Welche unterschiedlichen Schmiedeverfahren gibt es für Stahlteile?

Hallo! Als Zulieferer von Stahlteilen bin ich schon seit geraumer Zeit knietief in der Welt der Schmiedeprozesse tätig. Schmieden ist eine äußerst wichtige Herstellungsmethode für Stahlteile, und es gibt verschiedene Arten, von denen jede ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften hat. Lassen Sie uns gleich eintauchen und einen Blick darauf werfen.

Offenes Gesenkschmieden

Das Freiformschmieden ist eines der grundlegendsten Schmiedeverfahren. Bei dieser Methode wird das Metall zwischen zwei flache oder einfach geformte Matrizen gelegt, die das Metall nicht vollständig umschließen. Der Hammer oder die Presse üben Kraft auf das Metall aus, wodurch es sich verformt und ausbreitet. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend zum Erstellen einfacher Formen wie Stangen, Wellen und Scheiben.

Einer der großen Vorteile des Freiformschmiedens ist seine Flexibilität. Sie können damit Teile in den unterschiedlichsten Größen herstellen, von klein bis extrem groß. Es ist auch relativ kostengünstig für die Produktion kleiner Stückzahlen. Allerdings eignet es sich nicht für die Herstellung komplexer Formen. Das Endprodukt erfordert in der Regel eine zusätzliche Bearbeitung, um die genauen Abmessungen und die Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten.

Wenn Sie beispielsweise eine große Stahlwelle für eine Hochleistungsmaschine benötigen, könnte Freiformschmieden eine gute Option sein. Sie können mit einem großen Stahlbarren beginnen und ihn nach und nach in die gewünschte Welle formen. Dieses Verfahren wird häufig in Branchen wie dem Bergbau, dem Baugewerbe und der Energieerzeugung eingesetzt.

Geschlossen – Gesenkschmieden

Das Schmieden im geschlossenen Gesenk ist etwas anspruchsvoller. Bei diesem Verfahren wird das Metall in eine Matrize eingelegt, die es vollständig umschließt. Die Matrizen weisen Hohlräume in der Form des Endteils auf. Wenn der Hammer oder die Presse Kraft ausübt, wird das Metall gezwungen, die Hohlräume zu füllen und die Form der Matrize anzunehmen.

Diese Methode eignet sich hervorragend für die Herstellung komplexer Formen mit hoher Präzision. Es können Teile mit sehr guter Maßgenauigkeit und einer glatten Oberflächenbeschaffenheit hergestellt werden, wodurch häufig die Notwendigkeit einer umfangreichen Nachbearbeitung nach dem Schmieden verringert wird. Gesenkschmieden wird häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie eingesetzt.

Beispielsweise werden Motorkomponenten in Autos, wie Pleuel und Kurbelwellen, häufig im Gesenkschmiedeverfahren hergestellt. Die hohe Festigkeit und die präzisen Abmessungen dieser Teile sind entscheidend für die einwandfreie Funktion des Motors. Der Nachteil ist jedoch, dass die Matrizen teuer in der Herstellung sind und sich daher besser für die Massenproduktion eignen.

Rollschmieden

Beim Walzenschmieden wird das Metall durch ein Walzenpaar mit geformten Rillen geführt. Während das Metall durch die Walzen läuft, wird seine Dicke allmählich verringert und es wird gedehnt, sodass es die Form der Rillen annimmt.

Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für die Herstellung langer, achsensymmetrischer Teile wie Achsen, Wellen und Stangen. Es kann auch zum Vorformen von Teilen vor anderen Schmiedeprozessen verwendet werden. Rollschmieden bietet einen guten Materialfluss und eine gute Kornorientierung, was die mechanischen Eigenschaften des Endteils verbessern kann.

Beispielsweise kann bei der Herstellung von Fahrradachsen durch Rollschmieden die Grundform der Achse mit gleichbleibendem Querschnitt erzeugt werden. Es handelt sich um einen relativ schnellen und effizienten Prozess, der ein breites Spektrum an Produktionsmengen bewältigen kann.

Verärgertes Schmieden

Stauchschmieden wird verwendet, um die Querschnittsfläche eines Teils des Metalls zu vergrößern und gleichzeitig seine Länge zu verringern. Bei diesem Vorgang wird ein Ende des Metalls stationär gehalten und das andere Ende axial komprimiert.

Diese Methode wird üblicherweise zur Herstellung von Teilen wie Schrauben, Muttern und Nieten verwendet. Es kann schnell den Kopf einer Schraube oder das vergrößerte Ende einer Niete formen. Das Stauchschmieden ist schnell und effizient und ermöglicht die Herstellung von Teilen mit guter Festigkeit und Integrität.

Beispielsweise können bei der Herstellung einer großen Anzahl von Stahlschrauben durch Stauchschmieden die Schraubenköpfe in sehr kurzer Zeit geformt werden. Der Prozess kann automatisiert werden, wodurch er für die Massenproduktion geeignet ist.

Isothermes Schmieden

Isothermes Schmieden ist ein spezielles Verfahren, bei dem das Schmieden bei konstanter Temperatur erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass sowohl die Matrizen als auch das Werkstück auf die gleiche Temperatur erhitzt werden.

Dieses Verfahren ist ideal für Materialien, die schwer zu schmieden sind, wie zum Beispiel einige hochfeste Legierungen. Es ermöglicht eine bessere Kontrolle des Verformungsprozesses, was zu Teilen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und einer feinkörnigen Mikrostruktur führt. Isothermes Schmieden wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig zur Herstellung kritischer Komponenten wie Turbinenschaufeln eingesetzt.

Der einzige Nachteil ist, dass es sich um einen teuren Prozess handelt. Das Erhitzen und Halten der Matrizen und des Werkstücks auf einer konstanten Temperatur erfordert viel Energie und spezielle Ausrüstung. Aber bei Anwendungen, bei denen es auf hohe Leistung ankommt, sind die Kosten oft gerechtfertigt.

Schlagfließpressen

Beim Fließpressen handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Metallstück in eine Matrize gegeben und mit einem Stempel mit hoher Geschwindigkeit auf das Stück geschlagen wird. Das Metall wird gezwungen, um den Stempel herum zu fließen, wodurch ein hohles oder halbhohles Teil entsteht.

Diese Methode wird üblicherweise zur Herstellung von Gegenständen wie Dosen, Patronen und einigen kleinen Automobilteilen verwendet. Es können Teile mit einem hohen Maß an Genauigkeit und einer glatten Oberflächenbeschaffenheit hergestellt werden. Das Fließpressen ist zudem ein sehr schnelles Verfahren und eignet sich daher für die Massenproduktion.

Beispielsweise wird bei der Herstellung von Aluminium-Getränkedosen das Fließpressen eingesetzt, um die Grundform der Dose zu formen. Der Prozess kann Tausende von Dosen pro Stunde produzieren.

Wenn Sie nun auf dem Markt für hochwertige Stahlteile sind, sollten Sie wissen, dass wir als Stahlteilelieferant über das Fachwissen und die Ausrüstung verfügen, um alle diese Schmiedeprozesse abzuwickeln. Ganz gleich, ob Sie einfache, im offenen Gesenk geschmiedete Wellen oder komplexe, im geschlossenen Gesenk geschmiedete Motorkomponenten benötigen, bei uns sind Sie an der richtigen Adresse.

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Referenzen

• „Metal Forming: Processes and Analysis“ von George E. Dieter
• „Schmiedetechnik“ von JM Alexander
• „Manufacturing Engineering and Technology“ von S. Kalpakjian und SR Schmid