Wat is de basisclassificatie van smeden?

Smeden is een fundamenteel metaalvormingsproces dat een cruciale rol speelt bij de productie van sterke en duurzame componenten in diverse industrieën. Van krukassen voor de auto-industrie en beugels voor de lucht- en ruimtevaart tot bevestigingsmaterialen voor de bouw en gereedschappen voor de olie- en gasindustrie: gesmede onderdelen staan bekend om hun uitstekende mechanische eigenschappen en structurele integriteit.

Begrijpen van debasisclassificatie van smedenhelpt ingenieurs, ontwerpers en inkoopprofessionals bij het kiezen van de meest geschikte smeedmethode op basis van toepassing, onderdeelcomplexiteit, productievolume en materiaaltype. Dit artikel bespreekt de belangrijkste smeedmethoden en hun kenmerken, zodat u weloverwogen beslissingen kunt nemen.

sakysteel

Wat is smeden?

Smedenis een productieproces waarbij metaal wordt gevormd met behulp van lokale drukkrachten. Dit kan gebeuren door middel van hameren, persen of walsen – meestal met het metaal in een verhitte (maar vaste) toestand. Smeden verbetert de interne korrelstructuur, verhoogt de sterkte en elimineert defecten zoals porositeit of insluitsels.

Smeden heeft zich ontwikkeld tot verschillende technieken, afhankelijk van factoren zoals temperatuur, gebruikte apparatuur en matrijsconfiguratie.

Basisclassificatie van smeden

Smeedprocessen kunnen grofweg worden ingedeeld op basis vantwee hoofdcriteria:

1. Vormtemperatuur

2. Matrijsconfiguratie en gereedschap

Laten we elke classificatie eens in detail bekijken.

Classificatie op basis van vormingstemperatuur

Dit is de meest gebruikelijke manier om smeedprocessen te categoriseren. Afhankelijk van de temperatuur waarbij het smeden plaatsvindt, wordt het onderverdeeld in:

1. Warm smeden

Definitie:Uitgevoerd bij hoge temperaturen, doorgaans boven de herkristallisatietemperatuur van het metaal (ongeveer 1100–1250°C voor staal).

Voordelen:

• Hoge ductiliteit en lage weerstand tegen vervorming

• Maakt complexe vormen mogelijk

• Verfijnt de korrelstructuur

• Verwijdert porositeit en defecten

Nadelen:

• Schaalvorming door oxidatie

• De maatnauwkeurigheid is minder dan bij koudsmeden

• Vereist meer energie voor verwarming

Toepassingen:

• Auto-onderdelen (krukassen, tandwielen)

• Zware machineonderdelen

• Industriële assen en flenzen

2. Warm smeden

Definitie: Uitgevoerd bij gemiddelde temperaturen (tussen 500°C en 900°C), waarbij enkele voordelen van warm- en koudsmeden worden gecombineerd.

Voordelen:

• Verminderde vormbelastingen

• Verbeterde dimensionale controle

• Minder oxidatie vergeleken met warmsmeden

• Betere oppervlakteafwerking

Nadelen:

• Beperkt tot specifieke materialen

• Complexere apparatuurvereisten

Toepassingen:

• Transmissiecomponenten

• Lagerraces

• Tandwiel blanks

3. Koud smeden

Definitie: Uitgevoerd op of nabij kamertemperatuur zonder het materiaal te verwarmen.

Voordelen:

• Uitstekende oppervlakteafwerking

• Nauwe maattolerantie

• Werkverharding verbetert de sterkte

• Geen oxidatie of schilfering

Nadelen:

• Hoge vormkrachten vereist

• Beperkt tot eenvoudigere vormen en zachtere materialen

• Risico op restspanning

Toepassingen:

• Bevestigingsmiddelen (bouten, schroeven, klinknagels)

• Schachten

• Kleine precisiecomponenten

Classificatie op basis van matrijsconfiguratie

Smeden kan ook worden geclassificeerd op basis van het type matrijzen en de apparatuur die in het proces worden gebruikt:

1. Open matrijssmeedwerk (vrij smeden)

Definitie:Het metaal wordt tussen vlakke of eenvoudige matrijzen geplaatst die het materiaal niet volledig omsluiten.

Proces:

• Het werkstuk wordt in meerdere stappen vervormd

• Operator bestuurt de vervormingsrichting

• Ideaal voor maatwerk of productie in kleine aantallen

Voordelen:

• Geschikt voor grote en eenvoudige vormen

• Lagere matrijskosten

• Goede controle over de graanstroom

Nadelen:

• Lagere maatnauwkeurigheid

• Er zijn meer geschoolde arbeidskrachten nodig

• Mogelijk is extra bewerking nodig

Toepassingen:

• Grote assen, schijven, ringen

• Zware industriële componenten

• Onderdelen voor maritieme toepassingen en energieopwekking

2. Gesloten matrijssmeedwerk (impressiematrijssmeedwerk)

Definitie:Het metaal wordt in een matrijsholte geplaatst die lijkt op de gewenste vorm van het onderdeel.

Proces:

• Hoge druk dwingt het metaal in de matrijs

• Flits wordt vaak gevormd en vervolgens bijgesneden

• Ideaal voor productie in grote volumes

Voordelen:

• Nauwkeurige, bijna-netto vormcomponenten

• Hoge herhaalbaarheid en efficiëntie

• Verbeterde mechanische eigenschappen dankzij korreluitlijning

Nadelen:

• Hogere gereedschapskosten

• Beperkt tot kleinere en middelgrote onderdelen

• Vereist geavanceerdere apparatuur

Toepassingen:

• Tandwielen

• Drijfstangen

• Auto- en lucht- en ruimtevaartcomponenten

3. Opgewonden smeden

Definitie:Hierbij wordt de diameter van een deel van een metalen staaf vergroot door de lengte ervan samen te drukken.

Proces:

• Meestal gedaan in horizontale smeedmachines

• Wordt gebruikt om koppen te vormen op bouten, klinknagels en bevestigingsmiddelen

Voordelen:

• Efficiënte productie van symmetrische componenten

• Goede mechanische sterkte

• Hoge productiesnelheid

Toepassingen:

• Bouten

• Schroeven

• Assen en klepstelen

4. Naadloze ringrollen

Definitie: Een specifiek type smeedwerk waarbij een ring wordt gevormd uit een doorboorde prevorm en vervolgens wordt uitgezet door middel van walsen.

Voordelen:

• Uitstekende korreloriëntatie

• Precieze wanddikte

• Kosteneffectief voor ringen met een grote diameter

Toepassingen:

• Lagers

• Flenzen

• Tandwielen en drukvatcomponenten

Aanvullende classificaties

Bij het moderne smeedproces worden de processen ook ingedeeld naar:

a. Machinetype

• Hamersmeedwerk

• Hydraulisch perssmeden

• Schroefperssmeden

• Mechanisch perssmeden

b. Automatiseringsniveau

• Handmatig smeden

• Semi-automatisch smeden

• Volledig automatisch smeden

c. Materiaaltype

• Ferro (koolstofstaal, roestvrij staal)

• Non-ferrometalen (aluminium, koper, titanium, nikkellegeringen)

Smeden versus andere metaalvormmethoden