Krivotvorite popularnu znanost

Kovanje Odnosi se na upotrebu strojeva za kovanje za primjenu pritiska na metalni komad radi poticanja 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 ukloniti nedostaci poput taljenja metala i optimizirati mikrostruktura. Istovremeno, budući da se zadržava potpuna struja metala, mehanička svojstva otkovka obično su bolja od lijevanja istog materijala. U relevantnim strojevima, za važne dijelove s visokim opterećenjem i strogim radnim uvjetima, osim relativno jednostavnog oblika koji može koristiti valjane ploče, profile ili zavarene dijelove, većina će se koristiti otkovci.

1. Temperatura deformacije

Početna temperatura rekristalizacije čelika je oko 727 ℃, ali 800 ℃ se općenito koristi kao granica, iznad 800 ℃ se naziva vruće kovanje; između 300 i 800 ℃ se naziva toplo kovanje ili poluvruće kovanje, kovanje na sobnoj temperaturi naziva se hladno kovanje. Otkovci koji se koriste u većini industrija su vruće kovanje, a toplo i hladno kovanje uglavnom se koriste za kovanje automobila, općih strojeva i drugih dijelova. Toplo i hladno kovanje mogu učinkovito 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 izravnom primjenom vanjske sile na gredicu između gornjeg i donjeg nakovnja opreme za kovanje kako bi se deformirao izradak i postigla potrebna geometrija i unutarnja kvaliteta otkovaka. Otkovci proizvedeni metodom slobodnog kovanja nazivaju se slobodni otkovci. Slobodno kovanje uglavnom se temelji na proizvodnji otkovaka u malim serijama, korištenjem kovačkog čekića, hidraulične preše i druge opreme za kovanje za oblikovanje i obradu gredice te dobivanje kvalificiranih otkovaka. Osnovni proces slobodnog kovanja uključuje sabijanje, produživanje, probijanje, rezanje, savijanje, uvijanje, dislokaciju i kovanje. Slobodno kovanje se primjenjuje u načinu vrućeg kovanja.

2) Kovanje u kalupu

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 općenito se 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 također predstavljaju razinu tehnologije kovanja.

Prema materijalnim točkama, kovanje u kalupu može se podijeliti i na kovanje u kalupu crnih metala, kovanje u kalupu obojenih metala i oblikovanje praškastih proizvoda. Kao što ime sugerira, materijali su željezni 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.

Zatvoreno kovanje u kalupu i zatvoreno kovanje u kalupu pripadaju dvama naprednim procesima kovanja u kalupu. Budući da nema letećeg ruba, stopa iskorištenja materijala je visoka. Završna obrada složenih otkovaka može se obaviti u jednom ili više procesa. Budući da nema letećeg ruba, područje naprezanja otkivka je smanjeno, a potrebno opterećenje je također smanjeno. Međutim, treba napomenuti da gredica ne smije biti potpuno ograničena, stoga volumen gredice treba strogo kontrolirati, relativni položaj kalupa za kovanje i mjerenje otkivka te nastojati smanjiti trošenje kalupa za kovanje.

3) Doći do prstena

Glodanje prstenova odnosi se na proizvodnju prstenastih dijelova različitih promjera pomoću posebne opreme za glodanje prstenova, koja se također koristi za proizvodnju dijelova kotača poput automobilskih kotača i kotača vlakova.

4) Specijalno kovanje

Specijalno kovanje uključuje valjanje, klinasto poprečno valjanje, radijalno kovanje, kovanje u tekućem kalupu i druge metode kovanja, a ove metode su prikladnije za proizvodnju nekih posebno oblikovanih dijelova. Na primjer, valjanje se može koristiti kao učinkovit postupak predoblikovanja za značajno smanjenje naknadnog tlaka oblikovanja; klinasto poprečno valjanje može proizvesti čeličnu kuglu, pogonsko vratilo, a radijalno kovanje može proizvesti velike otkovke poput cijevi pištolja i stepenaste osovine.

5) Kalup za kovanje

Prema načinu kretanja kalupa za kovanje, kovanje se može podijeliti na njihajuće valjanje, njihajuće rotacijsko kovanje, valjno kovanje, klinasto poprečno valjanje, valjni prsten i koso valjanje. Valjanje s valjanjem, njihajuće rotacijsko kovanje i valjni prsten 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. Rotacijsko kovanje, kao i slobodno kovanje, također ima prednost što se u usporedbi s veličinom otkivka može oblikovati u slučaju male sile kovanja. Način kovanja, uključujući slobodno kovanje, obrađuje materijale od površine kalupa do slobodne površine, stoga je teško osigurati točnost, pa se smjer kretanja kalupa za kovanje i proces rotacijskog kovanja s računalnim upravljanjem mogu koristiti s malom silom kovanja za složene oblike, visoko precizne proizvode, kao što su proizvodne varijante, velike veličine otkovaka lopatica parnih turbina.

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

Ograničavanje sile kovanja: tlak ulja izravno pokreće kliznu prešu za ulje.

Način rada s ograničenjem kvazi-hoda: uljna preša pokreće uljnu prešu mehanizma koljenastog zgloba.

Ograničenje hoda: mehanička preša koja pokreće klizač pomoću koljena, klipnjače i mehanizma klina.

Način ograničenja energije: korištenje vijčanog mehanizma spiralne i frikcijske preše.

Kako bi se postigla visoka točnost, treba paziti na sprječavanje preopterećenja na donjoj mrtvoj točki te kontrolirati brzinu i položaj kalupa. Budući da će to utjecati na toleranciju kovanja, točnost oblika i vijek trajanja kalupa. Osim toga, kako bi se održala točnost, treba paziti i na podešavanje razmaka vodilice klizača, osiguranje krutosti, podešavanje mrtve točke, korištenje uređaja za prijenos 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 su različite, potrebna sila kovanja, proces, iskorištenje materijala, prinos, tolerancija veličine i metode hlađenja podmazivanjem su različiti, a ovi čimbenici ujedno utječu i na razinu automatizacije.

3. Materijali za kovanje

Materijali za kovanje uglavnom su 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. Omjer površine presjeka metala prije deformacije i površine presjeka nakon deformacije naziva se omjer kovanja. Ispravan odabir 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.

Općenito, mali i srednji kovani materijali su okrugli ili kvadratni štapovi kao gredice. Organizacija zrna i mehanička svojstva materijala štapova su ujednačeni, dobri, točni oblik i veličina, dobra kvaliteta površine, lako se organizira masovna proizvodnja. Sve dok se temperatura zagrijavanja i uvjeti deformacije razumno kontroliraju, kovani materijali s izvrsnim performansama mogu se kovati bez velikih deformacija kovanja.

Ingot samo za velike otkivke. Ingot je izliveno tkivo s 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.

Prešani i pečeni predgotovljeni komadi metalurškog praha mogu se kovati bez upotrebe alata za kovanje u vrućem stanju. Prašak za kovanje ima gustoću blisku onoj kod općeg kovanog praha, s dobrim mehaničkim svojstvima i visokom točnošću, što može smanjiti naknadnu obradu. Otkovci od praha su dobro organizirani bez segregacije i mogu se koristiti za izradu obratka poput malih zupčanika. Međutim, cijena praha je mnogo veća od cijene opće šipke, a primjena u proizvodnji je donekle ograničena.

Statički tlak primjenjuje se na tekući metal uliven u komoru kalupa radi skrućivanja, kristalizacije, tečenja, plastične deformacije i oblikovanja pod tlakom, čime se postiže željeni oblik i performanse. Kovanje tekućim metalom je metoda oblikovanja između lijevanja pod tlakom i kovanja pod tlakom. Posebno je prikladna za složene tankostijene dijelove koje je teško oblikovati općim kovanjem pod tlakom.

Materijali za kovanje, uz uobičajene materijale, kao što su razne 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, deformiraju se kovanjem ili valjanjem. Međutim, zbog relativno uskog područja plastičnosti, ove legure imaju relativno velike poteškoće kovanja. Različiti materijali imaju stroge zahtjeve za temperaturu zagrijavanja, temperaturu kovanja i konačnu temperaturu kovanja.

4. Tijek procesa

Različite metode kovanja imaju različite procese, među kojima je tehnološki proces vrućeg kovanja u kalupu najduži, opći redoslijed je: dovod kovanaca; zagrijavanje kovanaca; priprema valjkastih kovanaca; kovanje u kalupu; rezna oštrica; probijanje; korekcija; međuinspekcija, provjera veličine i površinskih nedostataka kovanaca; toplinska obrada kovanaca radi uklanjanja naprezanja kovanja i poboljšanja performansi rezanja metala; čišćenje, uglavnom radi uklanjanja površinske oksidacijske kožice; korekcija; inspekcija, opći kovanci moraju proći kontrolu izgleda i tvrdoće, a važni kovanci moraju se ispitati analizom kemijskog sastava, mehaničkih svojstava, zaostalog naprezanja i nerazornim ispitivanjima.

5. Karakteristike otkovaka

U usporedbi s odljevcima, metal može poboljšati svoju strukturu i mehanička svojstva. Nakon termičke obrade kovanjem, tkivo odljevka se deformira, zbog deformacije metala i rekristalizacije, što originalno debelo dendritno i stupčasto zrno pretvara u fino zrno, ujednačene veličine s aksijalnom rekristalizacijskom organizacijom. Izvorna segregacija, rastresitost, pore, troska se zbijaju i zavaruju, organizacija postaje bliža, poboljšavajući plastičnost i mehanička svojstva metala.
Mehanička svojstva odljevaka su niža od svojstava otkovaka od istog materijala. Osim toga, obrada kovanja može osigurati kontinuitet organizacije metalnih vlakana, tako da organizacija vlakana otkovka i oblik otkovka, metalna strujnica je potpuna, može osigurati da dijelovi imaju dobra mehanička svojstva i dugi vijek trajanja. Otkovci proizvedeni preciznim kovanjem u kalupu, hladnim ekstruzijskim postupkom, ekstruzijskim postupkom na temperaturi i drugim postupcima neusporedivi su s odljevcima.
Kovanje je predmet u kojem se metal stavlja pod pritisak kako bi se stvorio željeni oblik ili formirala odgovarajuća sila kompresije. Ta se sila obično postiže korištenjem čekića ili pritiska. Proces kovanja stvara strukturu finih čestica i poboljšava fizička svojstva metala. U stvarnoj upotrebi dijelova, pravilan dizajn omogućuje protok čestica u smjeru glavnog pritiska. Lijevanje je predmet oblikovanja metala dobiven raznim metodama lijevanja, naime taljenjem tekućeg metala, ulijevanjem, prešanjem, usisavanjem ili drugim metodama lijevanja u pripremljeni odljevak, hlađenjem nakon pijeska, čišćenjem i naknadnom obradom, pri čemu se predmet dobiva određenim oblikom, veličinom i performansama.