaním za tepla a za studena. Kovový blok je ohrievaný indukčnými ohrievačmi a potom kovaný v uzavretých zápustkách, pričom tento proces vyžaduje menšiu silu ako kovanie za studena a ponúka lepšiu presnosť ako kovanie za tepla. Má nasledujúce výhody:

1. 1. Vyvážené vlastnosti, môže ponúknuť rovnováhu medzi rozmerovou presnosťou kovania za studena a jednoduchosťou tvarovania kovania za tepla. Na rozdiel od kovania za tepla, kde extrémne teplo môže zhoršiť vlastnosti materiálu, kovanie za tepla vyvažuje tvárnosť a mechanickú integritu.
2. 2. Znížené zaťaženie nástrojov, zaťaženie nástrojov a lisu je nižšie v porovnaní s kovaním za studena, a preto sa znížia aj náklady na údržbu nástrojov. To zlepšuje kvalitu povrchu a predlžuje životnosť kovacích zápustiek, čím sa znižujú náklady na nástroje.
3. 3. Vylepšená povrchová úprava, výsledkom môže byť hladšia povrchová úprava v porovnaní s kovaním za tepla v dôsledku zníženého okuje a oxidácie.
4. 4. Energetická účinnosť, ohrev materiálu na nižšie teploty si vyžaduje výrazne menej energie, čo znamená zníženie prevádzkových nákladov a menšiu uhlíkovú stopu.

Kovanie za tepla sa často používa na výrobu presných dielov, ako sú automobilové prevodovky, nápravové hriadele a ďalšie súčasti priemyselných strojov, ako sú ložiská, príruby a konštrukčné komponenty.

 

• √Kovanie za studena

Typy výkovkov možno klasifikovať aj podľa konštrukcie zápustky a konštrukcia zápustky hrá rozhodujúcu úlohu v procese kovania, pričom určuje tvar a zložitosť konečného produktu.

 

• √Otvorené-zápustkové kovanie, známe aj ako voľné kovanie, zahŕňa tvarovanie obrobku medzi dvoma plochými alebo jednoducho tvarovanými zápustkami, ktoré úplne neuzatvárajú kov. Operátor manipuluje s obrobkom, aby dosiahol požadovaný tvar opakovaným príklepom alebo lisovaním. Voľné kovanie nie je vhodné na výrobu zložitých dielov s úzkymi toleranciami a často vyžaduje následné opracovanie na dosiahnutie konečných rozmerov.

Týmto procesom možno vyrobiť rôzne typy kovových dielov, ako sú výkovky, kladivové diely a odliatky, a mechanické diely s vysokou{0}}pevnosťou a vysokou{1}}trvanlivosťou, ako sú kľukové hriadele, ojnice a ložiská.

 

• √Uzavreté-Zápustkové kovanie

Nazýva sa to aj otlačovacie-zápustkové kovanie. Tento proces využíva dve zápustky, ktoré obsahujú pred-vyrezaný odtlačok finálnej časti. Obrobok sa umiestni medzi tieto matrice a aplikuje sa tlak, ktorý núti kov vyplniť dutiny matrice a má nasledujúce výhody:

1. 1. Vysoká presnosť a konzistencia: Táto metóda produkuje diely s úzkymi toleranciami a zložitými tvarmi s vysokým stupňom opakovateľnosti.
2. 2. Vynikajúce mechanické vlastnosti, vytvára rafinovanú štruktúru zŕn, ktorá kopíruje obrys dielu, čo vedie k vynikajúcej pevnosti, ťažnosti a odolnosti voči únave.
3. 3. Cenovo{1}}efektívny, nevýhodou je, že počiatočné náklady na nástroje sú vysoké, ale je to nákladovo-efektívny proces pre veľké výrobné série.

Uzavreté{0}}zápustkové kovanie sa široko používa v automobilovom priemysle na diely, ako sú kĺby riadenia, ojnice a hriadele náprav, ako aj v leteckom priemysle na kritické konštrukčné komponenty.

 

 

• √Kovanie valcovaním

Kovanie valcovaním používa dva protiľahlé valcové alebo pol{0}}valce s drážkovanými odtlačkami na tvarovanie vyhrievanej tyče alebo predvalku. Keď obrobok prechádza medzi rotujúcimi valcami, jeho hrúbka sa zmenšuje a jeho dĺžka sa zväčšuje. Má nasledujúce výhody:

1. 1. Toto riešenie je vhodné pre dlhé diely a je vysoko efektívne na výrobu dlhých, štíhlych dielov s rôznymi prierezmi-.
2. 2. Vynikajúca štruktúra zŕn, môže produkovať priaznivú štruktúru zŕn, čo vedie k vynikajúcim mechanickým vlastnostiam.

Tento proces sa často používa na výrobu komponentov pre automobilový priemysel, ako sú nápravy, listové pružiny a kužeľové hriadele, ako aj ručné nástroje, ako sú nože.

 

• √Rozrušené kovanie

Upchaté kovanie, tiež známe ako hlavička, zväčšuje priemer obrobku stláčaním jeho dĺžky a tento proces možno vykonať v niekoľkých fázach, aby sa vytvorili zložité geometrie. Má nasledujúce vlastnosti:

1. 1. Vysoká rýchlosť výroby, je to rýchly a efektívny proces vhodný na-výrobu vo veľkých objemoch.
2. 2. Zvýšená pevnosť, tento proces vytvára nepretržitý tok zrna, ktorý zlepšuje pevnosť a odolnosť dielu proti únave.

Upchaté kovanie sa bežne používa na výrobu spojovacích prvkov, ako sú skrutky a skrutky, ako aj ventily motorov, spojky a piestne tyče pre automobilový, letecký a stavebný priemysel.

 

Chyby pri kovaní a preventívnom meraní

 

Výrobný proces kovania a výrobné zariadenia sú zefektívnené a stále sa vyskytujú niektoré bežné chyby v hromadnej výrobe. Preto je ich identifikácia a riešenie kľúčové pre zabezpečenie kvality a výkonu výkonných dielov s prísnymi toleranciami pre našich klientov.

 

• √Trhliny, často sa nachádzajú na povrchu kovaných dielov, čo môže súvisieť s nízkymi teplotami alebo nadmerným namáhaním.
• √Presahy, vznikajú pri skladaní, čo je jemný šev v časti. Často je to spôsobené nedostatočným tokom materiálu a zlým dizajnom matrice.
• √Studené uzávery, táto chyba môže vytvoriť slabý šev, ktorý často súvisí s nedostatočným teplom. Je to jeden druh defektov prelínania, čo znamená slabé spojenie alebo spojenie spôsobené nesprávnym tokom materiálu.
• √Dutiny, často spôsobené buď zlou konštrukciou alebo nesprávnou technikou ohrevu, ktoré často vedú k zachyteniu plynu alebo vzduchu v kove počas kovania, ovplyvňujú pevnosť a trvanlivosť obrobku.
• √Prebytočný výron, pri kovaní materiál vyteká z dutín zápustky.
• √Zlá kvalita povrchu, ako je leštenie, v dôsledku nadmerného trenia počas procesu kovania, škrabancov alebo vrúbkov zanechaných na povrchu dielov.
• √Neadekvátna štruktúra zrna, môže to byť spôsobené zlým dizajnom, nedostatočným teplom, zlou kvalitou materiálu, čo vedie k neadekvátnym vzorom zŕn, ktoré oslabujú štrukturálnu integritu kovu.

 

Na kontrolu týchto defektov počas výrobného procesu sa nižšie používajú niektoré populárne techniky NDT (ne-deštruktívne testovanie):

 

 

 

 

 

Nie všetky výkovky vyžadujú vyššie uvedené NDT a Fabmann môže poskytnúť tieto testovacie riešenia na účely kontroly kvality. Náš inžinier kvality môže pomôcť našim klientom identifikovať konštrukčné chyby alebo chyby v produkte pred jeho hromadnou výrobou. Náš tím sa zaviazal ponúkať služby najvyššej kvality pre kované diely v rôznych odvetviach vrátane ropy a zemného plynu, ako naprsherardizované PED spojovacie prvky, petrochémia, infraštruktúra a stavebníctvo.