Die Temperatur spielt im Schmiedeprozess eine entscheidende Rolle. Sie kann sich erheblich auf die Qualität, die Kosten und die Effizienz der Schmiedeteile auswirken.
Wie wirkt sich die Temperatur auf das Schmieden aus? 5 wichtige Erkenntnisse
1. Kaltschmieden: Der Einfluss der Temperatur
Beim Kaltschmieden kann die Temperatur des Gesenks zu vorzeitigem Verschleiß führen, wenn es zu heiß oder zu kalt ist. Außerdem wird mehr Schmiermittel benötigt und die Qualität des Schmiedeteils kann beeinträchtigt werden.
Das Kaltschmieden ist ideal für einfache Formen, hohe Stückzahlen und begrenzte Budgets. Es erfordert jedoch höhere Tonnagen, da zusätzliche Kraft erforderlich ist, um kalte oder auf Umgebungstemperatur befindliche Materialien zu bearbeiten.
Die für das Kaltschmieden verwendeten Werkstoffe müssen eine hohe Duktilität aufweisen und weniger empfindlich gegenüber Kaltverfestigung sein, um Risse und Brüche zu vermeiden.
2. Warmumformung: Die Rolle der Wärme
Das Warmschmieden ermöglicht eine bessere Verformung des Materials durch die Zufuhr von Wärme. Bei diesem Verfahren werden elektrische Heizsysteme verwendet, die unter den Pressheizverfahren die höchste Temperaturkapazität aufweisen.
Die höheren Temperaturen beim Warmschmieden ermöglichen die Herstellung komplexerer Geometrien, ohne das Material zu belasten. Warmgeschmiedete Teile sind jedoch im Allgemeinen teurer als kaltgeschmiedete Teile, da sie zusätzlich gepresst werden und eine Abschreckung der Vorrichtungen erforderlich ist.
3. Metall-spezifische Temperaturanforderungen
Verschiedene Metalle haben unterschiedliche Temperaturanforderungen für das Schmieden. Aluminium beispielsweise ist ideal für das Schmieden, da es leicht, korrosionsbeständig und langlebig ist. Es hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und kann in offenen oder geschlossenen Gesenken geschmiedet werden, ohne dass ein Vorwärmen erforderlich ist.
Titan hingegen muss vor dem Pressschmieden wärmebehandelt werden, um seine natürliche Zähigkeit und Festigkeit zu verbessern. Rostfreier Stahl, insbesondere die Güten 304(L) und 316(L), ist korrosionsbeständig, hat eine ausgezeichnete Festigkeit und kann in verschiedene Formen geschmiedet werden. Er erfordert einen höheren Druck und wird bei Temperaturen von 930° C bis 1260° C (1706° F bis 2300° F) geschmiedet.
4. Vorteile des Schmiedeverfahrens
Das Schmiedeverfahren bietet unabhängig von der Temperatur mehrere Vorteile. Es erhöht das Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht des Schmiedestücks, indem es die Kornstruktur komprimiert und die Belastung an Ecken und Kehlen reduziert.
Durch das Schmieden werden auch metallurgische Defekte wie Porosität und Entmischung der Legierung verringert, so dass nach dem Schmieden weniger Nachbearbeitung erforderlich ist und das Schmiedestück positiv auf die Wärmebehandlung reagiert. Nachbehandlungen nach dem Schmieden können ohne Einbußen bei der Maßgenauigkeit oder Qualität durchgeführt werden.
Das Schmiedeverfahren bietet auch Kosteneinsparungen in Bezug auf den Rohstoffverbrauch, eine geringere Bearbeitungszeit und die Möglichkeit der Rückgewinnung von Gesenkmaterial. Die Lebensdauer eines Gesenks hängt von Faktoren wie den zu formenden Materialien, ihrer Festigkeit, der Notwendigkeit enger Toleranzen, scharfer Ecken und komplizierter Konstruktionen ab.
5. In Schmiedepressen verwendete Metalle
In einer Schmiedepresse können verschiedene Metalle pressgeschmiedet werden. Dazu gehören Kohlenstoffstahl, rostfreier Stahl, Werkzeugstahl, Aluminium, Titan, Messing, Kupfer und kobalt-, nickel- und molybdänhaltige Hochtemperaturmetalle.
Die Wahl des Metalls für ein bestimmtes Verfahren hängt von den Anforderungen des Endanwenders ab, wobei Faktoren wie Festigkeit, Beständigkeit und Gewicht berücksichtigt werden.
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