Väčšina kovov s dostatočnou ťažnosťou sa dá kovať, ale nie každý kov je vhodný pre priemyselné diely. Kovy bežne vyberané pre kované komponenty zahŕňajú uhlíková oceľ, legovaná oceľ, nehrdzavejúca oceľ, hliník, titán, meď a zliatiny na báze niklu . Každá skupina kovov sa pod lisom alebo kladivom správa inak a správny výber závisí od prevádzkových podmienok. Teleso ventilu prepravujúce kyslý plyn vyžaduje materiál odolný voči korózii, ako je duplexná nehrdzavejúca oceľ 2205, zatiaľ čo hriadeľ banského drviča vyžaduje odolnosť proti nárazu z kovanej legovanej ocele. Získanie kovu hneď na začiatku zabráni neskorším nákladným zlyhaniam.
Kompletný sortiment kovateľných kovov
Výber kovu je prvým rozhodnutím pri výrobe kovaných dielov. Nižšie je uvedený praktický rozpis kovateľných kovov, ktoré priemyselní výrobcovia najčastejšie používajú. Tabuľka uvádza bežné triedy a typické konečné použitie pre každú rodinu.
| Kovovéová rodina | Bežné stupne | Prečo je kovaný | Typické použitie |
|---|---|---|---|
| Uhlíková oceľ | 1018, 1045, A36 | Vysoká pevnosť, dobrá opracovateľnosť, nízke náklady | Hriadele, ozubené kolesá, konštrukčné diely |
| Legovaná oceľ | 4140, 4340, 8620 | Vysoká pevnosť a odolnosť proti únave | Kľukové hriadele, ojnice |
| Nerezová oceľ | 304, 316, 17-4 PH | Odolnosť proti korózii, pevnosť pri vysokej teplote | Časti ventilov, chemické zariadenia |
| Zliatiny hliníka | 6061, 7075, 2024 | Ľahký, výborný pomer pevnosti a hmotnosti | Letecké diely, priemyselné rámy |
| Zliatiny titánu | Ti-6Al-4V | Pevný pri vysokej teplote, odolný voči korózii | Lekárske implantáty, časti lietadiel |
| Zliatiny niklu | Inconel 625, 718 | Odolný voči oxidácii pri vysokej teplote | Plynové turbíny, chemické spracovanie |
| Zliatiny medi | C11000, C17200 | Výborná vodivosť, tvarovateľnosť | Elektrické konektory, výmenníky tepla |
Uhlíková oceľ je najhospodárnejší a najrozšírenejší kovársky kov. Predvídateľne reaguje na tepelné spracovanie a ponúka dobrú opracovateľnosť. Legovaná oceľ pridáva chróm, nikel a molybdén na zvýšenie pevnosti, húževnatosti a kaliteľnosti. Nerezová oceľ chráni pred koróziou, ktorá je nevyhnutná vo ventilových a chemických zariadeniach. Hliníkové výkovky sú cenené pre svoju nízku hmotnosť a vynikajúci pomer pevnosti k hmotnosti, často používané v leteckom a dopravnom priemysle. Titán je drahý, ale poskytuje výnimočnú odolnosť proti korózii a pevnosť pri vysokých teplotách pre medicínske a letecké diely. Zliatiny na báze niklu ako Inconel 718 si zachovávajú svoju pevnosť pri teplotách nad 700 °C, čo ich robí kritickými v plynových turbínach a petrochemických reaktoroch. Zliatiny medi sú menej bežné v ťažkom kovaní, ale sú cenené pre vodivosť.
Čo robí kov kovateľným
Tri faktory určujú, či je možné kov úspešne kovať: ťažnosť, citlivosť na teplotu a rýchlosť deformácie .
Húževnatosť popisuje, do akej miery sa môže kov roztiahnuť bez prasknutia. Kovy s vysokou ťažnosťou, ako je uhlíková oceľ, sa môžu deformovať v širokom rozsahu podmienok. Citlivosť na teplotu je dôležitá, pretože každý kov má špecifické kovanie, kde sa stáva plastickým bez toho, aby sa rozbil. Rýchlosť deformácie určuje, ako rýchlo môže byť kov stlačený; niektoré zliatiny sa roztrhnú, ak lis postupuje príliš rýchlo.
| Metal | Rozsah teplôt kovania | Typický redukčný pomer | Výsledok štruktúry zrna |
|---|---|---|---|
| Uhlíková oceľ | 1100-1200 °C | 3:1 až 5:1 | Rafinovaný, izotropný |
| Nerezová oceľ | 1100-1260 °C | 3:1 až 4:1 | Konštrukcia odolná voči korózii |
| hliník | 375 až 475 °C | 4:1 až 8:1 | Pekné a jednotné |
| titán | 815 až 980 °C | 2:1 až 4:1 | Riadená orientácia zrna |
| Zliatina niklu | 1040-1230 °C | 3:1 až 6:1 | Hrubý, ale tvárny |
Uhlíková oceľ má široké kovacie okno, a preto je predvolenou voľbou pre veľké výkovky. Nerezová oceľ vyžaduje presnú reguláciu teploty, pretože môže byť príliš citlivá na deformáciu. Hliník potrebuje nízku mieru deformácie, aby sa predišlo roztrhnutiu, a titán má tendenciu rýchlo chladnúť, takže sa často kuje na vyhrievaných zápustkách.
Procesy kovania a kompatibilita kovov
Procesy kovania ovplyvňujú to, ako kov tečie a dosahuje svoj konečný tvar. V priemyselnej výrobe sa používajú tri hlavné metódy otvorené zápustkové kovanie, uzavreté zápustkové kovanie a valcovanie bezšvíkových krúžkov .
Otvorené zápustkové kovanie
Voľné kovanie používa ploché, nekonturované zápustky a je najvhodnejšie pre veľké diely z ocele a legovanej ocele. Kov je opakovane stláčaný medzi matricami počas otáčania, čo mu dáva rafinovanú štruktúru zrna pozdĺž dĺžky dielu.
Uzavreté zápustkové kovanie
Uzavreté zápustkové kovanie tvaruje kov v rámci tvarovaných zápustiek. Funguje dobre pre nehrdzavejúcu oceľ, hliník a titán, pretože dokáže vytvárať zložité geometrie s užšími toleranciami ako kovanie v zápustke.
Bezšvové rolovanie krúžku
Bezšvové valcovanie krúžkov vytvára krúžky s nepretržitým tokom zrna. Bežne sa používa s krúžkami z legovanej ocele, nehrdzavejúcej ocele a zliatiny niklu pre ložiská, príruby a tlakové nádoby.
V Xinyu Forging máme vlastné možnosti pre všetky tri procesy, čo nám umožňuje prispôsobiť metódu kovania charakteristikám kovu. Preskúmajte naše úplné možnosti kovania .
Výber kovu pre rôzne priemyselné aplikácie
Rôzne priemyselné prostredia namáhajú kovy rôznymi spôsobmi. Nasledujúce časti sumarizujú, ktoré kovy fungujú najlepšie v jednotlivých oblastiach.
Ropné, plynové a petrochemické výkovky
Ropné a plynové zariadenia vidia korozívne kvapaliny, vysoký tlak a často vysoké teploty. Kované diely sa v tomto sektore bežne používajú Nerezová oceľ 316L, duplexná nehrdzavejúca oceľ alebo zliatiny na báze niklu, ako napríklad Inconel 625 . Tieto kovy odolávajú chloridovým jamkám a praskaniu sulfidovým napätím.
Napríklad komponenty ústia vrtu vyrobené z kovanej nehrdzavejúcej ocele dokážu zvládnuť tlaky nad 10 000 psi v prevádzke s kyslým plynom. Štruktúra kovaného zrna odoláva šíreniu trhlín oveľa lepšie ako liate diely.
Ropné a plynové petrochemické výkovky pre vysokotlakový servis Tieto kované komponenty zaisťujú integritu tlakových hraníc v drsných ropných a plynových prostrediach. Vďaka materiálom, ako je nehrdzavejúca oceľ 17-4 PH, odolávajú extrémnym tlakom a korózii, vďaka čomu sú nevyhnutné pre spoľahlivú prevádzku. Zobraziť produkt → Výkovky ventilov
Ventily pracujú pri širokom rozsahu tlakov a teplôt. Telo, disk a stopka sú bežne kované Nerezová oceľ 17-4 PH, nehrdzavejúca oceľ 316 alebo legovaná oceľ . 17-4 PH je obzvlášť bežné, pretože ponúka vysokú pevnosť a dobrú odolnosť proti korózii v jednom materiáli.
Vo vysokotlakovej parnej prevádzke poskytujú telesá ventilov z kovanej legovanej ocele pevnosť, aby obsahovali až 2500 tlakových tried. Výkovky ventilov musia mať pevnú štruktúru zrna, aby sa zabránilo únikovým cestám pozdĺž hranice tlaku.
Výkovky ventilov for Fluid Control and Pressure Vessels Výkovky ventilov ponúkajú rafinovanú štruktúru zŕn, aby sa zabránilo únikovým cestám a odolali vysokému fyzickému namáhaniu. Sú životne dôležité pre bezpečnú kontrolu tekutín v energetických a priemyselných potrubných sieťach. Zobraziť produkt → Výkovky banských strojov
Ťažobné zariadenia čelia vysokému nárazovému zaťaženiu, abrazívnemu opotrebovaniu a častému preťaženiu. Kované diely pre drviče, mlecie mlyny a dopravníkové systémy sa zvyčajne vyrábajú z legované ocele ako 4340 alebo mangánové ocele . Tieto materiály majú vysokú únavovú pevnosť a dokážu absorbovať nárazy bez prasknutia.
Výkovky banských strojov z vysoko pevnej legovanej ocele môžu znížiť prestoje až o 30 % v porovnaní s odlievanými alternatívami, pretože kovaná štruktúra zrna zabraňuje rastu trhlín.
Výkovky banských strojov for Heavy-Duty Equipment Kované diely pre banské stroje poskytujú vysokú únavovú pevnosť a tlmenie nárazov, čím znižujú prestoje v abrazívnych podmienkach. Sú rozhodujúce pre drviče, mlyny a dopravníky pri veľkom zaťažení. Zobraziť produkt → Výkovky projektu jadrovej energetiky
Zariadenia na jadrovú energiu vyžadujú materiály, ktoré vydržia vysoké teploty, žiarenie a dlhé prevádzkové cykly. Austenitické nehrdzavejúce ocele a zliatiny na báze niklu sú štandardnou voľbou pre veľké kované krúžky a komponenty tlakových nádob. Tieto zliatiny si zachovávajú svoje mechanické vlastnosti pri zvýšených teplotách.
Maximálna veľkosť kovania a limity hmotnosti
Veľkosť výkovku je obmedzená kapacitou kovacieho lisu a pevnosťou tečenia kovu pri teplote. Veľké, ťažké diely vyžadujú väčšiu tonáž lisu, aby sa dosiahla úplná deformácia. Na porovnanie, výrobcovia priemyselného kovania môžu vyrábať diely s vonkajší priemer do 20 stôp (6,1 metra) a jednotlivé hmotnosti do 40 000 libier (18 100 kg) v jedinom kovaní. Obmedzenie geometrie dielu môže zväčšiť rozsah kovov, ktoré môžete použiť, pretože silnejšie kovy potrebujú na deformáciu väčšiu silu.
- Maximálny vonkajší priemer: 20 stôp / 6,1 metra
- Maximálna hmotnosť jedného kusu: 40 000 libier / 18 100 kg
- Dodacie podmienky: ako kované alebo kompletne opracované
Často kladené otázky
Dá sa kovať liatina?
Nie. Liatina obsahuje vysoký obsah uhlíka, ktorý ju robí krehkou. Pod lisom sa skôr láme ako deformuje. Kovanie je obmedzené na tvárne kovy.
Aký kov sa najčastejšie používa pri kovaní?
Uhlíková oceľ je najbežnejším kovacím kovom. Je nákladovo efektívny, ľahko sa opracúva a je dostupný v mnohých štandardných triedach.
Môžu hliníkové výkovky nahradiť oceľové diely?
Áno, keď je váha kritická. Hliníkové výkovky 6061 a 7075 majú pomery pevnosti a hmotnosti, ktoré umožňujú ľahšie komponenty. V surovej pevnosti sa však oceli nevyrovnajú.
Dá sa titán kovať?
áno. Ti-6Al-4V je najpoužívanejšia zliatina titánu na výkovky. Vyžaduje vyhrievané matrice a pomalú deformáciu, aby nedošlo k prasknutiu.
Aké kovy sa nedajú kovať?
Liatinu, niektoré zliatiny horčíka a určité nástrojové ocele s vysokým obsahom uhlíka nemožno kovať, pretože majú nízku ťažnosť. Pri deformácii praskajú.
Záver: Ako si vybrať správny kovateľný kov
Výber správneho kovu pre kovaný diel je inžinierskym rozhodnutím. Začnite s prevádzkovými podmienkami: teplota, tlak, korozívne médium a typ zaťaženia. Potom porovnajte mechanické vlastnosti kandidátskych kovov. Nakoniec skontrolujte, či je možné kov tvarovať vami zvoleným procesom kovania.
- Definujte požiadavky na službu.
- Uveďte kovy, ktoré spĺňajú tieto požiadavky.
- Vyhodnoťte kompatibilitu procesu kovania.
- Zvážte náklady a obrábanie.
Ak si nie ste istí výberom materiálu, kontaktujte náš inžiniersky tím . Môžeme skontrolovať vaše požiadavky na aplikáciu a odporučiť vhodnú zliatinu, proces kovania a konečnú úpravu.
