Вруће ковање и хладно ковање су два различита процеса обликовања метала који могу дати сличне резултате. Ковање је процес употребе одређених алата и опреме за деформисање метала у унапред одређен облик - деформација се постиже помоћу процеса топлог ковања, хладног ковања или чак топлог ковања. На крају крајева, произвођачи ће размотрити многе стандарде пре него што изаберу тип ковања који је најпогоднији за одређену примену. У случају када распоред зрнасте структуре даје делу карактеристике усмерености, ковање се користи за поравнавање зрна тако да могу да издрже највећи напон на који ће део наићи. Насупрот томе, ливење и механичка обрада обично имају мању контролу над распоредом структура зрна.
Процес ковања
Ковање се дефинише као формирање или деформација метала у чврстом стању. Многи процеси ковања се завршавају узнемиравањем, при чему се чекић или ударач померају хоризонтално да би притиснули крај шипке или шипке да би се проширио и променио облик краја. Пре достизања коначног облика, део обично пролази кроз континуалне радне станице. Завртњи високе чврстоће су на овај начин 'хладно заглављени'. Вентил мотора се такође формира узнемиравањем.
Код ковања са чекићем, део се кује у облик готовог дела у калупу, што је веома слично отвореном ковању ковача. У овом случају, метал се забија у жељени облик против наковња. Постоји разлика између отвореног ковања и затвореног ковања. У калупном ковању, метал никада није потпуно ограничен калупом. У затвореним или пресованим калупима, ковани метал је ограничен између пола калупа. Узастопно ударање калупа гура метал у свој облик, а две половине калупа се на крају сусрећу. Енергија чекића се може обезбедити парним или пнеуматским, механичким или хидрауличним средствима. Код правог ковања чекића, гравитација сама гура чекић надоле, али многи системи користе помоћ снаге у комбинацији са гравитацијом. Чекић обезбеђује низ релативно велике брзине, мале снаге за затварање калупа.
У ковању под притиском, високи притисак замењује велику брзину, а половина калупа се затвара у једном потезу који се обично обезбеђује помоћу вијка или хидрауличног цилиндра. Ковање чекићем се обично користи за производњу мањих делова, док се пресовање обично користи за масовну производњу и аутоматизацију. Спора примена ковања под притиском често обрађује унутрашњост делова боље од ударања чекићем и обично се примењује на велике висококвалитетне делове као што су преграде авиона од титанијума. Друге специјализоване методе ковања варирају у зависности од ових основних тема: на пример, прстенови лежајева и велики зупчани прстенови се израђују кроз процес који се назива ковање прстенова за котрљање, који може да произведе бешавне кружне делове.
Вруће ковање
Када је комад метала топло кован, мора се значајно загрејати. Просечна температура ковања потребна за топло ковање различитих метала је:
Челик до 1150 степени Ц
360 до 520 степени Ц за легуре алуминијума
700 до 800 степени Ц (легура бакра)
У процесу топлог ковања, челичне гредице или гредице се индукционо загревају или загревају до температуре изнад тачке рекристализације метала у пећи за ковање или пећи. Ова екстремна топлота је неопходна да би се избегло стврдњавање метала током деформације. Због пластичног стања метала, може се направити у прилично сложеним облицима. Метал одржава дуктилност и дуктилност.
За ковање одређених метала, као што су суперлегуре, користи се врста топлог ковања који се назива изотермно ковање. Овде се калуп загрева на приближно температуру гредице да би се избегло површинско хлађење делова током процеса ковања. Ковање се понекад врши у контролисаној атмосфери да би се минимизирало стварање оксидног каменца.
Традиционално, произвођачи бирају топло ковање за производњу делова јер омогућава материјалу да се деформише у пластичном стању, што олакшава обраду метала. Вруће ковање се такође препоручује за деформацију метала са високом формативношћу, што је показатељ колико деформације метал може да издржи без стварања дефеката. Остала разматрања за топло ковање укључују:
Производња дискретних делова
Средња до ниска прецизност
Низак стрес или ниско радно каљење
Хомогена структура зрна
Повећајте дуктилност
Елиминишите хемијску некомпатибилност и порозност
Могући недостаци топлог ковања укључују:
Мање прецизне толеранције
Материјал се може искривити током процеса хлађења
Различите структуре металног зрна
Могуће реакције између околне атмосфере и метала (скалирање)
Хладно ковање (или хладно обликовање)
Хладно ковање узрокује деформацију метала испод тачке рекристализације. Хладно ковање значајно побољшава затезну чврстоћу и границу течења уз смањење дуктилности. Хладно ковање се обично врши близу собне температуре. Најчешћи метал у апликацијама хладног ковања је обично стандардни челик или челик од легуре угљеника. Хладно ковање је обично затворен процес калупа.
Када је метал већ меки метал (као што је алуминијум), обично се преферира хладно ковање. Овај процес је обично јефтинији од топлог ковања, а коначни производ једва да захтева прецизну машинску обраду. Понекад, када је метал хладно кован у жељени облик, топлотна обрада се врши након уклањања заосталог површинског напрезања. Због побољшања чврстоће метала хладним ковањем, материјали нижег квалитета се понекад могу користити за производњу употребљивих делова који се не могу направити од истог материјала машинском обрадом или врућим ковањем.
Произвођачи могу изабрати хладно ковање у односу на топло ковање из различитих разлога – јер хладно ковани делови захтевају мало или нимало прецизне обраде, а овај корак у производном процесу је обично опциони, чиме се штеди новац. Хладно ковање је такође мање подложно проблемима загађења, што резултира бољом укупном завршном обрадом површине компоненти. Остале предности хладног ковања укључују:
Лакше је доделити карактеристике правца
Побољшајте репродуктивност
Повећајте контролу величине
Руковање великим стресом и великим оптерећењем калупа
Производња чистих или скоро чистих делова
Неки могући недостаци укључују:
Метална површина мора бити чиста и без оксидног каменца пре ковања
Слаба дуктилност метала
Може доћи до резидуалног стреса
Потребна је тежа и моћнија опрема
Потребни су моћнији алати
Топло ковање
Топло ковање се изводи на температурама нижим од температуре рекристализације, али вишим од собне температуре да би се превазишли недостаци и стекле предности топлог и хладног ковања. Формирање оксидне коже није проблем, а у поређењу са врућим ковањем, толеранција може бити мања. У поређењу са хладним ковањем, цена калупа је нижа, а сила потребна за производњу је такође нижа. У поређењу са хладном обрадом, смањује очвршћавање и побољшава дуктилност.
Апликација
У аутомобилској индустрији, ковање се користи за производњу делова вешања као што су полуге и осовине, и делова за погон као што су клипњача и преносник. Отковци се обично користе за стабљике вентила цевовода, тела вентила и прирубнице, понекад направљене од легуре бакра како би се повећала отпорност на корозију. Ручни алати као што су кључеви су обично ковани, са много жичаних ужади