SCHMIEDEN versus GIESSEN

Schmieden

Schmieden ist ein Verformungsprozess, bei dem ein Barren oder eine Vorform manipuliert (gehämmert, gequetscht, gehämmert usw.) und unter Druck geformt wird.

Viele Metalle können geschmiedet werden, darunter Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Stahllegierungen, obwohl Unterschiede in der Zusammensetzung und den Eigenschaften Einfluss darauf haben, welches Schmiedeverfahren verwendet wird. Es gibt viele Schmiedeverfahren, darunter unter anderem Warmschmieden, Kaltschmieden, Warmschmieden, Gesenkschmieden und Pressschmieden. Sie können unseren Blogbeitrag ansehenHierum mehr über die verschiedenen Schmiedemethoden zu erfahren.

Unabhängig von der verwendeten Methode wird beim Schmieden kein Material hinzugefügt oder entfernt, sodass die resultierende Form das gleiche Gewicht und Volumen wie der Barren hat, bis das Teil von der Platte abgeschnitten wird.

Schmiedevorteile

Einer der größten Vorteile des Schmiedens ist seine Auswirkung auf die Legierungsstruktur. Alle Metalle bestehen aus Körnern, und die Art und Weise, wie sie ineinandergreifen, ist ein wesentlicher Faktor für ihre Festigkeit und Duktilität. Bearbeiten eines Metallrohlings durch Schmiedenstreckt dieses Korn in Richtungen senkrecht zum Ort, von dem aus die Kraft ausgeübt wird. Dadurch erhöht sich die Festigkeit gegenüber dem ursprünglichen Zustand teilweise dramatisch.

Ein zweiter Vorteil der Verformung ist eine drastische Reduzierung interner Defekte wie Porosität und Legierungssegmentierung.

Weitere Vorteile des Schmiedens sind:

• Geschwindigkeit:Das Schmieden ist im Vergleich zum Gießen schnell (insbesondere bei Großserienaufträgen), selbst wenn die Rohlinge vorgewärmt werden müssen.
• Niedrige Ausschussrate:Sobald die Werkzeuge entwickelt sind, ist jedes geschmiedete Teil identisch und weist keine der für ein Gussstück typischen Mängel auf.
• Konsistente Eigenschaften:Die mechanischen Eigenschaften sind nach der Wärmebehandlung gleichmäßiger als bei Guss- oder Knüppelteilen.

Herausforderungen schmieden

Schmieden ist nicht ohne Grenzen. Es gibt zwei Hauptbeschränkungen:

• Größenbeschränkungen: Beim Schmieden gelten einige Gewichts- und Längenbeschränkungen, die je nach der während des Prozesses verwendeten Ausrüstung variieren. Im Allgemeinen können beim Schmieden keine sehr großen Bauteile wie beim Guss hergestellt werden.
• Materialbeschränkungen:Obwohl die meisten Metalle geschmiedet werden können, kann die Art des Erhitzungsprozesses für die Rohlinge das Schmieden einiger Legierungen verhindern.

Casting

Beim Gießen wird Metall geschmolzen, in einen Hohlraum gegossen, der wie das endgültige Bauteil geformt ist, und dort erstarren gelassen. Hohlräume können als Einwegformen oder als Dauerformen hergestellt werden. Beim Sand- und Feinguss handelt es sich um Verbrauchsformgussverfahren, während beim Schwerkraft- und Druckguss Dauerformen zum Einsatz kommen. Formen benötigen Kanäle, durch die das Metall in den Hohlraum des Teils fließen kann, sowie „Steigrohre“, die als Reservoirs dienen, wenn sich das Metall beim Abkühlen zusammenzieht.

Mit Kernen werden innere Hohlräume erzeugt; Die Kerne werden in die Form gelegt, bevor das Metall gegossen wird. Nachdem das Metall erstarrt ist, wird der Hohlraum aufgebrochen, während das endgültige Bauteil aus der Form gelöst wird.

Bei allen Gussarten entstehen endkonturnahe Teile, wobei der reproduzierte Detaillierungsgrad und die Menge des zu entfernenden Metalls vom verwendeten Verfahren abhängen. Sandguss ist am wenigsten präzise, ​​während insbesondere Feinguss feine Details und glatte Oberflächen ermöglicht.

Jedes Metall kann gegossen werden, allerdings kann Oxidation ein Problem darstellen. Dieses Problem wird durch Vakuumschmelzen und -gießen gelöst, was die Komplexität der benötigten Ausrüstung erhöht.

Casting-Vorteile

Gießprozesse sind sehr vielseitig. Wesentliche Vorteile sind:

• Materialfähigkeiten:Das Gießen funktioniert mit allen Metallarten, einige erfordern jedoch Vorsichtsmaßnahmen gegen Oxidation.
• Niedrigere Werkzeugkosten:Verbrauchsformverfahren, insbesondere Sandguss, haben niedrige Werkzeugkosten und sind daher für kleine Aufträge wirtschaftlich.
• Größenmöglichkeiten: Durch Gießen können sehr große Teile hergestellt werden. Es sind Gussteile mit einem Gewicht von Tausenden oder sogar Zehntausenden Pfund möglich.
• Kann komplexe Geometrien reproduzieren:Feinguss eignet sich in dieser Hinsicht besonders gut, da er keine Formschrägen benötigt.

Casting-Herausforderungen

Es gibt viele Situationen und Arten von Teilen, für die das Gießen nicht optimal ist.

Zu den besonderen Problemen gehören:

• Lieferzeiten:Beim Gießen kommt es zu längeren Vorlaufzeiten, da Werkzeuge hergestellt und getestet werden müssen (insbesondere beim Fein- und Kokillenguss).
• Längere Produktionszeiten:Der Prozess ist komplex und zeitaufwändig, insbesondere bei Prozessen mit Einwegformen.
• Porosität:Porosität ist bei Gussteilen im Allgemeinen unvermeidlich und führt zu inneren Defekten, die das Teil schwächen.
• Einschlüsse und Oxide:Einschlüsse und Oxide in der Metallschmelze führen zu Fehlern im Endteil.
• Schwindung:Durch die Schrumpfung beim Erstarren kann es zu Rissen kommen.
• Schlechte Materialausnutzung : Typischerweise fällt beim Gießen mehr Materialabfall an als beim Schmieden. Kanal- und Steigrohrmaterial kann manchmal auf Kosten einer zusätzlichen Erwärmung zurückgewonnen werden.

So wählen Sie die beste Methode aus

Die Auswahl eines Metallumformverfahrens erfordert eine Anwendungsbewertung.

1. Welche Art von Material wird für Ihre Bewerbung benötigt?
2. Wie komplex ist die Geometrie des Teils?
3. Wie viele Komponenten benötigen Sie?
4. Welche mechanischen Eigenschaften sind für das Endbauteil erforderlich?
5. Was ist dein Budget?
6. Ist eine bestimmte Oberflächenbeschaffenheit erforderlich?

Schmieden ist im Allgemeinen kostengünstiger, weniger verschwenderisch und schneller als Gießen, produziert stärkere Komponenten und eignet sich hervorragend für kleine und große Bestellungen. Schmiedeteile werden in der Regel für Anwendungen bevorzugt, die eine hohe Verschleißfestigkeit erfordern oder für Komponenten, bei denen eine gute Leistung in anspruchsvollen Umgebungen erwartet wird. Allerdings ist Schmieden möglicherweise nicht die beste Option für extrem große, komplexe Komponenten oder wenn die Anwendung die Verwendung eines Materials erfordert, das nicht geschmiedet werden kann.

Zu den allgemeinen Anwendungen für Schmiedeteile gehören Automobilkomponenten wie Pleuel und Kurbelwellen, Kraftübertragungsteile wie Tellerräder und Ritzel sowie Teile für Schiffs-, Verteidigungs-, Forst- und Bergbauanwendungen.

Im Vergleich dazu eignen sich Gussverfahren, insbesondere Feinguss, ideal für die Herstellung leichter, komplexer, dünnwandiger Teile mit außergewöhnlicher Oberflächengüte und schwererer Komponenten mit einem Gewicht von über 100 Pfund. Bei Gussstücken treten jedoch häufiger Fehler auf als bei Schmiedestücken, und der Werkzeugherstellungsprozess dauert im Allgemeinen länger.

Gussverfahren werden üblicherweise zur Herstellung von Motorblöcken, Kolben, Rohren, Ventilen und anderen Komponenten für Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Industrieanwendungen eingesetzt.