Richtlinien für die Konstruktion und Herstellung von Schmiedeteilen

Schmieden ist eine Metallbearbeitungsmethode, bei der mit Schmiedemaschinen Druck auf Metallbarren ausgeübt wird, wodurch eine plastische Verformung bewirkt wird, um Schmiedestücke mit bestimmten mechanischen Eigenschaften, bestimmten Formen und Größen zu erhalten.In diesem Artikel führt Sie ZONZE durch die Design- und Herstellungsdetails von Schmiedeprozessen.

Das Schmieden, ein Metallbearbeitungsprozess, umfasst die folgenden Schritte und technischen Eckpunkte:

• Materialauswahl: Wählen Sie zum Schmieden geeignete Metalle wie Kohlenstoffstahl, legierten Stahl und Aluminiumlegierungen.

• Schneiden: Schneiden Sie das Rohmaterial entsprechend den Designanforderungen des Schmiedestücks in Blöcke geeigneter Größe.

• Heizung: Erhitzen Sie die Knüppel auf eine geeignete Temperatur, um ihre Plastizität zu erhöhen.Für verschiedene Materialien gelten strenge Anforderungen an die Heiztemperatur.

• Schmieden: Legen Sie den erhitzten Knüppel in ein Schmiedegesenk und üben Sie durch Schmiedemaschinen Druck aus, um eine plastische Verformung zu bewirken. Das Schmieden kann in Freischmieden, Gesenkschmieden, Ringwalzen und Sonderschmieden unterteilt werden.

• Kühlung: Die geschmiedeten Teile müssen nach dem Formen ausreichend abgekühlt werden, um innere Spannungen zu reduzieren und die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

• Reinigung: Entfernen Sie Oxidablagerungen und Grate von der Oberfläche der Schmiedestücke sowie andere Defekte, die während des Schmiedeprozesses entstanden sein könnten.

• Wärmebehandlung: Führen Sie bei Bedarf Prozesse wie Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen an den Schmiedestücken durch, um deren mechanische Eigenschaften weiter zu verbessern.

• Inspektion: Überprüfen Sie die Abmessungen, Form und Leistung der Schmiedeteile, um sicherzustellen, dass sie den Designanforderungen entsprechen.

• Weitere Bearbeitung: Führen Sie bei Bedarf Bearbeitungen an den Schmiedeteilen durch, z. B. CNC-Fräsen, CNC-Drehen, CNC-Schleifen usw., um die endgültigen Abmessungen und Anforderungen an die Oberflächenrauheit zu erreichen.

Merkmale des Schmiedeprozesses:

• Verbessert die innere Metallstruktur: Durch das Schmieden können Fehler wie Gussporosität, die beim Metallschmelzen auftreten, beseitigt und die Mikrostruktur optimiert werden.

• Verbessert die mechanischen Eigenschaften: Da die vollständigen Metallflusslinien erhalten bleiben, übertreffen die mechanischen Eigenschaften von Schmiedestücken im Allgemeinen die von Gussstücken aus demselben Material.

• Große Anpassungsfähigkeit: Die Qualität der Schmiedestücke kann von weniger als 1 kg bis zu mehreren hundert Tonnen reichen und eignet sich sowohl für die Einzel- und Kleinserienfertigung als auch für die Massenproduktion.

• Spart Material und Bearbeitungszeit: Beim Präzisionsgesenkschmieden kommen die Schmiedeabmessungen und -formen den endgültigen Teilen nahe, wodurch Metallmaterial eingespart und die Bearbeitungsstunden verkürzt werden.

• Hohe Arbeitsproduktivität: Die Arbeitsproduktivität beim Schmiedeprozess ist relativ hoch.

• Geringe Kosten und wirtschaftliche Machbarkeit: Schmiedegeräte und -werkzeuge sind vielseitig und haben einen kurzen Produktionsvorbereitungszyklus, was den Produktwechsel erleichtert.

• Rationelle Verteilung von Metallfaser-Strömungslinien: Auf dem Querschnitt des Schmiedestücks sind die Faserflusslinien des Metalls rational verteilt, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Metalls verbessert werden.

Materialien zum Schmieden:

Kohlenstoffstähle und legierte Stähle: Aufgrund ihrer guten Plastizität und mechanischen Eigenschaften sind dies die am häufigsten verwendeten Schmiedematerialien.

Aluminiumlegierungen: Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer guten Korrosionsbeständigkeit werden sie häufig in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt.

Magnesiumlegierungen: Sie werden wegen ihrer geringen Dichte und hohen Festigkeit bevorzugt und häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine Reduzierung des Strukturgewichts wichtig ist.

Kupferlegierungen: Zum Beispiel Messing und Bronze, die aufgrund ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit häufig in Elektro- und Sanitärsystemen verwendet werden.

Titanlegierungen: Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Dichte und hervorragenden Korrosionsbeständigkeit sind sie in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Biomedizin von entscheidender Bedeutung.

Darüber hinaus werden spezielle Hochtemperaturlegierungen wie Eisen-, Nickel- und Kobaltlegierungen häufig in Anwendungen verwendet, die eine extreme Hitzebeständigkeit erfordern, beispielsweise in Flugzeugtriebwerken.Diese Materialien können im Rohzustand in Form von Stangen, Barren, Metallpulvern oder flüssigem Metall vorliegen.Die Wahl des richtigen Schmiedematerials hat großen Einfluss auf die Produktqualität und die Kostensenkung.

Vor- und Nachteile des Schmiedens:

Vorteile:

• Verbesserte mechanische Leistung: Durch das Schmieden werden Fehler wie Gussporosität, die beim Metallschmelzen auftritt, beseitigt, die Mikrostruktur optimiert und dadurch die mechanischen Eigenschaften verbessert.

• Richtungsstärke: Die Korngröße und Fließeigenschaften des Metalls beim Schmieden sind vorhersehbar und gleichmäßig und bieten eine höhere Richtungszähigkeit.

• Strukturelle Integrität: Durch das Schmieden werden innere Hohlräume und Gaseinschlüsse eliminiert, was zu einer hervorragenden chemischen Gleichmäßigkeit führt, die Anforderungen an die Teileinspektion reduziert und die Wärmebehandlung und Bearbeitung vereinfacht.

• Schlagfestigkeit: Geschmiedete Teile können hohen Beanspruchungen, Lasten oder Stößen standhalten und verfügen über hohe Festigkeitseigenschaften, was eine geringere Abschnittsdicke und ein geringeres Gesamtgewicht ermöglicht.

• Texturflusslinien: Verbesserte Duktilität, Zähigkeit und erhöhte Ermüdungsbeständigkeit.

• Flexibilität: Gewicht und Form der Schmiedeteile sind vielseitig und passen sich unterschiedlichen Größen- und Formanforderungen an.

Nachteile:

• Größenbeschränkungen: Beim Schmieden gelten bestimmte Größenbeschränkungen und es ist möglicherweise nicht für sehr große Teile geeignet.

• Umformschwierigkeiten: Im Vergleich zum Gießen bleibt das Metall beim Schmieden stabil, was die Metallumformung schwieriger macht.

• Risiko einer versehentlichen Verletzung: Bei der Schmiedeproduktion besteht die Gefahr unbeabsichtigter Verletzungen.

Diese Vorteile machen das Schmieden bei Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit erfordern, wie in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Schwermaschinenindustrie, sehr wichtig.Allerdings schränken die Nachteile in manchen Fällen auch die Anwendung des Schmiedens ein, insbesondere hinsichtlich der Größe und der Komplexität der Umformung.

Schmieden wird in verschiedenen Bereichen häufig eingesetzt, darunter:

• Automobilindustrie: Herstellung von Schlüsselkomponenten wie Kurbelwellen, Pleuelstangen, Zahnrädern, Lagern usw.

• Allgemeine Maschinen: Herstellung wichtiger Teile für verschiedene Maschinen, wie Getriebe, Werkzeugmaschinenkomponenten usw.

• Luft- und Raumfahrt: Herstellung wichtiger Strukturkomponenten für Luft- und Raumfahrzeuge, wie Triebwerksteile, Fahrwerke usw.

• Metallurgische und Bergbauausrüstung: Herstellung großer Komponenten für Bergbau- und Metallverarbeitungsgeräte.

• Landwirtschaftliche Maschinen: Herstellung von Schlüsselkomponenten für Traktoren, Erntemaschinen und andere landwirtschaftliche Maschinen.

• Öl und Chemie: Herstellung von Ausrüstungskomponenten für die Ölförderung und die chemische Produktion.

• Rüstungsindustrie: Herstellung von Schlüsselkomponenten für militärische Ausrüstung und Waffensysteme, wie Kanonen, Panzerteile usw.

zusammenfassen

Schmieden verbessert die innere Organisation von Metallen und verbessert ihre mechanischen Eigenschaften, was es für Anwendungen, die hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit erfordern, von entscheidender Bedeutung ist.Geschmiedete Produkte erfordern in der Regel eine weitere Bearbeitung, wie z. B. maschinelle Bearbeitung, um präzise Abmessungen und Oberflächenqualität zu erreichen.

Die Wahl des Schmiedeverfahrens hängt von Faktoren wie Komplexität, Größe, Menge und Kosten der benötigten Schmiedeteile ab.Der Trend in der Präzisionsschmiedetechnik geht dahin, die Materialausnutzung zu verbessern, Bearbeitungsschritte und Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität und Leistung der Produkte zu verbessern.Wenn Sie weitere Informationen zum Schmieden benötigen, ist ZONZE für Sie da.