Vytvářejte populární vědu

Kování Označuje použití kovacích strojů k vyvíjení tlaku na kovový polotovar za účelem podpory plastické deformace, aby se dosáhlo určitých mechanických vlastností, specifického tvaru a velikosti výkovku. Je to jedna ze dvou hlavních složek kování (včetně kování a ražení). Kováním lze eliminovat vady, jako je tavení kovu, a optimalizovat mikrostrukturu. Zároveň, protože se zachovává celková proudnice kovu, jsou mechanické vlastnosti výkovku obvykle lepší než u odlitků ze stejného materiálu. V příslušných strojích se pro důležité součásti s vysokým zatížením a přísnými pracovními podmínkami používá většina výkovků, s výjimkou relativně jednoduchých tvarů, u kterých lze použít válcované plechy, profily nebo svařované díly.

1. Deformační teplota

Počáteční teplota rekrystalizace oceli je asi 727 °C, ale jako dělicí čára se obecně používá 800 °C, teplota vyšší než 800 °C se nazývá kování za tepla; mezi 300 a 800 °C se nazývá kování za tepla nebo poloteplé kování, kování při pokojové teplotě se nazývá kování za studena. Výkovky používané ve většině průmyslových odvětví jsou kování za tepla a kování za tepla a kování za studena se používá hlavně pro kování automobilových, strojírenských a dalších dílů. Kování za tepla a kování za studena může efektivně šetřit materiál.

2. Kategorie výhně

Jak již bylo uvedeno výše, podle teploty kování lze kování rozdělit na kování za tepla, kování za tepla a kování za studena. Podle mechanismu tváření lze kování rozdělit na volné kování, kování v zápustce, kování s broušením prstenců a speciální kování.

1) Volné kování

Vztahuje se na metodu zpracování s použitím jednoduchých univerzálních nástrojů nebo přímého působení vnější síly na polotovar mezi horní a dolní kovadlinou kovacího zařízení za účelem deformace polotovaru a dosažení požadované geometrie a vnitřní kvality výkovků. Výkovky vyrobené metodou volného kování se nazývají volné výkovky. Volné kování je založeno především na výrobě výkovků v malých dávkách s použitím kovacího bucharu, hydraulického lisu a dalšího kovacího zařízení k tvarování a zpracování polotovaru a získání kvalifikovaných výkovků. Základní proces volného kování zahrnuje pěchování, prodlužování, děrování, řezání, ohýbání, kroucení, dislokaci a kování. Volné kování se používá v režimu kování za tepla.

2) Kování do formy

Kování ve formě se dělí na kování ve volné zápustce a kování ve volné zápustce. Kovový polotovar se v komoře zápustky stlačuje a deformuje do určitého tvaru, čímž se získají výkovky. Kování ve formě se obecně používá k výrobě malých a velkých sérií dílů. Kování ve formě lze rozdělit na kování za tepla, kování za tepla a kování za studena. Kování za tepla a kování za studena představují budoucí směr vývoje kování ve formě a také představují úroveň technologie kování.

Podle materiálových bodů lze kování v zápustce rozdělit také na kování z černých kovů, kování z neželezných kovů a tváření práškových výrobků. Jak název napovídá, materiály jsou železné kovy, jako například Uhlíková ocell, neželezné kovy, jako je měď a hliník, a materiály práškové metalurgie.

Extruze by měla být přičítána kování v zápustce a lze ji rozdělit na extruzi těžkých kovů a extruzi lehkých kovů.

Kování v uzavřené zápustce a kování s uzavřenou hlavicí patří mezi dva pokročilé procesy kování v zápustce. Vzhledem k absenci letmé hrany je míra využití materiálu vysoká. Dokončování složitých výkovků lze provést v jednom nebo několika procesech. Vzhledem k absenci letmé hrany se snižuje plocha namáhání výkovku a snižuje se i požadované zatížení. Je však třeba poznamenat, že sochor by neměl být zcela omezen, proto by měl být objem sochoru, relativní poloha kovacího nástroje a rozměry výkovku přísně kontrolovány a mělo by se usilovat o snížení opotřebení kovacího nástroje.

3) Dosáhněte kruhu

Frézování prstenců se týká výroby prstencových dílů různých průměrů pomocí speciálního zařízení pro frézování prstenců, které se také používá k výrobě dílů kol, jako jsou kola automobilů a vlaků.

4) Speciální kování

Speciální kování zahrnuje válcování, klínové příčné válcování, radiální kování, kování v tekuté zápustce a další metody kování. Tyto metody jsou vhodnější pro výrobu některých speciálních tvarových dílů. Například válcování lze použít jako účinný proces předtváření, který výrazně snižuje následný tvářecí tlak; klínové příčné válcování může vyrábět ocelové kuličky, hnací hřídele a radiální kování může vyrábět velké výkovky, jako jsou hlavně zbraní a stupňovité hřídele.

5) Kovací forma

Podle způsobu pohybu kovacího nástroje lze kování rozdělit na kyvné válcování, kyvné rotační kování, válcování, klínové příčné válcování, válcování prstence a šikmé válcování. Válcování válcem, kyvné rotační kování a válcování prstence lze také zpracovat jemným kováním. Pro zlepšení míry využití materiálu lze jako první proces zpracování štíhlých materiálů použít válcování kování a příčné válcování. Rotační kování má stejně jako volné kování výhodu v tom, že ve srovnání s velikostí výkovku jej lze tvarovat s malou kovací silou. Způsob kování, včetně volného kování, zpracovává materiál od povrchu formy k volnému povrchu, proto je obtížné zajistit přesnost, proto směr pohybu formy a rotační proces kování s počítačem řízeným řízením lze použít s nízkou kovací silou pro složité tvary a vysoce přesné výrobky, jako jsou výrobní varianty a velké rozměry výkovků lopatek parních turbín.

Pohyb formy kovacího zařízení je v rozporu se stupněm volnosti. Podle charakteristik omezení deformace v mrtvém bodě lze kovací zařízení rozdělit do následujících čtyř typů:

Omezující kovací síla: tlak oleje přímo pohání posuvný olejový lis.

Režim kvazizdvihového omezení: olejový lis pohání olejový lis klikového mechanismu.

Omezení zdvihu: mechanický lis pohánějící saně klikou, ojnicí a klínovým mechanismem.

Režim omezení energie: pomocí šroubového mechanismu spirálového a třecího lisu.

Pro dosažení vysoké přesnosti je třeba dbát na to, aby se zabránilo přetížení v dolním úvrati a kontrolovat rychlost a polohu nástroje. Protože to bude mít vliv na toleranci kování, přesnost tvaru a životnost nástroje. Kromě toho je pro udržení přesnosti třeba věnovat pozornost také nastavení vůle vodicí lišty jezdce, zajištění tuhosti, nastavení úvrati, použití zařízení pro přenos dotací a dalším opatřením.

Existují také vertikální a horizontální pohyby saní (pro kování štíhlých dílů, mazání a chlazení a vysokorychlostní výrobu výkovků), přičemž kompenzační zařízení může zvýšit pohyb i v jiných směrech. Výše ​​uvedené metody se liší, liší se požadovaná kovací síla, proces, využití materiálu, výtěžnost, tolerance rozměrů a metody mazání a chlazení, což jsou faktory ovlivňující úroveň automatizace.

3. Kované materiály

Kovací materiály jsou převážně uhlíková ocel a legovaná ocel různých složek, následované hliníkem, hořčíkem, mědí, titanem a jejich slitinami. Původní stav materiálu je tyčový materiál, ingot, kovový prášek a tekutý kov. Poměr plochy průřezu kovu před deformací k ploše průřezu po deformaci se nazývá kovací poměr. Správná volba kovacího poměru, přiměřená teplota ohřevu a doba izolace, přiměřená počáteční teplota kování a konečná teplota kování, přiměřená deformace a rychlost deformace mají velký vliv na zlepšení kvality výrobku a snížení nákladů.

Malé a střední výkovky se obvykle vyrábějí z kulatých nebo čtvercových tyčí jako sochory. Struktura zrna a mechanické vlastnosti tyčového materiálu jsou jednotné, dobré, přesný tvar a velikost, dobrá kvalita povrchu, snadná hromadná výroba. Pokud jsou teplota ohřevu a deformační podmínky přiměřeně kontrolovány, lze výkovky s vynikajícími vlastnostmi kovat bez velkých deformací.

Ingot pouze pro velké výkovky. Ingot je odlévaná tkáň s většími sloupcovitými krystaly a sypkým středem. Proto je nutné válcové krystaly rozbít na jemná zrna a provést sypké zhutnění, aby se dosáhlo jemné kovové organizace a mechanických vlastností.

Prefabrikované výlisky z práškové metalurgie lisované a vypalované lze kovat bez použití zápustky za horka. Kovací prášek má hustotu blízkou běžnému zápustkovému výkovku, s dobrými mechanickými vlastnostmi a vysokou přesností, což může zkrátit následné obrábění. Práškové výkovky jsou dobře organizované bez segregace a lze je použít k výrobě obrobků, jako jsou malá ozubená kola. Cena prášku je však mnohem vyšší než cena běžné tyče a jeho použití ve výrobě je do určité míry omezené.

Na tekutý kov nalitý do lisovací komory je aplikován statický tlak, který vede k jeho tuhnutí, krystalizaci, toku, plastické deformaci a tváření pod tlakem, čímž se dosáhne požadovaného tvaru a vlastností. Kování v tekutém kovu je metoda tváření na pomezí tlakového lití a kování v zápustce. Je zvláště vhodné pro složité tenkostěnné díly, které se obtížně tvarují běžným kováním v zápustce.

Kovací materiály kromě běžných materiálů, jako jsou různé komponenty z uhlíkové oceli a legované oceli, následované hliníkem, hořčíkem, mědí, titanem a jeho slitinami, vysokoteplotními slitinami na bázi železa, vysokoteplotními slitinami na bázi niklu a vysokoteplotními slitinami na bázi kobaltu, se deformují kováním nebo válcováním. Tyto slitiny však mají vzhledem ke své relativně úzké plastické ploše poměrně vysokou obtížnost kování a různé materiály mají přísné požadavky na teplotu ohřevu, teplotu kování a konečnou teplotu kování.

4. Tok procesu

Různé metody kování mají různé postupy, z nichž technologický proces kování za tepla je nejdelší. Obecné pořadí je: podávání výkovků; ohřev výkovku; příprava válcování; kování za zápustky; řezná hrana; děrování; korekce; mezikontrola, kontrola velikosti a povrchových vad výkovků; tepelné zpracování výkovků za účelem odstranění kovacího napětí a zlepšení řezného výkonu; čištění, zejména za účelem odstranění povrchové oxidační vrstvy; korekce; kontrola. Výkovky musí být obecně podrobeny kontrole vzhledu a tvrdosti a důležité výkovky musí být testovány analýzou chemického složení, mechanickými vlastnostmi, zbytkovým napětím a nedestruktivním testováním.

5. Vlastnosti výkovků

Ve srovnání s odlitky může kov zlepšit svou strukturu a mechanické vlastnosti. Po tepelném zpracování kováním se odlévací tkáň deformuje v důsledku deformace kovu a rekrystalizace, čímž se původní tlusté dendritické a sloupcovité zrno mění na jemná zrna s jednotnou velikostí axiální rekrystalizační organizací. Dochází k původní segregaci, uvolnění, uvolnění pórů, zhutnění a svaření strusky, čímž se organizace stává těsnější, což zlepšuje plasticitu a mechanické vlastnosti kovu.
Mechanické vlastnosti odlitků jsou nižší než u výkovků ze stejného materiálu. Kromě toho může kovací zpracování zajistit kontinuitu uspořádání kovových vláken, takže uspořádání vláken výkovku a tvar výkovku, kovový proud je kompletní, může zajistit, že díly mají dobré mechanické vlastnosti a dlouhou životnost. Výkovky vyrobené přesným kováním za studena, protlačováním za studena, protlačováním za vysokých teplot a dalšími procesy jsou nesrovnatelné s odlitky.
Výkovek je předmět, u kterého je kov vystaven tlaku za účelem vytvoření požadovaného tvaru nebo vytvoření vhodné kompresní síly. Této síly se obvykle dosahuje pomocí kladiva nebo tlaku. Proces kování vytváří jemnou strukturu částic a zlepšuje fyzikální vlastnosti kovu. Při skutečném použití dílů správná konstrukce způsobuje, že částice proudí ve směru hlavního tlaku. Odlitek je tváření kovového předmětu získaného různými metodami odlévání, a to tavením tekutého kovu, litím, lisováním, sáním nebo jinými metodami odlévání do připraveného odlitku, ochlazením po pískování, čištěním a následnou úpravou, přičemž předmět má určitý tvar, velikost a výkon.