Kovanje je skupno ime za kovanje in štancanje. Gre za metodo oblikovanja, pri kateri se s kladivom, nakovalom in prebijalom kovaškega stroja ali kalupa izvaja pritisk na surovec, kar povzroči plastično deformacijo za pridobitev delov zahtevane oblike in velikosti.
Kaj je kovanje
Med kovanjem se celoten surovec znatno plastično deformira in ima relativno veliko plastičnega toka. Pri kovanju se surovec oblikuje predvsem s spreminjanjem prostorskega položaja posameznih delovnih površin in znotraj njega ni velikega plastičnega toka. Kovanje se uporablja predvsem za obdelavo kovinskih delov. Uporablja se lahko tudi za obdelavo nekaterih nekovin, kot so inženirske plastike, guma, keramični surovci, opeka in oblikovanje kompozitnih materialov.
Valjanje, vlečenje itd. v kovaški in metalurški industriji so vse obdelava plastike ali tlačna obdelava. Vendar se kovanje uporablja predvsem za izdelavo kovinskih delov, valjanje in vlečenje pa se uporabljata predvsem za proizvodnjo kovinskih materialov za splošno uporabo, kot so plošče, trakovi, cevi, profili in žice.
Klasifikacija kovanja
Kovanje se v glavnem razvršča glede na metodo oblikovanja in temperaturo deformacije. Glede na metodo oblikovanja lahko kovanje razdelimo v dve kategoriji: kovanje in štancanje. Glede na temperaturo deformacije lahko kovanje razdelimo na vroče kovanje, hladno kovanje, toplo kovanje in izotermno kovanje itd.
1. Vroče kovanje
Vroče kovanje je kovanje, ki se izvaja nad temperaturo rekristalizacije kovine. Zvišanje temperature lahko izboljša plastičnost kovine, kar je koristno za izboljšanje notranje kakovosti obdelovanca in zmanjšanje verjetnosti razpok. Visoke temperature lahko tudi zmanjšajo odpornost kovine na deformacijo in zmanjšajo potrebno tonažo.kovanje strojiVendar pa obstaja veliko postopkov vročega kovanja, pri katerih je natančnost obdelovanca slaba in površina ni gladka. Odkovki so nagnjeni k oksidaciji, razogljičenju in poškodbam zaradi gorenja. Ko je obdelovanec velik in debel, ima material visoko trdnost in nizko plastičnost (kot je na primer upogibanje zelo debelih plošč, vlečenje palic iz visokoogljičnega jekla itd.), zato se uporablja vroče kovanje.
Običajno uporabljene temperature vročega kovanja so: ogljikovo jeklo 800~1250 ℃; legirano konstrukcijsko jeklo 850~1150 ℃; hitrorezno jeklo 900~1100 ℃; običajno uporabljena aluminijeva zlitina 380~500 ℃; zlitina 850~1000 ℃; medenina 700~900 ℃.
2. Hladno kovanje
Hladno kovanje je kovanje, ki se izvaja pod temperaturo rekristalizacije kovine. Na splošno se hladno kovanje nanaša na kovanje pri sobni temperaturi.
Obdelovanci, oblikovani s hladnim kovanjem pri sobni temperaturi, imajo visoko oblikovno in dimenzijsko natančnost, gladke površine, malo korakov obdelave in so primerni za avtomatizirano proizvodnjo. Številni hladno kovani in hladno žigosani deli se lahko neposredno uporabijo kot deli ali izdelki brez potrebe po strojni obdelavi. Vendar pa med hladnim kovanjem zaradi nizke plastičnosti kovine med deformacijo zlahka pride do razpok, odpornost proti deformaciji pa je velika, kar zahteva kovaške stroje z veliko tonažo.
3. Toplo kovanje
Kovanje pri temperaturi, višji od normalne temperature, vendar ne višji od temperature rekristalizacije, se imenuje toplo kovanje. Kovina se predhodno segreje, temperatura segrevanja pa je precej nižja kot pri vročem kovanju. Toplo kovanje ima večjo natančnost, bolj gladko površino in nizko odpornost proti deformacijam.
4. Izotermno kovanje
Izotermno kovanje ohranja konstantno temperaturo surovca med celotnim postopkom oblikovanja. Izotermno kovanje je namenjeno polni izkoriščanju visoke plastičnosti določenih kovin pri enaki temperaturi ali doseganju specifičnih struktur in lastnosti. Izotermno kovanje zahteva vzdrževanje konstantne temperature kalupa in surovca, kar zahteva visoke stroške in se uporablja le za posebne postopke kovanja, kot je superplastično oblikovanje.
Značilnosti kovanja
Kovanje lahko spremeni strukturo kovine in izboljša njene lastnosti. Po vročem kovanju se prvotna ohlapnost, pore, mikrorazpoke itd. v ulitem stanju stisnejo ali zvarijo. Prvotni dendriti se razbijejo, zaradi česar so zrna finejša. Hkrati se spremeni prvotna segregacija in neenakomerna porazdelitev karbida. Struktura je enotna, kar omogoča pridobitev gostega, enakomernega, finega odkovka z dobro splošno zmogljivostjo in zanesljivo uporabo. Po vročem kovanju ima kovina vlaknasto strukturo. Po hladnem kovanju postane kovinski kristal urejen.
Kovanje je postopek, pri katerem kovina plastično teče in se oblikuje v obdelovanec želene oblike. Prostornina kovine se po nastanku plastičnega toka zaradi zunanje sile ne spremeni in kovina vedno teče proti delu z najmanjšim uporom. V proizvodnji se oblika obdelovanca pogosto nadzoruje v skladu s temi zakoni, da se dosežejo deformacije, kot so odebelitev, raztezanje, raztezanje, upogibanje in globoko vlečenje.
Velikost kovanega obdelovanca je natančna in omogoča organizacijo množične proizvodnje. Dimenzije kalupov pri kovanju, ekstrudiranju in štancanju so natančne in stabilne. Visoko učinkoviti kovaški stroji in avtomatske kovaške proizvodne linije se lahko uporabljajo za organizacijo specializirane množične ali masovne proizvodnje.
Pogosto uporabljeni kovaški stroji vključujejo kovaška kladiva,hidravlične stiskalnicein mehanske stiskalnice. Kovni kladivo ima veliko udarno hitrost, kar je koristno za plastični tok kovine, vendar povzroča vibracije. Hidravlična stiskalnica uporablja statično kovanje, kar je koristno za kovanje skozi kovino in izboljšanje strukture. Delo je stabilno, vendar je produktivnost nizka. Mehanska stiskalnica ima fiksni hod in jo je enostavno izvajati z mehanizacijo in avtomatizacijo.
Trend razvoja tehnologije kovanja
1) Izboljšati notranjo kakovost kovanih delov, predvsem izboljšati njihove mehanske lastnosti (trdnost, plastičnost, žilavost, utrujenostna trdnost) in zanesljivost.
To zahteva boljšo uporabo teorije plastične deformacije kovin. Uporaba materialov z inherentno boljšo kakovostjo, kot sta vakuumsko obdelano jeklo in vakuumsko taljeno jeklo. Pravilno izvajanje predhodnega segrevanja in toplotne obdelave kovanja. Strožje in obsežnejše nedestruktivne preiskave kovanih delov.
2) Nadaljnji razvoj tehnologije preciznega kovanja in preciznega štancanja. Obdelava brez rezanja je najpomembnejši ukrep in smer za strojno industrijo za izboljšanje izkoriščenosti materiala, povečanje produktivnosti dela in zmanjšanje porabe energije. Razvoj neoksidativnega segrevanja kovanih surovcev, kot tudi visokotrdnih, odpornih proti obrabi in dolgoživih materialov za kalupe ter metod površinske obdelave bo spodbudil širšo uporabo preciznega kovanja in preciznega štancanja.
3) Razvoj kovaške opreme in kovaških proizvodnih linij z večjo produktivnostjo in avtomatizacijo. V specializirani proizvodnji se produktivnost dela močno izboljša, stroški kovanja pa se zmanjšajo.
4) Razvoj fleksibilnih sistemov za oblikovanje odkovkov (uporaba skupinske tehnologije, hitra menjava orodij itd.). To omogoča večvrstno, maloserijsko proizvodnjo odkovkov z uporabo visoko učinkovite in visoko avtomatizirane kovaške opreme ali proizvodnih linij. Njena produktivnost in ekonomičnost se približata ravni masovne proizvodnje.
5) Razvoj novih materialov, kot so metode kovanja materialov prašne metalurgije (zlasti dvoslojnega kovinskega prahu), tekoče kovine, vlaknasto ojačane plastike in drugi kompozitni materiali. Razvoj tehnologij, kot so superplastično oblikovanje, visokoenergijsko oblikovanje in notranje visokotlačno oblikovanje.
Čas objave: 4. februar 2024
