A kovácsacél kovácsolási és hengerlési folyamatainak összehasonlító elemzése

Az ipari gyártás kulcsfontosságú anyagaként az öntőacél gyártási folyamata közvetlenül befolyásolja a végtermék teljesítményét és minőségét. A kovácsolás és a hengerlés, mint a két fő fémmegmunkálási folyamat, saját jellemzőkkel bírnak az öntőacél gyártásában.

Folyamatelvek és alapvető különbségek

A kovácsolás egy olyan eljárás, amely szilárd állapotban lévő fémtuskákat képlékeny alakváltozáshoz vezet nyomás vagy ütőerő hatására, és főként három módszert foglal magában: szabadkovácsolást, öntőformás kovácsolást és gumiabroncs-öntőformás kovácsolást. A kovácsolási folyamat során a fém háromdimenziós képlékeny alakváltozáson és szemcseszerkezet-átrendeződésen megy keresztül, ami hatékonyan kiküszöböli az öntvény szerkezeti hibáit, és javítja az anyag szilárdságát és képlékenységét. A kovácsolás egy fejlett formájaként a öntőformás kovácsolás magában foglalja a hevített fémtuskók elhelyezését egy rögzített alakú kovácskamrában, és nyomás alatti deformálását. Előnyei a pontos méret, az összetett forma és a magas termelési hatékonyság, de a formázási költség magas, így alkalmas nagyméretű gyártásra.

A hengerlés a fémtuskók folyamatos, kétdimenziós préselésének folyamata hengerműveken keresztül, amely meleghengerlésre és hideghengerlésre oszlik. A meleghengerlést az átkristályosodási hőmérséklet felett végzik, ami jelentősen csökkentheti az energiafogyasztást és a költségeket, javíthatja a fémfeldolgozási teljesítményt, lebonthatja a durva szemcséket öntési állapotban, és csökkentheti vagy kiküszöbölheti az öntési hibákat. A hengerlési eljárás nagy hatásfokú és alkalmas nagyméretű tömegtermelésre, de problémák merülhetnek fel, mint például az egyenetlen szöveteloszlás és a durva szemcseméret.

Mikroszerkezet és mechanikai tulajdonságok

A kovácsolási eljárás mikroszerkezetére gyakorolt javító hatása jelentősen jobb, mint a hengerlésé. A kovácsolás során a fém alapanyag szemcsemérete finomodik és rendeződik, nincsenek benne rejtett hibák, például pórusok vagy zárványok, így egy teljes szálas áramvonalas szerkezet alakul ki. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy a kovácsolt acél szemcsefinomodása elérheti a hengerelt acél szemcseméretének 1,5-szeresét, és a belső hibák hegesztési sebessége is magasabb. Különösen a háromutas kovácsolási eljárás alkalmazása esetén hatékonyan megtörhető az acélöntvény középső szegregációjának keményfém szerkezete, a hegesztett anyagon belüli eredeti hibák, és jelentősen javítható az anyag hőállósága és fáradási ellenállása.

A deformációs mód korlátozottsága miatt a hengerelt acél delaminációt mutathat, aminek következtében a nemfémes zárványok vékony lemezekké préselődhetnek, és ez befolyásolhatja az anyag tulajdonságait. A kovácsolt alkatrészek jobb izotrópiával rendelkeznek, míg a hengerelt alkatrészek jelentős iránykülönbségekkel rendelkeznek, ami különösen fontos az összetett igénybevételeket elviselő formák alkalmazásakor. Mechanikai tulajdonságok tekintetében a kovácsolt szerszámacél általában jobb, mint a hengerelt termékek szívósság, kifáradási élettartam és egyéb szempontok tekintetében, különösen alkalmas olyan szerszámok gyártására, amelyek ellenállnak a nagy ütésterhelésnek.


Tipikus hibák és minőségellenőrzés

A kovácsolási folyamat gyakori hibái közé tartozik a nagy szemcseméret, az egyenetlen szemcseméret, a hidegkeményedés jelensége, repedések stb. A nagy szemcseméretet általában a magas kezdeti kovácsolási hőmérséklet és az elégtelen alakváltozási fok okozza, ami csökkenti a kovácsolt tárgyak képlékenységét és szívósságát; Az egyenetlen szemcseméret jelentősen csökkentheti a kovácsolt tárgyak tartósságát és fáradási teljesítményét; A hidegkeményedés jelensége növeli a kovácsolt tárgyak szilárdságát és keménységét, de csökkenti a képlékenységet és a szívósságot, súlyos esetekben pedig kovácsrepedést okozhat.

A hengerlési folyamat minőségi problémái főként a mikroszerkezet egyenetlen eloszlásában, a durva szemcseméretben, a nem megfelelő anyagösszetételben és a repedések, homoklyukak és gödrösödések könnyű előfordulásában nyilvánulnak meg. A feldolgozás után deformáció, repedés vagy a forma rövid élettartama léphet fel. Különösen vastagabb hengerelt lemezek esetében nehezebb biztosítani a minőség stabilitását, és a minőség 200 mm vastagság felett nem garantálható.