Přesné kování

Kování je metoda tváření kovů, která využívá kovací stroj k vyvíjení tlaku na kovový blok, což způsobuje plastickou deformaci. výkovky se specifickými mechanickými vlastnostmi, tvary a rozměry. Kování odstraňuje vady, jako je poréznost odlitku, ke kterým dochází během procesu tavení, optimalizuje mikrostrukturu a zachovává neporušené linie toku kovu. Výkovky mají obecně lepší mechanické vlastnosti ve srovnání s odlitky ze stejného materiálu.

 

Na základě teploty obrobku během kování lze kování klasifikovat jako: kování za tepla (nad rekrystalizační teplotou), kování za tepla (od teploty rekrystalizace do 30 % rekrystalizační teploty) a kování za studena (pod 30 % rekrystalizační teploty, obecně při pokojové teplotě).

 

 

Nejčastěji používaným materiálem při kování je legovaná ocel. Počáteční teplota rekrystalizace oceli je přibližně 727 stupňů, ale jako dělicí čára se obecně používá 800 stupňů. Kování nad 800 stupňů je kování za tepla; kování mezi 300 a 800 stupni se nazývá kování za tepla nebo polo{7}}kování za tepla; a kování při pokojové teplotě se nazývá kování za studena. Výkovky používané ve většině průmyslových odvětví jsou výkovky za tepla. Kování za tepla a kování za studena se používá hlavně pro kování dílů v automobilech a obecných strojích. Kování za tepla a kování za studena může efektivně šetřit materiály.

 

Volné kování
Volným kováním se rozumí způsob zpracování, který využívá jednoduché, univerzální{0}}nástroje nebo přímo působí vnější silou na sochor mezi horní a spodní kovadlinu kovacího zařízení, čímž se sochor deformuje a získá požadovaný geometrický tvar a vnitřní kvalitu. Výkovky vyrobené metodou volného kování se nazývají volné výkovky. Volné kování se používá především pro výrobu výkovků v malých sériích. K tvarování sochoru a získávání kvalifikovaných výkovků se používá kovací zařízení, jako jsou kovací kladiva a hydraulické lisy. Mezi základní procesy volného kování patří pěchování, tažení, děrování, stříhání, ohýbání, kroucení, posouvání a spojování kováním. Volné kování vždy používá metody kování za tepla.

 

Zápustkové kování
Zápustkové kování se dále dělí na otevřené zápustkové kování a uzavřené zápustkové kování. Kovový blok se deformuje pod tlakem v dutině kovací zápustky určitého tvaru, aby se získal výkovek. Zápustkové kování se obecně používá pro výrobu dílů, které nejsou těžké, ale vyrábí se ve velkých sériích. Zápustkové kování lze rozdělit na kování za tepla, kování za tepla a kování za studena. Uzavřené zápustkové kování má díky absenci výboje vyšší míru využití materiálu. Složité výkovky mohou být dokončeny v jednom nebo několika procesech. Kromě toho kování v uzavřené zápustce produkuje výkovky s menší oblastí napětí, vyžadující menší zatížení. Je důležité poznamenat, že kování v uzavřených zápustkách vyžaduje přísnou kontrolu objemu předvalků, vzájemné polohy zápustek a měření výkovků, aby se minimalizovalo opotřebení zápustky.

 

Vhodné kovové materiály pro kování

Hlavními materiály používanými pro kování jsou uhlíková ocel a legovaná ocel různého složení, dále hliník, hořčík, měď, titan a jejich slitiny. Původní stavy materiálů zahrnují tyče, ingoty, kovový prášek a tekutý kov. Poměr plochy průřezu kovu před deformací k ploše průřezu po deformaci se nazývá kovací poměr. Správná volba kovacího poměru, vhodná teplota ohřevu a doba výdrže, vhodná počáteční a konečná teplota kování a vhodná velikost a rychlost deformace jsou klíčové pro zlepšení kvality produktu a snížení nákladů. Kromě výše uvedených kovových materiálů se kují nebo válcují také superslitiny na bázi kujného železa-, niklu- a kobaltu-. Vzhledem k jejich relativně úzké plastické škále se však tyto slitiny obtížněji kují a pro různé materiály jsou kladeny přísné požadavky na teplotu ohřevu, počáteční teplotu kování a konečnou teplotu kování.

 

 

Tok procesu kování
Různé metody kování mají různé procesy, přičemž kování za tepla má nejdelší průtok. Obecná posloupnost je: vysekávání sochoru, ohřev sochoru, příprava kování válců, zápustkové kování, ořezávání, čištění, děrování, rovnání atd.

 

Kontrola kování
Kontrola kování zahrnuje in{0}}kontrolu procesu, kontrolu rozměrů, detekci povrchových vad a chemické složení, zbytkové napětí, mechanické vlastnosti a metalografickou analýzu. V případě potřeby lze také provést ne-destruktivní testování (NDT). Tepelné zpracování výkovků se používá k odstranění kovacího napětí a zlepšení obrobitelnosti kovu.

 

Charakteristika výkovků
1. V porovnání s odlitky kování zlepšuje mikrostrukturu a mechanické vlastnosti kovů. Po deformaci tvářením za tepla kováním se původní hrubé dendrity a sloupcová zrna v odlévaném kovu vlivem deformace a rekrystalizace přemění na jemnější, rovnoměrnější rovnoosá rekrystalizovaná zrna. Tím se zhutní a svaří nekonzistence, jako je segregace, poréznost, póry a vměstky v ingotu, což má za následek hustší mikrostrukturu a zlepšenou plasticitu a mechanické vlastnosti.

2. Mechanické vlastnosti odlitků jsou nižší než u výkovků ze stejného materiálu. Kromě toho kování zajišťuje kontinuitu vláknité struktury kovu, udržuje konzistenci mezi vláknitou strukturou a tvarem výkovku, což vede k úplnému toku kovu a zaručuje dobré mechanické vlastnosti a delší životnost. Výkovky vyrobené za použití přesného zápustkového kování, vytlačování za studena a vytlačování za tepla nemají obdoby jako odlitky.

3. Výkovky jsou předměty, ve kterých je kov vystaven tlaku a plasticky deformován pro dosažení požadovaného tvaru nebo vhodné tlakové síly. Této síly je dosaženo pomocí kladiva nebo tlaku. Proces kování vytváří rafinovanou zrnitou strukturu a zlepšuje fyzikální vlastnosti kovu. V praktických aplikacích komponentů správný design zajišťuje, že tok částic je v souladu s hlavním směrem tlaku. Naproti tomu odlitky jsou kovové součásti vytvořené různými způsoby odlévání. Jedná se o lití roztaveného kovu do předem-připravené formy pomocí metod, jako je lití, vstřikování, odsávání nebo jiné techniky odlévání. Po ochlazení kov prochází odstraněním písku, čištěním a následným{8}}zpracováním, aby se získal předmět se specifickým tvarem, velikostí a výkonem.

4. Kováním lze dosáhnout čistého-tvaru kování. Výkovky vyžadují minimální nebo žádné opracování a nabízejí výhody, jako je přesný tvar, vysoká rozměrová přesnost, vysoká tvarová a polohová přesnost a vysoká drsnost povrchu.

 

Aplikace výkovků
Důležité díly souvisejících strojů, které nesou vysoké zatížení a pracují v drsných podmínkách, jsou často kované, s výjimkou jednodušších tvarů, které lze vyrobit z válcovaných plechů, profilů, odlitků a svařovaných dílů. Kování je jednou z hlavních metod zpracování pro poskytování polotovarů pro mechanické díly v strojírenský průmysl. Kováním lze získat nejen tvar mechanických dílů, ale lze také zlepšit vnitřní strukturu kovu, čímž se zlepší jeho mechanické a fyzikální vlastnosti. Pro většinu důležitých mechanických dílů, které jsou vystaveny vysokému namáhání a mají vysoké požadavky, je kování nejběžnější výrobní metodou. Například důležité díly, jako jsou hřídele turbínových generátorů, rotory, oběžná kola, lopatky, pojistné kroužky, velké hydraulické lisovací sloupy, vysokotlaké-válce, válce válcovací stolice, klikové hřídele spalovacích motorů, ojnice, ozubená kola, ložiska a dělostřelectvo v obranném průmyslu, všechny jsou vyráběny kováním.