Přeskočit na obsah

Kování

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Proces

Kování je jeden z nejstarších a nejvýznamnějších výrobních procesů, při kterém se kov nebo jeho slitina tvaruje pomocí lokalizovaných tlakových sil. Tyto síly jsou aplikovány buď údery kladivem (ručně či strojně) nebo tlakem lisu. Proces se obvykle provádí za vysoké teploty (zápustkové kování za tepla), kdy je kov tvárnější a méně náchylný k praskání, ale existuje i kování za studena. Kování se od slévárenství liší tím, že kov není roztaven a lit do formy, ale je tvarován v pevném stavu. Díky tomu dochází k zjemnění a usměrnění vnitřní struktury materiálu (tzv. zrna), což vede k výrazně lepším mechanickým vlastnostem, jako je pevnost, houževnatost a odolnost proti únavě materiálu.

Kování je klíčovou technologií v mnoha průmyslových odvětvích, včetně automobilového, leteckého, strojírenského a zbrojního průmyslu. Vyrábějí se jím kriticky namáhané součásti, jako jsou kliková hřídele, ojnice, součásti podvozků letadel, turbínové lopatky nebo chirurgické implantáty. Kromě průmyslového využití si kování zachovává i svou uměleckou a řemeslnou podobu v uměleckém kovářství.

📜 Historie

Historie kování je neoddělitelně spjata s historií lidstva a jeho schopností zpracovávat kovy.

🏛️ Počátky v době bronzové a železné

Nejstarší důkazy o kování sahají do doby bronzové, přibližně 4500 let př. n. l., kdy lidé na Blízkém východě začali tvarovat měď a později bronz za studena pomocí kamenných kladiv. Objev, že zahřátý kov je mnohem poddajnější, znamenal revoluci. Skutečný rozmach kovářství však nastal až v době železné (cca 1200 př. n. l.), kdy Chetité zdokonalili technologii tavení a zpracování železa. Kováři se stali vysoce ceněnými řemeslníky, schopnými vyrábět odolnější nástroje a zbraně, což mělo zásadní dopad na zemědělství, stavebnictví i vojenství. V této době se objevily základní nástroje, které se v principu používají dodnes: výheň, měch, kovadlina, kladivo a kleště.

🏰 Středověk a rozvoj řemesla

Ve středověku dosáhlo kovářské řemeslo svého vrcholu. Kováři byli nepostradatelní v každé vesnici i městě. Vyráběli vše od podkov a hřebíků přes zemědělské nářadí (pluh, kosa) až po složité brnění a kvalitní meče. Vznikaly specializované cechy, které střežily výrobní tajemství a dohlížely na kvalitu práce. Technologickým pokrokem bylo využití vodní síly k pohonu velkých kladiv (tzv. hamrů), což umožnilo zpracovávat větší kusy kovu a zefektivnit výrobu.

🏭 Průmyslová revoluce

Průmyslová revoluce v 18. a 19. století přinesla do kovářství zásadní změny. Objev parního stroje vedl k vynálezu parního buchara (patentován Jamesem Nasmythem v roce 1842), který dokázal vyvinout nesrovnatelně větší sílu než jakýkoli vodní hamr. To otevřelo cestu k výrobě masivních výkovků pro železnice, lodě a těžké stroje. Kování se postupně přesunulo z malých dílen do velkých průmyslových podniků a stalo se základem moderního strojírenství.

🔬 Moderní doba

Ve 20. a 21. století se kování dále zdokonalovalo. Byly vyvinuty hydraulické a mechanické lisy s obrovskou tvářecí silou, což umožnilo přesné zápustkové kování složitých tvarů s minimálními přídavky na obrábění. Rozvoj metalurgie přinesl nové materiály, jako jsou titanové a niklové slitiny, jejichž kování vyžaduje extrémně přesnou kontrolu teploty a tvářecích procesů. Dnes je kování vysoce automatizovaný a vědecky podložený proces, řízený počítači a simulacemi (např. metodou konečných prvků).

🔥 Dělení kování podle teploty

Teplota, při které se proces odehrává, zásadně ovlivňuje vlastnosti materiálu a průběh tváření.

Kování za tepla (Hot Forging)

Jedná se o nejběžnější typ kování. Materiál se ohřeje nad svou rekrystalizační teplotu (u oceli typicky mezi 950 a 1250 °C). Při této teplotě je kov velmi tvárný, a proto vyžaduje menší tvářecí síly. Během deformace dochází k neustálé obnově krystalové struktury (rekrystalizaci), což zabraňuje zpevňování materiálu a umožňuje dosáhnout velkých deformací bez rizika prasknutí.

  • Výhody: Nízké tvářecí síly, vysoká tvárnost, možnost výroby složitých tvarů, zacelení vnitřních necelistvostí (pórů).
  • Nevýhody: Nižší rozměrová přesnost kvůli smršťování při chladnutí, tvorba okují na povrchu, nutnost následného tepelného zpracování a obrábění.

Kování za studena (Cold Forging)

Kování za studena probíhá při pokojové teplotě nebo mírně zvýšené teplotě, ale vždy pod rekrystalizační teplotou materiálu. Během procesu dochází k deformačnímu zpevnění, což znamená, že materiál se stává pevnějším, ale zároveň křehčím.

  • Výhody: Vysoká rozměrová přesnost a kvalita povrchu, zlepšené mechanické vlastnosti (pevnost, tvrdost), úspora materiálu (není třeba obrábění), vyšší produktivita.
  • Nevýhody: Vyžaduje mnohem větší tvářecí síly, omezená tvárnost materiálu (lze vyrábět jen jednodušší tvary), nutnost použití velmi čistých a kvalitních výchozích materiálů.

Kování za poloohřevu (Warm Forging)

Tento proces je kompromisem mezi kováním za tepla a za studena. Teplota je vyšší než pokojová, ale nižší než rekrystalizační. Cílem je zkombinovat výhody obou metod – dosáhnout lepší tvárnosti než u kování za studena a zároveň lepší přesnosti a kvality povrchu než u kování za tepla.

⚙️ Technologické postupy

Způsob, jakým je tvářecí síla aplikována, definuje základní typy kovacích technologií.

Volné kování

Také známé jako kovářské kování. Polotovar není zcela uzavřen v nástroji (zápustce). Tvaruje se postupnými údery mezi jednoduchými nástroji (plochými nebo tvarovými kovadly). Tento postup je typický pro ruční kovářskou práci, ale používá se i v průmyslu pro výrobu velmi velkých a unikátních kusů (např. hřídele pro lodě nebo elektrárny). Přesnost a výsledný tvar závisí na zručnosti kováře nebo operátora stroje.

  • Základní operace: Pěchování, prodlužování, osazování, děrování, sekání.

Zápustkové kování

Při zápustkovém kování je ohřátý polotovar vložen do dvoudílného nástroje zvaného zápustka. Horní a dolní část zápustky se k sobě přiblíží a jejich dutina, která má negativní tvar výsledného výrobku, zcela obklopí a vytvaruje materiál. Přebytečný materiál je vytlačen do strany a vytvoří tzv. výronek, který se následně odstraní. Tato metoda umožňuje hromadnou výrobu tvarově složitých a rozměrově přesných výkovků.

  • Přesné zápustkové kování: Varianta, kde se pracuje s minimálním nebo žádným výronkem, což šetří materiál a omezuje nutnost dalšího obrábění.

Válcování kruhů (Ring Rolling)

Specializovaná metoda kování pro výrobu bezešvých kruhů různých průměrů, například pro ložiska, ozubená kola nebo příruby. Proces začíná s děrovaným polotovarem, který je umístěn mezi několik válců. Jeden z válců (hnací) se otáčí a tlačí na vnější průměr, zatímco další válec (trnový) tlačí zevnitř. Tím se postupně zmenšuje tloušťka stěny a zvětšuje průměr kruhu.

🛠️ Nástroje a vybavení

Vybavení pro kování se liší od tradiční dílny po moderní průmyslový závod.

  • Výheň: Srdce každé kovárny, slouží k ohřevu materiálu na kovací teplotu. Tradičně se používalo dřevěné uhlí nebo koks, moderní výhně jsou plynové nebo indukční.
  • Kovadlina: Masivní blok oceli s pracovní plochou, na které se provádí ruční kování. Má různé části, jako je dráha, rohy (kulatý a čtyřhranný) a otvory pro pomocné nástroje.
  • Kladivo: Základní nástroj pro aplikaci úderů. Existuje mnoho typů, od lehkých ručních kladiv po těžké dvouruční perlíky.
  • Kleště: Slouží k bezpečné manipulaci s horkým kovem. Mají různé tvary čelistí pro uchopení různých profilů materiálu.
  • Buchar: Strojní kladivo, které nahrazuje lidskou sílu. Může být pružinový, pneumatický nebo parní. Umožňuje rychlejší a silnější údery.
  • Lis: Stroj, který tvaruje materiál postupným tlakem, nikoli úderem. Lisy mohou být mechanické (klikové, vřetenové) nebo hydraulické. Hydraulické lisy dokáží vyvinout obrovské síly (desítky tisíc tun) a používají se pro největší výkovky.

🌍 Uplatnění v praxi

Kované výrobky nacházíme téměř ve všech oblastech moderního života díky jejich výjimečné pevnosti a spolehlivosti.

💡 Pro laiky

Představte si kování jako práci s modelínou. Když modelínu jen tak odlijete do nějaké formy, může mít uvnitř vzduchové bublinky a být celkově křehká. Ale když ji vezmete do rukou, hnětete ji, stlačujete a tvarujete (což je obdoba kování), její struktura se stane hustší, pevnější a odolnější. Kování dělá s kovem přesně to samé. Místo aby se kov roztavil a nalil, je za obrovského tepla a tlaku "prohněten". Tím se jeho vnitřní krystalová struktura uspořádá do souvislých vláken, podobně jako vlákna ve dřevě. Díky tomu je kovaný díl mnohem pevnější a houževnatější než díl odlitý nebo vyrobený z běžné tyče. Proto se kují ty nejdůležitější součástky v autech a letadlech, na kterých závisí naše bezpečnost.


Šablona:Aktualizováno

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Kování&oldid=17382“