Warmschmieden

WarmschmiedenDabei wird das Werkstück auf etwa 75 % seiner Schmelztemperatur erhitzt. Wenn sich die Temperatur des Werkstücks vor dem Schmieden der Schmelztemperatur nähert, verringern sich die Fließspannung und die Energie, die zum Formen des Materials erforderlich sind. Daher kann die Dehnungsrate oder Produktionsrate erhöht werden. Dies ist ein kostspieligerer Ansatz beim Metallschmieden und kann schädlich sein, da er zu Gesenkversagen aufgrund thermischer Spannungen führen kann.
Warmschmieden, auch Gesenkschmieden genannt, ist ein Verfahren, mit dem aus den meisten Metallen eine Vielzahl unterschiedlicher Teile hergestellt werden können. Beim Schmieden handelt es sich im Allgemeinen um den Prozess des Formens und Gestaltens von Metallen durch Hämmern, Pressen oder Walzen. Schmiedeteile werden in Größen von wenigen Millimetern maximaler Abmessung bis hin zu 3 m oder mehr in einigen Fällen hergestellt.

Die Prinzipien und Praktiken des Warmschmiedens sind seit dem letzten Jahrhundert etabliert, aber seitdem wurden offensichtlich Verbesserungen bei der Ausrüstung, den Schmiermitteln und der Fähigkeit, schwieriger zu schmiedende Materialien zu verarbeiten, vorgenommen.
Beim Warmschmieden handelt es sich um eine plastische Verformung von Metall bei einer Temperatur und Umformgeschwindigkeit, bei der gleichzeitig mit der Umformung eine Rekristallisation erfolgt und so eine Kaltverfestigung vermieden wird. Damit dies geschieht, muss während des gesamten Prozesses eine hohe Werkstücktemperatur (entsprechend der Rekristallisationstemperatur des Metalls) erreicht werden.

Eine Form des Warmschmiedens ist das isotherme Schmieden, bei dem Werkstoffe und Gesenke auf die gleiche Temperatur erhitzt werden. In fast allen Fällen wird das isotherme Schmieden von Superlegierungen im Vakuum oder in einer streng kontrollierten Atmosphäre durchgeführt, um Oxidation zu verhindern.
Da das Metall heiß ist, lässt es sich leicht bewegen, wodurch aufwändigere Formen als beim Kaltschmieden möglich sind. Das Warmschmieden ist bei härteren Metallen wie Stahl üblich, die sich im kalten Zustand nur schwer formen lassen. Der Prozess beginnt mit einem gegossenen Barren, der auf seine plastische Verformungstemperatur erhitzt und dann zwischen Gesenken in die gewünschte Form und Größe geschmiedet wird. Bei diesem Schmiedevorgang wird die gegossene grobe Kornstruktur aufgebrochen und durch feinere Körner ersetzt, die durch die Verkleinerung des Barrens erreicht werden.
Abhängig vom Metall und dem Grad seiner Erhitzung kann der Schmiedeprozess selbst ausreichen, um das Material zu härten oder zu verstärken. Normalerweise wird das Produkt nach dem Warmschmieden zusätzlich wärmebehandelt.

Ein wesentlicher Unterscheidungsfaktor beim Schmieden ist die Temperatur der Knüppel zu Beginn des Prozesses. Beim Warmschmieden werden die Rohlinge auf eine Temperatur erhitzt, bei der es beim Schmieden zu Rekristallisationsprozessen kommt. Dadurch findet beim Schmieden keine Kaltverfestigung im Material statt, wodurch eine nahezu unbegrenzte Umformbarkeit gewährleistet ist.
Werkstoffe aus Stahl werden üblicherweise auf eine Ausgangstemperatur von ca. 100 °C erhitzt. 1.200 °C. Maple führt das Gesenkschmieden durch, bei dem die Gesenke in mehreren Schritten die gewünschte Teilekontur erzeugen.