Wie kommt es zum Warmschmieden?

- Mar 04, 2020-

Der Heißschmiedeherstellungsprozess wird bei der höchsten Temperatur durchgeführt, die die metallurgischen Eigenschaften der betrachteten Legierung nicht zerstört (bis zu 1250 ° C für Stahl, 300 bis 460 ° C für Al-Legierungen, 750 bis 1040 ° C für Titanlegierungen und 700 bis 800 ° C für Cu-Legierungen).

Die Rekristallisation erfolgt gleichzeitig mit der Verformung, wodurch eine Kaltverfestigung vermieden wird. Aus diesem Grund und für beste Ergebnisse muss die Schmiedetemperatur während des gesamten Prozesses abhängig von der Legierung über einem bestimmten Minimum gehalten werden. Dieser Zustand vermeidet auch das Risiko einer mangelnden Schmiedbarkeit, was zu Rissen führt, da die Duktilität bei niedrigerer Temperatur ernsthaft verringert werden kann. Die Schmiedesequenz wird anschließend zeitlich begrenzt, um diese Temperaturgrenzen einzuhalten.

Wenn das Schmieden bei Erreichen der Untergrenze nicht abgeschlossen ist, ist nach Möglichkeit ein Nachheizen erforderlich, oder das Teil muss als geschmiedet betrachtet und auf andere Weise fertiggestellt werden. Das erforderliche Temperaturintervall für den Warmschmiedevorgang ist so wichtig, dass alle Werkzeuge vorgewärmt werden, um den Temperaturverlust des Bauteils während des Schmiedeschritts zu begrenzen. Dies hatte dazu geführt, dass ein sehr genaues und spezifisches Verfahren für das Gesenkschmieden entwickelt wurde, das als „isothermes Schmieden“ bezeichnet wird.

Während des isothermen Schmiedens werden die Werkzeuge (tatsächlich Gesenke) auf die erforderliche Schmiedetemperatur erwärmt. Dieses Konzept wird jedoch je nach Art des Materials und damit der Schmiedetemperatur selbst sehr unterschiedlich angewendet. Die für die Matrizen verwendete Materialqualität muss die hohen mechanischen Eigenschaften, die zum Verformen des Bauteils erforderlich sind, bei der Schmiedetemperatur wirksam halten.

Einige Beispiele für isothermes Schmieden auf verschiedenen Materialien.

- Für das Schmieden von Aluminium ist dies sehr obligatorisch, da Aluminium sehr schnell abkühlt und die Schmiedetemperatur eher niedrig ist: Alle Gesenkqualitäten behalten die erforderlichen mechanischen Eigenschaften bei.

- Für Kupfer- und Titanlegierungen ist es möglich, wenn für die Matrizen eine anspruchsvolle (und teure) Qualität gewählt wird.

- Es ist sehr schwierig für Stahllegierungen, bei denen nur sehr wenige Werkstoffe (wie z. B. reines Molybdän) bei 1250 ° C der Schmiedespannung standhalten.

Daher ist das isotherme Schmieden für Titanlegierungen ziemlich ungewöhnlich und für Legierungen auf Stahl- und Nickelbasis (zum Beispiel für die schwierigsten Turbinenscheiben für Strahltriebwerke) sehr vertraulich.

Setforge bietet ein hochwertiges isothermes Schmiedeverfahren für Aluminiumlegierungen.

Um eine Gasverunreinigung während des Warmschmiedevorgangs (O2-, H2- oder sogar N2-Verunreinigung) zu vermeiden, kann das Bauteil durch Glasbeschichtung oder kontrollierte Atmosphäre (Inertgas) im Heizofen, im Induktionsheizgerät und sogar im Pressenlabor geschützt werden.

Das Warmschmieden beginnt mit einem geschmiedeten Metallblock oder einem Metallgussstück, das in speziellen Formen "zusammengedrückt" wird, wo seine Kornstruktur zerlegt und zu feineren Körnern homogenisiert wird, um die Streckgrenze und Duktilität zu erhöhen. Da das Metall heiß ist, verformt es sich leicht und ermöglicht es den Herstellern, aufwändigere Formen als beim Kaltschmieden herzustellen. Die Tatsache, dass das Metall oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur plastisch verformt wird, ermöglicht es ihm, seine verformte Form beim Abkühlen beizubehalten. Auf die Formgebung folgt eine Abkühlung, die von entscheidender Bedeutung ist, da ein zu schnelles Abkühlen heißgeschmiedeter Teile zu Verwerfungen führen kann.