Der Prozessablauf des Schmiedens und die Eigenschaften seiner Schmiedeteile

Schmieden ist eines der ältesten und bewährtesten Metallbearbeitungsverfahren. Es dient der Formung von Metall durch Druckkräfte. Es verbessert die mechanischen Eigenschaften, verfeinert die Kornstruktur und beseitigt Defekte. Dadurch eignen sich geschmiedete Bauteile ideal für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Energieerzeugung, dem Bauwesen sowie der Öl- und Gasindustrie.

Dieser Artikel beschreibt dieProzessablauf des Schmiedensund hebt dieHauptmerkmale von Schmiedeteilenund bietet Einblicke, warum geschmiedete Komponenten in kritischen Anwendungen branchenübergreifend bevorzugt werden.

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Was ist Schmieden?

Schmieden ist ein Fertigungsverfahren, bei dem Metall durch Hämmern, Pressen oder Walzen geformt wird. Je nach Material und Anwendung kann es bei unterschiedlichen Temperaturen – heiß, warm oder kalt – durchgeführt werden.

Das Hauptziel des Schmiedens ist die Herstellung von Teilen mit hoher Festigkeit, Zähigkeit und Zuverlässigkeit. Im Gegensatz zum Gießen oder Zerspanen verbessert das Schmieden die innere Struktur des Materials, indem der Faserverlauf an die Form des Teils angepasst wird, was zu verbesserten mechanischen Eigenschaften führt.

Der Prozessablauf des Schmiedens

Das Schmieden umfasst mehrere Schritte, von der Vorbereitung des Rohmaterials bis zur Endbearbeitung. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung des typischen Schmiedeprozessablaufs:

1. Materialauswahl

• Rohstoffe wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl, legierter Stahl oder Nichteisenmetalle werden je nach Anwendungsanforderungen ausgewählt.

• Materialien werden auf Zusammensetzung, Sauberkeit und Konsistenz geprüft.

2. Schneiden des Rohmaterials

• Der ausgewählte Stab oder Block wird durch Scheren, Sägen oder Brennschneiden in die entsprechende Länge geschnitten.

3. Heizung

• Die geschnittenen Rohlinge werden in einem Ofen auf eine zum Schmieden geeignete Temperatur erhitzt (typischerweise 1100–1250 °C für Stahl).

• Um innere Spannungen oder Risse zu vermeiden, ist eine gleichmäßige Erwärmung unerlässlich.

4. Vorformen

• Das erhitzte Material wird mithilfe eines offenen Gesenks oder einer Presse grob geformt, um es für das endgültige Schmieden vorzubereiten.

• Dieser Schritt hilft, das Material gleichmäßig zu verteilen.

5. Schmieden (Verformung)

• Das Metall wird in die gewünschte Form geschmiedet, indem entweder:

  • Freiformschmieden(Freischmieden)

  • Gesenkschmieden(Gesenkschmieden)

  • Ringwalzen

  • Stauchschmieden

• Das Schmieden erfolgt mit Hämmern, hydraulischen Pressen oder Spindelpressen.

6. Beschneiden (beim Gesenkschmieden)

• Überschüssiges Material (Grat) wird mit einer Abgratpresse oder Säge entfernt.

7. Kühlung

• Um thermische Spannungen zu vermeiden, werden die Schmiedeteile kontrolliert abkühlen gelassen.

8. Wärmebehandlung

• Wärmebehandlungen nach dem Schmieden wie Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen werden angewendet, um:

  • Verbesserung der mechanischen Eigenschaften

  • Innerlichen Stress abbauen

  • Verfeinern Sie die Kornstruktur

9. Oberflächenreinigung

• Zunder und Oxidation aus dem Schmiedeprozess werden entfernt durch:

  • Kugelstrahlen

  • Beizen

  • Schleifen

10.Inspektion

• Es werden Dimensionsprüfungen und zerstörungsfreie Prüfungen (z. B. Ultraschall, Magnetpulverprüfung) durchgeführt.

• Zur Sicherstellung der Konformität werden mechanische Prüfungen (Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Härte) durchgeführt.

11.Bearbeitung und Endbearbeitung

• Einige Schmiedeteile können CNC-bearbeitet, gebohrt oder geschliffen werden, um die endgültigen Spezifikationen zu erfüllen.

12.Kennzeichnung und Verpackung

• Produkte sind mit Chargennummern, Spezifikationen und Wärmenummern gekennzeichnet.

• Fertige Teile werden mit der erforderlichen Dokumentation für die Lieferung verpackt.

Eigenschaften von Schmiedeteilen

Schmiedeteile bieten im Vergleich zu Guss- oder maschinell bearbeiteten Teilen deutliche Vorteile hinsichtlich Festigkeit, Integrität und Leistung. Nachfolgend sind die wichtigsten Merkmale aufgeführt:

1. Überlegene mechanische Eigenschaften

• Hohe Zugfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Schlagzähigkeit.

• Ideal für Teile, die dynamischen oder zyklischen Belastungen ausgesetzt sind.

2. Gerichteter Kornfluss

• Die Kornstruktur passt sich der Teilegeometrie an und erhöht so die Haltbarkeit und Belastbarkeit.

3. Verbesserte strukturelle Integrität

• Durch das Schmieden werden innere Hohlräume, Porosität und Einschlüsse vermieden, die beim Gießen häufig auftreten.

4. Höhere Duktilität und Zähigkeit

• Kann Stöße und Verformungen absorbieren, ohne zu reißen.

• Nützlich in Umgebungen mit hohem Druck oder hoher Belastung.

5. Bessere Oberflächenqualität

• Schmiedeteile haben oft glattere, gleichmäßigere Oberflächen als Gussteile.

6. Hervorragende Maßgenauigkeit

• Dies gilt insbesondere für das Gesenkschmieden, wo die Toleranzen eng und konstant sind.

7. Vielseitigkeit im Material

• Geeignet für eine Vielzahl von Materialien: Edelstahl, legierter Stahl, Werkzeugstahl, Aluminium, Titan und Kupfer.

8. Reduzierter Materialabfall

• Hohe Materialausnutzung im Vergleich zur Bearbeitung aus dem Vollen.

Arten von Schmiedeverfahren

Freiformschmieden

• Einfache, große Formen wie Wellen, Scheiben und Blöcke.

• Mehr Flexibilität, aber weniger Maßgenauigkeit.

Gesenkschmieden

• Komplexe, netzförmige Komponenten.

• Höhere Werkzeugkosten, bessere Präzision.

Kaltschmieden

• Durchgeführt bei Raumtemperatur.

• Führt zu einer hervorragenden Oberflächenbeschaffenheit und Maßkontrolle.

Warmschmieden

• Erhöht die Duktilität und reduziert die Schmiedekräfte.

• Wird häufig für harte Materialien wie legierten Stahl verwendet.

Typische geschmiedete Komponenten

• Kurbelwellen

• Pleuelstangen

• Zahnräder und Zahnradrohlinge

• Flansche und Armaturen

• Ventile und Kupplungen

• Halterungen für die Luft- und Raumfahrt

• Eisenbahnachsen

• Hochleistungswellen

Schmiedeteile sind überall dort unverzichtbar, wo hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen erforderlich sind.

Branchen, die auf Schmieden angewiesen sind

• Automobilindustrie: Motorteile, Achsen, Achsschenkel

• Luft- und Raumfahrt: Fahrwerke, Turbinenscheiben, Flugzeugkomponenten

• Öl und Gas: Flansche, Ventile, Druckbehälterkomponenten

• Konstruktion: Werkzeuge, Strukturverbinder

• Bergbau und Schwermaschinen: Rollen, Wellen, Stifte und Glieder

• Stromerzeugung: Turbinenschaufeln, Generatorwellen

In diesen Bereichen ist das Schmieden von entscheidender Bedeutung, da Sicherheit, Leistung und Lebensdauer nicht verhandelbar sind.

Qualitätsstandards und Zertifizierungen

At sakysteel, geschmiedete Produkte werden hergestellt und getestet, um globale Standards zu erfüllen, wie zum Beispiel:

• ASTM A182– Geschmiedete oder gewalzte Rohrflansche aus Legierungen und Edelstahl, geschmiedete Fittings

• EN 10222– Stahlschmiedestücke für Druckzwecke

• ASME B16.5 / B16.47– Flansche

• ISO 9001– Qualitätsmanagement

• EN 10204 3.1 / 3.2– Werksprüfzertifikate

Wir gewährleisten vollständige Rückverfolgbarkeit, Qualitätsdokumentation und bei Bedarf Unterstützung bei der Inspektion durch Dritte.

Abschluss

Schmieden ist nach wie vor eines der zuverlässigsten und effektivsten Metallumformungsverfahren und ermöglicht die Herstellung hochfester Teile mit unübertroffener Integrität. Von Wellenschmiedeteilen in Kraftwerken bis hin zu kritischen Komponenten in Flugzeugen und chemischen Reaktoren bieten Schmiedeteile überlegene mechanische Leistung, Konsistenz und Haltbarkeit.

Durch das Verständnis derSchmiedeprozessablaufund dieHauptmerkmale von Schmiedeteilen, Ingenieure und Beschaffungsexperten können fundierte Materialentscheidungen für ihre spezifischen Anwendungen treffen.

Für hochwertige Schmiedeteile, einschließlich Edelstahl- und legiertem Stahl, vertrauen Siesakysteelum Präzision, Leistung und Seelenfrieden zu liefern.