Коване

Коването може да подобри механичните свойства на металните части, а разтворът за формоване на метал се използва върху критични части поради тяхната надеждност за силно натоварени и критични приложения. Процесът на коване може бързо да генерира крайната геометрия на продукта, обикновено с един или няколко удара с чук. Има два вида: студеното коване компресира метал при стайна температура, докато горещото коване изисква много високо температурно ниво, а горещото коване може да създаде по-сложни форми от студеното коване.

 

Описание

 

Коването може да подобри свойствата на метала, включително структура, проводимост и дълголетие, и често се категоризира според температурата, при която се извършва. Производственият процес е изчукване, пресоване или валцуване на метал във форма чрез оборудване като чук, преса или матрица. Коването може да промени потока на метала и структурата на зърната на материала и следователно кованите метални части имат изключителна здравина и издръжливост за силно натоварени и критични приложения.

 

Видове коване

 

Коването на метал е ключов производствен процес, който включва оформяне на метален детайл чрез сила на натиск и може да произведе здрави, издръжливи и надеждни компоненти чрез рафиниране на структурата на зърната на метала. Методите за коване се категоризират основно въз основа на температурата, при която се обработва металът, и дизайна на използваните матрици.

 

 

• √Горещо коване

Това е традиционният метод, при който металът се нагрява над температурата на рекристализация, която за стоманата може да бъде над 1200 градуса. Тази висока температура прави метала по-ковък и пластичен, което му позволява да бъде оформен в сложни геометрии с по-малко сила. Високата температура предотвратява деформационното втвърдяване и насърчава образуването на нови, рафинирани зърна, което повишава здравината и пластичността на материала. Има следните предимства:

1. 1. Подобрена пластичност, повишените температури правят материала по-гъвкав, опростявайки формирането на сложни части.
2. 2. Премахване на работното втвърдяване, металите често се втвърдяват и стават крехки при студено коване, докато горещото коване избягва този проблем изцяло, което го прави идеално за части, изискващи висока пластична деформация.
3. 3. Усъвършенстване на микроструктурата, структурата на зърната е рафинирана, което води до подобрени механични свойства.
4. 4. Сложни форми, този процес е идеален за създаване на големи и сложни компоненти поради високата формоспособност на метала.

Поради горепосочените характеристики, горещото коване се използва широко в автомобилната, космическата, петролната и газовата промишленост и индустрията за тежки машини за производство на критични компоненти като колянови валове, биели, зъбни колела, турбинни лопатки, крепежни елементи и структурни части.

 

• √Топло коване

Топлото коване се извършва при температура между стайната температура и температурата на рекристализация на метала. За стоманата този диапазон обикновено е между 400 градуса до 950 градуса). Този метод служи като междина между горещо и студено коване. Металната заготовка се нагрява от индукционни нагреватели и след това се кове в затворени матрици, като този процес изисква по-малко сила от студеното коване и предлага по-добра прецизност от горещото коване. Има следните предимства:

1. 1. Балансирани свойства, той може да предложи баланс между точността на размерите на студеното коване и лекотата на оформяне на горещото коване. За разлика от горещото коване, където екстремната топлина може да влоши свойствата на материала, топло коване балансира способността за формоване с механичната цялост.
2. 2. Намалени натоварвания на инструментите, натоварванията на инструментите и пресата са по-ниски в сравнение със студеното коване и следователно разходите за поддръжка на инструментите също са намалени. Това подобрява качеството на повърхността и удължава живота на матриците за коване, намалявайки разходите за инструменти.
3. 3. Подобрено покритие на повърхността, което може да доведе до по-гладко покритие на повърхността в сравнение с горещото коване поради намалено образуване на котлен камък и окисление.
4. 4. Енергийна ефективност, нагряването на материала до по-ниски температури изисква значително по-малко енергия, което означава намалени оперативни разходи и по-малък въглероден отпечатък.

Топлото коване често се използва за производство на прецизни части като автомобилни трансмисионни зъбни колела, полуоси и други компоненти на промишлени машини като лагери, фланци и структурни компоненти.

 

• √Студено коване

Типовете коване могат също да бъдат класифицирани по дизайн на матрицата, а дизайнът на матрицата играе критична роля в процеса на коване, определяйки формата и сложността на крайния продукт.

 

• √Отворено{0}}коване на матрици, известно още като свободно коване, включва оформяне на детайл между две плоски или просто оформени матрици, които не обхващат напълно метала. Операторът манипулира детайла, за да постигне желаната форма чрез многократно набиване или пресоване. Свободното коване не е подходящо за производство на сложни детайли с малки допуски и често изисква последваща механична обработка за постигане на крайните размери.

Този процес може да произвежда различни типове метални части, като изковки, части за чукове и отливки, както и механични части с висока-якост и висока{1}}издръжливост като колянови валове, биели и лагери.

 

• √Затворено-коване

Нарича се още-коване на матрици, този процес използва две матрици, които съдържат предварително изрязан отпечатък на крайната част. Заготовката се поставя между тези матрици и се прилага натиск, принуждавайки метала да запълни кухините на матрицата и има следните предимства:

1. 1. Висока прецизност и последователност: Този метод произвежда части с тесни допуски и сложни форми с висока степен на повторяемост.
2. 2. Превъзходно механично свойство, създава рафинирана зърнеста структура, която следва контура на частта, което води до превъзходна здравина, пластичност и устойчивост на умора.
3. 3. Рентабилност-. Недостатъкът е, че първоначалните разходи за инструменти са високи, но това е икономически-ефективен процес за големи производствени серии.

Затворено{0}}щамповано коване се използва широко в автомобилната индустрия за части като кормилни накрайници, биели и полуоски, както и в космическата индустрия за критични структурни компоненти.

 

 

• √Коване на валци

Валцовото коване използва две срещуположни цилиндрични или полу{0}}цилиндрични ролки с набраздени отпечатъци за оформяне на нагрята прът или заготовка. Когато детайлът преминава между въртящите се ролки, дебелината му се намалява, а дължината се увеличава. Има следните предимства:

1. 1. Подходящо за дълги части, това решение е високоефективно за производство на дълги, тънки части с различни напречни-сечения.
2. 2. Отлична зърнеста структура, може да произведе благоприятна зърнеста структура, което води до превъзходни механични свойства.

Този процес често се използва за производство на компоненти за автомобилната индустрия, като оси, листови пружини и конусни валове, както и ръчни инструменти като ножове.

 

• √Разстроено коване

Изкривеното коване, известно също като заглавие, увеличава диаметъра на детайла чрез компресиране на дължината му и този процес може да се извърши на няколко етапа, за да се създадат сложни геометрии. Има следните характеристики:

1. 1. Висока производителност, това е бърз и ефективен процес, подходящ за производство в големи-обеми.
2. 2. Повишена здравина, този процес създава непрекъснат поток от зърно, което подобрява якостта и устойчивостта на умора на детайла.

Изкованото коване обикновено се използва за производство на крепежни елементи като болтове и винтове, както и двигателни клапани, съединители и бутални пръти за автомобилната, космическата и строителната промишленост.

 

Измерване на дефекти при коване и предотвратяване

 

Производственият процес на коване и производственото оборудване са рационализирани и все още има някои често срещани дефекти, открити в масовото производство. Следователно, идентифицирането и адресирането им е от решаващо значение за гарантиране на качеството и производителността на работните части с строги толеранси за нашите клиенти.

 

• √Пукнатини, те често се срещат по повърхността на кованите части, което може да бъде свързано с ниски температури или прекомерен стрес.
• √Обиколки, те се образуват при сгъване, което е фин шев в частта. Често се причинява от недостатъчен поток на материала и лош дизайн на матрицата.
• √Студено затваряне, този дефект може да създаде слаб шев, който често е свързан с недостатъчна топлина. Това е един вид дефекти на припокриване, което означава слаба връзка или връзка, причинена от неправилен поток на материала.
• √Празнините, често причинени от лош дизайн или неправилни техники за нагряване, които често водят до задържане на газ или въздух в метала по време на коване, влияят върху здравината и издръжливостта на детайла.
• √Излишната светкавица, по време на коване, материалът изтича от кухините на матрицата.
• √Лошо качество на повърхността, като полиране, поради прекомерно триене по време на процеса на коване, драскотини или вдлъбнатини, оставени върху повърхността на частите.
• √Неадекватна зърнеста структура, това може да се дължи на лош дизайн, недостатъчна топлина, лошо качество на материала, което води до неадекватни зърнести шарки, които отслабват структурната цялост на метала.

 

За да проверите тези дефекти по време на производствения процес, по-долу се прилагат някои популярни техники за NDT (не{0}}разрушителен тест):

 

 

 

 

 

Не всяко коване изисква горепосочения NDT и Fabmann може да предостави тези тестови решения за целите на контрола на качеството. Нашият инженер по качеството може да помогне на нашите клиенти да идентифицират дефекти в дизайна или недостатъци в продукта, преди той да бъде масово произведен. Нашият екип се ангажира да предлага висококачествени услуги за ковани части в различни индустрии, включително нефт и газ, катошерардизирани PED закопчалки, нефтохимия, инфраструктура и строителство.