Schmieden von Metallen: Ahornmethoden und -anwendungen

Metallschmiedenist eine Herstellungsmethode, bei der Metall durch Druckkraft mit einem Hammer, einer Presse oder anderen Geräten geformt wird. Abhängig vom zu schmiedenden Metall und der gewünschten Leistung kann dieser Vorgang bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden.

In diesem Artikel geht Maple auf die verschiedenen Methoden und Anwendungen des Metallschmiedens ein.

Was ist Metallschmieden und sein Zweck?

Schmieden, eine Metallformungsmethode, bei der lokale Druckkräfte zum Einsatz kommen, gibt es seit der Zeit des alten Mesopotamien im Jahr 4000 v. Chr. Der Prozess hat sich seitdem erheblich weiterentwickelt, was zu einer effizienteren, schnelleren und langlebigeren Technik geführt hat.

Die meisten Schmiedearbeiten werden heute mit Schmiedepressen oder Hämmerwerkzeugen durchgeführt, die mit Strom, Hydraulik oder Druckluft betrieben werden.

Das Ziel des Schmiedens besteht darin, Metall schnell und wiederholt zu formen. Im Vergleich zu anderen Herstellungsmethoden entstehen beim Metallschmieden einige der langlebigsten hergestellten Teile, die es gibt.

Schmiedeprozess: Was passiert mit dem Metall?

Verunreinigungen im Metall lösen sich während des Schmiedeprozesses auf und verteilen sich neu. Dadurch wird die Anzahl der Einschlüsse im Schmiedeteil drastisch reduziert.

Was sind Einschlüsse? Hierbei handelt es sich um Verbundelemente, die während des Herstellungsprozesses im Inneren des Stahls vorhanden sind und Spannungspunkte in den fertig geschmiedeten Teilen erzeugen. Während beim ersten Gussvorgang mit Verunreinigungen umgegangen werden sollte, wird das Metall durch Schmieden weiter veredelt.

Das Schmieden stärkt auch das Metall, indem es seine Kornstruktur verändert. Eine gekreuzte Kornstruktur ermöglicht eine gleichmäßigere Kraftverteilung, was zu einem stärkeren Bauteil führt.

Hauptmerkmale von geschmiedetem Metall

·Zuverlässigkeit in stark beanspruchten und sensiblen Anwendungen. Bietet gute Festigkeit und Zähigkeit, entscheidend für wichtige Komponenten.

·Beim Schmieden entsteht in der Regel wenig oder gar kein Ausschuss, was es bei mittleren bis großen Fertigungschargen kostengünstiger macht.

·Durch den Schmiedeprozess kann das endgültige Teil sehr schnell hergestellt werden, typischerweise innerhalb von ein oder zwei Hammerschlägen.

Schmiedeausrüstung

Abhängig von der genauen verwendeten Methode gibt es vier Arten von Schmiedewerkzeugen.

Hämmer

Schmieden in seiner einfachsten Form erfordert Schlagkraft; Das wirksamste Werkzeug zur Erzeugung dieser Kraft ist ein Hammer.

Kleinere Teile werden manchmal immer noch mit Handwerkzeugen geschmiedet, in Massenproduktionslinien werden jedoch Elektrohämmer verwendet. Diese verwenden oft eine Kombination aus mechanischen und hydraulischen Systemen, um den Hammerkopf anzuheben und zu beschleunigen. Normalerweise ist ein Amboss in das Werkzeug integriert, es besteht jedoch auch die Möglichkeit, je nach Aufgabe andere Werkzeuge anzubringen.

Pressen

Mechanische oder hydraulische Pressen üben kontinuierlichen Druck auf Schmiedegesenke aus. Um Metall mit kontrolliert hohem Druck vertikal in die Formhohlräume zu drücken, sind für diese Art von Maschinen oft mehr als 50.000 Tonnen Kraft erforderlich. Das Metall wird langsam in die Matrizen gedrückt und nicht durch ständige Schläge verformt.

Aufreger

Das Stauchschmieden ähnelt dem Pressschmieden, mit dem wesentlichen Unterschied, dass es sich bei einem Stauchgerät um eine horizontale Schmiedepresse handelt. Anstatt das Metall nach unten zu treiben, wird das Metall horizontal in die Matrizenvertiefung gedrückt.

Rollschmieden

Rollschmieden wird häufig zur Herstellung von Endlosteilen eingesetzt. Bei diesem Prozess wird das Werkstück durch zwei speziell geformte Rollen geführt, um ein langes Produkt mit variierendem Querschnitt zu bilden, wodurch der Materialabtrag minimiert wird.

Welche Metalle können geschmiedet werden?

Da alle Metalle durch Hitze und Druck beeinträchtigt werden können, kann durch Schmieden nahezu jedes Metall geformt und hergestellt werden. Durch weitere Verfeinerungen des Schmiedeprozesses konnte diese Summe kontinuierlich gesteigert werden.

Viele Hersteller entscheiden sich für das Schmieden, da sich dadurch Teile mit hoher mechanischer Qualität und minimalem Abfall herstellen lassen. Ziel des Prozesses ist es, Metalle in eine vorgegebene Geometrie zu verformen und ihnen so Ermüdungsfestigkeit und Festigkeit zu verleihen.

Während die meisten Metalle geschmiedet werden können, werden am häufigsten Kohlenstoff-, legierte und rostfreie Stähle verwendet. Allerdings lässt sich durch Schmieden aus den meisten Metallen effizient und kostengünstig eine große Stückzahl herstellen.

Welche Metalle können nicht geschmiedet werden?

Aufgrund ihrer begrenzten Duktilität können einige Metalle wie Gusseisen und ausgewählte Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt nicht geschmiedet werden. Darüber hinaus können einige Metalle wie hochfeste Legierungen zu spröde sein, um dem Schmiedeprozess standzuhalten.