Kovanje

Kovanje može poboljšati mehanička svojstva metalnih dijelova, a rješenje za oblikovanje metala se koristi na kritičnim dijelovima zbog njihove pouzdanosti za visoko naprezane i kritične primjene. Proces kovanja može brzo stvoriti konačnu geometriju proizvoda, obično u jednom ili nekoliko udaraca čekića. Ima dva tipa: hladno kovanje komprimira metal na sobnoj temperaturi, dok toplo kovanje zahteva veoma visok nivo temperature, a toplo kovanje može da proizvede složenije oblike od hladnog kovanja.

 

Opis

 

Kovanje može poboljšati svojstva metala, uključujući strukturu, provodljivost i dugovječnost, i često se kategorizira prema temperaturi na kojoj se izvodi. Proizvodni proces je čekić, presovanje ili valjanje metala u oblik pomoću opreme poput čekića, prese ili kalupa. Kovanje može promijeniti protok metala materijala i strukturu zrna, pa stoga kovani metalni dijelovi imaju izuzetnu čvrstoću i žilavost za visoko naprezane i kritične primjene.

 

Tipovi kovanja

 

Kovanje metala je ključni proizvodni proces koji uključuje oblikovanje metalnog obratka silom pritiska, a može proizvesti jake, izdržljive i pouzdane komponente rafiniranjem zrnaste strukture metala. Metode kovanja se prvenstveno kategoriziraju na osnovu temperature na kojoj se metal obrađuje i dizajna korištenih kalupa.

 

 

• √Hot Forging

To je tradicionalna metoda gdje se metal zagrijava iznad temperature rekristalizacije, koja za čelik može biti i preko 1200 stepeni. Ova visoka temperatura čini metal savitljivijim i duktilnijim, omogućavajući mu da se oblikuje u složene geometrije sa manje sile. Visoka temperatura sprečava stvrdnjavanje od naprezanja i potiče stvaranje novih, rafiniranih zrna, što povećava snagu i duktilnost materijala. Ima sljedeće prednosti:

1. 1. Povećana duktilnost, povišene temperature čine materijal savitljivijim, pojednostavljujući formiranje zamršenih dijelova.
2. 2. Eliminacija radnog očvršćavanja, metali se često stvrdnjavaju i postaju lomljivi hladnim kovanjem, dok vruće kovanje u potpunosti izbjegava ovaj problem, što ga čini idealnim za dijelove koji zahtijevaju veliku plastičnu deformaciju.
3. 3. Rafiniranje mikrostrukture, struktura zrna je rafinirana, što dovodi do poboljšanih mehaničkih svojstava.
4. 4. Složeni oblici, ovaj proces je idealan za stvaranje velikih i složenih komponenti zbog visoke formabilnosti metala.

Zbog gore navedenih karakteristika, vruće kovanje se široko koristi u automobilskoj, zrakoplovnoj, naftnoj i plinskoj industriji i industriji teških strojeva za proizvodnju kritičnih komponenti kao što su radilice, klipnjače, zupčanici, lopatice turbine, pričvršćivači i strukturni dijelovi.

 

• √Toplo kovanje

Toplo kovanje se izvodi na temperaturi između sobne temperature i temperature rekristalizacije metala. Za čelik, ovaj raspon je obično između 400 stepeni do 950 stepeni). Ova metoda služi kao sredina između toplog i hladnog kovanja. Metalna gredica se zagrijava indukcijskim grijačima, a zatim kuje u zatvorenim kalupima, a ovaj proces zahtijeva manje sile od hladnog kovanja i nudi bolju preciznost od toplog kovanja. Ima sljedeće prednosti:

1. 1. Uravnotežena svojstva, može ponuditi ravnotežu između tačnosti dimenzija hladnog kovanja i lakoće oblikovanja toplog kovanja. Za razliku od toplog kovanja, gde ekstremna toplota može degradirati svojstva materijala, toplo kovanje balansira formabilnost sa mehaničkim integritetom.
2. 2. Smanjena opterećenja alata, opterećenja alata i presa su niža u odnosu na hladno kovanje, a samim tim se smanjuju i troškovi održavanja alata. Ovo poboljšava kvalitet površine i produžava životni vijek kalupa za kovanje, smanjujući troškove alata.
3. 3. Poboljšana završna obrada površine, može rezultirati glađom završnom obradom površine u poređenju sa vrućim kovanjem zbog smanjenog kamenca i oksidacije.
4. 4. Energetska efikasnost, zagrijavanje materijala na niže temperature zahtijeva znatno manje energije, a to znači i smanjene operativne troškove i manji ugljični otisak.

Toplo kovanje se često koristi za proizvodnju preciznih delova kao što su zupčanici za automobilske transmisije, osovinske osovine i druge komponente industrijskih mašina kao što su ležajevi, prirubnice i strukturne komponente.

 

• √Cold Forging

Tipovi kovanja se također mogu klasificirati prema dizajnu kalupa, a dizajn kalupa igra ključnu ulogu u procesu kovanja, određujući oblik i složenost konačnog proizvoda.

 

• √Otvoreno-Otvoreno kovanje, također poznato kao slobodno kovanje, uključuje oblikovanje radnog komada između dvije ravne ili jednostavno oblikovane kalupe koje ne zatvaraju u potpunosti metal. Operater manipuliše radnim komadom kako bi postigao željeni oblik kroz ponovljeno udaranje čekićem ili pritiskanje. Slobodno kovanje nije pogodno za proizvodnju složenih delova sa bliskim tolerancijama i često zahteva naknadnu mašinsku obradu da bi se postigle konačne dimenzije.

Ovim postupkom se mogu proizvesti različite vrste metalnih dijelova kao što su otkovci, dijelovi čekića i odljevci, te mehanički dijelovi velike{0}}i visoke{1}}izdržljivosti kao što su radilice, klipnjače i ležajevi.

 

• √Zatvoreno{0}}Kovanje

Naziva se i otiskom{0}}kovanjem, ovaj proces koristi dvije matrice koje sadrže unaprijed-izrezani otisak završnog dijela. Radni komad se postavlja između ovih kalupa i primjenjuje se pritisak, prisiljavajući metal da ispuni šupljine kalupa, a ima sljedeće prednosti:

1. 1. Visoka preciznost i konzistentnost: Ova metoda proizvodi dijelove sa malim tolerancijama i složenim oblicima sa visokim stepenom ponovljivosti.
2. 2. Vrhunska mehanička svojstva, stvara rafiniranu strukturu zrna koja prati konturu dijela, što rezultira superiornom čvrstoćom, duktilnošću i otpornošću na zamor.
3. 3. Isplativo-Ekonomično, nedostatak je što je početni trošak alata visok, ali je troškovno-isplativ proces za velike serije proizvodnje.

Zatvoreno{0}}kovanje se široko koristi u automobilskoj industriji za dijelove kao što su zglobovi upravljača, klipnjače i osovinske osovine, kao i u zrakoplovstvu za kritične strukturne komponente.

 

 

• √Roll Forging

Kovanje valjaka koristi dva suprotna cilindrična ili polu{0}}valjka sa utisnutim žljebovima za oblikovanje zagrijane šipke ili gredice. Kada radni komad prolazi između rotirajućih valjaka, njegova debljina se smanjuje, a dužina se povećava. Ima sljedeće prednosti:

1. 1. Pogodno za dugačke dijelove, ovo rješenje je vrlo efikasno za proizvodnju dugih, vitkih dijelova sa različitim poprečnim-osjecima.
2. 2. Odlična struktura zrna, može proizvesti povoljnu strukturu zrna, što rezultira superiornim mehaničkim svojstvima.

Ovaj proces se često koristi za proizvodnju komponenti za automobilsku industriju, kao što su osovine, lisnate opruge i konusne osovine, kao i ručni alati poput noževa.

 

• √Uznemireno kovanje

Uznemireno kovanje, poznato i kao naslov, povećava prečnik radnog komada komprimovanjem njegove dužine, a ovaj proces se može obaviti u nekoliko faza kako bi se stvorile složene geometrije. Ima sljedeće karakteristike:

1. 1. Visoka stopa proizvodnje, to je brz i efikasan proces pogodan za-proizvodnju velikih količina.
2. 2. Povećana čvrstoća, ovaj proces stvara kontinuirani protok zrna, što poboljšava čvrstoću i otpornost dijela na zamor.

Uznemireno kovanje se obično koristi za proizvodnju pričvrsnih elemenata poput vijaka i vijaka, kao i ventila motora, spojnica i klipnjača za automobilsku, zrakoplovnu i građevinsku industriju.

 

Defekti u kovanju i mjerenju prevencije

 

Proces proizvodnje kovanja i proizvodna oprema su pojednostavljeni, a još uvijek postoje neki uobičajeni nedostaci u masovnoj proizvodnji. Stoga je njihovo identificiranje i rješavanje ključno kako bismo osigurali kvalitet i performanse dijelova performansi sa strogim tolerancijama za naše klijente.

 

• √Pukotine, često se nalaze na površini kovanih dijelova, što može biti povezano s niskim temperaturama ili prekomjernim naprezanjem.
• √Preklopi, formiraju se prilikom preklapanja, što je suptilan šav u dijelu. Često je uzrokovana nedovoljnim protokom materijala i lošim dizajnom kalupa.
• √Hladno zatvaranje, ovaj nedostatak može stvoriti slab šav koji je često povezan s nedovoljnom toplinom. To je jedna vrsta defekta preklopa, što znači slabu vezu ili vezu uzrokovanu nepravilnim protokom materijala.
• √Praznine, često uzrokovane ili lošim dizajnom ili nepravilnim tehnikama grijanja, koje često dovode do zarobljavanja plina ili zraka u metalu tokom kovanja, utiču na čvrstoću i izdržljivost radnog komada.
• √Višak fleka, tokom kovanja, materijal ističe iz šupljina kalupa.
• √Loš kvalitet površine kao što je brušenje, zbog prekomernog trenja tokom procesa kovanja, ogrebotina ili udubljenja koja su ostala na površini delova.
• √Neadekvatna zrnasta struktura, to može biti uzrokovano lošim dizajnom, nedovoljnom toplinom, lošim kvalitetom materijala, što dovodi do neadekvatnog zrnastog uzorka koji slabi strukturni integritet metala.

 

Za provjeru ovih nedostataka tokom proizvodnog procesa, u nastavku se primjenjuju neke popularne NDT (-testiranje bez razaranja):

 

 

 

 

 

Ne zahtijevaju sva kovanja gore navedeni NDT, a Fabmann može pružiti ova rješenja za ispitivanje u svrhu kontrole kvaliteta. Naš inženjer kvalitete može pomoći našim klijentima da identificiraju greške u dizajnu ili nedostatke u proizvodu prije nego što se masovno proizvodi. Naš tim je posvećen pružanju usluga vrhunskog kvaliteta za kovane dijelove u različitim industrijama, uključujući naftu i plin kao npr.sherardized PED zatvarači, petrohemija, infrastruktura i građevinarstvo.