Wat is smeden? - Definitie, proces en typen

In dit artikel gaan we dieper in op alles wat je moet wetensmeden, inclusief wat het is, hoe het wordt gedaan en hoe een gesmeed product zich verhoudt tot producten die met andere methoden zijn gemaakt, waaronder gietstukken, laswerken en constructies, machinaal bewerkte staven/platen, metalen onderdelen in poedervorm en versterkte kunststoffen/composieten.

Eerst zullen we definiëren wat smeden is.

Wat is smeden?

Smeden is een productieproces waarbij massief metaal wordt gevormd door plaatselijke drukkrachten door hameren of persen.

Het smeden van staal wordt vaak geclassificeerd op basis van de temperatuur waarbij het wordt uitgevoerd: koud smeden, warm smeden en heet smeden. Het is belangrijk op te merken dat smeden niet hetzelfde is als gieten, aangezien het te smeden metaal nooit wordt gesmolten en gegoten.

Waarom smeedstukken gebruiken?

Smeedstukken zijnsterk . Terwijl het metaal tijdens het smeedproces wordt gevormd, vervormt de interne korrelstructuur om de algemene vorm van het onderdeel te volgen. Door de korrelstructuur samen te drukken en een korrelstroom te creëren, worden de sterkte-eigenschappen van het onderdeel vergroot.

Smeedstukken worden gebruikt op plaatsen waar betrouwbaarheid en veiligheid van cruciaal belang zijn. Smeedstukken zijn vaak onderdelen die worden gebruikt in machines, auto's, vliegtuigen, tractoren, schepen, olieboorapparatuur, motoren en raketten, om er maar een paar te noemen.

Bij welke temperatuur worden smeedstukken gemaakt?

Smeedprocessen worden over het algemeen geclassificeerd op basis van het feit of de metaaltemperatuur boven of onder de herkristallisatietemperatuur van de metalen microstructuur ligt. Het smeden van staal kan worden onderverdeeld in:

Heet smeden van staal

• Smedtemperaturen boven de herkristallisatietemperatuur tussen 1742 en 2300 ° F

• Goede vervormbaarheid

• Lage vormkrachten

• Constante treksterkte van de werkstukken

Warm smeden van staal

• Smeden temperaturen tussen 1200-1742 ° F

• Minder of geen aanslag op het werkstukoppervlak

• Kleinere toleranties haalbaar dan bij warm smeden

• Beperkte vervormbaarheid en hogere vormkrachten dan bij warm smeden

• Lagere vervormingskrachten dan bij koudvervormen

Koud smeden van staal

• Smeedtemperaturen bij kameromstandigheden, zelfverhitting tot 300 ° F vanwege de vormenergie

• Kleinst mogelijke toleranties

• Geen aanslag op het werkstukoppervlak

• Toename van sterkte en afname van taaiheid als gevolg van rekverharding

• Lage vervormbaarheid en hoge vervormingskrachten zijn noodzakelijk

Hier bij Edgerton Forge smeden we heet staal.

Hoe smeed je?

Er zijn in principe drie methoden (of processen) om een ​​gesmeed onderdeel te maken: Impression Die Forging, Open Die Forging en Seamless Rolled Ring Forging.

Hier bij Edgerton Forge gebruiken weIndruk matrijzensmeden.

Impressie Die Smeden pond of forceert metaal tussen twee matrijzen (tooling genoemd) waarin een specifieke vorm (holte) is uitgesneden.

Het metaal stroomt onder kracht in de holte om de specifieke vorm van het onderdeel te creëren. Met dit proces kunnen onderdelen worden gemaakt die variëren van eenvoudige vormen tot zeer complexe, niet-symmetrische vormen.

Impression Die Forging kan worden gedaan met een verscheidenheid aan machines, waaronder hydraulische persen, mechanische persen, hamers en verstoorders. Bij Edgerton Forge gebruiken we verstoorders en mechanische persen.

Hoe verhouden smeedstukken zich tot gietstukken?

Smeedstukken zijn sterker. Gieten kan niet de versterkende effecten van warm en koud bewerken verkrijgen. Smeden overtreft gieten wat betreft voorspelbare sterkte-eigenschappen, waardoor een superieure sterkte ontstaat die van onderdeel tot onderdeel gegarandeerd is.

Smeden verfijnt defecten van gegoten blokken of continu gegoten staven. Een gietstuk heeft geen korrelstroom of richtingssterkte en het proces kan de vorming van bepaalde metallurgische defecten niet voorkomen. Het voorbewerken van smederijmateriaal produceert een graanstroom die is gericht in richtingen die maximale sterkte vereisen. Dendritische structuren, segregatie van legeringen en soortgelijke onvolkomenheden worden bij het smeden verfijnd.

Smeedstukken zijn betrouwbaarder en goedkoper. Gietfouten komen in verschillende vormen voor. Omdat heet bewerken het korrelpatroon verfijnt en hoge sterkte-, ductiliteits- en weerstandseigenschappen verleent, zijn gesmede producten betrouwbaarder. En ze worden vervaardigd zonder de extra kosten voor strengere procescontroles en inspecties die nodig zijn voor het gieten.

Smeedstukken bieden een betere respons op warmtebehandeling. Gietstukken vereisen nauwkeurige controle van smelt- en koelprocessen omdat segregatie van legeringen kan optreden. Dit resulteert in een niet-uniforme warmtebehandelingsreactie die de rechtheid van afgewerkte onderdelen kan beïnvloeden. Smeedstukken reageren voorspelbaarder op warmtebehandeling en bieden een betere maatvastheid.

Smeedstukken zijn flexibel, de kosteneffectieve productie past zich aan de vraag aan. Sommige gietstukken, zoals gietstukken met speciale prestaties, vereisen dure materialen en procescontroles, en langere doorlooptijden. Open-matrijs- en ringwalsen zijn voorbeelden van smeedprocessen die zich aanpassen aan verschillende productierunlengtes en kortere doorlooptijden mogelijk maken.

Hoe verhouden smeedstukken zich tot laswerken en constructies?

Smeedstukken bieden productievoordelen en materiaalbesparingen. Gelaste constructies zijn duurder bij productieruns met grote volumes. In feite zijn gefabriceerde onderdelen een traditionele bron van smeedconversies naarmate het productievolume toeneemt. De initiële gereedschapskosten voor het smeden kunnen worden opgevangen door productievolume en materiaalbesparingen, terwijl de intrinsieke productie-economie van het smeden lagere arbeidskosten, uitval- en herbewerkingsreducties en lagere inspectiekosten met zich meebrengt.

Smeedstukken zijn sterker. Gelaste constructies zijn doorgaans niet vrij van porositeit. Elk sterktevoordeel dat wordt behaald door het lassen of bevestigen van standaardgewalste producten kan verloren gaan door slechte las- of verbindingspraktijken. De korreloriëntatie die bij het smeden wordt bereikt, zorgt voor sterkere onderdelen.

Smeedstukken bieden kosteneffectieve ontwerpen/inspectie. Een uit meerdere componenten bestaand lassamenstel kan niet tippen aan de kostenbesparingen die worden behaald door een goed ontworpen smeedstuk uit één stuk. Dergelijke deelconsolidaties kunnen aanzienlijke kostenbesparingen opleveren. Bovendien vereisen laswerken kostbare inspectieprocedures, vooral voor zwaar belaste componenten. Smeedstukken niet.

Smeedstukken bieden consistentere, betere metallurgische eigenschappen. Selectieve verwarming en niet-uniforme koeling die optreden bij het lassen kunnen zulke ongewenste metallurgische eigenschappen opleveren als een inconsistente korrelstructuur. Bij gebruik kan een lasnaad fungeren als een metallurgische inkeping die kan leiden tot defecten aan onderdelen. Smeedstukken hebben geen interne holtes die onverwacht falen veroorzaken onder spanning of impact.

Smeedstukken bieden vereenvoudigde productie. Lassen en mechanisch bevestigen vereisen een zorgvuldige selectie van verbindingsmaterialen, bevestigingstypes en -groottes, en nauwlettend toezicht op de aandraaipraktijk, waardoor de productiekosten beide stijgen. Smeden vereenvoudigt de productie en zorgt onderdeel na onderdeel voor een betere kwaliteit en consistentie.

Hoe verhouden smeedstukken zich tot machinaal bewerkte staven/platen?

Smeedstukken bieden een breder maatbereik van gewenste materiaalkwaliteiten. Maten en vormen van producten vervaardigd uit stalen staaf en plaat zijn beperkt tot de afmetingen waarin deze materialen worden geleverd. Vaak is smeden het enige metaalbewerkingsproces dat beschikbaar is met bepaalde kwaliteiten in de gewenste maten. Smeedstukken kunnen op economische wijze worden geproduceerd in een breed scala aan maten, van onderdelen waarvan de grootste afmeting minder dan 1 inch is tot onderdelen die meer dan 450.000 lbs wegen.

Smeedstukken hebben een korrel die op vorm is gericht voor grotere sterkte. Bewerkte staven en platen kunnen gevoeliger zijn voor vermoeidheid en spanningscorrosie, omdat bij het bewerken materiaalkorrelpatronen worden gesneden. In de meeste gevallen levert smeden een korrelstructuur op die is georiënteerd op de vorm van het onderdeel, wat resulteert in optimale sterkte, ductiliteit en weerstand tegen schokken en vermoeidheid.

Smeedstukken maken een beter en zuiniger gebruik van materialen. Vlamsnijplaat is een verspillend proces, een van de vele fabricagestappen waarbij meer materiaal wordt verbruikt dan nodig is om onderdelen als ringen of naven te maken. Bij de daaropvolgende bewerking gaat er nog meer verloren.

Smeedstukken leveren minder schroot op; grotere en kosteneffectievere productie. Smeedstukken, vooral bijna-netvormen, maken beter gebruik van materiaal en genereren weinig afval. Bij grote productieseries hebben smeedstukken het doorslaggevende kostenvoordeel.

Smeedstukken vereisen minder secundaire bewerkingen. Zoals geleverd vereisen sommige soorten staven en platen aanvullende bewerkingen zoals draaien, slijpen en polijsten om onregelmatigheden in het oppervlak te verwijderen en de gewenste afwerking, maatnauwkeurigheid, bewerkbaarheid en sterkte te bereiken. Vaak kunnen smeedstukken zonder dure secundaire bewerkingen in gebruik worden genomen.

Hoe verhouden smeedstukken zich tot poedermetaalonderdelen (P/M)?

Smeedstukken zijn sterker. Lage mechanische eigenschappen (bijv. treksterkte) zijn kenmerkend voor P/M-onderdelen. De korrelstroom van een smeedstuk zorgt voor sterkte op kritieke spanningspunten.

Smeedstukken bieden een hogere integriteit. Dure wijziging of infiltratie van de deeldichtheid is vereist om P/M-defecten te voorkomen. Beide processen brengen kosten met zich mee. De korrelverfijning van gesmede onderdelen verzekert de stevigheid van het metaal en de afwezigheid van defecten.

Smeedstukken vereisen minder secundaire bewerkingen. Speciale P/M-vormen, schroefdraden en gaten en precisietoleranties kunnen uitgebreide bewerkingen vereisen. Secundaire smeedbewerkingen kunnen vaak worden beperkt tot het nabewerken, het boren van gaten en andere eenvoudige stappen. De inherente degelijkheid van smeedstukken leidt tot consistente, uitstekend bewerkte oppervlakteafwerkingen.

Smeedstukken bieden een grotere ontwerpflexibiliteit. P/M-vormen zijn beperkt tot de vormen die in de persrichting kunnen worden uitgeworpen. Door smeden zijn onderdeelontwerpen mogelijk die niet beperkt zijn tot vormen in deze richting.

Bij smeedstukken worden minder dure materialen gebruikt.De uitgangsmaterialen voor hoogwaardige P/M-onderdelen zijn meestal watervernevelde, voorgelegeerde en gegloeide poeders die aanzienlijk meer per pond kosten dan staafstaal.

Om aan de slag te gaan met uw volgende smeedproject, kunt u contact met ons opnemen om een ​​offerte aan te vragen. Iemand van ons team zal dan contact met u opnemen.