Objašnjenje kovanja, kovanja i hladnog kovanja?

Kovanje je metoda obrade koja koristi strojeve za kovanje kako bi se izvršio pritisak na metalni zatvor kako bi se proizvela plastična deformacija, kako bi se dobili otkovci s određenim mehaničkim svojstvima, određenim oblikom i veličinom. Kovanje i štancanje pripadaju prirodi prerade plastike, koja se zajednički naziva kovanje. Kovanje je uobičajena metoda oblikovanja u mehaničkoj proizvodnji.

Kovanjem se može eliminirati kao lijevana poroznost i rupe za zavarivanje metala, a mehanička svojstva otkovaka općenito su bolja od onih odljevaka od istog materijala. Za važne dijelove s velikim opterećenjem i teškim radnim uvjetima u strojevima najčešće se koriste otkovci, osim valjanih ploča, profila ili zavara jednostavnog oblika. Kovanje se može podijeliti na hladno kovanje i vruće kovanje prema temperaturi zadatka tijekom obrade. Hladno kovanje se općenito obrađuje na sobnoj temperaturi, a vruće kovanje se obrađuje na temperaturi rekristalizacije višoj od praznog metala. Ponekad se kovanje kada je zagrijano, ali temperatura ne prelazi temperaturu rekristalizacije naziva toplo kovanje. Međutim, ova podjela nije u potpunosti ujednačena u proizvodnji. Temperatura rekristalizacije čelika je oko 460 stupnjeva, ali 800 stupnjeva se općenito koristi kao razdjelna linija, a vruće kovanje je veće od 800 stupnjeva; Temperatura između 300 i 800 stupnjeva naziva se toplo kovanje ili poluvruće kovanje. Kovanje se može podijeliti na slobodno kovanje, kovanje u kalupu, hladno kovanje, radijalno kovanje, ekstruziju, valjanje za oblikovanje, kovanje valjaka, valjanje i tako dalje. Deformacija zadatka pod pritiskom u osnovi nije ograničena vanjskim ograničenjima, što se naziva slobodno kovanje, također poznato kao otvoreno kovanje; Deformacija u praznom obliku kod drugih metoda kovanja ograničena je matricom, koja se naziva kovanje u zatvorenom načinu.

Alati za oblikovanje kao što su valjanje za oblikovanje, kovanje valjaka i valjanje imaju relativno rotacijsko gibanje s zalivom, koje tlači i oblikuje blank točku po točku i asimptotski, pa se naziva i rotacijskim kovanjem. Materijali za kovanje su uglavnom ugljični čelik i legirani čelik s raznim komponentama, zatim aluminij, magnezij, bakar, titan i njihove legure. Izvorno stanje materijala uključuje šipke, ingote, metalni prah i tekući metal. Općenito, mali i srednji otkovci koriste okrugle ili četvrtaste šipke kao praznine. Struktura zrna i mehanička svojstva šipke su ujednačena i dobra, oblik i veličina su točni, a kvaliteta površine dobra, što je prikladno za masovnu proizvodnju.

Sve dok su temperatura zagrijavanja i uvjeti deformacije razumno kontrolirani, otkovci s izvrsnim performansama mogu se kovati bez velikih deformacija kovanja. Ingoti se koriste samo za velike otkovke. Ingot je lijevane strukture s velikim stupčastim kristalima i labavim središtima. Stoga, kroz veliku plastičnu deformaciju, stupasti kristali moraju biti razbijeni u fina zrna i labavo zbijeni kako bi se dobila izvrsna metalna struktura i mehanička svojstva. Predforma iz metalurgije praha formirana prešanjem i pečenjem može se pretvoriti u kovanje praha kovanjem bez fleš u vrućem stanju. Prašak za kovanje je blizak gustoći općih otkovaka, ima dobra mehanička svojstva i visoku preciznost te može smanjiti naknadno rezanje. Unutarnja struktura kovanja prahom je ujednačena bez segregacije. Može se koristiti za proizvodnju malih zupčanika i drugih izradaka.

Međutim, cijena praha je puno viša od cijene obične šipke, a njegova primjena u proizvodnji je ograničena. Primjenom statičkog tlaka na tekući metal koji se ulijeva u provrt matrice kako bi se učvrstio, kristalizirao, tekao, plastično deformirao i formirao pod djelovanjem pritiska, mogu se dobiti otkovci matrice traženog oblika i svojstava. Kovanje tekućim metalom je metoda oblikovanja između tlačnog lijevanja i kovanja, što je posebno prikladno za složene dijelove tankih stijenki koje je teško oblikovati općim kovanjem. Različite metode kovanja imaju različite procese, među kojima je najduži tok procesa vrućeg kovanja. Opći redoslijed je: brušenje kovane zatvorke; Zagrijavanje materijala za kovanje; Priprema blanka za kovanje valjaka; Kovanje kalupima; Podrezivanje; Međuinspekcija za pregled veličine i površinskih nedostataka otkovaka; Toplinska obrada otkovaka za uklanjanje naprezanja pri kovanju i poboljšanje performansi rezanja metala; Čišćenje, uglavnom za uklanjanje površinskog oksidnog kamenca; Ispravak; Inspekcija: općenito se otkovci moraju podvrgnuti pregledu izgleda i tvrdoće, a važni otkovci također moraju biti podvrgnuti analizi kemijskog sastava, mehaničkih svojstava, zaostalih naprezanja i drugim pregledima i nerazornim ispitivanjima. Kovanje je zajednički naziv kovanja i štancanja. To je metoda oblikovanja i obrade koja koristi glavu čekića, blok nakovnja, bušilicu ili matricu strojeva za kovanje kako bi izvršio pritisak na zatvor kako bi se proizvela plastična deformacija, kako bi se dobili dijelovi potrebnog oblika i veličine.

U procesu kovanja, cijela gredica ima očitu plastičnu deformaciju i veliku količinu plastičnog protoka; U procesu štancanja, blank se uglavnom formira promjenom prostornog položaja svakog dijela dijela, a u njemu nema velike udaljenosti plastičnog toka. Kovanje se uglavnom koristi za obradu metalnih dijelova, a može se koristiti i za obradu nekih nemetalnih dijelova, kao što su inženjerska plastika, guma, keramičke gredice, gredice od opeke i kompozitni materijali. Valjanje i izvlačenje u kovanju i metalurškoj industriji spadaju u preradu plastike, odnosno obradu pod pritiskom, no kovanje se uglavnom koristi za proizvodnju metalnih dijelova, dok se valjanje i izvlačenje uglavnom koriste za proizvodnju općih metalnih materijala kao što su ploče, trake, cijevi, profili i žica štap. Krajem neolitika ljudi su počeli kopati prirodni crveni bakar za izradu ukrasa i naprava. Kina je koristila tehnologiju hladnog kovanja za izradu alata više od 2000 godina prije Krista. Na primjer, predmeti od crvene bronce iskopani iz kulturnog mjesta Qijia huangniangtai u Wuweiju u provinciji Gansu imaju očite tragove čekića. Sredinom dinastije Shang, meteoritsko željezo je korišteno za izradu oružja, a usvojen je i proces kovanja grijanjem. Taljenje blokova kovanog željeza pojavilo se u kasno proljeće i jesen, a nastaje uzastopnim zagrijavanjem i kovanjem radi istiskivanja oksidnih inkluzija. Isprva su ljudi kovali zamahujući čekić. Kasnije su ljudi vukli užad i remenice da bi podigli teški čekić, a zatim su slobodno padali kako bi iskovali zazor. Nakon 14. stoljeća pojavila se životinjska snaga i kovanje hidrauličkog čekića. Godine 1842., Naismith iz Engleske napravio je prvi parni čekić, čime je kovanje ušlo u eru primjene snage. Kasnije su se jedna za drugom pojavile kovačka hidraulična preša, motorni čekić za udvajanje, zračni kovački čekić i mehanička preša. Udlaga čekić je prvi put korišten u Američkom građanskom ratu (1861. ~ 1865.) za kovanje dijelova oružja. Tada se u Europi pojavio parni čekić za kovanje, a proces kovanja u kalupu postupno je populariziran. Do kraja 19. stoljeća formirala se osnovna kategorija modernih kovačkih strojeva. Početkom 20. stoljeća, s masovnom proizvodnjom automobila, kovanje u vrućem obliku brzo se razvilo i postalo glavni proces kovanja. Sredinom 20. stoljeća preša za vruće kovanje, stroj za ravno kovanje i kovački čekić bez nakovnja postupno su zamijenili obični kovački čekić, poboljšali produktivnost i smanjili vibracije i buku. S razvojem novih procesa kovanja kao što su tehnologija grijanja s manje i bez oksidacije, visokoprecizne i dugovječne matrice, vruće ekstrudiranje i valjanje za oblikovanje, kao i operateri kovanja, manipulatori i automatske proizvodne linije kovanja, učinkovitost i ekonomski učinak proizvodnja kovanja kontinuirano se poboljšavala. Hladno kovanje prethodi toplom kovanju. Rani crveni bakreni, zlatni, srebrni limovi i novčići bili su hladno kovani. Primjena hladnog kovanja u mehaničkoj proizvodnji popularizirana je u 20. stoljeću.

Hladno sabijanje, hladno istiskivanje, radijalno kovanje i okretno valjanje razvili su se jedan za drugim, postupno tvoreći učinkovit proces kovanja koji može proizvesti precizne dijelove bez rezanja. Rano žigosanje koristilo je samo jednostavne alate kao što su lopata, škare, bušilica, čekić i nakovanj za formiranje metalnih ploča (uglavnom ploča od bakra ili legura bakra) ručnim rezanjem, probijanjem, cizeliranjem i kucanjem, kako bi se proizvodili glazbeni instrumenti i lonac instrumenti kao što su npr. gongovi, činele i činele. S rastom proizvodnje srednjih i debelih ploča te razvojem hidraulične preše za štancanje i mehaničke preše, sredinom -19 stoljeća počela se mehanizirati i obrada štancanja. Godine 1905. Sjedinjene Američke Države počele su proizvoditi zavojnice od čelika za vruće kontinuirano valjanje uskih traka, 1926. počele su proizvoditi čelik za široke trake, a zatim se pojavio čelik za hladno kontinuirano valjanje traka.

Istodobno se povećava učinak ploča i traka, poboljšava se kvaliteta i smanjuju troškovi. U kombinaciji s razvojem proizvodnje brodova, željezničkih vozila, kotlova, kontejnera, automobila i limenki, štancanje je postalo jedan od najčešće korištenih procesa oblikovanja. Kovanje se uglavnom klasificira prema načinu oblikovanja i temperaturi deformacije. Prema načinu oblikovanja, kovanje se može podijeliti na kovanje i štancanje; Prema temperaturi deformacije, kovanje se može podijeliti na toplo kovanje, hladno kovanje, toplo kovanje i izotermno kovanje. Vruće kovanje je kovanje iznad temperature rekristalizacije metala. Povećanje temperature može poboljšati plastičnost metala, poboljšati unutarnju kvalitetu izratka i učiniti da nije lako pucati. Visoka temperatura također može smanjiti otpornost metala na deformaciju i tonažu strojeva za kovanje. Međutim, postoje mnogi procesi vrućeg kovanja, loša točnost obratka i hrapava površina, a otkovci su skloni oksidaciji, razugljičenju i gubitku izgaranja. Hladno kovanje je kovanje koje se izvodi na temperaturi nižoj od temperature rekristalizacije metala. Općenito, hladno kovanje se uglavnom odnosi na kovanje na sobnoj temperaturi, a kovanje na temperaturi višoj od sobne temperature, ali ne višoj od temperature rekristalizacije naziva se toplo kovanje. Toplo kovanje ima visoku preciznost, glatku površinu i malu otpornost na deformacije.

Radni komad formiran hladnim kovanjem na sobnoj temperaturi ima visoku točnost oblika i dimenzija, glatku površinu i nekoliko postupaka obrade, što je prikladno za automatsku proizvodnju. Mnogi dijelovi hladnog kovanja i štancanja mogu se izravno koristiti kao dijelovi ili proizvodi bez rezanja. Međutim, tijekom hladnog kovanja, zbog niske plastičnosti metala, lako je pucati tijekom deformacije, a otpornost na deformacije je velika, pa su potrebni strojevi za kovanje velike tonaže. Izotermno kovanje je održavanje konstantne temperature praznine u cijelom procesu oblikovanja. Izotermno kovanje je da se u potpunosti iskoristi visoka plastičnost nekih metala na istoj temperaturi ili da se dobije specifična mikrostruktura i svojstva. Izotermno kovanje treba održavati matricu i blanko na konstantnoj temperaturi, što zahtijeva visoke troškove. Koristi se samo za posebne procese kovanja, kao što je superplastično oblikovanje. Kovanje može promijeniti strukturu metala i poboljšati svojstva metala. Nakon što je ingot vruće kovan, originalni kao lijevana poroznost, poroznost i mikro pukotine se zbijaju ili zavaruju; Izvorni dendritski kristal je slomljen, čineći zrno finijim; Istodobno, izvorna segregacija i neravnomjerna raspodjela karbida mijenjaju se kako bi struktura bila ujednačena, kako bi se dobili otkovci s gustim, ujednačenim, finim, dobrim sveobuhvatnim učinkom i pouzdanom upotrebom. Nakon deformacije vrućeg kovanja, metal je vlaknaste strukture; Nakon deformacije hladnog kovanja, kristali metala su u redu. Kovanje je da se metal plastično teče kako bi se izradak dobio traženog oblika. Nakon što se vanjskim silama stvori plastični tok metala, volumen ostaje nepromijenjen, a metal uvijek teče prema dijelu s najmanjim otporom. U proizvodnji se oblik obratka često kontrolira prema ovim zakonima kako bi se ostvarilo narušavanje, izvlačenje, razvrtanje, savijanje, duboko izvlačenje i druge deformacije. Veličina kovanog obratka je točna, što pogoduje organizaciji masovne proizvodnje. Kovanje, ekstruzija, štancanje i druge primjene, veličina kalupa za oblikovanje je točna i stabilna. Strojevi za kovanje visoke učinkovitosti i automatska proizvodna linija kovanja mogu se koristiti za organiziranje profesionalne masovne proizvodnje ili masovne proizvodnje. Proizvodni proces kovanja uključuje blijeđenje, zagrijavanje i prethodnu obradu kovačkog zareza prije oblikovanja; Provjera, kalibracija i naknadna toplinska obrada obratka. Uobičajeni strojevi za kovanje uključuju kovački čekić, hidrauličnu prešu i mehaničku prešu. Kovački čekić ima veliku brzinu udara, što pogoduje protoku metalne plastike, ali će proizvoditi vibracije; Statičko kovanje hidraulične preše pogoduje kovanju kroz metal i poboljšava organizaciju. Rad je stabilan, ali je produktivnost niska; Hod mehaničke preše je fiksni, što je lako realizirati mehanizacijom i automatizacijom. U budućnosti će se proces kovanja razvijati u poboljšanju unutarnje kvalitete dijelova kovanja, razvoju tehnologije preciznog kovanja i preciznog štancanja, razvoju opreme za kovanje i proizvodne linije kovanja s većom produktivnošću i automatizacijom, razvoju fleksibilnog sustava oblikovanja kovanja, razvoju novih materijala za kovanje i metode obrade kovanja. Poboljšanje unutarnje kvalitete kovanih dijelova uglavnom je poboljšanje njihovih mehaničkih svojstava (čvrstoća, plastičnost, žilavost, čvrstoća na zamor) i pouzdanosti. To zahtijeva bolju primjenu teorije plastične deformacije metala; Nanesite materijale bolje unutarnje kvalitete; Ispravno provoditi zagrijavanje prije kovanja i toplinsku obradu kovanja; Stroža i opsežnija nerazorna ispitivanja kovanih dijelova. Manje i bez rezanja najvažnija je mjera i smjer za industriju strojeva za poboljšanje iskorištenja materijala, poboljšanje produktivnosti rada i smanjenje potrošnje energije. Manje materijala za kovanje, bez oksidacijskog zagrijavanja i razvoj materijala za matrice i metoda površinske obrade s visokom tvrdoćom, otpornošću na habanje i dugim vijekom trajanja.