Welche Materialien werden zum Schmieden verwendet?

Schmiedematerialien bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl in verschiedenen Zusammensetzungen, gefolgt von Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan und deren Legierungen. Die Ausgangszustände der Materialien umfassen Stangen, Barren, Metallpulver und Flüssigmetall. Das Verhältnis der Querschnittsfläche eines Metalls vor der Verformung zur Querschnittsfläche nach der Verformung wird als Schmiedeverhältnis bezeichnet. Die richtige Wahl des Schmiedeverhältnisses, angemessener Heiztemperatur und Haltezeit, angemessener Anfangs- und Endschmiedetemperatur, angemessener Verformungsmenge und Verformungsgeschwindigkeit tragen maßgeblich zur Verbesserung der Produktqualität und zur Kostensenkung bei.

In der Regel werden Rund- oder Vierkantstangen als Rohlinge für kleine und mittelgroße Schmiedeteile verwendet. Die Kornstruktur und die mechanischen Eigenschaften der Stangen sind gleichmäßig und gut, mit präziser Form und Größe, guter Oberflächenqualität und einfacher Massenproduktion. Solange Heiztemperatur und Verformungsbedingungen angemessen kontrolliert werden, können hochwertige Schmiedeteile ohne nennenswerte Verformung geschmiedet werden. Barren werden nur für große Schmiedeteile verwendet. Ein Barren ist eine Gussstruktur mit großen säulenförmigen Kristallen und losen Zentren. Daher ist es notwendig, die säulenförmigen Kristalle durch starke plastische Verformung zu feinen Körnern zu zerkleinern und locker zu verdichten, um eine hervorragende Metallstruktur und mechanische Eigenschaften zu erhalten.

Aus pulvermetallurgischen Vorformen, die durch Pressen und Brennen hergestellt werden, können durch gratfreies Warmschmieden Pulverschmiedeteile hergestellt werden. Die Dichte von Schmiedepulver ähnelt der von herkömmlichen Gesenkschmiedeteilen und weist gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Präzision auf, wodurch nachfolgende spanabhebende Bearbeitungen reduziert werden können. Die innere Struktur von Pulverschmiedeteilen ist gleichmäßig und ohne Entmischung, und sie können zur Herstellung kleiner Zahnräder und anderer Werkstücke verwendet werden. Allerdings ist Pulver viel teurer als herkömmliche Stangenmaterialien, was seine Anwendung in der Produktion einschränkt. Durch statischen Druck auf das in den Formhohlraum gegossene Flüssigmetall kann es erstarren, kristallisieren, fließen, sich plastisch verformen und unter Druck die gewünschte Form und die gewünschten Eigenschaften des Schmiedeteils erreichen. Flüssigmetallschmieden ist ein Umformungsverfahren zwischen Druckguss und Gesenkschmieden und eignet sich besonders für komplexe dünnwandige Teile, die sich durch herkömmliches Gesenkschmieden nur schwer formen lassen.

Neben konventionellen Werkstoffen wie Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl in verschiedenen Zusammensetzungen umfassen Schmiedewerkstoffe auch Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan und deren Legierungen. Hochtemperaturlegierungen auf Eisen-, Nickel- und Kobaltbasis werden ebenfalls als Verformungslegierungen geschmiedet oder gewalzt. Diese Legierungen weisen jedoch relativ schmale plastische Zonen auf, was das Schmieden relativ schwierig macht. Für verschiedene Werkstoffe gelten strenge Anforderungen an die Heiztemperatur, die Schmiedetemperatur und die Schmiedeendtemperatur.

 


Veröffentlichungszeit: 19. November 2024

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