Kovanje

Kovanje lahko izboljša mehanske lastnosti kovinskih delov, rešitev za oblikovanje kovin pa se uporablja na kritičnih delih zaradi njihove zanesljivosti za zelo obremenjene in kritične aplikacije. Postopek kovanja lahko hitro ustvari končno geometrijo izdelka, običajno v enem ali nekaj udarcih kladiva. Ima dve vrsti: hladno kovanje stisne kovino pri sobni temperaturi, medtem ko vroče kovanje zahteva zelo visoko temperaturo, vroče kovanje pa lahko proizvede bolj zapletene oblike kot hladno kovanje.

 

Opis

 

Kovanje lahko izboljša lastnosti kovine, vključno s strukturo, prevodnostjo in dolgo življenjsko dobo, in je pogosto kategorizirano glede na temperaturo, pri kateri se izvaja. Proizvodni proces je zabijanje, stiskanje ali valjanje kovine v obliko z opremo, kot je kladivo, stiskalnica ali matrica. Kovanje lahko spremeni pretok kovine in zrnato strukturo materiala, zato imajo kovani kovinski deli izjemno trdnost in žilavost za zelo obremenjene in kritične aplikacije.

 

Vrste kovanja

 

Kovanje kovin je ključen proizvodni proces, ki vključuje oblikovanje kovinskega obdelovanca s tlačno silo in lahko proizvede močne, trpežne in zanesljive komponente s prečiščevanjem zrnate strukture kovine. Metode kovanja so v prvi vrsti kategorizirane glede na temperaturo, pri kateri se kovina obdeluje, in obliko uporabljenih matric.

 

 

• √Vroče kovanje

To je tradicionalna metoda, pri kateri se kovina segreje nad temperaturo rekristalizacije, ki je za jeklo lahko več kot 1200 stopinj. Zaradi te visoke temperature je kovina bolj voljna in duktilna, kar ji omogoča oblikovanje v zapletene geometrije z manj sile. Visoka temperatura preprečuje deformacijsko utrjevanje in spodbuja nastanek novih, prečiščenih zrn, kar poveča trdnost in duktilnost materiala. Ima naslednje prednosti:

1. 1. Izboljšana duktilnost, povišane temperature naredijo material bolj prožen, kar poenostavi oblikovanje zapletenih delov.
2. 2. Odprava delovnega utrjevanja, kovine se s hladnim kovanjem pogosto strdijo in postanejo krhke, medtem ko se vroče kovanje popolnoma izogne ​​temu problemu, zaradi česar je idealno za dele, ki zahtevajo visoko plastično deformacijo.
3. 3. Izboljšanje mikrostrukture, struktura zrn je prečiščena, kar vodi do izboljšanih mehanskih lastnosti.
4. 4. Kompleksne oblike, ta postopek je idealen za ustvarjanje velikih in kompleksnih komponent zaradi visoke sposobnosti oblikovanja kovine.

Zaradi zgornjih lastnosti se vroče kovanje pogosto uporablja v avtomobilski, letalski, naftni in plinski industriji ter industriji težkih strojev za proizvodnjo kritičnih komponent, kot so ročične gredi, ojnice, zobniki, turbinske lopatice, pritrdilni elementi in strukturni deli.

 

• √Toplo kovanje

Toplo kovanje se izvaja pri temperaturi med sobno temperaturo in temperaturo rekristalizacije kovine. Za jeklo je to območje običajno med 400 stopinjami in 950 stopinjami). Ta metoda služi kot sredina med vročim in hladnim kovanjem. Kovinsko gredico segrejejo z indukcijskimi grelniki in nato kuje v zaprtih matricah, ta postopek pa zahteva manj sile kot hladno kovanje in nudi večjo natančnost kot vroče kovanje. Ima naslednje prednosti:

1. 1. Uravnotežene lastnosti, lahko ponudi ravnovesje med dimenzijsko natančnostjo hladnega kovanja in enostavnostjo oblikovanja vročega kovanja. Za razliko od vročega kovanja, kjer lahko ekstremna vročina poslabša lastnosti materiala, toplo kovanje uravnoteži sposobnost oblikovanja z mehansko celovitostjo.
2. 2. Zmanjšane obremenitve orodij, obremenitve orodja in stiskalnice so nižje v primerjavi s hladnim kovanjem, zato se zmanjšajo tudi stroški vzdrževanja orodij. To izboljša kakovost površine in podaljša življenjsko dobo matric za kovanje, kar zmanjša stroške orodja.
3. 3. Izboljšana površinska obdelava, lahko povzroči bolj gladko površinsko obdelavo v primerjavi z vročim kovanjem zaradi zmanjšanega nabiranja lusk in oksidacije.
4. 4. Energijska učinkovitost, segrevanje materiala na nižje temperature zahteva bistveno manj energije, kar pomeni znižanje obratovalnih stroškov in manjši ogljični odtis.

Toplo kovanje se pogosto uporablja za izdelavo natančnih delov, kot so zobniki avtomobilskih menjalnikov, osne gredi in drugi sestavni deli industrijskih strojev, kot so ležaji, prirobnice in konstrukcijske komponente.

 

• √Hladno kovanje

Vrste odkovkov je mogoče razvrstiti tudi po zasnovi matrice, zasnova matrice pa igra ključno vlogo v procesu kovanja, saj določa obliko in kompleksnost končnega izdelka.

 

• √Odprto-kovanje, znano tudi kot prosto kovanje, vključuje oblikovanje obdelovanca med dvema ravnima ali preprosto oblikovanima matricama, ki kovine ne obdajata popolnoma. Operater manipulira z obdelovancem, da doseže želeno obliko s ponavljajočim udarjanjem ali stiskanjem. Prosto kovanje ni primerno za izdelavo zapletenih delov z majhnimi tolerancami in pogosto zahteva naknadno obdelavo za doseganje končnih dimenzij.

S tem postopkom lahko proizvedete različne vrste kovinskih delov, kot so odkovki, deli kladiv in ulitki, ter mehanske dele z visoko-trdnostjo in visoko-vzdržljivostjo, kot so ročične gredi, ojnice in ležaji.

 

• √Zaprto-kovanje

Imenuje se tudi -odtiskovno kovanje. Ta postopek uporablja dve matrici, ki vsebujeta pred-izrezan odtis končnega dela. Obdelovanec se postavi med te matrice in uporabi se pritisk, ki prisili kovino, da zapolni votline matrice, in ima naslednje prednosti:

1. 1. Visoka natančnost in doslednost: ta metoda proizvaja dele z ozkimi tolerancami in kompleksnimi oblikami z visoko stopnjo ponovljivosti.
2. 2. Vrhunska mehanska lastnost, ustvarja prefinjeno zrnato strukturo, ki sledi obrisu dela, kar ima za posledico vrhunsko trdnost, duktilnost in odpornost proti utrujenosti.
3. 3. Stroškovno-učinkovit, slaba stran je, da so začetni stroški orodja visoki, vendar je stroškovno-učinkovit postopek za velike proizvodne serije.

Kovanje z zaprtim -matričnim kovanjem se pogosto uporablja v avtomobilski industriji za dele, kot so krmilni členki, ojnice in osne gredi, pa tudi v letalstvu za kritične strukturne komponente.

 

 

• √Kovanje valja

Kovanje z valji uporablja dva nasproti ležeča cilindrična ali pol{0}}cilindrična valja z vtisnjenimi žlebovi za oblikovanje ogrevane palice ali gredice. Ko gre obdelovanec med vrtljivimi valji, se njegova debelina zmanjša, dolžina pa poveča. Ima naslednje prednosti:

1. 1. Ta rešitev je primerna za dolge dele in je zelo učinkovita za izdelavo dolgih, vitkih delov z različnimi prečnimi-prerezi.
2. 2. Odlična zrnata struktura, lahko proizvede ugodno zrnato strukturo, kar ima za posledico vrhunske mehanske lastnosti.

Ta postopek se pogosto uporablja za izdelavo komponent za avtomobilsko industrijo, kot so osi, listnate vzmeti in stožčaste gredi, pa tudi za ročna orodja, kot so noži.

 

• √Razburjeno kovanje

Ukrivljeno kovanje, znano tudi kot napenjanje, poveča premer obdelovanca s stiskanjem njegove dolžine in ta postopek je mogoče izvesti v več fazah, da se ustvarijo kompleksne geometrije. Ima naslednje lastnosti:

1. 1. Visoka proizvodna stopnja, je hiter in učinkovit postopek, primeren za-velikoserijsko proizvodnjo.
2. 2. Izboljšana trdnost, ta postopek ustvarja neprekinjen tok zrn, kar izboljša trdnost in odpornost proti utrujenosti dela.

Ukrivljeno kovanje se običajno uporablja za izdelavo pritrdilnih elementov, kot so sorniki in vijaki, pa tudi ventilov motorjev, sklopk in batnic za avtomobilsko, vesoljsko in gradbeno industrijo.

 

Merjenje napak pri kovanju in preprečevanju

 

Proizvodni proces kovanja in proizvodna oprema sta poenostavljena, pri množični proizvodnji pa še vedno obstajajo nekatere pogoste napake. Zato je njihovo prepoznavanje in obravnavanje ključnega pomena za zagotavljanje kakovosti in delovanja delov z nizkimi tolerancami za naše stranke.

 

• √Razpoke, pogosto se nahajajo na površini kovanih delov, kar je lahko povezano z nizkimi temperaturami ali prekomerno obremenitvijo.
• √Preklopi, nastanejo med zlaganjem, ki je subtilen šiv v delu. Pogosto ga povzroči nezadosten pretok materiala in slaba zasnova matrice.
• √Hladno zaprtje, ta napaka lahko povzroči šibek šiv, ki je pogosto povezan z nezadostno toploto. Gre za eno vrsto napak v prekrivanju, kar pomeni šibko vez ali povezavo, ki jo povzroči nepravilen pretok materiala.
• √Praznine, ki jih pogosto povzroči bodisi slaba zasnova ali neustrezne tehnike segrevanja, ki med kovanjem pogosto vodijo do ujetosti plina ali zraka v kovino, vplivajo na trdnost in vzdržljivost obdelovanca.
• √Presežek bliskavice, med kovanjem material odteka iz votlin matrice.
• √Slaba kakovost površine, kot je žganje, zaradi prekomernega trenja med postopkom kovanja, prask ali vdolbin, ki ostanejo na površini delov.
• √Neustrezna struktura zrn, to je lahko posledica slabe zasnove, nezadostne toplote, slabe kakovosti materiala, kar vodi do neustreznih vzorcev zrn, ki oslabijo strukturno celovitost kovine.

 

Za preverjanje teh napak med proizvodnim procesom se spodaj uporabljajo nekatere priljubljene tehnike NDT (ne{0}}destruktivno testiranje):

 

 

 

 

 

Vse kovanje ne zahteva zgoraj navedenega NDT in Fabmann lahko zagotovi te testne rešitve za namen nadzora kakovosti. Naš inženir za kakovost lahko našim strankam pomaga prepoznati konstrukcijske napake ali napake v izdelku, preden se ta začne množično proizvajati. Naša ekipa je predana zagotavljanju vrhunskih storitev za kovane dele v različnih panogah, vključno z nafto in plinom, kot je npr.sherardizirani PED pritrdilni elementi, petrokemija, infrastruktura in gradbeništvo.