Schmieden von Metallen und Legierungen
Arten der Metallumformung
Es gibt zwei Arten der Metallumformung - die stoßfreie und die stoßende Umformung. Durch Walzen, Pressen und Ziehen werden Halbzeuge mit konstantem Querschnitt hergestellt: Drähte, Stäbe, Bleche und Bänder. Diese werden als Rohlinge für die nachfolgende Umformung verwendet. Durch Schmieden und Stanzen werden grob geformte Teile hergestellt, die durch zusätzliche Bearbeitung ihre endgültigen Abmessungen und Oberflächenqualität erhalten.
Schmieden
Hierbei handelt es sich um eine Methode der Schlagbehandlung eines Metallblocks durch Erhitzen auf Schmiedetemperatur. Am häufigsten werden Stahllegierungen, aber auch Titan-, Aluminium- und Kupferlegierungen verwendet. Jedes Metall hat seine eigene Schmiedetemperatur, die vom Schmelzpunkt, der Kristallisationstemperatur und dem Vorhandensein von Legierungselementen abhängt. Aluminiumlegierungen werden in einem Temperaturbereich von 480-400 °C verarbeitet, Kupferlegierungen bei 950-650 °C, Eisenlegierungen bei 1200-800 °C und Titanlegierungen bei 1550-850 °C. Beim Schmieden werden die Form und Größe des Werkstücks sowie die Dichte der Oberflächenschicht verändert, indem bestimmte Bereiche des heißen Knüppels mit einem Hammer bearbeitet werden. Für die Form und Größe der Werkstücke wird ein spezieller Satz von Schmiedewerkzeugen verwendet. Eine besondere Art des Schmiedens ist das Kaltschmieden, das ohne Erwärmung des verformten Metalls durchgeführt wird. Die durch Schmieden hergestellten Erzeugnisse werden als "Schmiedestücke" bezeichnet.
Kalt- und Warmschmieden
Das Schmieden ist die Verformung von Metall unter wiederholter Einwirkung eines Werkzeugs. Dieses Verfahren wird sowohl in der Massen- als auch in der Einzelfertigung mit gleichem Erfolg eingesetzt. Es ist zu beachten, dass es je nach Temperatureinwirkung zwei Arten von Schmiedemetallen gibt:
-kalt;
-heiß.
Getrennt davon werden das Stanzen und das Freiformschmieden unterschieden. Zu den Vorteilen des Freiformschmiedens gehören die Erhöhung der Festigkeit des Metalls und die Verbesserung seiner Eigenschaften durch die Erlangung einer faserigen Struktur des Materials. Eine Einschränkung bei der Verwendung des Freiformschmiedens ist die Unmöglichkeit, es in der Massenproduktion einzusetzen.
Andere Arten des Schmiedens
Es wird unterschieden zwischen
Schmieden mit einem Hammer (pneumatisch, mit Dampf und hydraulisch)
manuelles Schmieden
Schmieden, bei dem das Metall von allen Seiten von den Gesenkwänden umschlossen wird und nach der Verformung die ursprünglich festgelegte Form annimmt.
Beim Freiformschmieden wird das Werkstück auf einen Amboss gelegt (oder auf einer Seite begrenzt) und der Einwirkung eines Schlittens oder Hammers ausgesetzt. Dadurch wird das Gefüge des Werkstücks verbessert - das Metall wird gehärtet, sein Gefüge wird feinkörniger und es erhält eine faserige Struktur.
Für das mechanische Schmieden werden Hämmer mit einem Fallgewicht von 40-5000 kg oder eine hydraulische Presse mit einer Kraft von 200-20000 Tonnen verwendet. Schmiedeteile mit einem Gewicht von mehr als 100 Tonnen werden auf Schmiedemaschinen hergestellt. Für den Transport solcher Werkstücke werden Kräne mit einer Hubkapazität von 350 Tonnen und spezielle Manipulatoren eingesetzt.
Das Schmieden gilt als eine der wirtschaftlichsten Methoden zur Herstellung von Teilen. Das Schmieden wird vor allem in der Großserienfertigung eingesetzt, das Freiformschmieden in der Kleinserienfertigung.
Verarbeitungsschritte
Die wichtigsten Bearbeitungsschritte sind folgende: Stanzen, Stauchen, Stauchen, Räumen, Räumen, Zerspanen, Walzen, Biegen, Verdrehen und Schweißen. Es werden Geräte wie ein Hammer, eine hydraulische Presse und eine Schmiedemaschine verwendet. Mit dieser Ausrüstung können nach allgemeinen Angaben über die gewalzten Metallprodukte Schmiedestücke mit einem Gewicht von mehr als 100 Tonnen hergestellt werden.
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