Schmieden ist die Sammelbezeichnung für Schmieden und Stanzen.Dabei handelt es sich um ein Umformverfahren, bei dem mit Hammer, Amboss und Stempel einer Schmiedemaschine oder einer Form Druck auf den Rohling ausgeübt wird, um eine plastische Verformung zu bewirken und Teile mit der erforderlichen Form und Größe zu erhalten.
Was ist Schmieden?
Während des Schmiedeprozesses erfährt der gesamte Rohling eine erhebliche plastische Verformung und einen relativ großen plastischen Fluss.Beim Stanzvorgang entsteht der Rohling hauptsächlich durch die räumliche Lageveränderung der einzelnen Teilbereiche und es findet kein plastischer Fluss über eine große Distanz im Inneren statt.Beim Schmieden werden hauptsächlich Metallteile bearbeitet.Es kann auch zur Verarbeitung bestimmter Nichtmetalle wie technischer Kunststoffe, Gummi, Keramikrohlinge, Ziegel und zur Formung von Verbundwerkstoffen verwendet werden.
Walzen, Ziehen usw. in der Schmiede- und Metallindustrie sind allesamt Kunststoff- oder Druckverarbeitung.Schmieden wird jedoch hauptsächlich zur Herstellung von Metallteilen eingesetzt, während Walzen und Ziehen hauptsächlich zur Herstellung universeller Metallmaterialien wie Platten, Bänder, Rohre, Profile und Drähte eingesetzt werden.
Klassifizierung des Schmiedens
Das Schmieden wird hauptsächlich nach Umformverfahren und Verformungstemperatur klassifiziert.Je nach Umformmethode kann das Schmieden in zwei Kategorien unterteilt werden: Schmieden und Stanzen.Je nach Verformungstemperatur kann das Schmieden in Warmschmieden, Kaltschmieden, Warmschmieden und isothermes Schmieden usw. unterteilt werden.
1. Warmschmieden
Beim Warmschmieden handelt es sich um Schmieden oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls.Eine Erhöhung der Temperatur kann die Plastizität des Metalls verbessern, was sich positiv auf die Verbesserung der inneren Qualität des Werkstücks auswirkt und die Wahrscheinlichkeit einer Rissbildung verringert.Hohe Temperaturen können auch die Verformungsbeständigkeit von Metall verringern und die erforderliche Tonnage verringernSchmiedemaschinen.Allerdings gibt es viele Warmschmiedeverfahren, die Werkstückpräzision ist schlecht und die Oberfläche ist nicht glatt.Und die Schmiedestücke sind anfällig für Oxidation, Entkohlung und Verbrennungsschäden.Wenn das Werkstück groß und dick ist, weist das Material eine hohe Festigkeit und geringe Plastizität auf (z. B. Walzbiegen von extra dicken Platten, Ziehen von Stäben aus Kohlenstoffstahl usw.), und es wird Warmschmieden verwendet.
Die im Allgemeinen verwendeten Warmschmiedetemperaturen sind: Kohlenstoffstahl 800–1250 °C;legierter Baustahl 850~1150℃;Schnellarbeitsstahl 900~1100℃;häufig verwendete Aluminiumlegierung 380~500℃;Legierung 850~1000℃;Messing 700~ 900℃.
2. Kaltschmieden
Kaltschmieden ist Schmieden, das unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls durchgeführt wird.Unter Kaltschmieden versteht man im Allgemeinen das Schmieden bei Raumtemperatur.
Durch Kaltschmieden bei Raumtemperatur geformte Werkstücke weisen eine hohe Form- und Maßgenauigkeit, glatte Oberflächen, wenige Bearbeitungsschritte auf und eignen sich für die automatisierte Produktion.Viele kaltgeschmiedete und kaltgeprägte Teile können direkt als Teile oder Produkte verwendet werden, ohne dass eine maschinelle Bearbeitung erforderlich ist.Beim Kaltschmieden kommt es aufgrund der geringen Plastizität des Metalls jedoch leicht zu Rissen während der Verformung und der Verformungswiderstand ist groß, was Schmiedemaschinen mit großer Tonnage erfordert.
3. Warmschmieden
Das Schmieden bei einer Temperatur, die über der Normaltemperatur liegt, aber die Rekristallisationstemperatur nicht überschreitet, wird als Warmschmieden bezeichnet.Das Metall wird vorgewärmt und die Erwärmungstemperatur ist viel niedriger als beim Warmschmieden.Warmschmieden weist eine höhere Präzision, eine glattere Oberfläche und einen geringen Verformungswiderstand auf.
4. Isothermes Schmieden
Beim isothermen Schmieden bleibt die Temperatur des Rohlings während des gesamten Umformprozesses konstant.Beim isothermen Schmieden geht es darum, die hohe Plastizität bestimmter Metalle bei gleicher Temperatur voll auszunutzen oder bestimmte Strukturen und Eigenschaften zu erhalten.Beim isothermen Schmieden müssen die Form und das schlechte Material auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, was hohe Kosten verursacht und nur für spezielle Schmiedeverfahren wie die superplastische Umformung eingesetzt wird.
Eigenschaften des Schmiedens
Schmieden kann die Metallstruktur verändern und die Metalleigenschaften verbessern.Nach dem Warmschmieden des Barrens werden die ursprünglichen Lockerheiten, Poren, Mikrorisse usw. im Gusszustand verdichtet oder verschweißt.Die ursprünglichen Dendriten werden aufgebrochen, wodurch die Körner feiner werden.Gleichzeitig werden die ursprüngliche Karbidseigerung und ungleichmäßige Verteilung verändert.Machen Sie die Struktur gleichmäßig, um Schmiedeteile zu erhalten, die dicht, gleichmäßig und fein sind, eine gute Gesamtleistung aufweisen und zuverlässig im Gebrauch sind.Nachdem das Schmiedestück durch Warmschmieden verformt wurde, weist das Metall eine faserige Struktur auf.Nach der Verformung durch Kaltschmieden wird der Metallkristall geordnet.
Beim Schmieden wird das Metall plastisch fließen lassen, um ein Werkstück mit der gewünschten Form zu formen.Das Volumen des Metalls ändert sich nach dem plastischen Fließen aufgrund äußerer Kraft nicht und das Metall fließt immer zu dem Teil mit dem geringsten Widerstand.In der Produktion wird die Form des Werkstücks häufig nach diesen Gesetzen gesteuert, um Verformungen wie Verdickung, Dehnung, Ausdehnung, Biegung und Tiefziehen zu erreichen.
Die Größe des geschmiedeten Werkstücks ist genau und erleichtert die Organisation der Massenproduktion.Die Abmessungen der Formgebung bei Anwendungen wie Schmieden, Extrudieren und Stanzen sind genau und stabil.Mit hocheffizienten Schmiedemaschinen und automatischen Schmiedeproduktionslinien kann eine spezialisierte Massen- oder Massenproduktion organisiert werden.
Zu den häufig verwendeten Schmiedemaschinen gehören Schmiedehämmer,hydraulische Pressenund mechanische Pressen.Der Schmiedehammer hat eine große Schlaggeschwindigkeit, was sich positiv auf den plastischen Metallfluss auswirkt, erzeugt jedoch Vibrationen.Die hydraulische Presse verwendet statisches Schmieden, was sich positiv auf das Durchschmieden des Metalls und die Verbesserung der Struktur auswirkt.Die Arbeit ist stabil, aber die Produktivität ist gering.Die mechanische Presse hat einen festen Hub und ist leicht zu mechanisieren und zu automatisieren.
Entwicklungstrend der Schmiedetechnologie
1) Verbesserung der Eigenqualität geschmiedeter Teile, hauptsächlich zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Plastizität, Zähigkeit, Dauerfestigkeit) und Zuverlässigkeit.
Dies erfordert eine bessere Anwendung der Theorie der plastischen Verformung von Metallen.Verwenden Sie Materialien mit von Natur aus besserer Qualität, wie z. B. vakuumbehandelter Stahl und vakuumgeschmolzener Stahl.Führen Sie die Erwärmung vor dem Schmieden und die Wärmebehandlung vor dem Schmieden korrekt durch.Strengere und umfassendere zerstörungsfreie Prüfung von Schmiedeteilen.
2) Weiterentwicklung der Präzisionsschmiede- und Präzisionsstanztechnologie.Die spanlose Bearbeitung ist für den Maschinenbau die wichtigste Maßnahme und Richtung, um die Materialausnutzung zu verbessern, die Arbeitsproduktivität zu steigern und den Energieverbrauch zu senken.Die Entwicklung der nichtoxidativen Erwärmung von Schmiederohlingen sowie hochharter, verschleißfester und langlebiger Formmaterialien und Oberflächenbehandlungsmethoden wird der erweiterten Anwendung des Präzisionsschmiedens und Präzisionsstanzens förderlich sein.
3) Entwicklung von Schmiedeanlagen und Schmiedeproduktionslinien mit höherer Produktivität und Automatisierung.Durch die spezialisierte Produktion wird die Arbeitsproduktivität erheblich verbessert und die Schmiedekosten gesenkt.
4) Entwicklung flexibler Schmiedeumformsysteme (Anwender von Gruppentechnologie, schneller Gesenkwechsel usw.).Dies ermöglicht eine vielfältige Schmiedeproduktion in kleinen Chargen unter Verwendung hocheffizienter und hochautomatisierter Schmiedeanlagen oder Produktionslinien.Sorgen Sie dafür, dass Produktivität und Wirtschaftlichkeit dem Niveau der Massenproduktion nahe kommen.
5) Entwicklung neuer Materialien, wie z. B. Schmiedeverarbeitungsmethoden für pulvermetallurgische Materialien (insbesondere doppelschichtiges Metallpulver), Flüssigmetall, faserverstärkte Kunststoffe und andere Verbundwerkstoffe.Entwickeln Sie Technologien wie superplastische Umformung, Hochenergieumformung und Innenhochdruckumformung.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.02.2024
