Pokiaľ ide o výrobu hliníkových dielov, kovanie je široko používaná a vysoko efektívna metóda. Spomedzi techník kovania vystupujú otvorené kovanie a kovanie v uzavretej zápustke ako dva primárne prístupy, z ktorých každý má svoje jedinečné vlastnosti, výhody a obmedzenia. Ako dodávateľ dielov na kovanie hliníka mám hlboké znalosti a bohaté skúsenosti s oboma metódami a podelím sa o kľúčové rozdiely medzi nimi.
1. Definícia a základy procesu
Voľné kovanie, známe aj ako voľné kovanie, je proces, pri ktorom sa kov (v našom prípade hliník) vloží medzi ploché alebo jednoduché tvarované zápustky a kov sa deformuje tlakom. Kov nie je úplne obmedzený matricami, čo mu umožňuje voľne prúdiť vo viacerých smeroch. Tento proces sa často používa na vytváranie jednoduchých tvarov, ako sú tyče, štvorce a disky. Môže sa použiť aj na predtvarovanie kovu pred ďalším spracovaním.
Na druhej strane, uzavreté zápustkové kovanie, niekedy nazývané zápustkové kovanie, zahŕňa použitie zápustiek, ktoré majú špecifický tvar alebo dojem. Hliník sa umiestni do dutiny formy a aplikuje sa sila, aby sa kov prispôsobil tvaru formy. Tento proces je schopný vytvárať zložité a zložité tvary s vysokou presnosťou.
2. Zložitosť tvaru
Zápustkové kovanie je vhodné hlavne pre diely s relatívne jednoduchou geometriou. Keďže kov nie je úplne ohraničený nástrojmi, dosiahnutie veľmi zložitých tvarov je náročné. Napríklad vytváranie dielov s nepravidelnými krivkami, podrezaním alebo zložitými vnútornými štruktúrami je ťažké pri voľnom kovaní. Dá sa však použiť na výrobu základných tvarov, ktoré slúžia ako suroviny pre iné výrobné procesy. Bežné produkty vyrábané voľným kovaním zahŕňajú nápravy, hriadele a jednoduché konštrukčné komponenty.
Naproti tomu uzavreté zápustkové kovanie vyniká pri výrobe tvarovo zložitých dielov. Matrice sú vyrábané na zákazku, aby zodpovedali presným špecifikáciám konečného produktu, čo umožňuje výrobu dielov s detailnými vlastnosťami, ako sú časti motora, ozubené kolesá pre rôzne stroje a komponenty pre letecké aplikácie. Schopnosť vytvárať takéto zložité tvary robí z kovania v zápustke nenahraditeľný proces v odvetviach, ktoré vyžadujú vysoko presné diely [1].
3. Presnosť rozmerov
Otvorené zápustkové kovanie vo všeobecnosti ponúka nižšiu rozmerovú presnosť v porovnaní s uzavretým zápustkovým kovaním. Pri voľnom kovaní vedie nedostatok úplného zadržania kovu zápustkami k určitej variabilite konečných rozmerov dielu. Operátori sa spoliehajú na svoje schopnosti a skúsenosti pri kontrole tvaru a veľkosti výkovku, čo môže spôsobiť určitý stupeň ľudskej chyby. Rozmerové tolerancie pri voľnom kovaní sú typicky v rozsahu ±0,5 až ±1,5 mm, v závislosti od veľkosti a zložitosti dielu.
Uzavreté - zápustkové kovanie však poskytuje vysokú rozmerovú presnosť. Použitie presne opracovaných lisovníc zaisťuje, že finálna časť presne zodpovedá konštrukčným špecifikáciám. Pre mnohé uzavreté hliníkové diely kované v zápustke môžu byť rozmerové tolerancie až ±0,05 až ±0,25 mm. Táto vysoká úroveň presnosti je rozhodujúca v odvetviach, ako je automobilový a letecký priemysel, kde diely musia do seba presne zapadať, aby sa zabezpečilo správne fungovanie [2].
4. Množstvo výroby
Zápustkové kovanie je vhodné pre malú až strednú výrobu. Čas nastavenia pre otvorené zápustkové kovanie je relatívne krátky, pretože použité zápustky sú jednoduché a nevyžadujú zložité obrábanie. Okrem toho je proces flexibilnejší, čo umožňuje rýchle zmeny tvaru a veľkosti kovaných dielov. Vďaka tomu je ideálnou voľbou pre výrobu prototypov alebo keď je potrebný obmedzený počet prispôsobených dielov.
Uzavreté - zápustkové kovanie je na druhej strane lepšie pre veľkosériovú výrobu. Aj keď sú počiatočné náklady na návrh a výrobu lisovníc vysoké, jednotkové náklady výrazne klesajú so zvyšujúcim sa objemom výroby. Vysoká rýchlosť a opakovateľnosť procesu kovania v uzavretej zápustke umožňuje hromadnú výrobu identických dielov s konzistentnou kvalitou. Napríklad v automobilovom priemysle sa veľké množstvo komponentov motorov a častí zavesenia vyrába pomocou uzavretého zápustkového kovania [3].
5. Materiálové využitie
Pri voľnom kovaní je materiálové využitie často nižšie. Pretože kov môže voľne tiecť, je tu viac prebytočného materiálu, ktorý je potrebné odstrániť počas nasledujúcich operácií obrábania. To má za následok vyšší materiálový odpad a zvýšené náklady. Množstvo odpadového materiálu sa môže pohybovať od 10 % do 30 %, v závislosti od tvaru a zložitosti kovaného dielu.
Uzavreté - zápustkové kovanie má vo všeobecnosti lepšie využitie materiálu. Matrice sú navrhnuté tak, aby presne zodpovedali tvaru finálnej časti, čím sa minimalizuje množstvo prebytočného materiálu. V niektorých prípadoch môže byť odpad materiálu znížený na menej ako 5 %. To nielen šetrí náklady na materiál, ale má aj environmentálne výhody znížením množstva kovového šrotu generovaného počas výrobného procesu [4].
6. Povrchová úprava
Voľné kovanie zvyčajne vedie k hrubšej povrchovej úprave v dôsledku obmedzeného kontaktu medzi kovom a jednoduchými zápustkami. Povrch môže mať viditeľné stopy po kladive alebo nerovnosti, ktoré môžu vyžadovať dodatočné opracovanie alebo dokončovacie operácie na dosiahnutie požadovanej kvality povrchu.
Uzavreté - zápustkovým kovaním možno vyrábať diely s relatívne hladkou povrchovou úpravou. Presne opracované zápustky prenášajú svoje povrchové charakteristiky na výkovok, výsledkom čoho je rovnomernejší a hladší povrch. To môže znížiť potrebu rozsiahlych dokončovacích operácií po kovaní, čo šetrí čas aj náklady [5].
7. Náklady na vybavenie a nástroje
Náklady na vybavenie a nástroje na voľné kovanie sú vo všeobecnosti nižšie. Zápustky používané pri voľnom kovaní sú relatívne jednoduché a ich výroba je lacná. Môžu byť vyrobené z bežných materiálov, ako je uhlíková oceľ a nevyžadujú vysoko presné obrábanie. Kovacie zariadenia, ako sú kladivá a lisy, môžu byť tiež základnejšie a menej nákladné v porovnaní s tými, ktoré sa používajú pri uzavretom kovaní.
Uzavreté - zápustkové kovanie si vyžaduje značné investície do nástrojov a zariadení. Zápustky pre uzavreté zápustkové kovanie je potrebné presne opracovať, aby zodpovedali zložitému tvaru dielu, čo môže byť drahé. Kovacie lisy používané v uzavretom zápustkovom kovaní tiež potrebujú mať vyššiu tonáž a presnejšie riadiace systémy, aby sa zabezpečilo správne vyplnenie dutiny zápustky. Ako však už bolo spomenuté, náklady na jednotku sa pri výrobe vo veľkom meradle znižujú.
Aplikácie v našom podnikaní
Ako anHliníkové kovacie dielydodávateľa používame metódy otvoreného aj uzavretého zápustkového kovania v závislosti od špecifických požiadaviek našich zákazníkov. Pre zákazníkov, ktorí potrebujú prototypové diely alebo malé série jednoduchých tvarovaných hliníkových komponentov, je otvorené zápustkové kovanie cenovo výhodnou možnosťou. Tieto diely dokážeme rýchlo vyrobiť a upraviť na základe spätnej väzby od zákazníkov.
Pri veľkosériovej výrobe zložitých hliníkových dielov sa spoliehame na uzavreté zápustkové kovanie. Naša odbornosť v tejto oblasti nám umožňuje vyrábať vysokokvalitné diely s úzkymi toleranciami a vynikajúcou povrchovou úpravou. Ponúkame aj doplnkové služby ako tepelné spracovanie, obrábanie a povrchové natieranie, aby sme uspokojili komplexné potreby našich zákazníkov. Okrem hliníkových kovaných dielov dodávame ajDiely kovania z legovanej oceleaNositeľné konštrukčné tipy WS39 rezačkaslúžiť rôznym odvetviam.
Kontakt pre nákup a vyjednávanie
Ak hľadáte na trhu vysokokvalitné hliníkové výkovky, výkovky z legovanej ocele alebo nositeľné konštrukčné hroty WS39 frézy, radi prediskutujeme vaše požiadavky. Náš tím odborníkov je pripravený poskytnúť vám podrobné informácie o produktoch, konkurenčné cenové ponuky a prispôsobené riešenia. Či už potrebujete prototyp v malom meradle alebo veľkosériovú výrobu, máme schopnosti a skúsenosti, aby sme vyhoveli vašim potrebám. Neváhajte nás osloviť v súvislosti s rokovaním o obstarávaní a dovoľte nám spoločne pracovať na úspechu vašich projektov.
Referencie
[1] Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson Prentice Hall.
[2] Dieter, GE (1988). Mechanická metalurgia. McGraw - Hill.
[3]Príručka ASM, zväzok 14A: Kovoobrábanie: kovanie. (2005). ASM International.
[4] Groover, MP (2010). Základy modernej výroby: materiály, procesy a systémy. Wiley.
[5] Avitzur, B. (1968). Tvárnenie kovov: procesy a analýza. McGraw - Hill.
