Schmieden ist ein Herstellungsprozess, bei dem Metall durch lokale Druckkräfte geformt wird. Hohlschmiedeteile, die in verschiedenen Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie im Maschinenbau weit verbreitet sind, erfordern spezielle Schmiedevorgänge, um die gewünschte Form, Größe und mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Als Lieferant von Schmiedeteilen bin ich mit den verschiedenen Schmiedevorgängen für hohle Schmiedeteile bestens vertraut und werde in diesem Blog auf die Details eingehen.
1. Billet-Vorbereitung
Der erste Schritt beim Schmieden von Hohlteilen ist die Vorbereitung des Knüppels. Als Ausgangsmaterial dient der Knüppel, ein massives Stück Metall. Die Auswahl des Rohlings ist entscheidend, da sie die endgültige Qualität des Schmiedeteils bestimmt. Das Material des Knüppels kann je nach Einsatzzweck des Hohlschmiedeteils variieren. Zu den gängigen Materialien gehören Stahl, Aluminium und Messing.
Für Stahlknüppel können wir auf unsere verweisenKundenspezifische Herstellung von Warmschmiedeteilen aus KohlenstoffstahlService. Der Rohling muss entsprechend den Größenanforderungen des Endteils auf die entsprechende Länge und den entsprechenden Durchmesser zugeschnitten werden. Präzision bei der Knüppelvorbereitung trägt dazu bei, Abfall zu reduzieren und eine gleichbleibende Schmiedequalität sicherzustellen. Nach dem Schneiden kann der Barren auch einem Wärmebehandlungsprozess unterzogen werden, um seine Bearbeitbarkeit und mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
2. Piercing
Das Stechen ist ein wichtiger Schmiedevorgang zur Herstellung von Löchern im Knüppel, was für die Herstellung hohler Schmiedeteile von grundlegender Bedeutung ist. Es gibt verschiedene Einstechmethoden und die Wahl hängt vom Material, der Größe und den Genauigkeitsanforderungen des Teils ab.
Punch-Piercing
Beim Stanzen wird ein Stempel in den Barren gedrückt, um ein Loch zu erzeugen. Der Stempel besteht normalerweise aus einer hochfesten Stahllegierung, um den hohen Drücken während des Lochvorgangs standzuhalten. Der Knüppel wird auf eine geeignete Schmiedetemperatur erhitzt, typischerweise etwa 1100–1200 °C für Stahl, um ihn formbarer zu machen. Diese Methode eignet sich zum Erstellen von Löchern mit relativ kleinen Durchmessern.
Rotationspiercing
Das Rotationslochen ist ein weiteres gängiges Verfahren, insbesondere zur Herstellung nahtloser Hohlschmiedeteile. Bei diesem Verfahren wird der Barren zwischen zwei Rollen gedreht, während ein Dorn durch die Mitte geschoben wird, um ein Loch zu erzeugen. Die Rollen üben Druck auf den Barren aus und die Rotation trägt zur gleichmäßigen Bildung des Lochs bei. Bei der Herstellung von Rohren und Rohren wird häufig das Rotationslochen eingesetzt.
3. Erweiterung
Nach dem Lochen muss das Loch im Barren möglicherweise erweitert werden, um den gewünschten Innendurchmesser des hohlen Schmiedeteils zu erreichen. Die Erweiterung kann mit verschiedenen Techniken erfolgen.
Dornerweiterung
Ein Dorn wird in das gestanzte Loch eingeführt und äußerer Druck auf den Barren ausgeübt, um das Loch um den Dorn herum zu erweitern. Der Dorn sorgt während des Aufweitvorgangs für die richtige Form und Größe des Innenlochs. Dieses Verfahren eignet sich zur Erzielung präziser Innendurchmesser und wird häufig bei der Herstellung hochpräziser Hohlschmiedeteile eingesetzt.
Hydrostatische Expansion
Die hydrostatische Expansion nutzt hydraulischen Druck, um das Loch zu erweitern. Der Barren wird in eine mit einer Flüssigkeit gefüllte Kammer gegeben und ein hoher Druck auf die Flüssigkeit ausgeübt. Der Flüssigkeitsdruck verteilt sich gleichmäßig um den Barren, wodurch dieser sich gleichmäßig ausdehnt. Die hydrostatische Expansion eignet sich zum Aufweiten von Löchern mit großem Durchmesser oder für Teile mit komplexen Formen.
4. Aufregend
Beim Stauchen handelt es sich um einen Schmiedevorgang, der die Querschnittsfläche des Knüppels vergrößert und dessen Länge verringert. Im Zusammenhang mit hohlen Schmiedeteilen kann das Stauchen verwendet werden, um die Wand des Teils zu verdicken oder um eine bestimmte Form am Ende des Teils zu erzeugen.
Der Barren wird zwischen zwei Matrizen gelegt und eine Druckkraft wird axial ausgeübt. Das Metall fließt radial, wodurch sich die Querschnittsfläche vergrößert. Abhängig von den konstruktiven Anforderungen an das Hohlteil kann das Stauchen in verschiedenen Phasen des Schmiedeprozesses durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise vor oder nach dem Durchstechen und Aufweiten erfolgen.
5. Zeichnen
Zeichnen ist das Gegenteil von Stören. Es wird verwendet, um die Querschnittsfläche des Knüppels zu verringern und seine Länge zu erhöhen. Bei der Herstellung hohler Schmiedeteile kann das Ziehen zur Verlängerung des Teils oder zur Reduzierung der Wandstärke eingesetzt werden.
Es gibt verschiedene Zeichenmethoden, darunter direktes Zeichnen und indirektes Zeichnen. Beim Direktziehen wird der Barren durch eine Matrize gezogen, um seine Querschnittsfläche zu verringern. Beim indirekten Ziehen wird der Barren durch eine Matrize gedrückt und am Ende eine Haltekraft ausgeübt. Die Ziehvorgänge müssen sorgfältig kontrolliert werden, um Risse oder andere Defekte im Hohlteil zu vermeiden.
6. Schmieden und Formen
Nach den Grundprozessen Lochen, Aufweiten, Stauchen und Ziehen muss das hohle Schmiedeteil weiter geschmiedet und geformt werden, um das endgültige Produktdesign zu erreichen.
Matrizen werden verwendet, um das Teil zu formen. Die Matrizen werden individuell nach den Designvorgaben des Teils gefertigt. Es gibt verschiedene Arten von Gesenken, wie z. B. Freiformschmieden und Gesenkschmieden.
Offenes Gesenkschmieden
Beim Freiformschmieden wird der Barren zwischen zwei flache oder einfach geformte Gesenke gelegt und das Metall durch Hämmern oder Pressen verformt. Das Freiformschmieden eignet sich zur Herstellung großformatiger und einfach geformter Hohlschmiedeteile. Dies ermöglicht eine gewisse Flexibilität beim Formgebungsprozess, erfordert jedoch möglicherweise mehr Bearbeitungsvorgänge, um die endgültigen Abmessungen zu erreichen.
Geschlossen – Gesenkschmieden
Beim Gesenkschmieden, auch bekannt als Gesenkschmieden, werden Gesenke mit einem Hohlraum verwendet, der der Form des endgültigen Teils entspricht. Der Barren wird in den Hohlraum der Matrize eingelegt und es wird eine hohe Druckkraft ausgeübt, um den Hohlraum zu füllen. Durch das Gesenkschmieden können Teile mit hoher Präzision und komplexen Formen hergestellt werden. Es wird häufig bei der Herstellung hochwertiger und kleiner bis mittelgroßer hohler Schmiedeteile eingesetzt.
7. Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung ist ein wesentlicher Schritt im Schmiedeprozess von Hohlteilen, der die mechanischen Eigenschaften wie Härte, Festigkeit und Zähigkeit des Teils verbessern kann.
Für Aluminium-Schmiedeteile haben wir eine klare DefinitionAluminiumschmiedeprozess mit Wärmebehandlung. Zu den gebräuchlichsten Wärmebehandlungsverfahren gehören Glühen, Abschrecken und Anlassen.
Glühen
Beim Glühen wird das Schmiedeteil auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt. Dieser Prozess baut innere Spannungen ab, macht das Metall weicher und verbessert seine Bearbeitbarkeit. Abhängig vom Material und den Anforderungen des Teils können unterschiedliche Glühmethoden wie Vollglühen und Spannungsarmglühen eingesetzt werden.
Abschrecken
Beim Abschrecken wird das Teil auf eine hohe Temperatur erhitzt und dann durch Eintauchen in ein Abschreckmedium wie Wasser, Öl oder Luft schnell abgekühlt. Durch das Abschrecken wird die Härte des Teils erhöht, indem im Metall eine martensitische Struktur entsteht. Allerdings kann das Abschrecken auch zu inneren Spannungen und Rissen im Teil führen und muss daher sorgfältig kontrolliert werden.
Temperieren
Nach dem Abschrecken erfolgt das Anlassen. Das abgeschreckte Teil wird auf eine niedrigere Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt. Durch das Anlassen wird die durch das Abschrecken verursachte Sprödigkeit verringert und die Zähigkeit und Duktilität des Teils verbessert.
8. Abschlussarbeiten
Nach der Wärmebehandlung muss das hohle Schmiedeteil möglicherweise nachbearbeitet werden, um die endgültige Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit zu erreichen.
Bearbeitung
Durch Bearbeitungsvorgänge wie Drehen, Fräsen und Bohren kann überschüssiges Material entfernt und die exakten Abmessungen des Teils erreicht werden. Durch die Bearbeitung können auch zusätzliche Merkmale wie Gewinde, Nuten oder Löcher am Teil erzeugt werden.
Oberflächenbehandlung
Eine Oberflächenbehandlung kann die Korrosionsbeständigkeit und das Aussehen des Teils verbessern. Zu den gängigen Oberflächenbehandlungsmethoden gehören Lackieren, Plattieren und Beschichten. Beispielsweise können Schmiedeteile aus Messing seinPassen Sie China CuZn39Pb3 Messingschmieden anmit spezifischen Oberflächenbehandlungen zur Verbesserung ihrer Leistung.
Wenn Sie auf der Suche nach hochwertigen Hohlschmiedeteilen sind oder spezielle Anforderungen an Schmiedeteile haben, sind wir für Sie da. Unser Fachwissen im Schmiedebetrieb und strenge Qualitätskontrollprozesse stellen sicher, dass wir Ihnen die am besten passenden Produkte liefern können. Kontaktieren Sie uns für Beschaffungsgespräche und lassen Sie uns gemeinsam daran arbeiten, Ihren Bedarf an Schmiedeteilen zu decken.
Referenzen
- Sachs, G. (1953). Handbuch der Materialwissenschaften: Schmieden. McGraw - Hill.
- Dieter, GE (1988). Mechanische Metallurgie. McGraw - Hill.
- Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2013). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson.
