2.1. Kovácsolás és sajtolás

1. Kovácsolási alapfogalmak

A kovácsolás a legrégebben ismert alakítási eljárás, amely a fémet a rá jellemző lágyulási hőmérsékletnél nagyobb hőmérsékleten ütő vagy nyomó igénybevétellel alakítja.

  • A kovácsolás célja egyrészt a fém előírt geometriai alakra munkálása, másrészt mechanikai tulajdonságainak javítása, szemcsenagyságának finomítása és a megfelelő szálirány kialakítása. E feladatok közül a legtöbbször mindkettőt feltétlenül meg kell valósítanunk. A pontos geometria ugyan egyéb eljárással, pl. öntéssel is létrehozható, a nagy igénybevételt elviselő alkatrészek megfelelő mechanikai tulajdonságai azonban csak kovácsolással érhetők el.

Az anyagnak a nyomófelületek széleitől 45 ° szögben kiinduló, kúp alakú részei a szerszám és a munkadarab között fellépő súrlódás miatt alig vesznek részt az alakváltozásban.

Az alakváltozás a kúpokon kívül, a közelükben a legnagyobb. (13.ábra)

13. ábra A nyomókúpok képződése a kovácsolás közben
a) nyomókúp kialakulása b) teljes keresztmetszetre kiterjedő szemcsefinomodás c),d) a nyomókúpok záródása megfelelő átkovácsolással e) a nem tökéletes átkovácsolás,

A rosszul végzett kovácsolás esetén a felületi, nagymértékű alakváltozást szenvedett rétegek szövete finom, a belsőké durva lesz. A felületi rétegek megnyúlása és a középsők visszamaradása következtében a fémben káros feszültségek keletkeznek, amelyek vetemedést és felületi repedéseket okozhatnak. Ezért az alakítást úgy kell végeznünk, hogy a szálirány folytonos maradjon, és kövesse a munkadarab kontúrját (12. ábra).

A kovácsolás műveletei közül elsősorban a nyújtás, kisebb mértékben a zömítés határozza meg a szövetszerkezet minőségét. A szabadalakító kovácsolással előállított munkadarabok alakhűsége és méretpontossága nagymértékben függ a kovács szakképzettségétől és rátermettségétől. Az eljárás sajátosságai miatt nagy méretpontosságú, azonos geometriai alakú munkadarabok nem gyárthatók szabadalakító kovácsolással. A nagyobb méretpontosságú kovácsdarabokat süllyesztékes (odor) kovácsolással gyártjuk. Lényege, hogy az alkatrész alakját és méreteit egy szerszámtestbe kényszerítve érjük el, amely a készítendő munkadarab negatív formája.

2. A kovácsolás alapanyagai és hőmérsékletei

  • Az acélok kovácsolhatósága elsősorban az összetételtől és a kovácsolás hőmérsékletétől függ. A legtöbb ötvözőelem és minden szennyezőelem rontja a kovácsolhatóságot. Az ötvözőelemek közül a szénnek és egyéb karbidképző ötvözőnek van szerepe.

Arra kell törekednünk, hogy az alakítás nagyobb részét a lehető legmagasabb hőmérsékleten végezzük. (14.ábra)

 

 

14.ábra Az acélok kovácsolási hőköze

Minél széndúsabb az acél, annál hamarabb olvad (lásd vas-vaskarbid állapotábra, eutektikus pont) és annál hamarabb következik be az „elszéntelenedés" (magas alakítási hőmérsékleten a szén kiégése), éppen ezért a szerszámacélokat csak alacsony hőmérsékletre hevítjük kovácsoláskor, a széntartalom, és az ezzel együtt járó mechanikai tulajdonságok megtartása végett.

A kovácsolás egyik igen fontos feladata a szemcsenagyság csökkentése, azaz a szövet finomítása. Az átkovácsolás javítja az anyag mechanikai tulajdonságait, azonban a túlzott átkovácsolással már az anyag keresztirányú ütőmunkája és a kontrakciója csökken.

Az acél kovácsdarabot olyan lassan kell felmelegítenünk, hogy a darab külső felületének magasabb, a belső magjának alacsonyabb hőmérséklete által létrejött hőtáguláskülönbségek miatt ébredő húzófeszültségek a darab belsejében ne érjék el a szakítószilárdságot. Ellenkező esetben belső repedések keletkeznek, amely az alakítás folyamán nem mindig hegednek össze.

3. A szabadalakító kovácsolás műveletei (15.ábra)

15. ábra A szabadalakító kovácsolás műveletei
a)
nyújtás b) zömítés c) hornyolás d) lyukasztás e) áttolás f) vágás g) csavarás h) hajlítás

4. Süllyesztékes kovácsolás

A süllyesztékes vagy odorkovácsolás az a melegalakító művelet, amely szerint a képlékeny anyagot a munkadarab negatívjának megfelelő üregbe verik vagy sajtolják. Az üreget megfelelő minőségű acéltömbben, a süllyesztékben képezik ki. (16.ábra)

Az így előállított kovácsolt munkadarab felületi minősége is jobb.

 

 

16. ábra A süllyesztékes kovácsolás elve
a)
nyitott szerszám működése b) zárt szerszám működése c) sorjázó szerszám működése

A süllyesztékes kovácsolás termelékenysége kb. 30X nagyobb, mint a szabadon alakítóé.

iDevice ikon Melegalakítás

5. Különleges kovácsolási eljárások (17.ábra)

Közéjük sorolhatók azok a kovácsolási technológiák, melyek révén nagy termelékeny-séggel pontos munkadarabok állíthatók elő. Körforgó kovácsolás rudak és csövek vékonyítására, nyújtására használják.

17.ábra Körforgó kovácsológép