Ako dodávateľ kovaných dielov som bol na vlastnej koži svedkom dôležitosti pomeru kovania pri výrobe vysoko kvalitných kovacích komponentov. Výkovkový pomer je definovaný ako pomer plochy prierezu pôvodného predvalku k ploche prierezu hotového výkovku. Zohráva kľúčovú úlohu pri určovaní mechanických vlastností, mikroštruktúry a celkovej kvality kovaných dielov. V tomto blogu sa budem venovať rôznym faktorom, ktoré ovplyvňujú pomer kovania dielov.
Vlastnosti materiálu
Podstatný vplyv na dosiahnuteľný pomer kovania má druh materiálu použitého pri kovaní. Rôzne kovy a zliatiny majú odlišné tokové charakteristiky, ťažnosť a úrovne pevnosti, ktoré ovplyvňujú, ako sa môžu deformovať počas procesu kovania.
Ťažnosť: Tvárne materiály, ako sú hliníkové zliatiny a niektoré nízkouhlíkové ocele, dokážu vydržať veľké množstvo deformácií bez praskania, čo umožňuje vyššie pomery kovania. napr.Professional 6061 - Dodávatelia hliníkového kovania T6často sa zaoberajú hliníkom 6061 - T6, vysoko ťažnou zliatinou. Táto zliatina môže byť kovaná, aby sa dosiahli relatívne vysoké pomery kovania, výsledkom čoho sú diely s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami. Na druhej strane krehké materiály alebo materiály s obmedzenou ťažnosťou, ako sú niektoré ocele s vysokým obsahom mangánu alebo určité zliatiny na liatie, majú nižšie pomery kovania, pretože sú náchylnejšie na praskanie pri vysokých deformačných napätiach.
Pevnosť a tvrdosť: Vysoko pevné a tvrdé materiály vyžadujú väčšiu silu na deformáciu. To znamená, že zariadenie používané na kovanie musí byť schopné vyvinúť dostatočný tlak. Ak je pevnosť materiálu vzhľadom na kapacitu kovacieho zariadenia príliš vysoká, dosiahnutie vysokého pomeru kovania nemusí byť možné. Napríklad pri kovaní1045, c45, Q235, St37 - 2, Q345 Kovanie z uhlíkovej ocele, relatívne vysokú pevnosť týchto uhlíkových ocelí je potrebné dôkladne zvážiť vo vzťahu k parametrom procesu kovania, aby sa dosiahol požadovaný pomer kovania.
Kovacie zariadenia
Schopnosti kovacieho zariadenia sú ďalším kritickým faktorom ovplyvňujúcim pomer kovania.
Kapacita sily: Sila, ktorú môže vyvinúť kovací lis alebo kladivo, priamo súvisí s maximálnou deformáciou, ktorá môže byť aplikovaná na obrobok. Hydraulický lis s vysokou silou môže stlačiť predvalok efektívnejšie, čo potenciálne umožňuje vyššie kovacie pomery. Napríklad veľkokapacitný priemyselný kovací lis môže generovať sily v tisíckach ton, čo mu umožňuje vykovať veľké a hrubé predvalky na tenšie a dlhšie diely s vysokým pomerom kovania. Naproti tomu menšie kovacie kladivá alebo lisy môžu mať obmedzenú silovú kapacitu, čo obmedzuje dosiahnuteľný pomer kovania pre väčšie obrobky.
Dĺžka a rýchlosť zdvihu: Úlohu zohráva aj dĺžka zdvihu kovacieho lisu alebo rýchlosť úderu kovacieho kladiva. Väčšia dĺžka zdvihu môže poskytnúť viac priestoru na deformáciu materiálu, čo môže byť prospešné pre dosiahnutie vyšších pomerov kovania. Podobne môže vhodná rýchlosť nárazu pomôcť pri efektívnej deformácii materiálu, znížiť riziko praskania a umožniť lepšiu kontrolu procesu kovania.
Dizajn časti
Samotný dizajn kovaného dielu má zásadný vplyv na pomer kovania.
Zložitosť tvaru: Časti so zložitými tvarmi, ako sú tie so zložitými obrysmi, hlbokými vybraniami alebo tenkými časťami, môžu mať nižšie pomery kovania. Je to preto, že materiál musí počas kovania zatekať do týchto zložitých oblastí a nadmerná deformácia môže viesť k defektom, ako je prehýbanie alebo neúplné vyplnenie. Na rozdiel od toho, jednoducho tvarované diely, ako sú tyče alebo kotúče, môžu často dosiahnuť vyššie pomery kovania, pretože tok materiálu je priamočiarejší.
Veľkosť a Rozmer: Veľkosť a rozmery dielu vo vzťahu k veľkosti polotovaru sú dôležitými faktormi. Ak má dielec veľké zmenšenie plochy prierezu v porovnaní s pôvodným predvalkom, bude potrebný vysoký pomer kovania. Ak je však diel veľmi veľký a kapacita zariadenia je obmedzená, dosiahnutie tohto vysokého pomeru kovania môže byť ťažké. Okrem toho pomer dĺžky k priemeru dielu môže tiež ovplyvniť proces kovania; diely s vysokým pomerom dĺžky k priemeru môžu vyžadovať špeciálne techniky kovania na zabezpečenie rovnomernej deformácie a dobrého pomeru kovania.
Parametre procesu kovania
Niekoľko faktorov súvisiacich s procesom môže ovplyvniť pomer kovania.
Teplota: Rozhodujúca je teplota kovania. Pre väčšinu kovov kovanie pri primerane zvýšenej teplote znižuje prietokové napätie materiálu, vďaka čomu je ťažnejší a ľahšie sa deformuje. Keď je materiál kovaný v optimálnom teplotnom rozsahu, možno dosiahnuť vyššie pomery kovania bez nadmernej sily alebo rizika prasknutia. Napríklad v prípade hliníkových zliatin môže kovanie pri teplotách okolo 300 - 500 °C výrazne zlepšiť tvárnosť materiálu a umožniť vyššie pomery kovania. Ak je však teplota príliš vysoká, materiál môže zaznamenať rast zŕn alebo iné metalurgické problémy, zatiaľ čo ak je príliš nízka, materiál bude krehkejší a ťažko sa deformuje.
Trenie: Trenie medzi obrobkom a kovacím nástrojom ovplyvňuje tok materiálu počas kovania. Vysoké trenie môže brániť hladkému toku materiálu, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť defektov a obmedzuje sa dosiahnuteľný pomer kovania. Použitie mazív môže znížiť trenie, čo umožní materiálu voľnejšie prúdiť a umožní vyššie pomery kovania. Typ maziva a spôsob jeho aplikácie môžu tiež ovplyvniť účinnosť zníženia trenia.
Počiatočná kvalita predvalkov
Základom je kvalita počiatočného polotovaru použitého na kovanie.
Štruktúra zrna: Jemnozrnný predvalok má vo všeobecnosti lepšiu tvárnosť a znesie vyššie stupne deformácie. Počas procesu kovania sa môže jemnozrnná štruktúra rozbiť a rekryštalizovať, aby sa vytvorila rovnomernejšia a rafinovanejšia mikroštruktúra v hotovom diele, čo je výhodné na dosiahnutie vysokého pomeru kovania. Naopak, hrubozrnný predvalok môže byť náchylnejší na praskanie a môže obmedziť veľkosť deformácie, ktorú je možné použiť.
Homogenita: Predvalok by mal mať homogénne chemické zloženie a žiadne vnútorné defekty, ako sú dutiny, praskliny alebo nekovové inklúzie. Akékoľvek nehomogenity môžu spôsobiť nerovnomernú deformáciu počas kovania, čo vedie k defektom v konečnej časti a potenciálne znižuje dosiahnuteľný pomer kovania.
Záverom možno povedať, že na pomer kovania dielov sa vzájomne ovplyvňujú mnohé faktory. Ako aVlastná spoločnosť na výrobu hliníka a nehrdzavejúcej ocele so 7-ročnými skúsenosťamiPochopenie týchto faktorov je nevyhnutné pre optimalizáciu procesu kovania a výrobu vysokokvalitných kovacích dielov. Ak hľadáte špičkové kované diely a chcete prediskutovať svoje špecifické požiadavky, pozývam vás, aby ste sa obrátili na podrobnú konzultáciu pri obstarávaní. Či už potrebujete jednoduché – tvarované alebo zložité – navrhnuté kované komponenty, náš tím je pripravený vám pomôcť dosiahnuť najlepšie výsledky kovania.
Referencie
- Dieter, GE (1988). Mechanická metalurgia. McGraw - Hill.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2014). Výrobné procesy pre inžinierske materiály. Pearson.
- Samuel, AM a Samuel, FH (Eds.). (2012). Zliatiny hliníka: štruktúra a vlastnosti. Woodhead Publishing.
