Ikona webu Aludiecasting

Co je kování hliníku?

Co je kování hliníku?

Kování hliníku je metoda tvarování plných kusů hliníkových sochorů pod vysokým tlakem stlačení, obvykle za přítomnosti intenzivního tepla. Ve srovnání s odléváním, při němž se roztavený kov vlévá do forem a vytváří se z něj požadované předměty, nedochází při kování k tavení kovu; kov se zpracovává v pevném stavu, což je jedním z důvodů, proč si materiál zachovává velmi dobrou pevnost, houževnatost a lépe snáší únavu. Tím je dosaženo vynikajícího rozdílu v nosnosti kovaných hliníkových dílů a jejich dlouhodobé stabilitě.

Hliník je v moderním světě jedním z nejvýznamnějších materiálů ve strojírenství a výrobě. Pevnostní a korozivzdorné vlastnosti této slitiny ji činí nenahraditelnou v průmyslových aplikacích, jako je letectví, automobilový průmysl, stavebnictví, lodní doprava a obrana. Výkonnost hliníku však může být podstatně ovlivněna způsobem jeho zpracování. Kování hliníku je jedním z nejúčinnějších způsobů výroby pevných a odolných součástí, které se osvědčily v různých výrobách.

V tomto článku se podrobně seznámíme s tímto konceptem a probereme proces, výhody a využití tohoto neuvěřitelného procesu obrábění kovů.

Porozumění kování

Pro pochopení kování hliníku je třeba vytvořit si stručnou představu o širším pojmu kování. Kování je prastará výrobní metoda. Kdysi kováři vytloukali rozžhavené železo do součástí nástrojů a zbraní, které měly nejen velkou pevnost, ale byly také velmi odolné. Stejný koncept platí i v současnosti, i když technologie je dnes mnohem vyspělejší.

Kování je proces deformace kusu kovu pod extrémním tlakem, který je obvykle podporován lisy, kladivy nebo zápustkami. Tento tlak mění vnitřní strukturu zrn kovu a vytváří díly s lepšími mechanickými vlastnostmi než odlévané nebo obráběné kusy. Při použití tohoto procesu na hliník se otevírá jedinečná příležitost se zvláštními výhodami, která je užitečná pro mnoho průmyslových odvětví.

Co je kování hliníku?

Kování hliníku lze jednoduše definovat jako nucené tvarování hliníkových slitin pomocí tlakové deformace za účelem výroby dílů s vyšší pevností, trvanlivostí a spolehlivostí ve srovnání s díly vyráběnými jinými postupy, jako je odlévání. Kov se obvykle vůbec netaví, ale pouze se zahřívá, takže během procesu zůstává v pevném stavu.

Tímto procesem se získá jemnozrnný hustý prvek, který zvyšuje mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu, únavová a rázová houževnatost. Při představě, že se hliník tluče a lisuje, aby vznikl díl, který zvládne různé extrémní podmínky, se vybaví pojem kování hliníku. To přispělo k tomu, že je kovaný hliník oblíbený v průmyslových odvětvích, kde nelze snižovat úroveň bezpečnosti a výkonu.

Proces kování hliníku

Proces kování hliníku má několik přesně manipulovaných procesů, díky nimž je výrobek klasifikován jako kvalitní. Zde je popsáno, jak to obvykle probíhá:

  1. Příprava polotovarů: Surová hliníková slitina, obvykle ve formě sochorů nebo ingotů, se řeže na požadovanou velikost.
  2. Vytápění: Polotovar se zahřeje na určitou vysokou teplotu, obvykle mezi 400 °C a 480 °C. Takový ohřev zvyšuje kujnost kovu a zabraňuje jeho tavení.
  3. Kování: Při tomto procesu se horký polotovar lisuje buď pod mechanickým, nebo hydraulickým lisem do tvaru matrice. Při tom se změní struktura vnitřních zrn hliníku, a tím se zvýší jeho pevnost.
  4. Ořezávání a dokončování: Záblesk materiálu je odstraněn. Vykovaný kus je poté opracován na přesný rozměr a toleranci.
  5. Tepelné zpracování (volitelné): Některé kované hliníkové díly jsou dodatečně tepelně zpracovány, aby byly co nejpevnější, nejtvrdší a nejodolnější proti opotřebení.

Každá fáze procesu kování hliníku je pečlivě kontrolována, aby byla zajištěna stejná kvalita. Změna teploty, tlaku nebo času může narušit konečné vlastnosti dílu.

Výhody kovaného hliníku

Důvody, proč je kovaný hliník upřednostňován před jinými konstrukčními materiály, budou diskutovány v mnoha směrech. Výhody jsou následující:

Není divu, že největší poptávka je po kovaném hliníku, protože tento materiál je známý jako zlatý standard bezpečnosti a odolnosti.

Povrchové úpravy a kontrola

Zřídka po použití kovaných hliníkových dílů přímo po použití. Kované součásti podléhají povrchové úpravě a kontrole, aby splňovaly průmyslové normy. Tato opatření zvyšují odolnost, styl a spolehlivost.

Povrchová úprava

Povrchová úprava zlepšuje estetiku a funkčnost kovaných hliníkových dílů. Pomáhá také odstranit vady, které vznikají v průběhu kování. Typickými způsoby jsou:

V závislosti na zamýšleném účelu (účelech) se každá povrchová úprava volí individuálně: v případě leteckých součástí mohou být eloxovány, zatímco automobilové součásti mohou být obráběny a leštěny.

Inspekce

Kontrola je prováděna tak, aby každý výrobek z hliníkového výkovku odpovídal vysoce kvalitním normám. Mezi tyto techniky patří:

Význam

Aby při kování hliníku nedocházelo k vadám, a tím k oslabení dílu, je nutná správná povrchová úprava a kontrola. Tyto procesy mají zásadní význam pro zajištění bezpečnosti v průmyslových odvětvích, jako je letecký, automobilový a lodní průmysl, protože nelze připustit selhání.

Tepelné zpracování kování hliníku

Velmi důležitým procesem při kování hliníku je tepelné zpracování. To napomáhá k tomu, aby byly pevnější, tvrdší, kujnější a odolnější vůči korozi. Bez této fáze by ani všechny speciálně pražené hliníkové díly jízdního kola nedosáhly svého plného výkonu.

Žíhání

Kované díly z hliníku se žíhají, aby byly jemné. Kov se zahřeje na teplotu přibližně 300-4000 °C a pomalu se ochlazuje. Tímto krokem se sníží vnitřní pnutí a zvýší tažnost, takže díl se jednodušeji obrábí a nevyžaduje další úpravy.

Tepelné zpracování roztoku

V této fázi se výkovek zahřeje na relativně vysokou teplotu, v případě slitiny obvykle 500-540 °C. Prvky, které jsou legovány, jako je měď nebo hořčík, se rozpustí do pevného roztoku. To umožňuje rychlé ochlazení dílu a jeho následné rychlé zpevnění.

Hašení

Kovaný díl se po tepelném zpracování roztokem ihned kalí. Rychlým ochlazením ve vodě, oleji nebo polymerním roztoku se rozpuštěné prvky zafixují. Tím se vytvoří homogenní struktura hliníkového výkovku, který je připraven ke stárnutí.

Zpevnění srážkami

Stárnutím se zvyšuje tvrdost a pevnost. Existují dva rozšířené typy:

Odstraňování stresu

Velké nebo složité díly mohou být při kování a obrábění namáhány. Tento proces uvolňuje napětí v okolí bodu o něco nižšího, než je teplota žíhání, ale pomalu díl ochlazuje. Tím se snižuje deformace a praskání při používání.

Různé rozdíly mezi kováním a jinými metodami zpracování kovů

Ačkoli je kování hliníku jedním z nejsilnějších postupů při výrobě, není to jediná technika. Dalšími oblíbenými postupy jsou odlévání, vytlačování a obrábění. Kování má svůj podíl na výhodách a v některých ohledech je těžké najít pozoruhodnější:

1. Kování a odlévání

Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že odléváním lze vytvářet složitější konstrukce, zatímco kované díly jsou spolehlivější, pevnější a bez pórů (přítomnost drobných vzduchových otvorů).

2. Kování vs. vytlačování

Primární rozdíl: Vytlačování pracuje s dlouhými profily a konzistentními požadavky a kování vytváří pevnější, nosnější a lepší detaily s průtokem zrn.

3. Kování vs. Obrábění

Hlavní rozdíl: Hlavní rozdíl mezi obráběním a kováním spočívá v tom, že při obrábění vznikají díly bez odpadu, ale je méně efektivní z hlediska spotřeby materiálu, zatímco při kování se spotřebuje méně materiálu na výrobu pevnějších dílů.

4. Kování vs. Lisování

Hlavní rozdíl: Lisování se používá u tenčích plechových dílů a kování se používá u konstrukčních a nosných dílů.

Stručně řečeno:

Použití hliníkového kování

Oblastí použití hliníkového kování je mnoho a obchodní podniky jsou rozsáhlé a vyžadují jak výkon, tak spolehlivost. Z nejvýznamnějších aplikací lze zmínit následující:

Flexibilita kovaných komponentů umožňuje v současném strojírenství využít tzv. hliníkovou kovárnu.

V porovnání s jinými výrobními metodami

Jaký je rozdíl mezi výkovky z hliníku a odléváním, vytlačováním nebo obráběním?

Proto se ta odvětví, která mají výhodu, že se zaměřují na pevnost a bezpečnost, rozhodují pro proces kování hliníku.

Typy kování hliníku

V závislosti na metodách a vybavení lze kování hliníku rozdělit na více než několik typů. Příslušné síly a objem výroby dílů určují, kterou metodu použít, a výhody, které jednotlivé metody poskytují, jsou rovněž individuální.

1. Kování v otevřených zápustkách

Při kování v otevřené zápustce se hliníkový polotovar umístí mezi ploché nebo jednoduše tvarované zápustky, které hliníkový polotovar neuzavřou. Po opakovaném otloukání nebo lisování kovu se dosáhne požadovaného tvaru. Je ideální v případech velkých dílů, jako jsou hřídele, kroužky a disky, protože je zapotřebí vysoká pevnost. Kování s otevřenou zápustkou je možné pouze díky flexibilitě konstrukce, ačkoli je nutné dodatečné opracování do konečné podoby One.

2. Kování v uzavřené zápustce (kování v otiskovací zápustce)

Při kování v uzavřené zápustce zápustka uzavírá zahřátý polotovar. Při působení tlaku hliník proudí v dutině zápustky a získává přesný tvar. Je to vhodná metoda pro výrobu složitých dílů s jemnou tolerancí, např. dílů automobilového zavěšení nebo leteckých kování. Přestože náklady na nástroje jsou vyšší, přesnost a pevnost kovaných dílů v uzavřené zápustce jsou významnými výhodami tohoto procesu.

3. Kování za studena

Kování za studena probíhá při pokojové teplotě nebo teplotě blízké pokojové teplotě, zatímco při tradičním kování se kov před kováním zahřívá. Vyžaduje také vyšší tlak, ale výsledkem jsou materiály s vysokou kvalitou povrchu a vysokou přesností rozměrů. Menší díly z hliníku, jako jsou spojovací prvky a ozubená kola a železářské výrobky, se často kují za studena tam, kde je důležitá pevnost a přesnost.

4. Kování za tepla

Nejběžnější z hliníkových výkovků se nazývá kování za tepla. Zápustka se zahřeje na určitou teplotu (stále pod bodem tání), aby se zlepšila její tažnost. Tím se sníží síla potřebná k vytvarování hliníku a zlepší se zrnitostní struktura. Kování za tepla se většinou používá jako jedna z metod při výrobě větších dílů, které jsou náročnější a vyžadují lepší vlastnosti materiálu.

5. Přesné kování

Přesné kování je typ kování s uzavřenou zápustkou, který je přizpůsoben tak, aby vyžadoval co nejmenší (nebo žádné) sekundární obrábění. Do zápustek je zabudována vysoká úroveň přesnosti, která umožňuje vyrábět díly téměř čistého tvaru. Tím se minimalizuje plýtvání, šetří náklady a zajišťuje stálá kvalita, což z něj činí oblíbenou metodu v leteckém průmyslu a v průmyslu vysoce výkonných dílů.

6. Válcování

Ve válci se otáčejí válcové nebo ploché zápustky a horký hliníkový polotovar se stlačuje. Díky této úpravě je materiál tenčí a delší s rovnoměrným rozložením zrn. Díly, jako jsou nápravy, kuželové hřídele a kroužky, se často kují válcováním.

7. Válcování bezešvých kroužků (kování kroužků)

Hliníkové kroužky/ Kování hliníkových kroužků je specializovaný proces výroby bezešvých kroužků z hliníku. Mírně děrovaný polotovar se roztáhne do tvaru prstence a poté se vyválcuje na požadovaný průměr a tloušťku. Tato metoda je důležitá pro letecký průmysl, turbíny a ložiska.

8. Izotermické kování

Při tomto vysoce kontrolním postupu se hliníkový polotovar a kovací zápustky zahřejí na stejnou teplotu. Tím se minimalizují tepelné gradienty, což umožňuje přesnější kontrolu složitých tvarů. S izotermickým kováním se často setkáváme v leteckém průmyslu a u lékařských implantátů, kde je vyžadována přesnost. 

9. Kování ve tvaru blížícím se tvaru sítě

Nejenže se jedná o pokročilý proces kování, ale cílem tohoto procesu je získat předměty, které mají téměř finální velikost a nemusí vyžadovat žádné následné zpracování. Méně se při něm plýtvá materiálem a šetří se peníze, přesto si však zachovává pevnost, kterou získáte při kování.

10. Rozrušené kování

Upset kování zvětšuje průměr polotovaru stlačením jeho délky. Používá se hojně při výrobě spojovacích prvků, jako jsou šrouby, vruty, ventily, kde je požadována pevnost hlavy nebo dříku.

Suroviny pro použití při kování hliníku

Kování hliníku je založeno především na hliníkových slitinách, nikoli na čistém hliníku. Většina konstrukčních aplikací vyžaduje silnější vlastnosti hliníku, proto se do nich přidávají další prvky, jako je měď, zinek, hořčík a křemík, aby se zvýšila pevnost a výkonnost materiálů.

Řada 2xxx (slitiny hliníku a mědi)

Řada 5xxx (slitiny hliníku a hořčíku)

Řada 6xxx (slitiny hliníku, hořčíku a křemíku)

Řada 7xxx (slitiny hliníku a zinku)

Speciální slitiny

Některé z vyráběných slitin se používají speciálně pro izotermické a přesné kování a tam, kde jsou požadovány přísné tolerance a vysoká výkonnost v extrémních podmínkách.

Shrnutí:

Problémy a omezení 

Přestože má proces kování mnoho výhod, má i několik omezení. Lisy a zápustky jsou drahé a náklady na nástroje se absorbují při nízkých sériích. Rovněž nelze vykovat každý tvar. Složitější konstrukce mohou vyžadovat dokončovací obrábění.
Dalším omezujícím faktorem je, že ne všechny hliníkové slitiny lze kovat. Je třeba zvolit nejvhodnější slitinu, aniž by bylo nutné nadměrný důraz jeden mechanický výkon nebo vyrobitelnost výrobku. Tyto nevýhody jsou však obvykle zastíněny nesrovnatelnými výhodami kovaného hliníku.

Budoucnost kování hliníku

Hliníkové kování má před sebou zářivou budoucnost, která je poháněna inovacemi a celosvětovou touhou po nízké hmotnosti a vysokém výkonu. S tím, jak se rozšiřují elektromobily, přibývá leteckých technologií a vznikají řešení vedoucí k lepší ekologické energii, poroste poptávka po pevných a zároveň lehkých materiálech.

Současné kovárny také využívají automatizaci, počítače, modely a zvýšenou kontrolu kvality, aby mohly vyrábět dokonalejší a produktivnější díly. V souvislosti s udržitelností se očekává zvýšená priorita, protože použití hliníku při kování bude ještě významnějším prvkem, a to jednoduše proto, že je recyklovatelný a hojně rozšířený.

Proč si vybrat GC Precision Mold jako výrobce hliníkových výkovků?

Ve společnosti GC Precision Mold vám nabízíme nejlepší řešení kování hliníku, které vyhovuje vašim požadavkům v oboru. Disponujeme zkušenostmi, moderním vybavením a kvalifikovanými odborníky, kteří zajišťují vysoce kvalitní výsledky práce v oblasti přesnosti, trvanlivosti a efektivity. Služby zahrnují podporu celého rozsahu - projekt kování hliníku a výběr materiálu, proces kování, tepelné zpracování, povrchovou úpravu a přísnou kontrolu. Zajišťujeme služby pro různá odvětví leteckého a automobilového průmyslu, kosmického a leteckého průmyslu, lodního průmyslu, stavebnictví a průmyslových strojů.

Naše zaměření na inovace, důslednost a spokojenost zákazníků zůstává tím, co nás odlišuje. Když si vyberete společnost GC Precision Mold, nezadáváte výrobu kovaných hliníkových dílů pouze externě: vkládáte své podnikání do budoucnosti a poskytujete svým zákazníkům spolehlivost a dlouhou životnost výrobků.

Závěr

Co z toho vyplývá? Co je to kování hliníku? Když se hliníkové slitiny přetvářejí vysokou tlakovou silou, jedná se o proces přetváření hliníkových slitin za účelem výroby pevnějších a spolehlivějších dílů. Odvětví, která využívají kovaný hliník, jsou rozsáhlá, široká a zásadní, stačí jmenovat automobilový průmysl, letecký průmysl, stavebnictví a mnoho dalších.

Surové předvalky se zpracovávají na přesné díly, které jsou schopny odolávat vyššímu namáhání, únavě a korozi v kovárně hliníku. Ty končí jako materiál, který je pevný, ale lehký, což je něco, bez čeho se většina moderních průmyslových odvětví neobejde.

Technologie se vyvíjí a nabývá ještě většího významu, pokud jde o kovaný hliník a kování hliníku, a bude zaujímat přední místo v oblasti strojírenských a výrobních inovací.

Nejčastější dotazy

Q1 V jakých průmyslových odvětvích se nejlépe používá kování hliníku?

Odvětví, jako je letecký, automobilový, lodní a stavební průmysl, používají kování hliníku pro své aplikace, aby získaly pevné, ale lehké díly s mimořádnou spolehlivostí.

O2: Které slitiny kuje společnost GC Precision Mold?

V závislosti na požadavcích vaší aplikace můžeme pracovat s následujícími typy hliníkových slitin: 2xxx, 5xxx, 6xxx a 7xxx.

Otázka 3: Nabízíte speciální kovářská nebo slévárenská řešení s použitím hliníku?

Ano. Specializujeme se na zakázkové kované díly, které odpovídají specifikacím a průmyslovým požadavkům.

Otázka 4: Jaké je srovnání mezi kovaným a litým hliníkem?

Kovaný hliník je pevnější, hutnější, univerzálnější a tvrdší než litý hliník, a proto se používá pro velká zatížení a kritické aplikace.

Ukončení mobilní verze