Kování: Komplexní analýza výhod, charakteristik a procesů
Fanging je základní plastová pracovní technologie v oblasti mechanické výroby a metalurgie. Její základní princip zahrnuje aplikaci externí síly na kovové sochory pomocí zařízení, jako jsou kování kladiv a lisů, což způsobuje, že podstoupí plastickou deformaci při vysokých teplotách (kování horkých) nebo teplotu místnosti (studená kování), čímž se získává obrobky nebo mezery, které splňují požadavky na tvar, velikost a mechanické vlastnosti. Ve srovnání s metodami zpracování, jako je lití a řezání, je kování charakterizována „optimalizací vnitřní struktury kovů a zlepšením mechanických vlastností složek“ a je široce používána při výrobě špičkových zařízení. Níže je podrobné vysvětlení ze tří dimenzí: výhody, charakteristiky a procesy.
I. Základní výhody kování
Změna vnitřní struktury a tvaru kovových sochů přes vnější sílu jsou kování výhod koncentrovány v mechanických vlastnostech, využití materiálu a přizpůsobivostí aplikačních scénářů:
1. Významně zlepšené kovové mechanické vlastnosti s vysokou spolehlivostí složek
Optimalizovaná vnitřní struktura: Během procesu kování jsou zhutněny defekty, jako je lití porozita, plynové otvory a dutiny smrštění v kovovém solníku. Zrna jsou rafinována a tvoří „linie vláknitého průtoku“ (linie průtoku kovů) podél směru napětí, což zvyšuje klíčové mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu, výnosná pevnost a nárazová houževnatost složky o 30% až 50% ve srovnání s odlitky.
Přizpůsobení extrémním pracovním podmínkám: Kované komponenty mají vynikající odolnost proti únavě a odolnost proti nárazu a vydrží tvrdá prostředí, jako je dlouhodobá střídavá zatížení, vysoký tlak a vysoká teplota. Jedná se o „preferovaný proces pro jádro komponenty nesoucí zátěž“ ve špičkových zařízeních, jako jsou letecké disky (disky turbíny), železniční tranzit (nápravy kol) a stavební stroje (klikové hřídele).
2. Vysoké využití materiálu s kontrolovatelnými výrobními náklady
Snížený odpad materiálu: Kování tvarů komponent prostřednictvím „plastové deformace“ bez odstranění velkého množství přebytečného materiálu. Míra využití materiálu může dosáhnout 70% až 95% (přesná kování na kování dokonce přesahuje 90%), což je mnohem vyšší než míra zpracování řezu (obvykle pouze 30% až 50%).
Nižší následné náklady na zpracování: Procesy, jako je kování a přesná kování, mohou přímo produkovat polotovary „téměř tvaru“ blízké velikosti hotového produktu, což výrazně snižuje pracovní zátěž následných řezných procesů, jako je otáčení a frézování, zejména pro kontrolu nákladů ve scénářích hromadné výroby.
3. Široká přizpůsobivost materiálu a silná flexibilita procesu
Kompatibilita materiálu: Může zpracovávat téměř všechny zavěšené kovové materiály, včetně uhlíkové oceli, slitinového oceli, slitiny hliníku, slitiny titanu, slitiny mědi atd. Mezi nimi se optimalizace výkonu „obtížně zpracovatelných materiálů“, jako je vysoce pevnost z slitiny a superalóza, více spoléhá na provádění procesů.
Kompatibilita produktu: Od malých přesných dílů (jako jsou polotovary a šrouby převodovky) až po velké složky s těžkými vložkami (jako jsou 10 000 tun vodní turbíny a hlavy nádoby na tlakové nádoby jaderné energie) a od jednoduchých hřídelí až po komplexní speciální části (jako jsou listy aero-inženýr).
4. Dobrá rozměrová stabilita komponent a vysoce kvalitní konzistence
Deformace kovových sochorů během kování je přísně řízena dies (die kování) nebo parametry zařízení (kování s otevřeným dietem). Zejména může být na IT12 na IT10 stabilně kontrolována rozměrová tolerance vypořádání. Během hmotnostní výroby mají mechanické vlastnosti a rozměrová přesnost složek malé fluktuace a konzistence kvality je lepší než u odlitků.
Ii. Hlavní vlastnosti kování
Technické charakteristiky kování jsou určovány jádro logikou „kovové plastové deformace + zatížení vnější síly + řízení teploty“ s odlišnou identifikací procesu:
1. Soustředěno na „pevné plastové deformaci“ a závislé na charakteristikách toku kovů
Podstatou kování je využití „plasticity“ kovů při určité teplotě (schopnost podstoupit trvalou deformaci bez rozbití pod vnější silou). Tvar se mění skluzem atomů uvnitř sochoru a reorganizací zrn. Celý proces nepodléhá fázové změně z „kapaliny na pevnou“, čímž si zachovává vlastní kompaktnost kovu.
2. Teplota jako parametr ovládání klíče, klasifikováno do „horkého kování“, „studeného kování“ a „teplé kování“
Horké kování: Billet je zahříván nad „rekrystalizační teplotou“ (např. 1000-1250 ℃ pro uhlíkovou ocel, 350-500 ℃ pro slitinu hliníku). V této době má kov vysokou plasticitu a odolnost proti nízké deformaci, vhodné pro vytváření velkých a komplexních složek, ale oxidová stupnice musí být následně odstraněna.
Chladný kování: Billet je vytvořen při teplotě místnosti. Kov má vysokou deformační odolnost, ale vysokou přesnost (tolerance IT9-IT7) a hladký povrch (RA1,6-RA3,2 μm). Není vyžadováno žádné čištění vytápění nebo oxidového měřítka, vhodné pro malé přesné díly (jako jsou šrouby a ozubená kola).
Teplé kování: Billet je zahříván mezi „teplotou místnosti a rekrystalizací“ (např. 600-800 ℃ pro uhlíkovou ocel). Kombinuje nízkou deformační odolnost proti kování horkých a vysokou přesností kování na studené a je to účinný proces vyvinutý v posledních letech.
3. Metoda zatížení vnější síly určuje typ procesu se silnou závislostí na zařízení
Vnější zatížení kování síly se spoléhá na specializované vybavení a různé metody nakládání odpovídají různým procesům: kování kladiv dosahuje rychlé deformace prostřednictvím „zatížení dopadu“ (vhodné pro kování s otevřeným a malým kováním); Lisy nanášejí pomalé zatížení prostřednictvím „statického tlaku“ (vhodné pro velké kování a přesné kování); Korupční stroje Roll dosahují vytváření dlouhých částí hřídele prostřednictvím „válcovací deformace“ (jako jsou ocelové kolejnice a hřídele). Tonáž a přesnost zařízení přímo určují maximální velikost a kvalitu výkojů.
4. Zjevné „vláknité průtokové linie“ v hotových výrobcích s anizotropními mechanickými vlastnostmi
Kovové vláknité průtokové linie tvořené kováním jsou distribuovány podél tvaru komponenty (např. Vláknité průtokové linie ohybu klikového hřídele s tvarem kliky). Mechanické vlastnosti (pevnost v tahu, nárazová odolnost) složky podél směru linie průtoku jsou mnohem vyšší než vlastnosti ve směru příčného toku. Tato „anisotropie“ je jednou z hlavních charakteristik výkojů lepší než odlitky a klíčovým faktorem, který je třeba zvážit při návrhu.
Iii. Klíčové procesní vazby a klasifikace kování
Procesy kování musí být formulovány na základě vlastností materiálu, požadavků na produkty a schopností vybavení, zejména zahrnující čtyři odkazy: „Příprava sochoru - vytápění - deformace - následná ošetření“. Specifické klasifikace jsou následující:
(I) Základní procesní odkazy
1.. Předběžná příprava: Položení základů pro formování
Výběr a příprava sochory: Vyberte sochory, jako je kulatá ocel a čtvercová ocel, podle velikosti hotového produktu. Řezejte sochory řepáním, stříháním atd., Aby se zajistilo, že chyba hmotnosti sochory je ≤ 5% (aby nedošlo k nedostatečnému formování nebo odpadu materiálu); „Spheroidising žíhání“ je vyžadováno pro studené kování sochů (ke snížení tvrdosti a zlepšení plasticity).
Vytápění: Horké kování sochorů je třeba zahřívat na cílovou teplotu v topných pecích (odporové pece, plynové pece). Přísně kontrolujte rychlost zahřívání (aby se zabránilo praskání sochorů) a doba držení (pro zajištění jednotné vnitřní teploty), aby se zabránilo přehřátí (hrubá zrna) nebo pálení (těžká oxidace povrchu).
2. deformace jádra: Dosažení kontroly tvaru a výkonu
Forging Forming: Vložte vyhřívaný sochort do konglingového nebo konglingového vybavení a dosažení deformace pomocí jednoho nebo vícenásobného nakládání-Open-Die kování spoléhá na operace pracovníků, aby vytvořili sochoru na kovadlině (vhodné pro jednodílné malé dávky a velké části); DEM FORGING nutí sochory, aby se vytvořila dutinou horní a dolních zemřech (vhodné pro střední dávku a složité části); Přesné kování vyžaduje, aby vysoce přesné zemřely a lisy, aby přímo získaly hotové produkty ve tvaru téměř sítě.
Demold a ořezávání: Po vytvoření je vyřazeno kování a „blesk“ (přebytečný kov přetékající dutinu během deformace) se odstraní ořezávacím zemí; Pro mazání „uvolnění agenta“ je nutné pro chladné výkopy (ke snížení opotřebení a poškrábání sochorů).
3. následné ošetření: Optimalizace výkonu a přesnosti
Tepelné zpracování: Proveďte tepelné zpracování, jako je normalizace (zdokonalení zrn), zhášení a temperování (zlepšení síly a houževnatosti) a zhášení temperování (získání vysoké tvrdosti) podle požadavků na eliminaci kování a kontroly mechanických vlastností.
Čištění a dokončení: Vyčistěte povrch výstřelem (odstranění oxidového měřítka a zlepšení povrchové tvrdosti), moření (čištění zbytkové oxidové vrstvy) atd.; Proveďte následné zpracování, jako je broušení a frézování na přesných částech, abyste zajistili konečnou přesnost.
Inspekce kvality: Zajistěte kvalifikaci produktu prostřednictvím kontroly vzhledu (povrchové trhliny, zbytky záblesku), rozměrové měření (třmeny, mikrometry), nedestruktivní testování (ultrazvukové testování na vnitřní defekty) a testování mechanických vlastností (v tahu, testování dopadu).
(Ii) Zvláštní procesy kování
Kovový prášek: Kovový prášek je přitlačen do sochorů, poté slinný a kovaný. Kombinuje výhody metalurgie prášku a kování, vhodné pro malé části s vysokou pevností a komplexními tvary (jako jsou ozubená kola a ložiskové rukávy).
Izotermální kování: Vytvořeno v konstantní teplotě matrici, vhodné pro „obtížně-znemožnitelné materiály“, jako jsou titanové slitiny a superaliony. Může snížit odolnost proti deformaci a zajistit přesnost formování (jako jsou disky turbíny aeromotorů).
Kapalná kování: Kapalný kov se vstřikuje do matrice a okamžitě pod tlakem. Kombinuje výhody lití (komplexní tvary) a kování (hustá struktura), vhodná pro složky slitiny hliníku a slitiny hořčíku (jako jsou rozbočovače automobilových kol).
Kontaktujte ihned