Точне кування

Кування - це метод формування металу, який використовує ковальське обладнання для застосування тиску до металевої заготовки, викликаючи пластичну деформацію для отримання поковки з певними механічними властивостями, формами та розмірами. Кування усуває такі дефекти, як ливарна пористість, які виникають під час процесу плавки, оптимізує мікроструктуру та зберігає неушкодженими лінії потоку металу. Кування зазвичай мають кращі механічні властивості порівняно з виливками з того ж матеріалу.

 

Виходячи з температури заготовки під час кування, кування можна класифікувати як: гаряче кування (вище температури рекристалізації), гаряче кування (від температури рекристалізації до 30% температури рекристалізації) та холодне кування (нижче 30% температури рекристалізації, як правило, при кімнатній температурі).

 

 

Найбільш часто використовуваним матеріалом для кування є легована сталь. Початкова температура рекристалізації сталі становить приблизно 727 градусів, але 800 градусів зазвичай використовується як лінія поділу. Кування вище 800 градусів - гаряче кування; кування від 300 до 800 градусів називається теплим куванням або напів-гарячим куванням; а кування при кімнатній температурі називається холодним куванням. Поковки, які використовуються в більшості галузей промисловості, є гарячими поковками. Тепла ковка і холодна ковка в основному використовуються для кування деталей в автомобілях і загальних машинах. Тепла ковка та холодна ковка можуть ефективно економити матеріали.

 

Вільне кування
Вільне кування стосується методу обробки, який використовує прості-інструменти загального призначення або безпосередньо застосовує зовнішню силу до заготовки між верхньою та нижньою ковадлами ковальського обладнання, спричиняючи деформацію заготовки та отримання бажаної геометричної форми та внутрішньої якості. Поковки, виготовлені методом вільного кування, називаються вільними поковками. Вільне кування в основному використовується для виготовлення поковок невеликими партіями. Ковальське обладнання, таке як ковальські молоти та гідравлічні преси, використовується для формування заготовки та отримання якісних поковок. Основні процеси вільного кування включають осадку, витягування, штампування, різання, згинання, скручування, зсув і ковальське з'єднання. Вільне кування завжди використовує методи гарячого кування.

 

Штамповка
Штампове кування далі поділяється на кове відкрите та закрите кування. Металева заготовка деформується під тиском у порожнині кувальної форми певної форми для отримання поковки. Штампування зазвичай використовується для виготовлення деталей, які не є важкими, але виробляються великими партіями. Штампування можна розділити на гаряче кування, гаряче кування та холодне кування. Закрите штампування, завдяки відсутності спалаху, має більш високий коефіцієнт використання матеріалу. Складні поковки можуть бути оброблені в один або кілька процесів. Крім того, кування в закритому стані дає поковки з меншою площею напруги, що потребує меншого навантаження. Важливо відзначити, що закрите кування вимагає суворого контролю об'єму заготовки, відносного розташування штампів і вимірювання штампів для мінімізації зносу штампів.

 

Відповідні металеві матеріали для кування

Основними матеріалами для кування є вуглецева сталь і легована сталь різного складу, потім алюміній, магній, мідь, титан і їх сплави. Початковий стан матеріалів включає прутки, чушки, металевий порошок і рідкий метал. Відношення площі поперечного-перерізу металу до деформації до площі-перерізу після деформації називається коефіцієнтом кування. Правильний вибір коефіцієнта кування, відповідної температури нагрівання та часу витримки, відповідної початкової та кінцевої температур кування, а також відповідної величини та швидкості деформації мають вирішальне значення для покращення якості продукції та зниження витрат. Окрім вищезгаданих металевих матеріалів, також кують або прокатують суперсплави на основі кованого заліза,-нікелю та-кобальту. Однак через відносно вузьку область пластичності ці сплави складніше піддаватися ковці, тому для різних матеріалів висуваються суворі вимоги до температури нагріву, початкової температури кування та кінцевої температури кування.

 

 

Потік процесу кування
Різні методи кування мають різні процеси, причому гаряче кування має найдовший процес. Загальна послідовність: штампування заготовки, нагрівання заготовки, підготовка до кування, штампування, торцювання, очищення, штампування, правка тощо.

 

Перевірка кування
Перевірка кування включає перевірку-процесу, перевірку розмірів, виявлення поверхневих дефектів, хімічний склад, залишкову напругу, механічні властивості та металографічний аналіз. За необхідності також може бути виконано не-руйнівний контроль (NDT). Теплова обробка поковок використовується для усунення напруги кування та покращення оброблюваності металу.

 

Характеристика поковок
1. У порівнянні з виливки, кування покращує мікроструктуру і механічні властивості металів. Після гарячої деформації за допомогою кування початкові грубі дендрити та стовпчасті зерна в литому металі перетворюються на більш дрібні, однорідні рівновісні рекристалізовані зерна завдяки деформації та рекристалізації. Це ущільнює та зварює невідповідності, такі як поділ, пористість, пори та включення всередині зливка, що призводить до більш щільної мікроструктури та покращення пластичності та механічних властивостей.

2. Механічні властивості виливків нижчі, ніж у поковок з того ж матеріалу. Крім того, кування забезпечує безперервність волокнистої структури металу, зберігаючи узгодженість між волокнистою структурою та формою кування, що призводить до повних ліній потоку металу та гарантує хороші механічні властивості та довший термін служби. Поковки, виготовлені за допомогою процесів точного штампування, холодної екструзії та гарячої екструзії, не мають собі рівних з литтям.

3. Поковки - це предмети, в яких метал піддається тиску та пластично деформується для досягнення потрібної форми або відповідної сили стиску. Ця сила досягається за допомогою молотка або тиску. Процес кування створює вишукану зернисту структуру та покращує фізичні властивості металу. У практичному застосуванні компонентів належна конструкція гарантує, що потік частинок узгоджується з основним напрямком тиску. Навпаки, відливки - це металеві деталі, сформовані різними методами лиття. Це передбачає заливання розплавленого металу в попередньо-підготовлену форму за допомогою таких методів, як заливка, ін'єкція, всмоктування або інші методи лиття. Після охолодження метал піддається видаленню піску, очищенню та подальшій-обробці для отримання об'єкта певної форми, розміру та характеристик.

4. Поковки можуть отримати чисту-форму кування. Поковки вимагають мінімальної механічної обробки або взагалі не потребують її та мають такі переваги, як точна форма, висока точність розмірів, висока точність форми та позиції та висока шорсткість поверхні.

 

Застосування поковок
Важливі деталі пов'язаних машин, які витримують високі навантаження та працюють у суворих умовах, часто кують, за винятком простіших форм, які можна виготовити з листового прокату, профілів, лиття та зварних деталей. Кування є одним з основних методів обробки для отримання заготовок для механічних деталей в машинобудування. За допомогою кування можна не тільки отримати форму механічних частин, але й покращити внутрішню структуру металу, підвищивши його механічні та фізичні властивості. Для більшості важливих механічних деталей, які піддаються високим навантаженням і мають високі вимоги, кування є найпоширенішим методом виробництва. Наприклад, такі важливі деталі, як вали турбогенераторів, ротори, робочі колеса, лопаті, стопорні кільця, великі гідравлічні колони пресів, циліндри високого -тиску, валки прокатних станів, колінчасті вали двигунів внутрішнього згоряння, шатуни, шестерні, підшипники та артилерія в оборонній промисловості виготовляються шляхом кування.