Горещото коване и студеното коване са два различни процеса на металоформоване, които могат да осигурят подобни резултати. Коването е процес на използване на определени инструменти и оборудване за деформиране на метал в предварително определена форма - деформацията се извършва чрез процеси на горещо коване, студено коване или дори топло коване. В крайна сметка, производителите ще вземат предвид много стандарти, преди да изберат типа коване, който е най-подходящ за конкретно приложение. В случай, че подреждането на структурата на зърната придава на детайла насочени характеристики, коването се използва за подравняване на зърната, така че да могат да устоят на най-високото напрежение, на което частта ще се сблъска. Обратно, леенето и механичната обработка обикновено имат по-малък контрол върху подреждането на зърнестите структури.
Процес на коване
Коването се определя като формирането или деформацията на метал в твърдо състояние. Много процеси на коване са завършени чрез изправяне, при което чукът или ударникът се движат хоризонтално, за да притиснат края на пръта или пръта, за да разширят и променят формата на края. Преди да достигне окончателната форма, детайлът обикновено преминава през непрекъснати работни станции. По този начин високоякостните болтове са „студени“. Клапанът на двигателя също се формира чрез разместване.
При коването с падащ чук частта се изковава във формата на завършената част във формата, което е много подобно на коването с отворена матрица на ковач. В този случай металът се изковава в желаната форма срещу наковалнята. Има разлика между отворено коване и затворено коване. При коването металът никога не е напълно ограничен от формата. В затворени или пресовани форми кованият метал е ограничен между половин форми. Многократното набиване на матрицата принуждава метала да придобие формата си и двете половини на матрицата в крайна сметка се срещат. Енергията на чука може да бъде осигурена чрез пара или пневматични, механични или хидравлични средства. При истинското коване с падащ чук само гравитацията избутва чука надолу, но много системи използват помощна мощност, комбинирана с гравитацията. Чукът осигурява серия от удари с относително висока скорост и ниска сила за затваряне на формата.
При коване под налягане високото налягане замества високата скорост и половината от матрицата се затваря с един ход, обикновено осигурен от захранващ винт или хидравличен цилиндър. Коването с чук обикновено се използва за производство на по-малки части, докато коването с преса обикновено се използва за масово производство и автоматизация. Бавното прилагане на коване под налягане често обработва вътрешността на частите по-добре от удара с чук и обикновено се прилага за големи висококачествени части като титаниеви прегради на самолети. Други специализирани методи за коване варират в зависимост от тези основни теми: например, лагерните колела и големите зъбни колела се правят чрез процес, наречен коване на валцувани пръстени, който може да произвежда безшевни кръгли части.
Горещо коване
Когато парче метал е горещо ковано, то трябва да бъде значително нагрято. Средната температура на коване, необходима за горещо коване на различни метали, е:
Стомана до 1150 градуса C
360 до 520 градуса C за алуминиеви сплави
700 до 800 градуса C (медна сплав)
В процеса на горещо коване стоманените заготовки или заготовки се нагряват индукционно или се нагряват до температура над точката на рекристализация на метала в ковашка пещ или пещ. Тази екстремна топлина е необходима, за да се избегне деформационно втвърдяване на металите по време на деформация. Благодарение на пластичното състояние на метала, той може да бъде изработен в доста сложни форми. Металът поддържа пластичност и пластичност.
За да се изковат определени метали, като суперсплави, се използва вид горещо коване, наречено изотермично коване. Тук матрицата се нагрява приблизително до температурата на заготовката, за да се избегне повърхностното охлаждане на частите по време на процеса на коване. Коването понякога се извършва в контролирана атмосфера, за да се сведе до минимум образуването на оксидна скала.
Традиционно производителите избират горещо коване за производство на части, защото позволява на материала да се деформира в пластично състояние, което прави метала по-лесен за обработка. Горещото коване също се препоръчва за деформация на метал с висока способност за формоване, което е индикатор за това колко деформация може да издържи металът, без да причини дефекти. Други съображения за горещо коване включват:
Производство на отделни части
Средна до ниска точност
Нисък стрес или ниско натоварване при работа
Хомогенна зърнеста структура
Увеличаване на пластичността
Елиминирайте химическата несъвместимост и порьозността
Възможните недостатъци на горещото коване включват:
По-малко точни допуски
Материалът може да се изкриви по време на процеса на охлаждане
Различни структури на металните зърна
Възможни реакции между околната атмосфера и металите (нагар)
Студено коване (или студено формоване)
Студеното коване кара метала да се деформира под точката на рекристализация. Студеното коване значително подобрява якостта на опън и границата на провлачване, като същевременно намалява пластичността. Студеното коване обикновено се извършва при стайна температура. Най-често срещаният метал в приложенията за студено коване обикновено е стандартна стомана или въглеродна легирана стомана. Студеното коване обикновено е процес на затворена матрица.
Когато металът вече е мек метал (като алуминий), обикновено се предпочита студеното коване. Този процес обикновено е по-евтин от горещото коване и крайният продукт почти не изисква прецизна обработка. Понякога, когато металът е студено изкован в желаната форма, термичната обработка се извършва след отстраняване на остатъчното повърхностно напрежение. Поради подобряването на якостта на метала чрез студено коване, понякога могат да се използват материали от по-нисък клас за производство на използваеми части, които не могат да бъдат направени от същия материал чрез машинна обработка или горещо коване.
Производителите могат да изберат студено коване пред горещо коване по различни причини - защото студено кованите части изискват малко или никаква прецизна обработка и тази стъпка в производствения процес обикновено не е задължителна, като по този начин се спестяват пари. Студеното коване също е по-малко податливо на проблеми със замърсяването, което води до по-добро цялостно повърхностно покритие на компонентите. Други предимства на студеното коване включват:
По-лесно задаване на характеристики на посоката
Подобрете възпроизводимостта
Увеличете контрола на размера
Справяне с голямо напрежение и големи натоварвания на матрицата
Производство на чисти или почти чисти части
Някои възможни недостатъци включват:
Металната повърхност трябва да е чиста и без оксидна нагар преди коване
Лоша пластичност на металите
Може да възникне остатъчен стрес
Нуждаете се от по-тежко и по-мощно оборудване
Имате нужда от по-мощни инструменти
Топло коване
Топлото коване се извършва при температури, по-ниски от температурата на прекристализация, но по-високи от стайната температура, за да се преодолеят недостатъците и да се получат предимствата на горещото и студеното коване. Образуването на оксидна кожа не е проблем и в сравнение с горещото коване толерансът може да бъде по-малък. В сравнение със студеното коване, цената на формата е по-ниска и силата, необходима за производството, също е по-ниска. В сравнение със студената обработка, това намалява закаляването при деформация и подобрява пластичността.
Приложение
В автомобилната индустрия коването се използва за производство на части за окачване, като направляващо рамо и ос, и части за задвижване, като свързващ прът и трансмисионно зъбно колело. Изковките обикновено се използват за стебла на тръбопроводни клапани, тела на клапани и фланци, понякога направени от медна сплав за повишаване на устойчивостта на корозия. Ръчните инструменти като гаечните ключове обикновено са ковани, с много телени въжета