Kovové součásti se vyrábějí různými způsoby. Za dva nejběžnější postupy se považuje odlévání a kování. Obě metody tvarují kov. Provádějí to však zcela odlišně. Tyto rozdíly mají vliv na pevnost, kvalitu, náklady a výkon. Je důležité vědět, jaký je mezi nimi rozdíl. Konstruktérům to pomůže při správné volbě. Pomáhá průmyslovým odvětvím při konstrukci bezpečnějších a dokonalejších výrobků. 

Dva z nejběžnějších postupů zpracování kovů v průmyslu jsou odlévání a kování. Odlévání je proces, při kterém se používá roztavený kov, který se nalije do formy a ztvrdne do zvoleného tvaru. Je vhodné zejména při výrobě složitých tvarů, obrovských součástí a dutých kusů, jako jsou bloky motorů, skříně čerpadel a ozdobné kusy. Díky minimálně třem druhům kovů, včetně oceli, hliníku, mědi a bronzu, umožňuje odlévání relativně snadné tvarování kovů, což jej činí nákladově efektivním z hlediska výroby malých a středních objemů.

Kování, na druhou stranu se jedná o tváření kovu působením tlakových sil za tepla nebo za studena, aby se dosáhlo požadovaného tvaru. Tím dochází k promáčení kovových zrn v souladu s tvarem součásti, což vede k vysoké pevnosti, houževnatosti a únavové odolnosti. Kované součásti, jako jsou klikové hřídele, ozubená kola a letecké součásti, jsou bezpečnější v aplikacích s vysokým namáháním a zatížením. Oba procesy mají své silné a slabé stránky a jsou použitelné ve strojírenství v závislosti na požadavcích.

Co je casting?

Odlévání je proces zpracování kovů. Při odlévání se kov zahřívá až do bodu tavení. Tavený kov je ve formě kapaliny. Tento roztavený kov se přidá do formy. Výsledný díl má podobu dutiny ve formě. Kov se ve formě redukuje. Po ochlazení má kov podobu pevné látky. Pevná forma se následně sejme. Nyní je díl hotový.

Casting je velmi starý. Používá se již tisíce let. V současnosti se používá téměř ve všech průmyslových odvětvích.

Klíčové vlastnosti odlévání

• Kov se roztaví.
• Roztavený kov se odlévá do formy.
• Kov tuhne v pevném stavu.
• Díl přebírá tvar formy.

Výhody odlévání

Schopnost vytvářet složité tvary.

Lze odlévat velmi složité a detailní tvary. Lze jím vytvářet vzory, které jsou pro jiné postupy obtížné nebo nemožné. Je také velmi snadné vytvářet vnitřní dutiny.

Vhodné jsou velké a těžké komponenty.

Velké díly se nejlépe vyrábějí odléváním. Součásti velmi velkých rozměrů není příliš obtížné vyrobit. Díky tomu se uplatní v těžkém průmyslu.

Široká škála materiálů

Lze odlévat téměř jakýkoli kov. Vhodné jsou železné i neželezné kovy. Konstruktéři tak mají k dispozici řadu materiálových možností.

Nákladově efektivní výroba

Odlévání může být levnější než jiné výrobní postupy. Stejnou formu lze použít opakovaně. To zjednodušuje a snižuje náklady na hromadnou výrobu.

Méně obrábění, minimální obrábění.

Odléváním lze získat téměř síťové tvary. To znamená, že po výrobě je zapotřebí méně obrábění. To pomáhá šetřit čas a náklady.

Všestranné a široce používané

Existuje několik průmyslových odvětví, ve kterých se odlévání používá. Je flexibilní a přizpůsobivý. Podporuje malosériovou i velkosériovou výrobu.

Nevýhody obsazování ve výrobě:

Pórovitost a plynové otvory

Plyn může být během tuhnutí zachycen roztaveným kovem, což způsobuje pórovitost, která činí konečný výrobek slabým.

Povrchová úprava

Povrchy odlitků jsou zpravidla drsné a je možné, že bude nutné je dále opracovat, aby se dosáhlo hladkého povrchu.

Rozměrová nepřesnost

Během tuhnutí dochází ke smršťování, a tím i ke změnám rozměrů, a není snadné stanovit přesné tolerance.

Snížené mechanické vlastnosti.

Vnitřní vady mohou snížit pevnost, tažnost a odolnost proti nárazu litých kovů ve srovnání s kovy tepanými.

Omezení velikosti

Tlusté nebo tenké řezy mohou být velmi velké, a proto je obtížné je odlít bez vad.

Složitost forem

Výroba složitých forem je časově i finančně náročná.

Ekologické a bezpečnostní otázky.

Roztavený kov je horký, obsahuje výpary a je nebezpečný při nehodách.

Plýtvání materiálem

Výsledkem některých procesů je přebytečný materiál (např. vtoky a stoupačky), který se musí zlikvidovat nebo recyklovat.

Příklady litých výrobků

Automobilové díly

Automobily jsou hlavním příslušenstvím litých výrobků. Mezi běžné patří bloky motorů, hlavy válců, brzdové bubny, převodovky a klikové hřídele.

Průmyslové stroje

Mezi lité součásti, které se běžně používají v průmyslových strojích, patří skříně čerpadel, tělesa ventilů, skříně turbín a základny strojů.

Předměty pro domácnost

Odlévání se používá k výrobě mnoha domácích předmětů, jako je kuchyňské nádobí, například pánve a konvice, kliky dveří a také dekorativní předměty, například lampy, sošky.

Stavební materiály

Jedním z litých výrobků ve stavebnictví jsou šachty, trubky a kovové rámy.

Umění a sochařství

Odlévání je technika, kterou umělci používají k výrobě soch, bust a dekorativních návrhů.

Elektrické komponenty

V elektrických zařízeních se často používají lité součásti, jako jsou pláště transformátorů, rozváděčů a motorů.

Různé předměty

Dalšími litými výrobky jsou šperky, mince a hudební nástroje, například zvonky.

Co je kování?

Kování neznamená totéž co odlévání. Při kování se kov netaví. Kov zůstává pevný. Zahřívá se na zvýšenou teplotu. Zůstává však v pevné formě. Poté se na něj působí silou. Kov se tluče nebo formuje. Kov se stlačí. Tím se kov zpevní.

Předstírání je již tisíce let. Meče a nástroje vyráběli v minulosti kováři. V dnešní době se kování provádí na velkých strojích.

Klíčové vlastnosti kování

• Kov se zahřívá.
• Zůstává pevný.
• Kov teče a získává nový tvar.
• Struktura je pevnější.
• V současné době se tlak vyvíjí pomocí kladiv nebo lisů.

Výhody kování

Vysoká pevnost

Součásti vyrobené kováním jsou pevnější než odlévané nebo obráběné součásti, protože struktura zrn kovu odpovídá tvaru součásti. To zlepšuje mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu a únavová pevnost.

Vylepšená odolnost

V důsledku kování se méně často vyskytují takové vady, jako jsou pórovitost a dutiny, a proto se materiál ukazuje jako houževnatý a odolnější vůči namáhání.

Lepší odolnost proti únavě

Kované součásti lépe odolávají cyklickému zatížení a únavovému selhání v důsledku konstantního toku zrn podél součásti.

Spolehlivost a bezpečnost

U kovaných součástí je menší pravděpodobnost, že se zlomí, když jsou vystaveny velkému zatížení nebo vysokému tlaku, a proto jsou vhodné do vysoce rizikových prostředí, jako jsou letadla, automobily a strojní zařízení.

Všestrannost

Kování lze použít pro různé slitiny a kovy, což umožňuje vyrábět jednoduché i složité tvary.

Úsporné při velkoobjemové výrobě

I když se počáteční uspořádání může ukázat jako nákladné, kování nabízí nákladovou efektivitu při výrobě velkého množství dílů, protože zahrnuje méně obrábění a plýtvání materiálem.

Nevýhody kování

Vysoké počáteční náklady

Kování je velmi nákladné, pokud jde o potřebné stroje a zápustky, a proto je na začátku velmi nákladné.

Omezení tvarů a velikostí

Velmi složité nebo velmi velké součásti nelze kovat kvůli omezením zařízení a matric.

Potřeba kvalifikované pracovní síly

Často je zapotřebí kvalifikovaná obsluha, která řídí teplotu, tlak a tvarování, což zvyšuje náklady na pracovní sílu.

Materiálový odpad

Při některých kovacích procesech může vznikat odpad nebo nežádoucí materiál, zejména při ořezávání.

Povrchové vady

Bez řádné kontroly procesu se na povrchu kovaných dílů mohou objevit trhliny nebo vady, které vyžadují další dokončovací práce.

Nevhodné pro všechny kovy

Některé křehké kovy se těžko kují a nepraskají ani nelámou.

Příklady kovaných výrobků

Automobilové komponenty

Kování se používá také při výrobě odolných a pevných součástí automobilů, např. klikových hřídelí, ojnic, ozubených kol, náprav a nábojů kol.

Letecké a kosmické komponenty

V letadlech, jako jsou podvozky, hřídele turbín a konstrukční díly, jsou vyžadovány kované součásti s vysokou pevností.

Průmyslové stroje

Používané díly ve strojích jsou kované, například vřetena, hřídele, páky a těžké strojní díly, které mají vysoké požadavky na pevnost a houževnatost.

Nástroje a hardware

Nářadí pro železářství, jako jsou kladiva, klíče a kleště, je obvykle kované, aby bylo odolné a spolehlivé.

Stavební materiály

Prvky, jako jsou šrouby, matice a spojovací prvky v konstrukcích budov a mostů, jsou často kované.

Různé předměty

Dalšími padělanými výrobky jsou součásti železnic, části lodí a zemědělská technika, včetně radlic a částí traktorů.

Mechanické vlastnosti odlévání vs. kování

Tabulka s relativními číselnými hodnotami pevnosti, hmotnosti atd., nikoli pouze kvalitativní popisy. Následující tabulka je jednou z verzí s použitím standardních technických údajů:

Majetek	Odlitky (přibližně)	Kování (přibližně)
Pevnost v tahu	200-400 MPa	400-700 MPa
Pevnost v tahu	100-250 MPa	250-600 MPa
Prodloužení (%)	5-15%	15-35%
Únavová pevnost	50-150 MPa	200-400 MPa
Hustota/hmotnost	Mírně vyšší v důsledku pórovitosti (~7,2 g/cm³ pro ocel).	O něco nižší, účinnější (~7,85 g/cm³ pro ocel, hustší, ale méně odpadu).
Tvrdost (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Poznámky:

Hodnoty se liší v závislosti na materiálu (ocel, hliník atd.) a procesu.

Únavová pevnost a tažnost kovaných dílů je obvykle 2-3krát vyšší než u odlitků.

Použité materiály

Casting

Odlévání lze provádět ve velmi široké škále kovů a slitin. Nejčastěji se používají litina, ocel, hliník, měď, bronz, mosaz a hořčíkové slitiny. Odlévání je použitelné zejména u dobře tekutých kovů, které mohou snadno proudit do forem a vytvářet tak složité tvary.

Kování

Obvykle se kují kovy, které jsou dobře tvárné a odolávají deformaci pod vysokým tlakem. Mezi běžné materiály patří uhlíková ocel, legovaná ocel, nerezová ocel, hliník, měď, titan a slitiny na bázi niklu. Kování je ideální v případě materiálů, které po dokončení vyžadují velkou pevnost a houževnatost.

Strukturní odlišnosti mezi odléváním a kováním

Klíčovým konstrukčním rozdílem mezi odléváním a kováním je zrnitá struktura kovu a jeho mechanické vlastnosti. Při odlévání se roztavený kov nalije do formy a nechá se ztuhnout. To vede k přítomnosti hrubé a nerovnoměrné struktury zrn, která může vést ke vzniku slabých míst a pórovitosti. Proto bývají odlévané díly slabší a tvárnější než díly kované a snadno podléhají vadám, včetně smršťovacích dutin a plynových otvorů. Odlévané kovy mají zrna náhodně orientovaná; díky tomu je materiál izotropní, ale je slabší podél cest zatížení.

Při kování naopak dochází k mechanické deformaci kovu, která způsobuje, že zrna kopírují tvar dílu. Toto proudění zrn zvyšuje pevnost, houževnatost a odolnost proti únavě. Kované součásti trpí menším počtem vnitřních vad, je však třeba věnovat velkou pozornost tomu, aby se zabránilo vzniku trhlin na povrchu. Kované součásti mají zrna ve svém směru, která jsou pevnější ve směru zatížení působícího na součásti. Obecně platí, že kováním vznikají díly s lepšími mechanickými vlastnostmi, zatímco odléváním lze získat pouze složitější tvary, které jsou však méně pevné.

Kování je proto konstrukčně pevnější. Vnitřní struktura odlitku je slabší.

Rozdíl v nákladech

Cena se liší podle tvaru, množství a potřeby.

Odlévání je levnější, když:

• Konstrukce je složitá.
• Díl je velký.
• Je zapotřebí mnoho kusů.

Kování je nákladnější, než je:

• Náklady na vybavení jsou vysoké.
• Materiály by měly být odolné proti kování.
• Je zapotřebí většího množství práce nebo strojního času.

Kované díly však mají dlouhou životnost. Snižují náklady na poruchy. V případě bezpečnostních dílů je kování drahé.

Povrchová úprava a přesnost

Casting

Přesnost povrchu a rozměrů dílů vyrobených odléváním je obvykle nízká. K nedokonalosti povrchu přispívají smršťování, pórovitost, nerovnoměrné tuhnutí atd. Z tohoto důvodu mohou odlévané součásti vyžadovat více obrábění nebo dokončovacích prací, aby byly uvedeny na požadovanou úroveň přesnosti a hladkosti.

Kování

Kováním se získávají díly s lepší povrchovou úpravou a rozměrovou přesností. Kov je tlačen směrem dolů, což způsobuje, že tok zrn odpovídá směru linie součásti. Kované součásti vyžadují minimum obrábění a jsou vhodné v praxi pro vysokou přesnost, kde je rozhodující pevnost i přesnost.

Závady a spolehlivost

Casting

Proces tuhnutí zvyšuje výskyt vad při odlévání. Běžnými vadami jsou pórovitost, smršťovací dutiny a plynové otvory a také trhliny. Výsledné vady snižují mechanickou pevnost a spolehlivost součásti a použití odlitků v kritických nebo vysoce namáhaných aplikacích. Může být také nutné provést další kontroly a zpracování, aby bylo dosaženo přijatelné úrovně kvality.

Kování

Kováním vznikají součásti, které mají méně vnitřních vad, protože kov je deformován pod tlakem, a proto jsou vzniklé vnitřní dutiny uzavřeny a struktura zrn je rovnoběžná. Protějšky jsou většinou pevnější, spolehlivější a snesou velké zatížení a opakované namáhání. Ačkoli v případě, že proces není vhodně řízen, mohou vzniknout povrchové trhliny, kování se používá v případě kritických a nosných aplikací, protože je spolehlivější.

Kde je lepší obsazení

Složité tvary

Odlévání je nejvhodnější v případech, kdy je geometrie vyráběných součástí komplikovaná, konstrukce složitá a mezidutiny je obtížné nebo nemožné vykovat.

Velké komponenty

Odlévání je levnější a pohodlnější metoda výroby velkých součástí, včetně bloků motorů, skříní čerpadel nebo soch, než kování.

Aplikace s nízkou pevností

Odlévání je vhodnější pro ty díly, které nepotřebují příliš vysokou pevnost nebo houževnatost, jako jsou dekorativní předměty, nádobí nebo některá pouzdra.

Výroba v malém měřítku je ekonomická.

Odlévání v malých objemech je ekonomicky výhodné, protože při malosériové výrobě je jednoduché vyrobit formu a složité tvary lze odlévat v menším počtu operací.

Kde je kování lepší

Vysokopevnostní komponenty

Kování je vhodné také pro součásti, které vyžadují vysokou pevnost, houževnatost a únavovou pevnost, jako jsou klikové hřídele, ojnice a hřídele turbín.

Nosné aplikace kritického významu

Díly, které jsou vystaveny vysokému zatížení, častému namáhání nebo nárazům, jako jsou například podvozky, kola a nápravy letadel, je lepší kovat, protože jsou spolehlivější.

Zvýšené mechanické vlastnosti

Kované díly mají homogenní strukturu zrn, snížený výskyt vnitřních vad a zvýšenou tvárnost, což je vhodné pro použití dílů, které vyžadují odolnost a prodlouženou životnost.

Střední až velké výrobní dávky

Je to nákladné, ale jednoduché použití kovacích zápustek je nákladově efektivní, pokud se jedná o výrobu středních až velkých objemů silných a přesných dílů, protože je zapotřebí málo obrábění a méně plýtvání materiálem.

Závěr

Shrnutí, odlévání a kování jsou klíčové výrobní operace, které mají své výhody a využití. Složité tvary, velké díly a díly s nízkou až střední pevností se nejlépe zpracovávají odléváním, na rozdíl od dílů s vysokou nosností, které vyžadují vysoké namáhání, houževnatost a spolehlivost, jichž se nejlépe dosahuje kováním. Ve společnosti GC Precision Mould se zaměřujeme na poskytování vysoce kvalitních řešení odlévání pro všechny formy požadavků. Jsme vybaveni všemi typy projektů odlévání a disponujeme veškerým potřebným zařízením, díky čemuž jsme při provádění těchto odlitků efektivní a přesní. Rozhodnete-li se využít služeb společnosti GC Precision Mould, vybíráte si partnera, kterému záleží na kvalitě, přesnosti a spokojenosti zákazníků, takže vaše komponenty jsou vyráběny v nejvyšší kvalitě. Rádi vám nabídneme nadčasové, kvalitní a bezchybně provedené odlitky, které budou sloužit vašim obchodním účelům.

Nejčastější dotazy

Práce: Jaký druh odlitků GC Precision Mould provádí?

Nabízíme všechny typy odlitků, jako je lití do písku, investiční lití, tlakové lití a gravitační lití, které zaručují přesnost a kvalitu všech projektů.

Co lze odlévat ve společnosti GC Precision Mould?

Zabýváme se širokou škálou kovů, ocelí, hliníkem, mědí, bronzem, mosazí, hořčíkovými slitinami atd. Podle vašich potřeb.

Jaký je rozdíl mezi kováním a odléváním?

Kováním se kov zpracovává tlakovými silami, aby se vytvořily díly se zvýšenou pevností, houževnatostí a odolností proti únavě, a litím se roztavený kov vlévá do forem, aby se vytvořily složité tvary.

Z jakého důvodu bych si měl vybrat společnost GC Precision Mould?

Díky našim zkušenostem, špičkové technologii a důrazu na přesnost můžeme nabídnout vysoce kvalitní a odolné komponenty a jsme dobrým partnerem pro všechny druhy odlitků.

Je společnost GC Precision Mould schopna řešit zakázkové projekty?

Ano! Můžeme vám nabídnout řešení odlitků na míru podle vašich požadavků, ať už pro průmyslové, automobilové nebo dekorativní účely.