UNIVERZA V LJUBLJANI
NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA
DIPLOMSKO DELO
MAŠA FLOR
LJUBLJANA 2021
UNIVERZA V LJUBLJANI
NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA MATERIALE IN METALURGIJO
VPLIV DEBELINE BRADE NA KONČNE LASTNOSTI KOVANIH OJNIC IZ JEKEL 36MnVS4 IN 46MnVS5
DIPLOMSKO DELO
MAŠA FLOR
LJUBLJANA, september 2021
UNIVERSITY OF LJUBLJANA
FACULTY OF NATURAL SCIENCES AND ENGINEERING DEPARTMENT OF MATERIALS AND METALLURGY
INFLUENCE OF FLASH THICKNESS ON THE FINAL PROPERTIES OF FORGED CONNECTING RODS MADE OF
36MnVS4 and 46MnVS5 STEELS
DIPLOMA WORK
MAŠA FLOR
LJUBLJANA, September 2021
iv PODATKI O DIPLOMSKEM DELU
Število listov: 57 Število strani: 44 Število slik: 41
Število preglednic: 10 Število literaturnih virov: 17 Število prilog: 0
Študijski program: Univerzitetni študijski program prve stopnje Inženirstvo materialov
Komisija za zagovor diplomskega dela:
Predsednik: prof. dr. Milan Bizjak Mentor: prof. dr Peter Fajfar Somentorica: Božena Delčnjak Član: doc. dr. David Bombač
Ljubljana, ………:
v ZAHVALA
Najprej se zahvaljujem svojemu mentorju prof. dr. Petru Fajfarju za vso strokovno pomoč in koristne napotke pri izdelavi diplomskega dela.
Istočasno se iskreno zahvaljujem somentorici Boženi Delčnjak iz podjetja Unior d. d. za vodenje in pomoč pri eksperimentalnem delu. Zahvaljujem se tudi vsem ostalim sodelavcem v podjetju, ki so pripomogli k izdelavi diplomskega dela.
Iskrena hvala vsem prijateljem in fantu za spodbudo ter podporo pri študiju.
Največja zahvala pa velja mojim staršem, ki so mi omogočili študij.
vi IZVLEČEK
V podjetju Unior izdelujejo zahtevne odkovke podvozij in kovanih krmilnih delov. Med njihove glavne izdelke se uvrščajo ojnice za bencinske in dizelske motorje osebnih vozil. Izdelujejo jih po postopku utopnega kovanja, ki spada med najpomembnejše postopke preoblikovanja.
V diplomski nalogi smo analizirali ojnice, narejene iz jekel 36MnVS4 in 46MnVS5 treh različnih dobaviteljev. Določili smo mehanske lastnosti materiala, mikrostrukture, tok materiala in debeline brade po kovanju na novem in izrabljenem orodju. Vzorci so bili odvzeti tako na glavah kot tudi steblih ojnic. Vse vrednosti izmerjenih mehanskih lastnosti so bile v okviru predpisanih vrednosti. Z numerično simulacijo smo določili, da je tok materiala med kovanjem na izrabljenem orodju bolj laminaren kot na novem orodju.
Z naraščajočim številom izkovkov se veča obraba orodja, s tem pa se spreminja dimenzija brade izkovka. Ugotovili smo, da v praksi obraba orodja bistveno ne vpliva na nastanek razpok na izkovkih.
Ključne besede: utopno kovanje, ojnice, tok materiala, brada
vii ABSTRACT
Unior manufactures sophisticated forgings of chassis and forged steering parts. Their main products are connecting rods for petrol and diesel engines of cars. Products are made by the forging process, which is one of the most important transformation processes.
In diploma work, we analyzed connecting rods made of 36MnVS4 and 46MnVS5 steel from three different suppliers. We determined the mechanical properties of the material, microstructure, material flow and flash thickness after forging on new and used tools. Samples were taken on both the heads and stems of the connecting rods.
All values of the measured mechanical properties were within the prescribed values.
Numerical simulation determined that the material flow during forging on a used tool is more laminar than on a new tool.
As the number of forgings increases, the tool wear increases and the dimension of the flash thickness changes. We found that in practice tool wear does not significantly affect the formation of the span on the forgings.
Key words: forging, connecting rods, material flow, flash thickness
viii VSEBINSKO KAZALO
1 Uvod ... 1
2 Teoretični del ... 2
2.1 Jekla ... 2
2.1.1 Jekli 36MnVS4 in 46MnVS5 ... 4
2.2 Utopno kovanje ... 5
2.2.1 Potek preoblikovanja ... 6
2.2.2 Materiali za utope ... 8
2.2.3 Elementarne operacije kovanja v utopu z brado ... 9
2.2.4 Razmere pri preoblikovanju ... 11
2.3 Kovanje ojnic ... 12
2.3.1 Narez ... 13
2.3.2 Kovaško valjanje ... 14
2.3.3 Utopno kovanje ... 14
2.3.4 Obrezovanje in luknjanje ... 15
2.3.5 Kalibriranje ... 16
3 Eksperimentalno delo ... 17
3.1 Kovanje ojnic na kovaški liniji UK-38 v podjetju Unior ... 18
3.2 Priprava vzorcev ... 20
3.3 Metalografske preiskave ... 21
3.4 Tok materiala ... 22
3.5 Merjenje trdote ... 23
3.6 Merjenje debeline brade ... 23
3.7 Natezni preizkus ... 24
4 Rezultati in razprava ... 26
4.1 Kemična sestava ... 26
4.2 Metalografska analiza ... 27
4.3 Mehanske lastnosti ... 30
4.4 Trdote ... 36
5 Zaključki ... 42
6 Literatura ... 43
ix SEZNAM SLIK
Slika 1: Mehko žarjenje[13] ... 5
Slika 2: Kovanje v utopu[5] ... 6
Slika 3: Gravure za preoblikovanje [6] ... 6
Slika 4: Zaprti utop ... 7
Slika 5: Postopki kovanja v utopih [5] ... 8
Slika 6: Shema polnjenja gravure pri kovanju z nakrčevanjem [5] ... 10
Slika 7: Shema polnjenja gravure pri kovanju v utopu z brado s prečnim širjenjem [5] ... 10
Slika 8: Shema polnjenja gravure pri kovanju v utopu z brado z izdatnim dviganjem materiala v poglobljene dele gravure [5] ... 10
Slika 9: Brada [5] ... 11
Slika 10: Narezki ... 13
Slika 11: Obdelovanci ... 15
Slika 12: Obrezan odvečni material okoli izkovka ojnice ... 15
Slika 13: Ojnice ... 17
Slika 14: Konstrukcije ojnic ... 18
Slika 15:Kovaška linija UK-38[12] ... 19
Slika 16: Ohlajevalni trak in prihod gotovih ojnic... 20
Slika 17: Mikroskop Olympus ... 21
Slika 18: Obrusi za luženje ... 22
Slika 19: Luženje ... 23
Slika 20: Merilna mesta debeline brade ... 24
Slika 21: Prerezane ojnice za natezni preizkus ... 25
Slika 22: Mikrostruktura glave ojnice 36MnVS4 dobavitelja Ascometal ... 27
Slika 23: Mikrostruktura stebla ojnice 36MnVS4 dobavitelja Ascometal ... 28
Slika 24: Mikrostruktura glave ojnice 46MnVS5 dobavitelja Štore Steel ... 28
Slika 25: Mikrostruktura stebla ojnice 46MnVS5 dobavitelja Štore Steel ... 29
Slika 26: Mikrostruktura stebla ojnice 46MnVS5 dobavitelja GHM Gruppe ... 29
Slika 27: Mikrostruktura glave ojnice 46MnVS5 dobavitelja GHM Gruppe ... 30
Slika 28: Diagram napetost − raztezek stebel ojnic 36MnVS4, vzetih iz začetka − novo orodje, in konca kovanja − obrabljeno orodje v odvisnosti od napetosti ... 31
Slika 29: Diagram napetost − raztezek glav ojnic 36MnVS4, vzetih iz začetka kovanja − novo orodje, v odvisnosti od napetosti ... 32
Slika 30: Diagram napetost − raztezek glav ojnic 36MnVS4, vzetih iz konca kovanja − obrabljeno orodje v odvisnosti od napetosti ... 32
Slika 31: Primerjava dogovornih napetosti tečenja na novem in obrabljenem orodju med glavo in steblom ojnice ... 33
x Slika 32: Primerjava nateznih trdnosti na novem in obrabljenem orodju med glavo in steblom
ojnice ... 34
Slika 33: Primerjava raztezka na novem in obrabljenem orodju kovanja med glavo in steblom ... 35
Slika 34: Primerjava kontrakcije na začetku − novo orodje − in koncu kovanja − obrabljeno orodje − med glavo in steblom ... 35
Slika 35: Začetek kovanja − novo orodje, obrus iz strani glave ... 38
Slika 36: Začetek kovanja − novo orodje, obrus iz vrha glave ... 38
Slika 37: Konec kovanja − obrabljeno orodje, obrusi iz strani glave ... 39
Slika 38: Konec kovanja − obrabljeno orodje, obrus iz vrha glave ... 39
Slika 39: Prikaz konca kovanja [17] ... 40
Slika 40: Tok materiala (novo orodje) iz začetka cikla kovanja [17] ... 41
Slika 41: Tok materiala (obrabljeno orodje) iz konca cikla kovanja [17] ... 41
xi SEZNAM PREGLEDNIC
Tabela 1: Kemična sestava jekla 46MnVS5, dobavitelja Štore Steel ... 26
Tabela 2: Kemična sestava jekla 46MnVS5, dobavitelja Gorgsmarienhütte GMH GRUPPE 26 Tabela 3: Kemična sestava jekla 36MnVS4, dobavitelja Ascometal ... 26
Tabela 4: Lastnosti jekla 46MnVS5, dobavitelja Štore ... 30
Tabela 5: Lastnosti jekla 46MnVS5, dobavitelja Gorgsmarienhütte GMH GRUPPE ... 31
Tabela 6: Lastnosti jekla 36MnVS4, dobavitelja Ascometal ... 31
Tabela 7: Izmerjene trdote ojnic različnih dobaviteljev ... 36
Tabela 8: Izmerjene trdote začetnih in končnih kosov iz kovanja ojnic ... 36
Tabela 9: Meritve debeline brade okoli glave ojnice na kosih, odvzetih iz začetka in konca cikla kovanja, primerjava novega in obrabljenega orodja ... 37
Tabela 10: Meritve širine brade okoli glave ojnice na kosih, odvzetih iz začetka in konca cikla kovanja, primerjava novega in obrabljenega orodja ... 37
xii SEZNAM OKRAJŠAV IN POSEBNIH SIMBOLOV
% odstotek
°C stopinja Celzija µm mikrometer b
s e
širina špranje debelina špranje deformacija HBW trdota po Brinellu HRC trdota po Rockwellu HV trdota po Vickersu l debelina materiala mm
MPa N Rm
milimeter mega Pascal Newton
Natezna trdnost Rp0,2
Z A w
dogovorna napetost tečenja kontrakcija
raztezek masni delež
1
1 Uvod
Podjetje Unior d. d. je bilo ustanovljeno leta 1919 in ima sedež v Zrečah. Glavni program podjetja so Odkovki, Ročno orodje, Strojna oprema in Turizem.[1]
Izdelava diplomskega dela je potekala v programu Odkovki. Program razvija, kuje in obdeluje odkovke ter sklope za avtomobilsko industrijo in druge odjemalce. Pod ta program spada tudi obrat Sinter, ki se ukvarja s proizvodnjo sintranih delov, ki so usklajeni z najvišjimi zahtevami in merili kakovosti.[1]
Glavni izdelki so odkovki za dele podvozja in dele krmilnega mehanizma, ojnice za bencinske in dizelske motorje osebnih vozil, odkovki za lastno proizvodnjo ročnega orodja, razni odkovki za potrebe avtomobilske industrije, obdelani kosi iz palet lastnih odkovkov in sintrani deli za potrebe avtomobilske industrije in drugih odjemalcev, sintrani deli (verižni zobniki, jermenice, ojnice, prirobnice; drsniki, rotorji in ohišja za oljne črpalke; samomazalni drsni ležaji in puše;
mehko magnetni statorji in rotorji za električne motorje).[1]
Raziskava v okviru diplomskega dela je potekala na ojnicah iz jekel 46MnVS5 in 36MnVS4.
Izdelane so po najbolj razširjenem postopku preoblikovanja kovin za izdelavo kakovostnih strojnih delov zapletenih oblik in dimenzij, torej z utopnim kovanjem. Omenjeno nam omogoča večjo natančnost, večjo produktivnost ter zmanjšanje stroškov in je v serijski in masovni proizvodnji edino gospodarno.
Pri utopnem kovanju je utopno orodje sestavljeno in spodnjega in zgornjega utopa. Spodnji utop miruje, zgornji utop pa se glede na spodnjega giblje v vertikalni smeri. Postopek kovanja izdelka je sestavljen iz več faz. Vmesne faze služijo za grobo preoblikovanje ali grobo prerazporeditev materiala. Končna faza pa daje končno obliko odkovka, ki ga izdelamo s kovanjem. Vsak odkovek po kovanju obrežemo. Obrezan odkovek se nato kalibrira še na kalibrirnem stroju..[5]
Za standardna jekla so temperature preoblikovanja med 1050 ℃ in 1250 ℃. V splošnem naj bi bila temperatura preoblikovanja čim višja, vendar moramo vedeti, da s povišano temperaturo in daljšim časom segrevanja surovca postane struktura grobozrnata, kar poslabša mehanske lastnosti izkovka. Pri nižji temperaturi pa porabimo manj energije za segrevanje, vendar so potrebne večje sile pri kovanju, tudi material je manj oblikovalen, posledično imamo večjo obrabo utopnega orodja.[2]
Rezultati preiskav v okviru diplomskega dela bodo uporabljeni predvsem za razumevanje in obvladovanje procesa izdelave ojnic, rezultate meritev debeline brade na tok materiala pa smo želeli pridobiti za morebitno optimiranje.
2
2 Teoretični del
2.1 Jekla
Jeklo je zlitina železa in ogljika, ki lahko vsebuje še druge zlitinske elemente. Pri kovanju jekla je zelo pomemben fazni diagram Fe-Fe3C, ki odigra pomembno vlogo v praktičnem delu.
Omogoča nam razumevanje sprememb, ki se dogajajo pri toplotni obdelavi železovih zlitin.
Diagram je diagram nepopolne topnosti železa in ogljika. Prikazuje nam, kakšne zlitine dobimo pri določeni temperaturi, pri določenem času in kakšna je njihova struktura (kolikšen delež ogljika vsebuje jeklo ter v kakšni obliki se pojavlja železo). Na zmožnost kovanja jekla tako vpliva koncentracija elementov v zlitini. Pomembna je predvsem koncentracija ogljika, ki je na faznem diagramu označena na abscisni osi. Četudi je ogljika v jeklih razmeroma malo, le ta odigra močan vpliv na uporabne lastnosti jekla. Kadar govorimo o ogljikovih jeklih, ta poleg železa vsebujejo še manjše količine mangana, silicija in aluminija, ki jih dodajamo z namenom zmanjšanja nečistoč v zlitini (žvepla, fosforja, kisika in dušika). Znano je, da kujemo jekla z masnim deležem ogljika w(C) od 0,05 % do 1,7 %. Manjša je njegova koncentracija, lažje poteka kovanje. Na ordinatno os faznega diagrama nanašamo temperature. Jekla kujemo v avstenitnem področju, kjer je temperatura od 800 ℃ do 1150 ℃. Bistveno je, da na začetku začnemo kovati pri višji temperaturi, saj je specifični deformacijski odpor pri 1150 ℃ približno trikrat manjši kakor pri 800 ℃. Enako velja pri končni temperaturi, s kovanjem tako končujemo pri najnižji dovoljeni temperaturi. Pri legiranih jeklih pa imamo temperaturno področje kovanja še bolj zoženo. Legirana jekla so namreč jekla, ki se od ogljikovih jekel razlikujejo po vsebnosti dodatnih elementov, ki izboljšajo določene lastnosti jekel.
Danes obstaja več vrst različnih jekel, ki se razlikujejo glede na številne različne sestave njihovih elementov zlitin. Tako jih v splošnem delimo − glede na kemijsko sestavo:
• nelegirana jekla, kamor spadajo že zgoraj omenjena ogljikova jekla in
• legirana jekla.
Nelegirana jekla predstavljajo ime za vse železo-ogljikove zlitine z masnim deležem ogljika w(C) od 0,05 % do največ 2 %, ki poleg železa vsebujejo spremljajoče elemente naravnega železa, kot so žveplo, mangan, silicij, baker in fosfor. V tej skupini tako ločimo navadna ogljikova jekla in rafinirana ogljikova jekla. Kadar govorimo o rafiniranih ogljikovih jeklih, imamo v mislih, da so prečiščena. Vsebujejo masni delež ogljika w(C) od 0,05 % do 1,7 % ogljika in so namenjena toplotni obdelavi. Med taljenjem lahko delež posameznih elementov prilagodimo, na primer z dodajanjem apna k talini. Ob določenih temperaturah nezaželeni elementi izhlapijo. Pri tem se tvori žlindra, ki se nato lahko odstrani. Odvisno od sestave in koncentracije spremljajočih pomožnih elementov v jeklu se lahko lastnosti, kot sta trdota in natezna trdnost, povečajo ali zmanjšajo. Nelegirana jekla se občasno uporabljajo za izdelavo orodij in se uporabljajo tudi v strojništvu. Vendar pri višjih temperaturah nelegirana jekla izgubijo svojo trdnost. Iz tega razloga moramo za to področje uporabe uporabiti legirana jekla.
3 Ločimo malolegirana in visokolegirana jekla. Malolegirana jekla vsebujejo do 5 % zlitinskih elementov, visokolegirana pa več kot 5 %.[3]
Glavni razlogi za legiranje jekel so naslednji:
• izboljšanje mehanskih lastnosti,
• povečanje kaljivosti (globine prekaljevanja) in
• izboljšanje sposobnosti za toplotno obdelavo.[3]
Naslednja delitev jekel temelji na mikrostrukturi. Razlikujemo:
• podevtektoidna,
• evtektoidna,
• nadevtektoidna,
• feritna,
• avstenitna,
• martenzitna,
• dupleksna..[3]
Tretja razdelitev jekel, ki jo uporabljamo v splošnem, pa je delitev glede na namen uporabe.
Tako izberemo vrsto jekla z različnimi lastnostmi. Ločimo:
• orodno jeklo,
• splošno konstrukcijsko jeklo ali navadno konstrukcijsko jeklo,
• konstrukcijsko jeklo za toplotno obdelavo in
• posebno konstrukcijsko jeklo.[3]
Konstrukcijsko jeklo je skupina jekel, ki se uporabljajo za različne konstrukcijske namene, v strojni in avtomobilski industriji. Pri teh jeklih sta najpomembnejši lastnosti napetost tečenja in natezna trdnost, pomembne lastnosti pa so razteznost, duktilnost, udarna žilavost in prehodna temperatura žilavosti. Glede na legirne elemente jih delimo na nizko legirana in legirana jekla.
Po uporabi pa jih razdelimo na:
• jekla za cementiranje,
• jekla za poboljšanje,
• jekla za nitriranje.[2, 3]
Za kovanje in toplotno obdelavo legiranih jekel ter jekel za cementiranje in poboljšanje je potrebno upoštevati posebna navodila jeklarn in valjarn, ki dobavljajo materiale. Jekla, ki jih predelujejo v kovačnicah, dobavljajo jeklarne v blokih kot polizdelke ali kot profile. Manjši polizdelki za kovanje se razžagajo na potrebno dolžino, nato pa se kujejo. Pri kovanju se lahko zaradi nepravilne sestave v materialu ali neprimerne temperature kovanja pojavijo napake v materialu, ki vplivajo na njegovo porušitev. Če izpostavimo primer jekla z višjim odstotkom ogljika, pri nizki temperaturi kovanja, govorimo o črnem lomu materiala. Prosti ogljik se izloča
4 v elementarni obliki in lahko povzroči lom. Rdeči lom nastaja pri rdečem žaru. Tam pomembno vlogo odigra odstotek žvepla in kisika, ki je v jeklu prevelik. Poznamo še modri lom, ki nastane, če se kuje v temperaturnem območju med 200 ℃ in 500 ℃. Trdnost jekla narašča s segrevanjem temperature do 300 ℃, hkrati pa se zmanjšuje razteznost, s tem jeklo postaja krhko. Pri višjih temperaturah se trdnost začne zmanjševati, takrat jeklo izgubi svojo krhkost in postane gnetljivo. Na krhkost jekla vpliva tudi odstotek fosforja, jeklo je namreč lahko krhko že pri običajni temperaturi, če je odstotek fosforja previsok. Tako govorimo o nastanku mrzlega loma.[2]
Da bi se zmanjšala masa avtomobilov, so razvili jekli 36MnVS4 in 46MnVS5. V podjetju Unior ju uporabljajo za kovanje ojnic, ki imajo velik potencial za razvoj in uporabo, predvsem zaradi izboljšanih mehanskih lastnosti. Cilj ojnice je, da doseže izjemno visoko trdnost, da bo zadostila naraščajočim zahtevam vozil, hkrati pa bo ostala čim lažja, da se zmanjša poraba goriva in emisije CO2. Takšna posebna jekla so natančno optimizirana za te, v mnogih primerih ekstremne, zahteve, glede izdelanih komponent, kot so ojnice, ki so izpostavljene izjemnim obremenitvam. Prednosti omenjenih materialov so v zmanjšani teži ojnic, izredni visoki trdnosti, dobri obdelovalnosti, dolgi življenjski dobi in dobavljivosti.[15]
2.1.1 Jekli 36MnVS4 in 46MnVS5
36MnVS4 in 46MnVS5 sta jekli, ki ju uporabljamo za močno obremenjene avtomobilske dele.
Razvijali sta se, da bi zmanjšali težo ojnice za izpolnjevanje zahtev glede nizke porabe energije in nizkih vibracij motorja.
Uporabljeno jeklo je večinsko sestavljeno iz perlita in določenega deleža ferita. Perlit je mikrostrukturna sestavina, ki nastane pri evtektoidni reakciji (to je reakcija, ki poteka v trdnem stanju). Ena trdna faza razpade v dve drugi različni trdni fazi. V binarnem sistemu poteka ta reakcija pri konstantni temperaturi in sestavi vseh faz v faznem diagramu Fe-Fe3C in številnih jeklih. Sestavljen je iz ferita in cementita. Pri normalnem ohlajanju nastane lamelni perlit, pri zelo počasnem ohlajanju ali pri žarjenju lamelnega perlita pa dobimo kroglasti perlit ali sferoidit.[13]
V podjetje Unior omenjeni jekli dostavljajo trije različni dobavitelji. Okroglo valjano jeklo iz 46MnVS5 dostavlja podjetje za proizvodnjo jekel Štore Steel, drugi dobavitelj, ki dostavlja vroče valjane okrogle palice iz jekla 46MnVS5 (po standardu EN 10204), je dobavitelj Gorgsmarienhütte GMH GRUPPE. Tretji dobavitelj za surova valjana neobdelana jekla iz 36MnVS4 pa je podjetje Ascometal.
Jeklo se kuje pri temperaturah, ki se gibljejo okoli 1050 ℃, vzorec je toplotno obdelan z mehkim žarjenjem. Pri postopku gre za segrevanje jekla tik pod temperaturo 727 ℃, tako se dosega delno raztapljanje karbidov. Z nadaljnjim segrevanjem in zadrževanjem na tej temperaturi pa razpadejo še ostala trda mesta, ki so morda nastala med kovanjem. Tako nastanejo med postopkom mehkega žarjenja karbidi, ki imajo obliko kroglic (slika 1.b) in ne
5 lamel (slika 1.a), kot so jih imeli pred žarjenjem. Nastalo mikrostrukturo po mehkem žarjenju imenujemo mikrostruktura globularnega zrnatega karbida, ki je izločen v feritni osnovi, kar označujemo z drugo besedo tudi kot zrnati perlit (slika 1.b).[13]
Slika 1: Mehko žarjenje[13]
2.2 Utopno kovanje
Pod pojmom kovanje razumemo skupino obdelovalnih postopkov, h katerim prištevamo predvsem postopke preoblikovanja, ki jih spremljajo običajno še postopki ločevanja (rezanje, izrezovanje) pa tudi spajanja, če sestavljamo s kovanjem večje in zapletene obdelovance iz več delov. Glede na geometrične značilnosti preoblikovanih orodij delimo postopke kovanja na prosto kovanje in kovanje v utopih. Za serijsko in množinsko proizvodnjo, pri izdelavi velikih količin enakih izdelkov, uporabljamo kovanje v utopu, ki je ponazorjeno na sliki 2. Gre za postopek tlačnega preoblikovanja, pri katerem je geometrija izkovka določena z geometrijo gravure. Vdolbina − gravura je vdelana ročno ali strojno s frezanjem, z vrtanjem, brušenjem.
Pri postopku kovanja v utopu oblikujemo surovec med dvema polovicama oblikovalnega orodja (utopa), ki se gibljeta drug proti drugemu, material pa povsem ali pa pretežno objameta, pri čemer je cilj doseči definirano geometrično obliko in čim večjo mersko natančnost izkovkov.
Po kovanju je potrebna največkrat še naknadna obdelava z obrezovanjem, s struženjem, frezanjem in z vrtanjem. Postopke kovanja v utopu lahko razdelimo glede na stopnjo objemanja materiala. Glede na to, ali orodje na koncu povsem obdaja preoblikovalno kovino ali ne, razlikujemo dve vrsti postopkov kovanja, ki sta opisani v poglavju tehnološke operacije. [5,6]
6 Slika 2: Kovanje v utopu[5]
2.2.1 Potek preoblikovanja
Na poti od preprostega surovca do končnega izdelka mora obdelovanec skozi več vmesnih delovnih operacij, v katerih se njegova oblika postopoma spreminja. Pri utopnem kovanju izhajamo iz določene mase in oblike surovca. Uporabljamo lahko: valjanje palice, iz palic narezane surovce, iz ploščatega materiala izrezane surovce ali surovce, ki so že predkovani (pri bolj zapletenih oblikah). Število udarcev je odvisno od oblike izkovka in deformacije, ki je potrebna, da bi se utop popolnoma napolnil, da bi dosegli popolno obliko izkovka. Oblika in velikost izkovka nam narekujeta vrstni red in število potrebnih preoblikovalnih operacij.
Predhodno oblikovanje, ki torej sestoji iz porazdeljevanja snovi in oblikovanja ustreznih prerezov, opravimo v pripravljalnih gravurah, te so prikazane na sliki 3. Na sliki 3 je prikazano tudi predoblikovanje obdelovancev, ki jim sledi preoblikovanje v končno obliko, v posebnem končnem utopu. Vidimo, kako izgleda surovec pred začetkom preoblikovanja in nato v posameznih preoblikovalnih operacijah, preden doseže končno obliko izkovka.[5,6]
Slika 3: Gravure za preoblikovanje [6]
7 Segret material se pri temperaturi kovanja vstavi v oblikovalno orodje, kjer prevzame obliko orodja. Takšno oblikovalno orodje imenujemo utop. Gre za jeklene prizmatične bloke z ustrezno oblikovano vdolbino. Vdolbina − gravura je vdelana ročno ali strojno s frezanjem, z vrtanjem, brušenjem. Pred samo obdelavo gravure je treba jeklo za utop dobro prekovati in pregnesti, da ne bi imel material razpok, mehurčkov in podobnih napak, zaradi katerih bi lahko postal neuporaben. V novejšem času uporabljamo za izdelavo gravur elektroerozijske in elektrokemične postopke, tako za grobo kakor tudi za fino obdelavo. Ker zaradi utrditve materiala pri hladnem kovanju ni mogoče doseči velikih deformacij, so kovine pri utopnem kovanju vroče preoblikovane. Jekla se kujejo nad temperaturo rekristalizacije. Tako moramo pri izdelavi gravure upoštevati, da se izkovek pri ohlajanju krči, zato ima gravura za krčno mero večje dimenzije od dimenzij končnega izkovka. [5,6]
Utopi so lahko eno-, dvo- ali večdelni. Pri enodelnih utopih je gravura običajno izdelana zgolj v spodnji polovici orodja, zgornja polovica pa je ravna. Taki utopi so sicer poceni, uporabni pa so le za enostavne oblike odkovkov. Najbolj pogosti v uporabi so dvodelni utopi. Tam se del gravure nahaja v spodnji, del pa v zgornji polovici orodja. Za izdelavo bolj kompliciranih izdelkov, ki imajo nastavke, so na določenih področjih odebeljeni in podobno, se uporabljajo večdelni utopi. Mimo tega se na strojih za utopno kovanje uporabljajo različne vrste utopov.
Lahko so odprti, polodprti, polzaprti ali zaprti, ki je prikazan na sliki 3.[5,6]
Slika 4: Zaprti utop
8 V odprtih utopih se oblika surovcu spreminja pod vplivom skoraj neoviranega krčenja. Snov se lahko prosto širi v smeri najmanjšega odpora, medtem ko se pri zaprtih utopih širi, dokler ne zadane stene gravure. Takrat se prične tudi dvigati v globlje dele gravure. Procesu krčenja in širjenja se tako priključi še proces dvigovanja snovi, ki mora tako pri hitrem, kot tudi pri počasnem, zapiranju utopa teči tako, da v celoti zapolni gravuro. Orodja, ki dopuščajo delno izstopanje snovi, pridejo v poštev, ker je težko natančno določiti količino snovi, ki je potrebna, da odkovek v celoti zapolni gravure. Pri kovanju v takšnih utopih je masa surovca večja od mase odkovka. Višek materiala pod tlačno obremenitvijo uhaja skozi špranjo med polovicama utopa in na ta način tvori ploščato brado, ki se drži odkovka. Končna operacija je lahko kovanje v utopnem orodju z brado ali kovanje v utopnem orodju brez brade. Utopno kovanje brez brade terja natančno predhodno določitev mase surovcev, zato se v primerjavi s kovanjem v utopnem orodju z brado uporablja redkeje.[4,5]
Slika 5: Postopki kovanja v utopih [5]
Na sliki 5 imamo v primeru A prikazano nakrčevanje, v primeru B vidimo, da gre za kovanje brez brade in v primeru C kovanje z brado. Zaradi teme diplomske naloge bom pozornost pri nadaljnji obravnavi posvetila kovanju v utopu z brado.
2.2.2 Materiali za utope
Za izdelavo utopov se uporabljajo toplotno obstojna in legirana jekla. Legirana so s kromom, volframom, nikljem, molibdenom ali manganom, poboljšana na 1200 N/mm2 do 1800 N/mm².
Ob izbiranju materiala za utope upoštevamo številne faktorje, ki nas spremljajo med kovanjem v utopih. Pozorni smo na material, za katerega želimo, da je čim bolj žilav, pozorni smo še na obliko, velikost in število odkovkov. Utopi so med kovanjem izpostavljeni številnim obremenitvam, tako mehanskim kot termičnim, zato morajo ustrezati določenim pogojem.
Dosegati morajo veliko toplotno trdnost, ne smejo biti občutljivi na kratkotrajne spremembe, dosegati morajo veliko obrabno trdnost, pomembna pa je tudi neobčutljivost na razpoke pri hlajenju. Obrabna trdnost je eden izmed pogojev, ki poleg obstojnosti utopnih orodij v veliki meri vpliva na gospodarnost utopnega kovanja. Obstojnost je odvisna predvsem od obrabe orodij, z njenim povečanjem se zmanjša potrebno število utopov pri izdelavi določene količine odkovkov, s tem pa prihranimo na materialu in času za izdelavo in predpripravo. Obrabo utopa
9 lahko zmanjšamo s površinsko obdelavo, z nitriranjem in trdnim kromiranjem, saj s tem poskrbimo, da je površina gravure dobra. Če želimo utope zaščititi pred prevelikimi in hitrimi temperaturnimi spremembami in preprečiti, da bi orodje odvzelo odkovku preveč toplote, moramo utope predgreti, saj tako povečamo obstojnost, medtem ko kasnejša ohladitev izkovka poveča mehansko obremenitev orodja. Utope je potrebno segrevati enakomerno in počasi, na temperaturah, ki dosegajo 150 ℃ in 450 ℃, višje temperature bi bile neprimerne, saj bi se nam izkovek pričel lepiti na orodje.[4,5]
Za orodje in kvaliteto odkovka je zelo škodljiva škaja. Ta nastaja pri segrevanju kovine pri temperaturi kovanja; to se rado zgodi pri segrevanju v odprtem ognju. Ostanki oksidov nam lahko poškodujejo površino gravure, zato je potrebno škajo odstranjevati. [4]
Zgoraj je omenjeno, da je utope treba pred vsakim udarcem mazati, saj je s tem zmanjšana obraba orodij. Utop se namaže že pred vsakim vlaganjem surovca. Maziva, ki so v uporabi, so različna olja in masti. Utopna orodja se izdelujejo iz orodnega jekla, zato jim preti nevarnost krhkosti pri toplotni obdelavi. Krhkost se preprečuje s hitrim ohlajenjem čez širšitemperaturni interval med 780 ℃ in 650 ℃. Če bi se jeklo predolgo časa zadrževalo pri navadnem temperaturnem intervalu, ne bi dobilo primerne strukture. [4]
2.2.3 Elementarne operacije kovanja v utopu z brado
Pri tem načinu so potrebna orodja s točno definiramo geometrično obliko in debelino brade.
Med preoblikovanjem material, zaradi prostorsko napetostno-deformacijskega stanja, teče v vse tri smeri. V smeri delovanja orodja se material nakrčuje, prečno se širi in v nasprotni smeri se dviga in s tem zapolni prostor v gravuri. Tako tudi proces toka materiala razdelimo v tri faze:
• nakrčevanje,
• širjenje in
• dvigovanje. [5]
Hitrost gibanja orodja se običajno zmanjšuje od maksimalne začetne vrednosti do zaustavitve na koncu procesa. Njen potek je odvisen od kinematika uporabljenega preoblikovalnega stroja, posledično se spreminja tudi hitrost deformacije, ki je odvisna tudi od dimenzij izkovka. Isto velja za napetosti.[5]
Prva elementarna operacija, ki se pojavlja pri utopnem kovanju z brado, je nakrčevanje, ki je prikazano na sliki 6. Nakrčevanje je zmanjševanje začetne višine obdelovanca brez večjega širjenja in drsenja materiala po dotikalnih površinah gravure.[5]
10 Slika 6: Shema polnjenja gravure pri kovanju z nakrčevanjem [5]
Tok materiala je vzporeden s smerjo gibanja orodja, ko pa se prične oblikovati brada, je omejen samo na to območje, kjer še lahko odteka skozi špranjo med obema utopoma. Na sliki je opaziti podobnost s prečnim iztiskavanjem, zaradi toka materiala, ki teče radialno na vse strani, vendar se s tanjšanjem špranje na obodu izkovka slednji krči.[5]
Naslednja elementarna operacija je širjenje. Gre za nakrčevanju podoben način stiskanja.
Prečno širjenje toka materiala je prikazano na sliki 7. Gre za prevladovanje prečnega izrivanja materiala, ki poteka odznotraj navzven. Po debelini se material ne stiska preveč, zato opravi večje drsne poti. Slednje nam skupaj z velikimi tlačnimi normalnimi napetostmi povzročajo veliko obrabo gravure utopa.[5]
Slika 7: Shema polnjenja gravure pri kovanju v utopu z brado s prečnim širjenjem [5]
Zadnja elementarna operacija je dviganje, omogoča nam zapolnitev globljih votlin gravure bodisi v zgornjem ali spodnjem utopu z izrazitim lokalnim povečanjem začetne višine surovca.
[5]
Slika 8: Shema polnjenja gravure pri kovanju v utopu z brado z izdatnim dviganjem materiala v poglobljene dele gravure [5]
11 Na sliki 8 vidimo, da material teče pravokotno na smer gibanja orodja in hkrati tudi vzporedno z njim. Drsne poti so zelo dolge, zato so potrebni tudi veliki normalni tlaki ob vstopu odvečnega materiala v brado. [5]
Tok materiala je težko usmerjati tja, kjer je potrebna večja masa, zlasti zaradi razlike med prerezi, zato mora biti volumen surovca nekoliko večji od volumna gravure, ki jo je potrebno zapolniti. Presežek materiala, ki je manjši ali enak 15 %, se iztisne iz gravure, skozi špranjo med zgornjim in spodnjim utopom, v obliki tako imenovane brade, ki je prikazana na sliki 9.
Ta se drži izkovka po obodu, praviloma v ravnini največjega prereza. Brado nato odrežemo z obrezilnim orodjem, zato mora biti primerno tanka. [5]
Slika 9: Brada [5]
V začetku ima brada zelo pomembno vlogo. Zapira utopno orodje v območju delilne ravnine in omogoča, da se zaradi povečanega odpora gravura zapolni. Debelina in širina brade sta odvisni od količine vloženega materiala oziroma od presežka, ki ni vedno enak. Ko se utopa približujeta, se nam zmanjšuje debelina špranje, skozi katero odteka material v brado. Relativna preoblikovalna sila se nam povečuje in ob koncu preoblikovanja doseže največjo vrednost.
Brada nam pravzaprav blaži trdno udarjanje zgornjega utopa na spodnji in zmanjšuje nevarnost, da bi se nam orodji porušili. Po kovanju jo je treba odstraniti, zato mora biti na mestu, kjer se dotika izkovka, čim bolj tanka.[5]
Odpor materiala proti tečenju v brado je odvisen od oblike utora, ki obdaja izkovek, in od njegovih dimenzij. Vse to vpliva na napetostno stanje, ne zgolj v območju brade, temveč tudi znotraj gravure. Čim večja je širina špranje, ki jo označimo s črko b, in čim manjša je njena debelina, ki jo označimo s črko s, večje je torej razmerje b/s − s tem bo večji odpor prečnemu toku materiala, ki ga povzroča trenje na stenah gravure. Orodje mora imeti ustrezno obliko in dimenzije kanala, da nam omogoča doseganje minimalne sile in preoblikovalnega dela.[5]
2.2.4 Razmere pri preoblikovanju
Proces kovanja v utopih z brado zahteva poznavanje veličin, ki so pomembne za načrtovanje postopkov, konstrukcijo orodij in izbiro strojev. Tako so glavne vhodne veličine:
12
• material,
• dimenzije in
• oblikovne značilnice izkovka (debelina dna, sten, zaokrožitve). [5]
Med proste vplivne veličine sodijo:
• mazanje in škaja,
• temperatura kovanca,
• vrsta kovalnega stroja,
• vmesna oblika izkovka,
• delilna ravnina utopa,
• presežna masa surovca in
• dimenzije špranje za brado.[5]
Odvisne vplivne veličine so:
• koeficient trenja,
• preoblikovalna hitrost,
• napetost tečenja in
• geometrija preoblikovalnega orodja. [5]
Glavne ciljne veličine pa:
• preoblikovalni odpor,
• preoblikovalna sila,
• preoblikovalno delo,
• deformacije in njihova hitrost.[5]
Potrebni pogoj za izračun glavnih ciljnih veličin pri procesih kovanja v utopih je, da so na voljo podatki o preoblikovalnih razmerah, o bistvenih vplivnih veličinah, pri katerih potekajo praktični procesi vročega preoblikovanja. [5]
2.3 Kovanje ojnic
Ojnice se izdelujejo s kovanjem v utopih. Proizvodni proces se začenja s prevzemom vhodnega materiala, ki prihaja v obliki palic okroglega ali kvadratnega preseka. V procesu sodeluje veliko ljudi, postopek kovanja ojnic mora biti dobro utečen, da delo teče gladko in brez nepotrebnih motenj, zastojev proizvodnje. Obsega odrez paličnega jekla, ogrevanje surovcev, kovanje v utopih, ohladitev in toplotno obdelavo s kaljenjem in popuščanjem. Možnost večje racionalizacije postopka je odprava toplotne obdelave z uporabo takih pogojev za kovanje in ohlajanje izkovkov, da bi lahko dosegli potrebne uporabne lastnosti. Proces se torej spremeni v neke vrste termomehansko kovanje in nudi v fazi ohlajanja izkovkov dve možnosti: ena je kaljenje izkovkov neposredno s temperature kovanja z naknadnim popuščanjem, druga možnost
13 pa je kontrolirano ohlajanje izkovkov, da bi dosegli mikrostrukturo, ki ne potrebuje nobenega popuščanja.
2.3.1 Narez
Po prevzemu vhodnega materiala je potrebno narezati surovce oziroma kose na zahtevane dolžine. Delavci spremljajo delovne naloge in spremne liste. Narez poteka na strojih za razrez.
Gre za stiskalnice s kolenasto gredjo in z ustreznimi oblikami surovca, s primernimi noži. Nož prereže približno eno tretjino preseka surovca, nato pa se zaradi velike sile preostali presek preprosto prelomi. Kos nato po drči pride do zaboja, ki je postavljen zunaj oddelka ter opremljen z ustreznim spremnim listom, na katerega delavec napiše šaržo materiala. Na listu so tudi podatki o stroju, na katerem se bo narezani material uporabljal. Zaboj je potrebno postaviti na depo za kovanje. Na sliki 10 vidimo narezke, ki so sicer že dani v vibracijski boben.
Pri postopku se upošteva tudi težnja po čim manjši porabi materiala oziroma čim večjem izkoristku le-tega, to pa pomeni čim manj obrezka. Pri reguliranju porabe materiala se nam spreminja tudi teža surovca. V praksi je določena tako, da teža izkovka predstavlja 60 % teže narezka. Pri okroglih surovcih je pomemben njihov premer. Če je ta premajhen, se utop ne polni v celoti z materialom, ker ga primanjkuje. Če je prevelik, pa povzroči preveč obrezka. Material pri prevelikem premeru lahko uide na nezaželene ploskve, kar posledično pomeni, da imamo izkovek dimenzijsko neustrezen, ker je debelina lahko premajhna.. [9, 10]
Slika 10: Narezki
14 2.3.2 Kovaško valjanje
Kovaško valjanje je sodoben preoblikovalni postopek, ki se uporablja kot priprava za kovanje, predhodno se oblikujejo surovci za utopno kovanje. Sicer pa gre predvsem za tanjšanje, širjene in ostrenje enostavnejših izkovkov. Glede geometrijske natančnosti izdelkov, enakomernosti površine in zlasti storilnosti lahko kovaško valjanje pri določenih oblikah znatno prekaša druge postopke kovanja. Največ se uporablja za vmesno oblikovanje, pri čemer z ustreznimi valjarskimi segmenti dosežemo, da se material nakopiči na mestih, kjer ga potrebujemo, torej tam, kjer bo izkovek debelejši ali širši. Valjanje poteka zelo hitro, zato valjanci ne izgubijo veliko toplote in se lahko z isto toploto še dokončno preoblikujejo v utopu. Pri tem je pomembno ohranjanje enakomerne kvalitete in pravilno segrevanje materiala. Zaradi razlik v temperaturi prihaja do sprememb toplotne razteznosti, posledično pa do sprememb dimenzij in geometrijske natančnosti surovcev. Upoštevamo tudi razteznostne koeficiente jekel z različnimi legiranimi elementi. [9,10]
Pri valjanju se surovec premika med dvema ali tremi valji, ki se vrtijo v isto smer. Predmet, ki ga kovač želi predkovati, je potrebno vtakniti med oba valja do prislona v trenutku, ko sta segmenta na nasprotni strani. Čim se valja zavrtita, zagrabita segmenta predmet in ga potisneta nazaj proti kovaču, pri čimer ga ustrezno preoblikujeta. [9, 10]
2.3.3 Utopno kovanje
Ko imamo surovec zvaljan, lahko pričnemo z utopnim kovanjem. Najprej sledi priprava utopnega orodja, ki da končnemu izdelku obliko in dimenzijsko vrednost. Orodjar pripravi kovaške utope na polico za pripravljena orodja, po navodilih iz izdanih seznamov, ki jih prinese obratovodja. Priprava zajema pregled orodja, poliranje gravure utopa in nato še poliranje in brušenje nove sledi obdelave na novih orodjih. Na koncu sledi še graviranje datuma. Kovanje poteka v fazah. Najprej moramo raven valjanec preoblikovati v pravo obliko. V ta namen se valjanec postavi na ploščilno gravuro utopa in se skuje osnovna oblika izkovka. Nato lahko obdelovanec prestavimo na gravuro v utopu, ki jo imenujemo gravura prve faze. V tej fazi dobimo izkovek, ki ima že skoraj končno obliko in geometrijo. Obdelovance na sliki 11 lahko prestavimo še v končno gravuro, vendar včasih to ni možno zaradi odvečnega materiala na robovih. V takih primerih moramo zmanjšati maso surovca, če to ni možno pa popravljamo konstrukcijo utopnega orodja. V končni gravuri izkovek dobi svojo končno obliko in dimenzijo, prav tako ima vpisane vse potrebne gravure. Orodje se kasneje odpelje še v orodjarno, kjer morajo z večjim gravilnim rezkarjem poglobiti napisano na gravuri. [9, 10, 11]
15 Slika 11: Obdelovanci
2.3.4 Obrezovanje in luknjanje
Po zadnji fazi, torej po kovanju, okoli izkovka ostane pas odvečnega materiala, brada, ki jo je potrebno odstraniti. Odvečni material, ki ga odstranimo, je prikazan na sliki 12. To naredimo z obrezovalnim orodjem. Zgornji del orodja ima negativno obliko izkovka in ga potisne skozi spodnji del, obrezan odvečni material pa ostane na orodju. Nekatere izkovke je potrebno tudi preluknjati, uporabljajo se večinoma kombinirana orodja, ki obrežejo brado in obenem preluknjajo izkovek. Tako orodja prebijejo in odrežejo izkovek v enem delovnem gibu. S takim postopkom se prihrani tako čas kot tudi denar. Postopek luknjanja poteka tako, da se izkovek položi na matrico, nato pa ga prebijalni trn prebije na mestu luknje. Odstranjen material trn potisne skozi luknjo na matrici. [9]
Slika 12: Obrezan odvečni material okoli izkovka ojnice
16 2.3.5 Kalibriranje
Kalibriranje je postopek za naknadno obdelavo odkovkov. Izvede se s kalibrirnim orodjem, ki ima negativno obliko izkovka in je dimenzijsko zelo natančno izdelano. Postopek sledi običajnemu kovanju z namenom, da se poveča mikrogeometrična in makrogeometrična natančnost izdelkov. Uporablja se, kadar hočemo doseči natančno maso, zelo gladko površino ali natančnejše dimenzije odkovkov. Za večje izkovke se uporablja kalibriranje v toplem, za manjše pa hladno kalibriranje. Opravlja se na mehanskim prešah in kladivih. [9, 10]
Toplo kalibriranje se opravi takoj po končanem kovanju in obrezovanju, takrat je izdelek še vroč. Utopna orodja so tam odprta ali zaprta. Odkovki so že ustrezno predkovani in dosegajo le še manjše deformacije. Lahko pride tudi do nastanka manjše brade, katero je potrebno odstraniti, ko se izdelek ohladi. Merska natančnost je odvisna od merske natančnosti uporabljenih odkovkov, ki morajo biti dobro očiščeni. [9, 10]
Večje natančnosti je mogoče dosegati pri hladnem kalibriranju, ki se praviloma opravi po toplotni obdelavi, ravnanju in čiščenju odkovkov. Tukaj se uporabljajo ravni odprti utopi, ki preoblikujejo ploskve, ki imajo kasneje določeno funkcijo, ali zaprti utopi, v katerih se kalibrira cela ploskev. Merska natančnost je odvisna od prehodnih preoblikovalnih operacij. Lahko jo povečamo, če večkrat zaporedoma kalibriramo. [9, 10]
17
3 Eksperimentalno delo
V diplomski nalogi smo obravnavali jekli 36MnVS4 in 46MnVS5. Dobavitelji so bili različni.
Podjetje prejema jeklo 46MnVS5 od dveh različnih dobaviteljev. Jeklo za ojnico, ki je na sliki 13 označena s številko 1, dobavlja podjetje Štore Steel. Jeklo za ojnico označeno s številko 2, dobavlja GMH Gruppe. Jeklo 36MnVS4 za ojnico, označeno s številko 3, dobavlja podjetje Ascometal. Na sliki 13 so ojnice postavljene po istem vrstnem redu. Namen diplomske naloge je bil pridobiti informacije o primerljivosti medsebojnih merilnih rezultatov. Izmerili smo trdote, primerjali mikrostrukture, merili smo debelino brade okoli ojnice, označene s številom 3, ter okoli glave omenjene ojnice primerjali debelino brade. Na izmerjenih mestih smo pogledali tok materiala in ga na podlagi dveh ojnic, odvzetih iz začetka in konca kovanja, torej iz novega in obrabljenega orodja, tudi primerjali. Na ojnici iz 36MnVS4 smo opravili tudi natezni preizkus. Na podlagi rezultatov preizkusa smo kasneje preverili, če prihaja do razlike med ojnicami, ki so odvzete na začetku, na novem orodju, in med tistimi odvzetimi na koncu kovanja, na obrabljenem orodju. Za vsako meritev pa nas je zanimalo, če ustreza predpisanemu standardu.
Ojnice prvega dobavitelja smo jemali iz kovaške linije UK-38, ojnice drugega dobavitelja iz kovaške linije UK-31 in ojnice tretjega dobavitelja iz kovaške linije UK-28.
Slika 13: Ojnice
1 2
3
18 Slika 14: Konstrukcije ojnic
Na sliki 14 imamo prikazano geometrijo in dimenzije vseh treh ojnic, ki smo jih obravnavali v diplomski nalogi. Vse tri se med sabo po dimenzijah razlikujejo, na vseh treh pa so označena tudi mesta, kjer smo opravljali naše meritve.
3.1 Kovanje ojnic na kovaški liniji UK-38 v podjetju Unior
Ojnice, ki smo jih vzeli za obravnavno v diplomski nalogi iz jekla 36MnVS4, so bile izdelane na kovaški liniji UK-38 (slika 15). Kovaška linija je avtomatizirana in ima šest glavnih naprav:
• induktivno peč za segrevanje materiala,
• valjalni stroj za prečno valjanje QKW700,
• hidravlično kladivo HOU-500,
• obrezilno prešo Šmeral LDO500A,
• dva robota KUKA KR30-3 (kovanje), transportne tokove in obračalno roko,
• dva robota KUKA KR20-3 (obrez) in
• ohlajevalni trak.
19 Slika 15:Kovaška linija UK-38[12]
Postopek se prične na nakladalni napravi, kjer se določena količina narezkov vsuje v krožni vibracijski boben. Od tam se narezki nalagajo na transportno drčo, dokler se boben ne izprazni.
Surovci po transportni drči potujejo do induktivne peči, kjer se segrejejo na temperaturo obdelave. Segrevanje poteka na točno določeni temperaturi. Določeno je tudi časovno obdobje obdelave. Preko potenciometra na komandni plošči potekajo nastavitve hitrosti potovanja materiala, moči segrevanja in ostalih vplivnih parametrov. Po segretju v peči se na narezku preveri območje segrevanja s pomočjo optičnega pirometra. Slednji služi prikazovanju temperature obdelovanca, ko ta zapusti induktivno peč. Celoten sistem je priklopljen v računalniško omrežje, tako je vse zbrano na centralnem računalniku. Omogočeno je tudi krmiljenje izhodnih loput, ki so del razvrstilne naprave, katere naloga je usmerjati narezke glede na dejansko temperaturo. Če je slednja pod 1250 ℃, jih uvrstimo med hladne, če je temperatura med 1250 ℃ in 1280 ℃, so narezki ustrezni, če pa presega 1300 ℃, so ti prevroči in jih uvrstimo med izmetne obdelovance. Vsi ustrezni kosi se premaknejo na stroj za prečno valjanje, kjer se narezki preoblikujejo v željeno obliko. Narezek tako dobi obliko po gravuri.
Potrebujemo ustrezno obliko valjanca, da imamo čim bolj optimalno razmerje med odkovkom in odvečnim materialom. Pomembno je, da ostane odvečnega materiala oziroma odpadka na koncu postopka čim manj. Stroj za prečno valjanje je tako sestavljen iz dveh valjev, ki se vrtita v nasprotni smeri. Obdelovanec se vrti med njima, ustrezna gravura valjev pa ga preoblikuje v željeno dolžino ter na določeno debelino. Potem pa sledi utopno kovanje. Obdelovanec se po transportnem traku premakne do stroja za utopno kovanje, kjer se obdelovanci s pomočjo hidravličnega kladiva preoblikujejo. Za kovanje je potrebno utopno orodje. To je sestavljeno iz
20 dveh delov. Ima spodnjo in zgornjo gravuro. Kovanje poteka avtomatizirano, za kar poskrbita dva robota. Prvi ima funkcijo prestavljanja surovca med utopnimi gravurami, najprej na nulto nato v prvo ter nazadnje še v končno fazo. Drugi robot pa vzame obdelovanec iz utopnega orodja ter ga odloži na manipulator, ki prenese obdelovanec na ekscentrično stiskalnico. Že prej smo omenili, da je tu omogočena tudi funkcija izločitve odkovkov. Izločijo se vsi tisti, ki ne dosežejo ustrezne temperature. Sledi torej obrezovanje, ki loči izkovek od odvečnega materiala.
Ob ekscentrični stiskalnici prav tako delo opravljata dva robota. Prvi skrbi, da surovec prispe iz manipulatorja in je vstavljen v operacijo obrezovanja, medtem ko drugi skrbi za prenos iz stiskalnice na ohlajevalni trak. Na ohlajevalnem traku, ki ga vidimo na sliki 16, poteka enakomerno ohlajanje gotovih izdelkov, ohlajanje je kontrolirano, saj skrbimo za optimalno strukturo odkovkov. [12]
Slika 16: Ohlajevalni trak in prihod gotovih ojnic
3.2 Priprava vzorcev
Iz odvzetih ojnic različnih dobaviteljev smo za laboratorij pripravili vzorce. Ojnice smo prerezali na problematičnih mestih, tako kot je vidno na sliki 18. Odrezali smo del glave in del stebla. Odrezane dele smo najprej pobrusili. Vzorce smo vlili v maso s pomočjo preše GW 44 208, proizvajalca Gewiss. Vzorca stebla in glave smo položili na premično platformo in jo spustili v napravo. Zasuli smo jih z delci plastične mase, nato smo zagnali program, ki je maso segrel in strdil. Po približno 5 minutah smo vzorce vzeli iz naprave. Nato je sledilo mokro brušenje in poliranje. Brusili in polirali smo na samodejnem, mikroprocesorsko krmiljenem stroju za brušenje in poliranje vzorcev Tergamin-30, z opremo Struers. Mokro brušenje je potekalo najprej na grobem, nato še na finem brusilnem papirju iz SiC. Zrnatost brusilnih
21 papirjev označujemo z ekvivalentom, ki jih dobimo z ločevanjem zrnc s siti, to je s številom vozlov na colo, npr. 320, 400, 500, 800 in 1000. Za strojno brušenje uporabljamo stroje, na katerih lahko pobrusimo več vzorcev hkrati. Da med pripravo ne nastanejo spremembe v mikrostrukturi vzorca, moramo med brušenjem poskrbeti za ustrezno pritisno silo in za dotok vode, ki nam kaplja na papir. Z dotokom vode poskrbimo za ohlajanje vzorcev, tako ne pride do pregrevanja in sprememb v mikrostrukturi. Naše vzorce smo brusili najprej na brusilnih papirjih z ekvivalenti 320, 500, 800 in 1000. Vsak cikel brušenja je trajal 5 minut, s pritisno silo 220 N in vrtilno hitrostjo 300 obratov/min. Nato je sledilo poliranje z diamantno suspenzijo, čiščenje z vodo in alkoholom. Za poliranje uporabljamo posebne polirne krpe, ki so napete preko kolutov. Potekalo je s pomočjo polirne plošče DP-mol, z zrnatostjo 3 µm. Polirali smo z namenom, da odstranimo vse raze na površini vzorca, ki so nastale pri brušenju. Trajalo je 5 minut, pritisna sila pa je znašala 200 N. Po končanem poliranju je bila površina vzorca zrcalno gladka, vendar mikrostruktura še ni bila vidna. Na koncu smo površino vzorca jedkali še v Nitalu (volumski delež HNO3 je znašal 5 %), jo pobrisali z alkoholom in posušili. Zaradi jedkanja postanejo kristalna zrna in kristalne meje ter ostale mikrostrukturne sestavine pri kasnejšem opazovanju pod mikroskopom prepoznavne.
Po istem postopku smo si pripravili tudi vzorce ojnic iz 36MnVS4, ki smo jih odvzeli iz novega in obrabljenega orodja.
S pripravljenimi vzorci smo se nato lotili opravljanja meritev trdote in opazovanja mikrostrukture.
3.3 Metalografske preiskave
Kovanje v utopih poteka pri temperaturi, pri katerih standardna jekla rekristalizirajo med zaporednimi udarci kladiva. Najprej smo analizirali tri vzorce ojnic, ki jih dobavljajo različni proizvajalci jekla. Analiza mikrostrukture se je izvajala na svetlobnem mikroskopu Olympus, ki je prikazan na sliki 17, opazovali smo pri 100-kratni povečavi na robu in sredini vzorca.
Slika 17: Mikroskop Olympus
22 Preiskave vzorcev z metalografskim mikroskopom nam omogočajo analizo mikrostrukture v povezavi s kemično sestavo kovine in njihovimi lastnostmi. Pri tem ugotovimo velikost, obliko in porazdelitev kristalnih zrn in mikrostrukturnih sestavin. Namen mikroskopske ali metalografske preiskave je bil ugotoviti mikrostrukturo, od katere so odvisne uporabne lastnosti materiala. Metalografsko analizo smo opravili na svetlobnem mikroskopu Olympus.
Spremljamo lahko, katere sestavine so prisotne v mikrostrukturi vzorcev. Določimo lahko obliko, porazdelitev ter delež ferita in perlita v mikrostrukturi.
3.4 Tok materiala
Za opazovanje toka materiala smo ojnice prerezali na istih mestih, kjer smo izmerili debelino brade. Pripravili smo obruse za luženje. Priprava obrusov za luženje je potekala podobno kot priprava vzorcev za metalografske preiskave in merjenje trdot. Obrusi so bili odvzeti iz ojnic, ki še niso bile obrezane, iz novega in obrabljenega orodja. Obrus je bil pripravljen z odvečnim materialom. Na sliki 18 vidimo, kako smo ojnico prerezali okoli glave, tam, kjer so kritična mesta za nastanek razpok. Nato smo odrezane dele pobrusili in jih signirali, da so tudi med luženjem ostali med sabo ločljivi.
Slika 18: Obrusi za luženje
Za luženje smo potrebovali čašo, v katero smo nalili vodo in klorovodikovo kislino z masnim deležem 31%. Čašo smo postavili na električni štedilnik in počakali, da tekočina zavre (slika
23 19). V tekočino smo dali obruse in pustili, da ta še nekaj časa vre. Zatem smo obruse pobrali iz čaše, jih pobrisali s pasto ter alkoholom in jih posušili.
Slika 19: Luženje
3.5 Merjenje trdote
Trdota je lastnost materiala. Gre za odpornost materiala proti lokalni plastični deformaciji. Mi smo jo merili po Brinellu. Metoda zahteva, da se v prej pripravljeno pobrušeno, čisto in ravno površino vzorca vtisne kroglica iz karbidne trdine s standardiziranim premerom. Z vtiskovanjem s konstanto silo povzročimo plastično deformacijo materiala. Po razbremenitvi se meri premer vtiska. Tako se trdota izračuna iz sile in površine vtiska.
Mi smo jo merili na Brinell trdomeru oznake MU 075 G3, z metodo HBW 2,5/187,5, proizvajalca stroja EMCOTEST. Meritve na steblu so se izvajale enkrat, medtem ko smo meritve na vzorcu iz glave ojnice izvajali dvakrat, na robu in na sredini.
Predpisane trdote ojnic se gibljejo med 297 in 340 HBW 2,5/187,5.
3.6 Merjenje debeline brade
Po zadnji fazi preoblikovanja ostane na izkovku brada, ki jo je potrebno odstraniti s posebnim orodjem. Orodje za obrezovanje je sestavljeno iz rezilne plošče, ki ima izrez z obrisom izkovka in iz pestiča, ki porine izkovek skozi izrez rezilne plošče in prestriže brado. Mi smo za merjenje debeline brade pustili brado okoli izkovka neobrezano, kot je vidno na sliki 20. To smo spremljali na ojnici iz materiala 36MnVS4.
Na orodju je bilo narejenih 40 000 kosov oziroma 20 000 brad. Brade smo vzeli iz novega in obrabljenega orodja.
24 Debelino brade smo merili na ojnicah pri glavi na treh straneh (glej sliko 20), torej na strani, kjer je zapisana šarža, ter na strani, kjer je viden audijev znak. Tretja stran meritev pa je potekala na sredini, na vrhu glave. Merili smo z mikrometrom Mitutoyo.
Slika 20: Merilna mesta debeline brade
3.7 Natezni preizkus
Natezni preizkus je najpomembnejši mehanski statični preizkus. Spada med osnovne mehanske preizkuse, pri čemer se material obremeni z enoosno napetostjo.
Preizkušanci se imenujejo epruvete. Običajno so v uporabi sorazmerni preizkušanci, ki so lahko kratke ali dolge epruvete, ločimo jih še po tem, ali so epruvete pravokotnega ali krožnega preseka. Preizkus se izvaja na trgalni napravi, v katero vpnemo vzorec (vzorec vpnemo v vpenjalne čeljusti) in impliciramo določeno silo.
Obremenitev vedno povzroči elastično deformacijo, le da ta ob razbremenitvi izgine in ostane le plastična. Pri maksimalni sili se na epruveti pojavi zožitev. Deformacija iz homogene preide v nehomogeno; sila prične pojemati. Prečni prerez se zmanjšuje in po določenem času se epruveta pretrga. Torej obremenjujemo do pretrga, do željenega raztezka ali zahtevane obremenitve.
Mehanske lastnosti so bile merjenje v šolskem laboratoriju Unior Zreče. Preizkusi so se izvajali na trgalni napravi materialov Zwick/Roell 250 kN. Določili smo naslednje mehanske lastnosti:
natezno trdnost (Rm), dogovorno napetost tečenja (Rp0,2), skrček oz. kontrakcijo (Z) in raztezek (A). Meritve so bile izvedene po standardu SIST EN ISO 6892-1 za natezno preskušanje kovinskih materialov. Ta standardizira natezno preskušanje pri sobni temperaturi in opredeljuje mehanske lastnosti.
Za preizkušance smo uporabili epruvete, namenjene za preizkušanje na trgalni napravi, ki so izdelane po standardu DIN EN 10002 B4x20.
25 Slika 21: Prerezane ojnice za natezni preizkus
Vzorci so bili pripravljeni s pomočjo rezkanja in struženja tako, da priprava ni vplivala na končne mehanske lastnosti vzorcev. Odstranili smo vse mehanske poškodbe ali kakršnekoli vplive, ki so bili povzročeni pri pripravi vzorca. Nepravilna priprava takšnih testnih epruvet bi lahko povzročila povsem popačeno sliko in velike razlike v izmerjenih mehanskih lastnostih.
Presek na vzorcu smo izmerili pazljivo in pravokotno glede na merilno dolžino. Presek smo podali na osnovi povprečja zaporednih meritev po merilni dolžini. Testno epruveto smo v stroj vstavili tako, da z vpenjanjem nismo vplivali na rezultate meritve. Prijemalni vstavki v prijemalnih čeljustih so bili prilagojeni glede na obliko preizkušanca, sila v prijemalnih čeljustih pa je bila centrično enakomerno porazdeljena. Hitrost obremenjevanja (deformacije) je bila konstantna in v predpisanem območju.
Mi smo opravili natezni preizkus za ojnico iz 36MnVS4 (slika 21). Pri tej šarži smo ponovno vzeli kose iz novega in obrabljenega orodja, da vidimo, če mehanske lastnosti ustrezajo predpisanim.
26
4 Rezultati in razprava
4.1 Kemična sestava
V tabelah 1, 2 in 3 so prikazane kemične sestave jekel ojnic različnih dobaviteljev. Vidimo, da so vsa tri jekla zlitine, ki vsebujejo manj kot 0,76 % C, zato sodijo v skupino podevtektoidnih jekel. V tem koncentracijskem območju pa lahko razdelimo zlitine glede na značilnosti strjevanja. Zlitine, ki imajo koncentracijo od 0,16 % do 0,53 % C- ja, v našem primeru so to vse tri ojnice, imenujemo hiperperitetske zlitine.[14]
Poleg ogljika kemijska sestava jekel vključuje še druge elemente. Mangan, silicij in aluminij je dodan z namenom, da bi zmanjšali ali povsem izničili negativen vpliv nečistoč, kot so žveplo, fosfor, kisik in dušik.[16]
Jeklo je legirano še s preostalimi elementi, ki jih lahko razdelimo na dve skupini. Cr, Mo, Si, Al, Ti, Nb in nekateri drugi širijo področje ferita. Določen delež teh elementov zelo zoži avstenitno področje. V naših kemijskih sestavah delež teh elementov ostaja premajhen, da bi jeklo prevzelo feritno strukturo. V drugo skupino pa spadajo Mn, Ni, Co, Pd, Ir, Pt, C, N, ki pa širijo avstenitno področje. Prav tako je v naši kemijski sestavi dovolj nizka količina elementov, da jeklo ne prevzema avstenitne strukture.[16]
Tabela 1: Kemična sestava jekla 46MnVS5, dobavitelja Štore Steel
Element C Si Mn P S Cr Ni Mo V Cu Al
w/% 0,48 0,66 1,14 0,010 0,066 0,26 0,17 0,03 0,100 0,11 0,007
Element B Ti Nb N Sn
w/% 0,0006 0,001 0,038 0,015 0,009
Tabela 2: Kemična sestava jekla 46MnVS5, dobavitelja Gorgsmarienhütte GMH GRUPPE
Element C Si Mn P S Cu Sn Al
w/% 0,46 0,56 1,14 0,013 0,061 0,14 0,008 0,017
Element Cr Mo Ni V Ti B Nb
w/% 0,24 0,05 0,16 0,120 0,0020 0,0005 0,031
Tabela 3: Kemična sestava jekla 36MnVS4, dobavitelja Ascometal
Element C Si Mn S P Ni Cr Mo Cu
w/% 0,394 0,681 0,976 0,0773 0,011 0,107 0,140 0,018 0,119
Element Al V Bi Ti N2
w/% 0,000 0,313 0,0000 0,0011 0,01930
27 Kemični sestavi 46MnVS5 se med sabo ne razlikujeta preveč, malo bolj opazne so razlike s koncentracijami elementov v primerjavi z 36MnVS4. Razlikujejo se v masnem deležu ogljika.
4.2 Metalografska analiza
Mikrostrukturna analiza nam ne pokaže bistvenih odstopanj v veliko mikrostrukturnih sestavin.
Porazdelitev je homogena. Stopnja deformacije ne vpliva pomembno na velikost kristalnih zrn.
Mikrostuktura je ustrezna. Vsebuje lamelarni perlit z določeno količino ferita. Ferit je v perlitni mikrostrukturi izoblikovan tako, da ugodno vpliva na lastnosti. Nismo opazili igličastega predbainitnega ferita in bainita, ki bi bila v naši mikrostrukturi nezaželena.
Ojnica dobavitelja Ascometal iz 36MnVS4 vsebuje po oceni 30 % ferita. Če med sabo primerjamo sliko 22 in 23 z ostalimi slikami 24, 25, 26 in 27, lahko opazimo razliko v deležu perlita in ferita. Temnejši del je mikrostrukturna sestavina perlit, svetlejši del pa je mikrostrukturna sestavina ferit. Velikost zrna v steblu po ASTM standardu v steblu je 7, v glavi pa 6.
Medtem ko ojnice iz iste kvalitete materiala 46MnVS5 vsebujejo po oceni 10 % ferita, velikost zrna po ASTM standardu v steblu je 7, velikost zrna po ASTM stan
dardu v glavi pa 6. Po pričakovanju se mikrostrukturi iz istega materiala med sabo ne razlikujeta, kljub temu, da jih dobavlja različni dobavitelj.
V vseh treh materialih pa smo glede na dimenzijo oziroma konstrukcijo odkovka pričakovali v steblu manjše zrno kot pa v glavi, saj se steblo, ki je tanjše, hitreje ohlaja.
Slika 22: Mikrostruktura glave ojnice 36MnVS4 dobavitelja Ascometal
28 Slika 23: Mikrostruktura stebla ojnice 36MnVS4 dobavitelja Ascometal
Slika 24: Mikrostruktura glave ojnice 46MnVS5 dobavitelja Štore Steel
29 Slika 25: Mikrostruktura stebla ojnice 46MnVS5 dobavitelja Štore Steel
Slika 26: Mikrostruktura stebla ojnice 46MnVS5 dobavitelja GHM Gruppe
30 Slika 27: Mikrostruktura glave ojnice 46MnVS5 dobavitelja GHM Gruppe
4.3 Mehanske lastnosti
V naslednjih tabelah 4, 5 in 6 so navedene predpisane mehanske lastnosti jekel vseh treh dobaviteljev. V tabelah imamo označene minimalne in maksimalne vrednosti, ki so v tabelah označene z okrajšavama min. in max. Okrajšava val. pa nam predstavlja vrednosti, ki so jih izmerili, ko so jeklo dobavljali.
Tabela 4: Lastnosti jekla 46MnVS5, dobavitelja Štore
46MnVS5 Rp0,2/N·mm-2 Rm/N·mm-2 A/% Z/% HB
min. 750 1000 10 25 285
val. 778 1048 12,8 40,3
max. 1050
31 Tabela 5: Lastnosti jekla 46MnVS5, dobavitelja Gorgsmarienhütte GMH GRUPPE
46MnVS5 Rp0,2/N·mm-2 Rm/N·mm-2 A/% Z/% HB
val. 750 1034 15 42 279
Tabela 6: Lastnosti jekla 36MnVS4, dobavitelja Ascometal
36MnVS4 Rp0,2/N·mm-2 Rm/N·mm-2 A/% Z/% HB
min. 750 1000 8 30 265
val. 802 1020 14 33
max. 1150
Iz tabel lahko razberemo, da se izmerjene vrednosti za dogovorno napetost tečenja, natezno trdnost in trdoto med sabo bistveno ne razlikujejo. Razlika je opazna pri raztezku in kontrakciji.
Žilavost pa je izmerjena zgolj pri ojnici dobavitelja iz podjetja Štore.
Rezultati nateznih preizkusov za jeklo 36MnVS4 so podani na slikah 28, 29 in 30.
Slika 28: Diagram napetost − raztezek stebel ojnic 36MnVS4, vzetih iz začetka − novo orodje, in konca kovanja − obrabljeno orodje v odvisnosti od napetosti
e/%
R/N‧mm-2
32 Slika 29: Diagram napetost − raztezek glav ojnic 36MnVS4, vzetih iz začetka kovanja − novo orodje, v odvisnosti od napetosti
Slika 30: Diagram napetost − raztezek glav ojnic 36MnVS4, vzetih iz konca kovanja − obrabljeno orodje v odvisnosti od napetosti
Na slikah 31, 32, 33 in 34 so prikazani rezultati iz nateznega preizkusa za ojnico 36MnVS4, dobavitelja Ascometal. V stolpcih so prikazane izmerjene vrednosti za glavo in steblo dveh ojnic, vzetih iz novega orodja in iz dveh ojnic iz obrabljenega. Modri stolpci na grafikonu so predpisi za mehanske lastnosti, ki jih morajo naše izmerjene vrednosti dosegati, da zadovoljijo kupca.
e/%
R/N‧mm-2
R/N‧mm-2
e/%
33 Slika 31: Primerjava dogovornih napetosti tečenja na novem in obrabljenem orodju med
glavo in steblom ojnice
Predpisana je minimalna dogovorna napetost tečenja za material 36MnVS4, ki znaša 750 N·mm-2. Meja plastičnosti oziroma dogovorna napetost tečenja je tista napetost, ki omogoči prvo trajno raztezanje. Pri opravljanju nateznega preizkusa smo dokazali, da vse meritve presegajo minimalno mejo in tako ustrezajo predpisanemu standardu. Vrednosti dogovorne napetosti tečenja z obrabo naraščajo, razen na steblu druge ojnice, kjer je vrednost nižja. Višja stopnja deformacije vpliva na naraščanje meje tečenja.
759
875
793
883
796
882
805
859
750 770 790 810 830 850 870 890
GLAVA STEBLO
Rp0,2/N·mm-2
Del ojnice
Dogovorna napetost tečenja
PREDPIS ZAČETEK KOVANJA ZAČETEK KOVANJA2 KONEC KOVANJA KONEC KOVANJA2
34 Slika 32: Primerjava nateznih trdnosti na novem in obrabljenem orodju med glavo in steblom
ojnice
Vse meritve ustrezajo predpisu. Z modro barvo je na grafikonu označena toleranca, v kateri se morajo gibati vse meritve nateznih trdnosti naših kosov. Maksimalna natezna trdnost, ki je predpisana, znaša 1150 N·mm-2, minimalna pa 1000 N·mm-2. Vidno je, da stebla ojnic dosegajo višjo trdnost kot glava. Trdnost glave nam v prvem primeru z obrabo narašča, pri drugem primeru pa pada. Trdnost stebla pa z obrabo v obeh primerih pada.
Dogovorne napetosti tečenja in natezne trdnosti so višje za stebla ojnic. Vzrok je v večji stopnji deformacije stebla kot glave. S tem je tudi dimenzija stebla manjša, kar vpliva na hitrejše ohlajanje ter nastanek manjših zrn in s tem povezanimi boljšimi mehanskimi lastnostmi, kot v primeru glave ojnic.
1150 1150
1068
1134
1056
1120
1060
1108
1065
1114
1000 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160
GLAVA STEBLO
Rm/N‧mm-2
Del ojnice
Natezna trdnost
PREDPIS ZAČETEK KOVANJA ZAČETEK KOVANJA2 KONEC KOVANJA KONEC KOVANJA2
