Коването е общото наименование за коване и щамповане. Това е метод на формовъчна обработка, при който се използва чук, наковалня и щанца на ковашка машина или матрица, за да се упражни натиск върху заготовката, за да се предизвика пластична деформация, с която да се получат части с необходимата форма и размер.
Какво е коване
По време на процеса на коване, цялата заготовка претърпява значителна пластична деформация и относително голямо количество пластично течение. В процеса на щамповане, заготовката се формира главно чрез промяна на пространственото положение на всяка част от областта и няма пластично течение на голямо разстояние вътре в нея. Коването се използва главно за обработка на метални части. Може да се използва и за обработка на някои неметали, като инженерни пластмаси, каучук, керамични заготовки, тухли, както и за формоване на композитни материали.
Валцуването, изтеглянето и др. в ковашката и металургичната промишленост са изцяло обработка на пластмаси или под налягане. Коването обаче се използва главно за производство на метални части, докато валцуването и изтеглянето се използват главно за производство на метални материали с общо предназначение, като плочи, ленти, тръби, профили и телове.
Класификация на коване
Коването се класифицира основно според метода на формоване и температурата на деформация. Според метода на формоване, коването може да се раздели на две категории: коване и щамповане. Според температурата на деформация, коването може да се раздели на горещо коване, студено коване, топло коване, изотермично коване и др.
1. Горещо коване
Горещото коване е коване, извършвано над температурата на рекристализация на метала. Повишаването на температурата може да подобри пластичността на метала, което е от полза за подобряване на присъщото качество на детайла и намаляване на вероятността от напукване. Високите температури могат също да намалят устойчивостта на деформация на метала и да намалят необходимия тонаж.ковашки машиниВъпреки това, има много процеси на горещо коване, при които прецизността на детайла е ниска, а повърхността не е гладка. Освен това изковките са склонни към окисляване, обезвъглеродяване и изгаряне. Когато детайлът е голям и дебел, материалът има висока якост и ниска пластичност (като например огъване на изключително дебели плочи, изтегляне на пръти от високовъглеродна стомана и др.) и се използва горещо коване.
Обикновено използваните температури за горещо коване са: въглеродна стомана 800~1250℃; легирана конструкционна стомана 850~1150℃; бързорежеща стомана 900~1100℃; често използвана алуминиева сплав 380~500℃; легирана стомана 850~1000℃; месинг 700~900℃.
2. Студено коване
Студеното коване е коване, извършвано под температурата на рекристализация на метала. Най-общо казано, студеното коване се отнася до коване при стайна температура.
Детайлните изделия, оформени чрез студено коване при стайна температура, имат висока точност на формата и размерите, гладки повърхности, малко етапи на обработка и са удобни за автоматизирано производство. Много студено ковани и студено щамповани части могат да се използват директно като части или продукти без необходимост от машинна обработка. Въпреки това, по време на студено коване, поради ниската пластичност на метала, лесно се появяват пукнатини по време на деформация и съпротивлението на деформация е голямо, което изисква ковашки машини с голям тонаж.
3. Топло коване
Коване при температура, по-висока от нормалната, но ненадвишаваща температурата на рекристализация, се нарича топло коване. Металът се загрява предварително, а температурата на нагряване е много по-ниска от тази при горещо коване. Топлото коване има по-висока прецизност, по-гладка повърхност и ниска устойчивост на деформация.
4. Изотермично коване
Изотермичното коване поддържа постоянна температурата на заготовката по време на целия процес на формоване. Изотермичното коване е предназначено да използва максимално високата пластичност на определени метали при една и съща температура или да получи специфични структури и свойства. Изотермичното коване изисква поддържане на формата и заготовката при постоянна температура, което изисква високи разходи и се използва само за специални процеси на коване, като например свръхпластично формоване.
Характеристики на коването
Коването може да промени структурата на метала и да подобри свойствата му. След горещо коване на слитъка, първоначалната хлабавост, пори, микропукнатини и др. в лято състояние се уплътняват или заваряват. Оригиналните дендрити се разрушават, което прави зърната по-фини. В същото време се променя оригиналната сегрегация на карбида и неравномерното му разпределение. Структурата се прави равномерна, за да се получат плътни, равномерни, фини изковки с добри общи характеристики и надеждност при употреба. След горещо коване металът придобива влакнеста структура. След студено коване металната кристална структура става подредена.
Коването е процес, чрез който металът се движи пластично, за да се образува детайл с желаната форма. Обемът на метала не се променя след появата на пластично течение поради външна сила и металът винаги тече към детайла с най-малко съпротивление. В производството формата на детайла често се контролира съгласно тези закони, за да се постигнат деформации като удебеляване, удължаване, разширение, огъване и дълбоко изтегляне.
Размерът на кования детайл е точен и е благоприятен за организиране на масово производство. Размерите на формоването в приложения като коване, екструдиране и щамповане са точни и стабилни. Високоефективни ковашки машини и автоматични производствени линии за коване могат да се използват за организиране на специализирано масово или масово производство.
Често използваните ковашки машини включват ковашки чукове,хидравлични преси, и механични преси. Ковашкият чук има голяма скорост на удара, което е благоприятно за пластичния поток на метала, но ще предизвика вибрации. Хидравличната преса използва статично коване, което е благоприятно за коване през метала и подобряване на структурата. Работата е стабилна, но производителността е ниска. Механичната преса има фиксиран ход и е лесна за внедряване на механизация и автоматизация.
Тенденция на развитие на технологията на коване
1) Да се подобри присъщото качество на кованите части, главно за подобряване на техните механични свойства (якост, пластичност, жилавост, якост на умора) и надеждност.
Това изисква по-добро приложение на теорията за пластичната деформация на металите. Прилагане на материали с по-добро качество, като например вакуумно обработена стомана и вакуумно разтопена стомана. Правилно извършване на предварителното нагряване и термичната обработка на коването. По-строг и обширен безразрушителен контрол на кованите части.
2) Допълнително развитие на технологиите за прецизно коване и прецизно щамповане. Безрежещата обработка е най-важната мярка и посока за машиностроенето за подобряване на използването на материалите, повишаване на производителността на труда и намаляване на потреблението на енергия. Разработването на неокислително нагряване на ковашки заготовки, както и на високотвърди, износоустойчиви и дълготрайни материали за форми и методи за повърхностна обработка, ще допринесе за разширеното приложение на прецизното коване и прецизното щамповане.
3) Разработване на ковашко оборудване и ковашки производствени линии с по-висока производителност и автоматизация. При специализирано производство производителността на труда се подобрява значително и разходите за коване се намаляват.
4) Разработване на гъвкави системи за коване (прилагане на групова технология, бърза смяна на матрици и др.). Това позволява многовариантно, дребносерийно производство на ковашки изделия да използва високоефективно и силно автоматизирано ковашко оборудване или производствени линии. Доближаване на производителността и икономичността до нивото на масово производство.
5) Разработване на нови материали, като например методи за коване на материали от прахова металургия (особено двуслоен метален прах), течен метал, пластмаси, подсилени с влакна, и други композитни материали. Разработване на технологии като свръхпластично формоване, високоенергийно формоване и вътрешно формоване под високо налягане.
Време на публикуване: 04 февруари 2024 г.
