Falsificirajte popularnu nauku

Kovanje Odnosi se na upotrebu mašina za kovanje za primjenu pritiska na metalni komad radi podsticanja plastične deformacije, kako bi se postigla određena mehanička svojstva, specifičan oblik i veličina otkovka. To je jedna od dvije glavne komponente kovanja (uključujući kovanje i štancanje). Kovanjem se mogu eliminisati nedostaci poput topljenja metala i optimizovati mikrostruktura. Istovremeno, budući da se zadržava potpuna struja metala, mehanička svojstva otkovka su obično bolja od lijevanja istog materijala. U relevantnim mašinama, za važne dijelove s velikim opterećenjem i strogim radnim uslovima, osim relativno jednostavnog oblika koji može koristiti valjane ploče, profile ili zavarene dijelove, većina otkovaka će se koristiti.

1. Temperatura deformacije

Početna temperatura rekristalizacije čelika je oko 727 ℃, ali se 800 ℃ obično koristi kao granica, temperatura iznad 800 ℃ je vruće kovanje; između 300 i 800 ℃ naziva se toplo kovanje ili poluvruće kovanje, dok se kovanje na sobnoj temperaturi naziva hladno kovanje. Otkovci koji se koriste u većini industrija su vruće kovanje, a toplo i hladno kovanje se uglavnom koriste za kovanje automobila, općih mašina i drugih dijelova. Toplo i hladno kovanje mogu efikasno uštedjeti materijal.

2. Kategorija kovačnice

Kao što je gore spomenuto, prema temperaturi kovanja, može se podijeliti na vruće kovanje, toplo kovanje i hladno kovanje. Prema mehanizmu oblikovanja, kovanje se može podijeliti na slobodno kovanje, kovanje u kalupu, kovanje brusnim prstenom i specijalno kovanje.

1) Slobodno kovanje

Odnosi se na metodu obrade korištenjem jednostavnih univerzalnih alata ili direktnim primjenom vanjske sile na gredicu između gornjeg i donjeg nakovnja opreme za kovanje kako bi se deformirao blank i dobila potrebna geometrija i unutrašnji kvalitet otkovaka. Otkovci proizvedeni metodom slobodnog kovanja nazivaju se slobodni otkovci. Slobodno kovanje se uglavnom zasniva na proizvodnji otkovaka u malim serijama, korištenjem kovačkog čekića, hidraulične prese i druge opreme za kovanje za oblikovanje i obradu gredice, te dobijanje kvalifikovanih otkovaka. Osnovni proces slobodnog kovanja uključuje sabijanje, izduživanje, probijanje, rezanje, savijanje, uvijanje, dislokaciju i kovanje. Slobodno kovanje se primjenjuje u režimu toplog kovanja.

2) Kovanje u kalupima

Kovanje u kalupima dijeli se na otvoreno kovanje u kalupima i zatvoreno kovanje u kalupima. Metalni komad se komprimira i deformira u komori kalupa za kovanje u određeni oblik kako bi se dobili dijelovi za kovanje. Kovanje u kalupima se uglavnom koristi za proizvodnju dijelova male težine i velikih serija. Kovanje u kalupima može se podijeliti na vruće kovanje u kalupima, toplo kovanje i hladno kovanje. Toplo i hladno kovanje su budući smjer razvoja kovanja u kalupima i ujedno predstavljaju nivo tehnologije kovanja.

Prema materijalnim karakteristikama, kovanje u kalupu se može podijeliti i na kovanje u kalupu crnih metala, kovanje u kalupu obojenih metala i oblikovanje praškastih proizvoda. Kao što i samo ime govori, materijali su obojeni metali kao što su Ugljični čelikl, obojeni metali poput bakra i aluminija, te materijali metalurgije praha.

Ekstruziju treba pripisati kovanju u kalupu i može se podijeliti na ekstruziju teških metala i ekstruziju lakih metala.

Kovanje u zatvorenom kalupu i kovanje sa zatvorenom glavom pripadaju dvama naprednim procesima kovanja u kalupu. Zbog nedostatka leteće ivice, stopa iskorištenja materijala je visoka. Završna obrada složenih otkovaka može se obaviti u jednom ili više procesa. Budući da nema leteće ivice, područje naprezanja otkovaka je smanjeno, a potrebno opterećenje je također smanjeno. Međutim, treba napomenuti da gredica ne smije biti potpuno ograničena, tako da volumen gredice treba strogo kontrolirati, relativni položaj kalupa za kovanje i mjerenje otkovaka, te nastojati smanjiti trošenje kalupa za kovanje.

3) Dođite do prstena

Glodanje prstenova odnosi se na proizvodnju prstenastih dijelova različitih promjera pomoću specijalne opreme za glodanje prstenova, koja se također koristi za proizvodnju dijelova kotača kao što su automobilski kotači i kotači vlakova.

4) Specijalno kovanje

Specijalno kovanje uključuje valjanje, poprečno valjanje klina, radijalno kovanje, kovanje u tekućem kalupu i druge metode kovanja, a ove metode su pogodnije za proizvodnju nekih specijalnih oblikovanih dijelova. Na primjer, valjanje se može koristiti kao efikasan proces predoblikovanja za značajno smanjenje naknadnog pritiska oblikovanja; poprečno valjanje klina može proizvesti čeličnu kuglu, pogonsko vratilo, a radijalno kovanje može proizvesti velike otkovke poput cijevi pištolja i stepenaste osovine.

5) Kalupi za kovanje

Prema načinu kretanja kalupa za kovanje, kovanje se može podijeliti na zakretno valjanje, zakretno rotaciono kovanje, valjanje kovanjem, poprečno valjanje klina, valjanje prstena i koso valjanje. Valjanje s valjanjem, zakretno rotaciono kovanje i valjanje prstena također se mogu obrađivati ​​finim kovanjem. Kako bi se poboljšala stopa iskorištenja materijala, valjanje kovanja i poprečno valjanje mogu se koristiti kao prvi proces obrade tankih materijala. Rotaciono kovanje, kao i slobodno kovanje, također ima prednost što se, u poređenju s veličinom otkovka, može oblikovati u slučaju male sile kovanja. Način kovanja, uključujući slobodno kovanje, obrađuje materijale od površine kalupa do slobodne površine, stoga je teško osigurati tačnost, pa se smjer kretanja kalupa za kovanje i proces rotacionog kovanja s računarskom kontrolom mogu koristiti za male sile kovanja za složene oblike, visoko precizne proizvode, kao što su proizvodne varijante, velike veličine otkovaka lopatica parnih turbina.

Kretanje kalupa opreme za kovanje nije u skladu sa stepenom slobode. Prema karakteristikama ograničenja deformacije mrtve tačke, oprema za kovanje može se podijeliti u sljedeća četiri oblika:

Ograničavanje sile kovanja: pritisak ulja direktno pokreće kliznu presu za ulje.

Režim kvazi-hoda sa ograničenjem: presa za ulje pokreće presu za ulje mehanizma koljenastog zgloba.

Ograničenje hoda: mehanička presa koja pokreće klizač pomoću kurble, klipnjače i mehanizma klina.

Režim ograničenja energije: korištenje vijčanog mehanizma spiralne i frikcione prese.

Da bi se postigla visoka tačnost, treba obratiti pažnju na sprječavanje preopterećenja na donjoj mrtvoj tački i kontrolisati brzinu i položaj kalupa. Jer će to uticati na toleranciju kovanja, tačnost oblika i vijek trajanja kalupa. Pored toga, radi održavanja tačnosti, treba obratiti pažnju i na podešavanje razmaka vodilice klizača, osiguranje krutosti, podešavanje mrtve tačke i korištenje uređaja za prenos subvencija i druge mjere.

Postoje i vertikalno i horizontalno kretanje klizača (za kovanje vitkih dijelova, hlađenje podmazivanjem i brzu proizvodnju kovanih dijelova), korištenjem kompenzacijskog uređaja može se povećati kretanje u drugim smjerovima. Gore navedene metode se razlikuju, potrebna sila kovanja, proces, iskorištenje materijala, prinos, tolerancija veličine i metode hlađenja podmazivanjem su različiti, a ovi faktori su ujedno i faktori koji utječu na nivo automatizacije.

3. Materijali za kovanje

Materijali za kovanje su uglavnom ugljični čelik i legirani čelik različitih komponenti, a slijede aluminij, magnezij, bakar, titan i njihove legure. Izvorno stanje materijala je šipka, ingot, metalni prah i tekući metal. Odnos površine poprečnog presjeka metala prije deformacije i površine poprečnog presjeka nakon deformacije naziva se omjer kovanja. Ispravan izbor omjera kovanja, razumna temperatura zagrijavanja i vrijeme izolacije, razumna početna temperatura kovanja i konačna temperatura kovanja, razumna deformacija i brzina deformacije imaju odličan odnos za poboljšanje kvalitete proizvoda i smanjenje troškova.

Generalno, mali i srednji otkovci se izrađuju od okruglih ili kvadratnih šipki kao gredica. Organizacija zrna i mehanička svojstva materijala šipke su ujednačeni, dobrog su oblika i veličine, imaju dobar kvalitet površine, što olakšava organizaciju masovne proizvodnje. Sve dok se temperatura zagrijavanja i uslovi deformacije razumno kontrolišu, otkovci sa odličnim performansama mogu se kovati bez velikih deformacija pri kovanju.

Ingot samo za velike otkivke. Ingot je izliveno tkivo sa većim stupčastim kristalima i rastresitim središtem. Stoga je potrebno razbiti cilindrične kristale u fina zrna i napraviti rastresito zbijanje kako bi se dobila fina organizacija metala i mehanička svojstva.

Prefabrikovani brusni komadi od presovane i pečene metalurgije praha mogu se kovati bez upotrebe alata za kovanje u vrućem stanju. Prašak za kovanje je blizu gustine opšteg kovanog praha, sa dobrim mehaničkim svojstvima i visokom preciznošću, što može smanjiti naknadnu obradu. Otkovci praha su dobro organizovani bez segregacije i mogu se koristiti za proizvodnju radnih komada kao što su mali zupčanici. Međutim, cijena praha je mnogo veća od cijene opšte šipke, a primjena u proizvodnji je donekle ograničena.

Statički pritisak se primjenjuje na tečni metal izliven u komoru kalupa radi skrućivanja, kristalizacije, tečenja, plastične deformacije i oblikovanja pod pritiskom, čime se dobija željeni oblik i performanse. Kovanje tečnim metalom u kalupu je metoda oblikovanja između lijevanja pod pritiskom i kovanja u kalupu. Posebno je pogodna za složene tankozidne dijelove koje je teško oblikovati općim kovanjem u kalupu.

Materijali za kovanje, pored uobičajenih materijala, kao što su različite komponente ugljičnog čelika i legiranog čelika, slijede aluminij, magnezij, bakar, titan i njegove legure, visokotemperaturne legure na bazi željeza, visokotemperaturne legure na bazi nikla i visokotemperaturne legure na bazi kobalta, koji se deformiraju kovanjem ili valjanjem. Međutim, zbog relativno uske plastične površine, ove legure imaju relativno velike poteškoće pri kovanju. Različiti materijali imaju stroge zahtjeve za temperaturu zagrijavanja, temperaturu kovanja i konačnu temperaturu kovanja.

4. Tok procesa

Različite metode kovanja imaju različite procese, među kojima je tehnološki proces toplog kovanja u kalupu najduži, opći redoslijed je: dovod kovaničnog trupca; zagrijavanje otkovaka; priprema valjka za kovanje; kovanje u kalupu; rezna ivica; probijanje; korekcija; međuinspekcija, provjera veličine i površinskih nedostataka otkovaka; termička obrada otkovaka radi uklanjanja napona kovanja i poboljšanja performansi rezanja metala; čišćenje, uglavnom radi uklanjanja površinske oksidacijske kožice; korekcija; inspekcija, opći otkovci moraju proći kroz kontrolu izgleda i tvrdoće, a važni otkovci moraju se testirati analizom hemijskog sastava, mehaničkih svojstava, zaostalog napona i nerazornim ispitivanjima.

5. Karakteristike otkovaka

U poređenju sa odlivcima, metal može poboljšati svoju strukturu i mehanička svojstva. Nakon termičke obrade i deformacije livenog tkiva, deformacija metala i rekristalizacija čine originalno debelo dendritno i stupčasto zrno finim, ujednačenom veličinom i aksijalnom rekristalizacijskom organizacijom. Originalna segregacija, rastresitost, pore, troska se zbijaju i zavaruju, što rezultira čvršćom organizacijom, poboljšavajući plastičnost i mehanička svojstva metala.
Mehanička svojstva odlivaka su niža od svojstava otkovaka od istog materijala. Osim toga, obrada kovanja može osigurati kontinuitet organizacije metalnih vlakana, tako da organizacija vlakana otkovaka i oblik otkovaka, metalna strujnica je potpuna, može osigurati da dijelovi imaju dobra mehanička svojstva i dug vijek trajanja. Otkovci proizvedeni preciznim kovanjem u kalupu, hladnom ekstruzijom, temperaturnom ekstruzijom i drugim postupcima su neuporedivi sa odlivcima.
Kovanje je predmet u kojem se metal stavlja pod pritisak kako bi se stvorio željeni oblik ili formirala odgovarajuća sila kompresije. Ova sila se obično postiže korištenjem čekića ili pritiska. Proces kovanja gradi strukturu finih čestica i poboljšava fizička svojstva metala. U stvarnoj upotrebi dijelova, pravilan dizajn omogućava česticama da teku u smjeru glavnog pritiska. Livenje je predmet oblikovanja metala dobijen različitim metodama lijevanja, naime topljenjem tekućeg metala, lijevanjem, presovanjem, usisavanjem ili drugim metodama lijevanja u pripremljeni odljevak, hlađenjem nakon pijeska, čišćenjem i naknadnom obradom, pri čemu predmet ima određeni oblik, veličinu i performanse.