Das Schmieden kann nach folgenden Methoden klassifiziert werden:
1. Klassifizieren Sie nach der Platzierung der Schmiedewerkzeuge und Formen.
2. Klassifiziert nach Schmiedeumformungstemperatur.
3. Klassifizieren Sie nach der relativen Bewegungsart von Schmiedewerkzeugen und Werkstücken.
Die Vorbereitung vor dem Schmieden umfasst die Auswahl des Rohmaterials, die Materialberechnung, das Schneiden, Erhitzen, die Berechnung der Verformungskraft, die Auswahl der Ausrüstung und die Gestaltung der Form. Vor dem Schmieden ist es notwendig, eine gute Schmiermethode und ein gutes Schmiermittel auszuwählen.
Schmiedematerialien decken ein breites Spektrum ab, darunter verschiedene Stahlsorten und Hochtemperaturlegierungen sowie Nichteisenmetalle wie Aluminium, Magnesium und Kupfer. Es gibt sowohl Stäbe und Profile unterschiedlicher Größen, die einmal verarbeitet werden, als auch Barren unterschiedlicher Spezifikationen. Neben der weitgehenden Verwendung im Inland produzierter Materialien, die für die Ressourcen unseres Landes geeignet sind, werden auch Materialien aus dem Ausland verwendet. Die meisten Schmiedematerialien sind bereits in nationalen Normen aufgeführt. Es gibt auch viele neue Materialien, die entwickelt, getestet und gefördert wurden. Wie bekannt ist, hängt die Qualität der Produkte oft eng mit der Qualität der Rohstoffe zusammen. Daher müssen Schmiedearbeiter über umfassende und gründliche Materialkenntnisse verfügen und in der Lage sein, die am besten geeigneten Materialien entsprechend den Prozessanforderungen auszuwählen.
Materialberechnung und -zuschnitt sind wichtige Schritte zur Verbesserung der Materialausnutzung und zur Erzielung verfeinerter Rohlinge. Überschüssiges Material verursacht nicht nur Abfall, sondern erhöht auch den Formverschleiß und den Energieverbrauch. Bleibt beim Zuschneiden kein geringer Spielraum, erschwert dies die Prozessanpassung und erhöht die Ausschussrate. Darüber hinaus beeinflusst die Qualität der Schneidfläche den Prozess und die Schmiedequalität.
Der Zweck des Erhitzens besteht darin, die Schmiedeverformungskraft zu reduzieren und die Plastizität des Metalls zu verbessern. Das Erhitzen bringt jedoch auch eine Reihe von Problemen mit sich, wie Oxidation, Entkohlung, Überhitzung und Überbrennen. Die genaue Kontrolle der Anfangs- und Endtemperaturen beim Schmieden hat einen erheblichen Einfluss auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften des Produkts. Die Erwärmung im Flammofen bietet die Vorteile niedriger Kosten und hoher Anpassungsfähigkeit, aber die lange Erwärmungszeit begünstigt Oxidation und Entkohlung. Zudem müssen die Arbeitsbedingungen kontinuierlich verbessert werden. Die Induktionserwärmung bietet die Vorteile schneller Erwärmung und minimaler Oxidation, lässt sich jedoch schlecht an Änderungen der Produktform, -größe und des Materials anpassen. Der Energieverbrauch des Erwärmungsprozesses spielt eine entscheidende Rolle für den Energieverbrauch der Schmiedeproduktion und sollte entsprechend berücksichtigt werden.
Schmiedestücke werden unter äußerer Krafteinwirkung hergestellt. Daher ist die korrekte Berechnung der Deformationskraft die Grundlage für die Auswahl der Ausrüstung und die Durchführung der Formüberprüfung. Die Durchführung einer Spannungs-Dehnungs-Analyse im verformten Körper ist auch wichtig für die Optimierung des Prozesses und die Kontrolle der Mikrostruktur und der Eigenschaften von Schmiedestücken. Es gibt vier Hauptmethoden zur Analyse der Deformationskraft. Obwohl die Hauptspannungsmethode nicht sehr präzise ist, ist sie relativ einfach und intuitiv. Mit ihr können die Gesamtdruck- und Spannungsverteilung auf der Kontaktfläche zwischen Werkstück und Werkzeug berechnet und der Einfluss des Längen-/Breitenverhältnisses und des Reibungskoeffizienten des Werkstücks darauf intuitiv erkannt werden. Die Gleitlinienmethode ist für ebene Dehnungsprobleme streng und bietet eine intuitivere Lösung für die Spannungsverteilung bei lokaler Deformation von Werkstücken. Ihre Anwendbarkeit ist jedoch begrenzt und wurde in der neueren Literatur selten erwähnt. Die Obergrenzenmethode kann zu überschätzten Lasten führen, ist aber aus wissenschaftlicher Sicht nicht sehr präzise und kann weitaus weniger Informationen liefern als die Methode der finiten Elemente, weshalb sie in letzter Zeit selten angewendet wurde. Die Finite-Elemente-Methode kann nicht nur äußere Belastungen und Formänderungen des Werkstücks erfassen, sondern auch die innere Spannungs-Dehnungs-Verteilung ermitteln und mögliche Defekte vorhersagen. Dies macht sie zu einer hochfunktionalen Methode. In den letzten Jahren war der Anwendungsbereich aufgrund der langen Rechenzeit und des Verbesserungsbedarfs bei technischen Aspekten wie der Rasterneuzeichnung auf Universitäten und wissenschaftliche Forschungseinrichtungen beschränkt. In den letzten Jahren hat sich diese Methode mit der Popularität und rasanten Weiterentwicklung von Computern sowie der zunehmend ausgefeilten kommerziellen Software für die Finite-Elemente-Analyse zu einem grundlegenden Analyse- und Berechnungsinstrument entwickelt.
Reibungsreduzierung spart nicht nur Energie, sondern verlängert auch die Lebensdauer von Formen. Eine wichtige Maßnahme zur Reibungsreduzierung ist der Einsatz von Schmiermitteln. Diese tragen durch ihre gleichmäßige Verformung zur Verbesserung der Mikrostruktur und der Produkteigenschaften bei. Aufgrund unterschiedlicher Schmiedeverfahren und Arbeitstemperaturen unterscheiden sich auch die verwendeten Schmiermittel. Glasschmiermittel werden häufig zum Schmieden von Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen verwendet. Beim Warmschmieden von Stahl ist Graphit auf Wasserbasis ein weit verbreitetes Schmiermittel. Beim Kaltschmieden ist aufgrund des hohen Drucks häufig eine Phosphat- oder Oxalatbehandlung vor dem Schmieden erforderlich.
Veröffentlichungszeit: 21. August 2024