Kovanje metala i metalurgija praha

Vrste procesa KOVANJA METALA koje nudimo su topli i hladni kalupi, otvoreni kalupi i zatvoreni kalupi, kalupi za otiskivanje i otkovci bez fleka,  cogging, punilo, rubno i precizno kovanje, skoro neto oblik, naslov , prešanje, iskrivljeno kovanje, metalno glodanje, prešanje i valjanje, radijalno i orbitalno i prstenasto i izotermno kovanje, kovanje, zakivanje, kovanje metalnom kuglom, probijanje metala, dimenzioniranje, kovanje s visokom energetskom brzinom.
Naše tehnike METALURGIJE PRAHA i OBRADE PRAHA su prešanje i sinteriranje praha, impregnacija, infiltracija, toplo i hladno izostatičko prešanje, brizganje metala, zbijanje u valjku, valjanje u prahu, ekstruzija praha, slobodno sinteriranje, sinteriranje iskrom, vruće prešanje.

 

Preporučujemo da kliknete ovdje za

PREUZMITE naše shematske ilustracije procesa kovanja tvrtke AGS-TECH Inc. 

PREUZMITE naše shematske ilustracije procesa metalurgije praha tvrtke AGS-TECH Inc. 

​

Ove datoteke s fotografijama i skicama koje možete preuzeti pomoći će vam da bolje razumijete informacije koje vam dajemo u nastavku.

​

Kod kovanja metala djeluju tlačne sile te se materijal deformira i dobiva željeni oblik. Najčešći kovani materijali u industriji su željezo i čelik, ali brojni drugi kao što su aluminij, bakar, titan, magnezij također su naširoko kovani. Kovani metalni dijelovi imaju poboljšanu zrnastu strukturu osim zapečaćenih pukotina i zatvorenih praznih prostora, pa je čvrstoća dijelova dobivenih ovim postupkom veća. Kovanjem se proizvode dijelovi koji su znatno jači u odnosu na svoju težinu od dijelova izrađenih lijevanjem ili strojnom obradom. Budući da se kovani dijelovi oblikuju tako da metal teče u svoj konačni oblik, metal poprima usmjerenu strukturu zrna koja je odgovorna za vrhunsku čvrstoću dijelova. Drugim riječima, dijelovi dobiveni postupkom kovanja pokazuju bolja mehanička svojstva u usporedbi s jednostavnim lijevanim ili strojno obrađenim dijelovima. Težina metalnih otkovaka može varirati od malih laganih dijelova do stotina tisuća funti. Proizvodimo otkivke uglavnom za mehanički zahtjevne primjene gdje se primjenjuju velika naprezanja na dijelove kao što su automobilski dijelovi, zupčanici, radni alati, ručni alati, osovine turbina, oprema za motocikle. Budući da su troškovi alata i postavljanja relativno visoki, preporučujemo ovaj proizvodni proces samo za proizvodnju velike količine i za male količine, ali visoke vrijednosti kritičnih komponenti kao što je zrakoplovni stajni trap. Osim troškova alata, vrijeme proizvodnje za velike količine kovanih dijelova može biti dulje u usporedbi s nekim jednostavnim strojno obrađenim dijelovima, ali tehnika je presudna za dijelove koji zahtijevaju izvanrednu čvrstoću kao što su vijci, matice, posebna primjena pričvršćivači, dijelovi za automobile, viličare, dizalice.

 

• KOVANJE VRUĆIM MATRANJEM i HLADNIM MATRANJEM: Kovanje vrućim kalupom, kao što naziv govori, provodi se na visokim temperaturama, stoga je duktilnost visoka, a čvrstoća materijala niska. To olakšava lako deformiranje i kovanje. Naprotiv, hladno kovanje se izvodi na nižim temperaturama i zahtijeva veće sile što rezultira deformacijskim otvrdnjavanjem, boljom završnom obradom površine i točnosti proizvedenih dijelova. 

 

• KOVANJE OTVORENOM MATRICOM i OTISKANJEM: Kod otvorenog kovanja, matrice ne ograničavaju komprimirani materijal, dok kod kovanja otiskom šupljine unutar matrica ograničavaju protok materijala dok se kuje u željeni oblik. UPSET FORGING ili također nazvan UPSETTING, što zapravo nije isti, ali vrlo sličan proces,  je otvoreni proces matrice gdje se radni komad nalazi u sendviču između dva ravna matrica i sila pritiska smanjuje njegovu visinu. Kako se visina smanjuje, širina obratka se povećava. HEADING, proces kovanja sa savijanjem uključuje cilindrični materijal koji se savija na kraju i njegov presjek se lokalno povećava. U zaglavlju materijal prolazi kroz matricu, kuje se i zatim reže na željenu duljinu. Operacija je sposobna brzo proizvesti velike količine spojnih elemenata. Uglavnom je to operacija hladne obrade jer se koristi za izradu krajeva čavala, završetaka vijaka, matica i vijaka gdje materijal treba ojačati. Još jedan proces otvorene matrice je COGGING, gdje se radni komad kuje u nizu koraka pri čemu svaki korak rezultira kompresijom materijala i naknadnim kretanjem otvorene matrice duž duljine radnog komada. U svakom koraku, debljina se smanjuje, a duljina se malo povećava. Proces nalikuje nervoznom studentu koji cijelo vrijeme grize olovku malim koracima. Proces koji se zove FULLERING još je jedna otvorena metoda kovanja u kalupu koju često primjenjujemo kao raniji korak za raspodjelu materijala u radnom komadu prije nego što se izvedu druge operacije kovanja metala. Koristimo ga kada izradak zahtijeva nekoliko forging operacija. U radu se kalup s konveksnim površinama deformira i uzrokuje istjecanje metala na obje strane. Sličan proces fulleringu, EDGING s druge strane uključuje otvorenu matricu s konkavnim površinama za deformiranje radnog komada. Obrubljivanje također predstavlja pripremni proces za sljedeće operacije kovanja i čini da materijal teče s obje strane u područje u sredini. IMPRESSION DIE FORGING ili CLOSED DIE FORGING kako se još naziva koristi matricu/kalup koji sabija materijal i ograničava njegov protok unutar sebe. Matrica se zatvara i materijal poprima oblik šupljine kalupa/kalupa. PRECIZNO KOVANJE, proces koji zahtijeva posebnu opremu i kalup, proizvodi dijelove bez ili s vrlo malo bljeskanja. Drugim riječima, dijelovi će imati gotovo konačne dimenzije. U ovom procesu dobro kontrolirana količina materijala pažljivo se umeće i postavlja unutar kalupa. Ovu metodu koristimo za složene oblike s tankim presjecima, malim tolerancijama i kutovima nagiba i kada su količine dovoljno velike da opravdaju troškove kalupa i opreme.

​

• KOVANJE BEZ FLASHLA: Izradak se postavlja u matricu na takav način da nikakav materijal ne može istjecati iz šupljine i formirati flash. Stoga nije potrebno neželjeno podrezivanje bljeskalicom. To je precizan proces kovanja i stoga zahtijeva strogu kontrolu količine upotrijebljenog materijala. 

​

• METALNO KOVANJE ili RADIJALNO KOVANJE: Na radni komad obodno djeluje matrica i kuje se. Trn se također može koristiti za kovanje unutarnje geometrije obratka. U operaciji savijanja radni komad obično prima nekoliko udaraca u sekundi. Tipični predmeti proizvedeni prešanjem su alati sa šiljastim vrhom, konusne šipke, odvijači.

​

• PROBUŠANJE METALA: ovu operaciju često koristimo kao dodatnu operaciju u proizvodnji dijelova. Rupa ili šupljina stvara se bušenjem na površini radnog komada bez probijanja. Imajte na umu da se bušenje razlikuje od bušenja koje rezultira prolaznom rupom.   

​

• GLOBANJE: Probijač željene geometrije utiskuje se u radni komad i stvara šupljinu željenog oblika. Ovaj punč nazivamo HOB. Operacija uključuje visoke tlakove i provodi se na hladnoći. Kao rezultat, materijal je hladno obrađen i otvrdnut. Stoga je ovaj postupak vrlo prikladan za proizvodnju kalupa, kalupa i šupljina za druge proizvodne procese. Nakon što je ploča za kuhanje proizvedena, možete jednostavno proizvesti mnogo identičnih šupljina bez potrebe da ih strojno obrađujete jednu po jednu. 

​

• KOVANJE VALJKOM ili OBLIKOVANJE VALJKOM: Dva nasuprotna valjka koriste se za oblikovanje metalnog dijela. Radni komad se dovodi u valjke, valjci se okreću i povlače rad u procjep, rad se zatim dovodi kroz užljebljeni dio valjaka i sile pritiska daju materijalu željeni oblik. To nije proces valjanja, već proces kovanja, jer se radi o diskretnoj, a ne kontinuiranoj operaciji. Geometrija na valjcima kuje materijal u traženi oblik i geometriju. Izvodi se vruće. Budući da se radi o procesu kovanja, proizvodi dijelove s izvanrednim mehaničkim svojstvima i stoga ga koristimo za proizvodnju automobilskih dijelova kao što su osovine koje trebaju imati izvanrednu izdržljivost u teškim radnim okruženjima.

 

• ORBITALNO KOVANJE: Radni komad se stavlja u šupljinu kalupa za kovanje i kuje pomoću gornjeg kalupa koji putuje u orbitalnoj putanji dok se okreće oko nagnute osi. Pri svakom okretaju gornja matrica dovršava vršenje sile pritiska na cijeli radni komad. Ponavljanjem ovih okretaja više puta, izvodi se dovoljan broj kovanja. Prednosti ove tehnike proizvodnje su niska buka rada i manje potrebne sile. Drugim riječima, malim se silama može okretati teška matrica oko osi kako bi se primijenili veliki pritisci na dio obratka koji je u kontaktu s matricom. Dijelovi diska ili stožastog oblika ponekad dobro odgovaraju ovom procesu.

​

• KOVANJE PRSTENA: Često koristimo za proizvodnju bešavnog prstenja. Kundak se reže na duljinu, savija i zatim probuši do kraja kako bi se stvorila središnja rupa. Zatim se stavlja na trn i kalup za kovanje ga udara odozgo dok se prsten polako okreće dok se ne postignu željene dimenzije.
 
• ZAKIVANJE: Uobičajeni postupak za spajanje dijelova, počinje ravnim metalnim komadom umetnutim u unaprijed napravljene rupe kroz dijelove. Nakon toga se dva kraja metalnog komada kuje stiskanjem spoja između gornje i donje matrice. 

​

• KOVANJE: Još jedan popularan proces koji se izvodi mehaničkom prešom, koja djeluje velikom silom na maloj udaljenosti. Naziv "kovanje" dolazi od finih detalja koji su iskovani na površini metalnih kovanica. To je uglavnom postupak završne obrade proizvoda gdje se dobivaju fini detalji na površinama kao rezultat velike sile koju primjenjuje matrica koja te detalje prenosi na radni komad.

​

• KOVANJE METALNIH KUGLICA: proizvodi kao što su kuglični ležajevi zahtijevaju visokokvalitetne precizno izrađene metalne kuglice. U jednoj tehnici koja se zove SKEW ROLLING, koristimo dva nasuprotna valjka koja se neprekidno okreću dok se materijal neprestano ubacuje u valjke. Na jednom kraju dvaju valjaka metalne kugle se izbacuju kao proizvod. Druga metoda za kovanje metalnih kuglica je korištenje matrice koja istiskuje zalihu materijala postavljenu između njih poprimajući sferni oblik šupljine kalupa. Proizvedene lopte često zahtijevaju neke dodatne korake kao što su završna obrada i poliranje kako bi postale proizvod visoke kvalitete.

​

• IZOTERMIČNO KOVANJE / TOPLO KOVANJE: Skup proces koji se izvodi samo kada je vrijednost koristi/troška opravdana. Vrući radni proces u kojem se matrica zagrijava na otprilike istu temperaturu kao i radni komad. Budući da i kalup i rad imaju približno istu temperaturu, nema hlađenja i karakteristike protoka metala su poboljšane. Operacija je dobra za super legure i materijale s lošijom kovanošću i materijale čiji 

mehanička svojstva vrlo su osjetljiva na male gradijente i promjene temperature. 

​

• DIMENZIONIRANJE METALA: To je postupak hladne dorade. Protok materijala je neograničen u svim smjerovima osim u smjeru u kojem se primjenjuje sila. Kao rezultat, dobivena je vrlo dobra obrada površine i točne dimenzije.

​

•  KOVANJE S VISOKOM ENERGETSKOM KOVANJEM: Tehnika uključuje gornji kalup pričvršćen na krak klipa koji se brzo gura dok se smjesa goriva i zraka pali pomoću svjećice. To podsjeća na rad klipova u automobilskom motoru. Kalup vrlo brzo udara u radni komad, a zatim se vrlo brzo vraća u prvobitni položaj zahvaljujući povratnom pritisku. Rad se kuje u roku od nekoliko milisekundi i stoga nema vremena da se rad ohladi. Ovo je korisno za dijelove koje je teško kovati i koji imaju mehanička svojstva vrlo osjetljiva na temperaturu. Drugim riječima, proces je toliko brz da se dio oblikuje pod konstantnom temperaturom tijekom cijele godine i neće biti temperaturnih gradijenata na sučeljima kalupa/radnog komada. 

​

• Kod KOVANJA, metal se tuče između dva odgovarajuća čelična bloka s posebnim oblicima u njima, koji se nazivaju matrice. Kada se metal zabije između matrica, poprima isti oblik kao oblici u matrici.  Kad postigne svoj konačni oblik, izvadi se na hlađenje. Ovaj proces proizvodi snažne dijelove koji su preciznog oblika, ali zahtijeva veća ulaganja za specijalizirane matrice. Iskrivljeno kovanje povećava promjer komada metala spljoštavanjem. Općenito se koristi za izradu malih dijelova, posebno za oblikovanje glava na spojnim elementima poput vijaka i čavala. 

​

• METALURGIJA PRAHA/OBRADA PRAHA: Kao što naziv implicira, uključuje proizvodne procese za izradu čvrstih dijelova određenih geometrija i oblika od praha. Ako se u tu svrhu koriste metalni prahovi, to je područje metalurgije praha, a ako se koriste nemetalni prahovi, to je područje obrade praha. Čvrsti dijelovi se proizvode od praha prešanjem i sinteriranjem. 

 

PREŠANJE PRAHA koristi se za kompaktiranje praha u željene oblike. Prvo, primarni materijal se fizički usitnjava, dijeleći ga na mnogo malih pojedinačnih čestica. Mješavina praha se puni u matricu i bušilica se kreće prema prahu i zbija ga u željeni oblik. Uglavnom se izvodi na sobnoj temperaturi, prešanjem praha dobiva se čvrsti dio i naziva se zeleni kompakt. Veziva i maziva obično se koriste za povećanje kompaktnosti. Osposobljeni smo za prešanje praha pomoću hidrauličkih preša kapaciteta nekoliko tisuća tona. Također imamo dvostruke preše sa suprotnim gornjim i donjim probojcima, kao i višestruke preše za vrlo složene geometrije dijelova. Ujednačenost koja je važan izazov za mnoga postrojenja za metalurgiju praha / obradu praha nije veliki problem za AGS-TECH zbog našeg dugogodišnjeg iskustva u proizvodnji takvih dijelova po narudžbi. Čak i s debljim dijelovima gdje ujednačenost predstavlja izazov, uspjeli smo. Ako se posvetimo vašem projektu, izradit ćemo vaše dijelove. Ako uočimo potencijalne rizike, obavijestit ćemo vas in 

unaprijed. 

​

SINTERANJE PRAHA, koje je drugi korak, uključuje podizanje temperature do određenog stupnja i održavanje temperature na toj razini određeno vrijeme kako bi se čestice praha u prešanom dijelu međusobno povezale. To rezultira mnogo jačim vezama i ojačavanjem radnog komada. Sinteriranje se odvija blizu temperature taljenja praha. Tijekom sinteriranja dolazi do skupljanja, povećava se čvrstoća materijala, gustoća, duktilnost, toplinska vodljivost, električna vodljivost. Imamo šaržne i kontinuirane peći za sinteriranje. Jedna od naših mogućnosti je podešavanje razine poroznosti dijelova koje proizvodimo. Na primjer, u mogućnosti smo proizvesti metalne filtere održavajući dijelove poroznima do određenog stupnja. 

​

Koristeći tehniku zvanu IMPREGNACIJA, ispunjavamo pore u metalu tekućinom kao što je ulje. Proizvodimo na primjer ležajeve natopljene uljem koji su samopodmazujući. U procesu INFILTRACIJE ispunjavamo pore metala drugim metalom nižeg tališta od osnovnog materijala. Smjesa se zagrijava do temperature između temperatura taljenja dvaju metala. Kao rezultat mogu se dobiti neka posebna svojstva. Također često izvodimo sekundarne operacije kao što su strojna obrada i kovanje na dijelovima proizvedenim u prahu kada je potrebno postići posebna svojstva ili svojstva ili kada se dio može proizvesti s manje koraka procesa. 

​

IZOSTATIČKO PREŠANJE: U ovom procesu tlak tekućine se koristi za zbijanje dijela. Metalni prah se stavlja u kalup napravljen od zapečaćene fleksibilne posude. U izostatičkom prešanju, pritisak se primjenjuje sa svih strana, za razliku od aksijalnog pritiska koji se vidi kod konvencionalnog prešanja. Prednosti izostatičkog prešanja su jednolika gustoća unutar dijela, posebno za veće ili deblje dijelove, vrhunska svojstva. Njegov nedostatak su duga vremena ciklusa i relativno niska geometrijska točnost. HLADNO IZOSTATSKO PREŠANJE se provodi na sobnoj temperaturi, a fleksibilni kalup je izrađen od gume, PVC-a ili uretana ili sličnih materijala. Tekućina koja se koristi za stvaranje tlaka i zbijanje je ulje ili voda. Slijedi konvencionalno sinteriranje zelenog kompakta. S druge strane, VRUĆE IZOSTATIČKO PREŠANJE se provodi na visokim temperaturama, a materijal kalupa je metalni lim ili keramika s dovoljno visokom točkom taljenja koja je otporna na temperature. Tekućina za tlačenje obično je inertni plin. Operacije prešanja i sinteriranja izvode se u jednom koraku. Poroznost je gotovo potpuno eliminirana, dobivena je ujednačena zrnata struktura. Prednost vrućeg izostatičkog prešanja je u tome što se njime mogu proizvesti dijelovi koji se mogu usporediti s kombinacijom lijevanja i kovanja, dok se materijali koji nisu prikladni za lijevanje i kovanje mogu koristiti. Nedostatak vrućeg izostatičkog prešanja je njegovo dugo vrijeme ciklusa, a time i cijena. Pogodan je za kritične dijelove malog volumena. 

 

INJEKCIJSKO PREŠTANJE METALA: Vrlo prikladan postupak za proizvodnju složenih dijelova s tankim stijenkama i detaljnom geometrijom. Najprikladniji za manje dijelove. Prašci i polimerno vezivo se miješaju, zagrijavaju i ubrizgavaju u kalup. Polimerno vezivo oblaže površine čestica praha. Nakon kalupljenja, vezivo se uklanja grijanjem na niskoj temperaturi ili otapanjem pomoću otapala.  

​

KOMPAKCIJA U VALJU / VALJANJE PRAHA: Prahovi se koriste za proizvodnju kontinuiranih traka ili listova. Prah se dovodi iz dodavača i sabija pomoću dva rotirajuća valjka u listove ili trake. Operacija se izvodi hladno. Lim se nosi u peć za sinteriranje. Proces sinteriranja može se ponoviti drugi put.  

​

EKSTRUDIJA PRAHA: Dijelovi s velikim omjerom duljine i promjera proizvode se ekstrudiranjem spremnika tankog lima s prahom.

LASOBNO SINTERANJE: Kao što naziv implicira, to je metoda sabijanja i sinteriranja bez pritiska, pogodna za proizvodnju vrlo poroznih dijelova kao što su metalni filtri. Prah se ubacuje u šupljinu kalupa bez sabijanja. 

​

LASOBNO SINTERANJE: Kao što naziv implicira, to je metoda sabijanja i sinteriranja bez pritiska, pogodna za proizvodnju vrlo poroznih dijelova kao što su metalni filtri. Prah se ubacuje u šupljinu kalupa bez sabijanja. 

​

SINTERANJE ISKROM: Prah se komprimira u kalupu pomoću dva suprotna probijača, a električna struja velike snage primjenjuje se na probijač i prolazi kroz zbijeni prah koji se nalazi između njih. Visoka struja spaljuje površinske filmove s čestica praha i sinteruje ih s generiranom toplinom. Proces je brz jer se toplina ne primjenjuje izvana, već se stvara iz kalupa.

 

VRUĆE PREŠANJE: Prahovi se prešaju i sinteriraju u jednom koraku u kalupu koji može izdržati visoke temperature. Dok se matrica sabija, na nju se dovodi toplina praha. Dobra točnost i mehanička svojstva postignuta ovom metodom čine je atraktivnom opcijom. Čak se i vatrostalni metali mogu obraditi korištenjem kalupnih materijala kao što je grafit.