Precisie smeden

Smeden is een metaalvormmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van smeedmachines om druk uit te oefenen op een metalen knuppel, waardoor plastische vervorming ontstaat. smeedstukken met specifieke mechanische eigenschappen, vormen en afmetingen. Smeden elimineert defecten zoals gietporositeit die optreden tijdens het smeltproces, optimaliseert de microstructuur en behoudt intacte metaalstroomlijnen. Smeedstukken hebben over het algemeen superieure mechanische eigenschappen vergeleken met gietstukken van hetzelfde materiaal.

 

Op basis van de werkstuktemperatuur tijdens het smeden kan smeden worden geclassificeerd als: heet smeden (boven de herkristallisatietemperatuur), warm smeden (van de herkristallisatietemperatuur tot 30% van de herkristallisatietemperatuur) en koud smeden (lager dan 30% van de herkristallisatietemperatuur, meestal bij kamertemperatuur).

 

 

Het meest gebruikte materiaal bij het smeden is gelegeerd staal. De initiële herkristallisatietemperatuur van staal is ongeveer 727 graden, maar over het algemeen wordt 800 graden als scheidslijn gebruikt. Smeden boven 800 graden is heet smeden; smeden tussen 300 en 800 graden wordt warm smeden of semi-heet smeden genoemd; en smeden bij kamertemperatuur wordt koud smeden genoemd. Smeedstukken die in de meeste industrieën worden gebruikt, zijn heetsmeedstukken. Warm smeden en koud smeden worden voornamelijk gebruikt voor het smeden van onderdelen in auto's en algemene machines. Warm smeden en koud smeden kunnen effectief materialen besparen.

 

Gratis smeden
Vrij smeden verwijst naar een verwerkingsmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van eenvoudige gereedschappen voor algemene- doeleinden, of waarbij rechtstreeks externe kracht wordt uitgeoefend op de knuppel tussen het bovenste en onderste aambeeld van smeedapparatuur, waardoor de knuppel vervormt en de gewenste geometrische vorm en interne kwaliteit krijgt. Smeedstukken geproduceerd met behulp van de vrije smeedmethode worden vrije smeedstukken genoemd. Vrij smeden wordt voornamelijk gebruikt voor het produceren van smeedstukken in kleine batches. Smeedapparatuur zoals smeedhamers en hydraulische persen wordt gebruikt om de knuppel vorm te geven en gekwalificeerde smeedstukken te verkrijgen. De basisprocessen van vrij smeden omvatten stuiken, tekenen, ponsen, snijden, buigen, draaien, verschuiven en smeden. Bij gratis smeden wordt altijd gebruik gemaakt van warme smeedmethoden.

 

Sterven smeden
Het smeden van matrijzen is verder onderverdeeld in het smeden van open matrijzen en het smeden van gesloten matrijzen. De metalen knuppel wordt onder druk vervormd in een smeedmatrijsholte met een bepaalde vorm om het smeedstuk te verkrijgen. Matrijzensmeden wordt over het algemeen gebruikt voor het produceren van onderdelen die niet zwaar zijn maar in grote batches worden geproduceerd. Het smeden van matrijzen kan worden onderverdeeld in heet smeden van matrijzen, warm smeden en koud smeden. Gesloten matrijssmeedwerk heeft, vanwege de afwezigheid van flits, een hogere materiaalbenuttingsgraad. Complexe smeedstukken kunnen in één of meerdere bewerkingen worden afgewerkt. Bovendien produceert het smeden van gesloten matrijzen smeedstukken met een kleiner spanningsoppervlak, waardoor minder belasting nodig is. Het is belangrijk op te merken dat het smeden van gesloten matrijzen strikte controle vereist van het knuppelvolume, de relatieve positie van de smeedmatrijzen en het meten van de smeedstukken om slijtage van de matrijs te minimaliseren.

 

Geschikte metalen materialen voor smeden

De belangrijkste materialen die voor het smeden worden gebruikt, zijn koolstofstaal en gelegeerd staal met verschillende samenstellingen, gevolgd door aluminium, magnesium, koper, titanium en hun legeringen. De oorspronkelijke staat van de materialen omvat staven, blokken, metaalpoeder en vloeibaar metaal. De verhouding tussen het dwarsdoorsnedeoppervlak van het metaal vóór vervorming en het dwarsdoorsnedeoppervlak na vervorming wordt de smeedverhouding genoemd. Het correct selecteren van de smeedverhouding, de juiste verwarmingstemperatuur en houdtijd, de juiste begin- en eindsmeedtemperaturen en de juiste vervormingshoeveelheid en -snelheid zijn cruciaal voor het verbeteren van de productkwaliteit en het verlagen van de kosten. Naast de bovengenoemde metallische materialen worden ook superlegeringen op basis van smeedijzer-, nikkel- en kobalt- gesmeed of gewalst. Vanwege hun relatief smalle kunststofbereik zijn deze legeringen echter moeilijker te smeden en worden er voor verschillende materialen strenge eisen gesteld aan de verwarmingstemperatuur, de initiële smeedtemperatuur en de uiteindelijke smeedtemperatuur.

 

 

Processtroom smeden
Verschillende smeedmethoden hebben verschillende processen, waarbij het smeden van warme matrijzen de langste stroom heeft. De algemene volgorde is: het stansen van de knuppels, het verwarmen van de knuppels, het voorbereiden van het smeden van rollen, het smeden van de matrijzen, het trimmen, het reinigen, het ponsen, het rechttrekken, enz.

 

Smeden Inspectie
Smederijinspectie omvat -procesinspectie, dimensionale inspectie, detectie van oppervlaktedefecten en chemische samenstelling, restspanning, mechanische eigenschappen en metallografische analyse. Indien nodig kunnen ook niet-destructief onderzoek (NDT) worden uitgevoerd. Warmtebehandeling van smeedstukken wordt gebruikt om smeedspanning te elimineren en de bewerkbaarheid van het metaal te verbeteren.

 

Kenmerken van smeedstukken
1. Vergeleken met gietstukken Smeden verbetert de microstructuur en mechanische eigenschappen van metalen. Na hete vervorming via smeden worden de oorspronkelijke grove dendrieten en kolomvormige korrels in het gegoten metaal door vervorming en herkristallisatie omgezet in fijnere, meer uniforme gelijkassige herkristalliseerde korrels. Hierdoor worden inconsistenties zoals segregatie, porositeit, poriën en insluitsels in de staaf gecomprimeerd en gelast, wat resulteert in een dichtere microstructuur en verbeterde plasticiteit en mechanische eigenschappen.

2. De mechanische eigenschappen van gietstukken zijn lager dan die van smeedstukken van hetzelfde materiaal. Bovendien zorgt het smeden voor de continuïteit van de vezelstructuur van het metaal, waardoor de consistentie tussen de vezelstructuur en de vorm van het smeedstuk behouden blijft, wat resulteert in volledige metaalstroomlijnen en goede mechanische eigenschappen en een langere levensduur garandeert. Smeedstukken geproduceerd met behulp van precisiesmeedwerk, koude extrusie en warme extrusieprocessen zijn ongeëvenaard door gietstukken.

3. Smeedstukken zijn voorwerpen waarin metaal aan druk wordt onderworpen en plastisch wordt vervormd om de gewenste vorm of geschikte drukkracht te bereiken. Deze kracht wordt bereikt met behulp van een hamer of druk. Het smeedproces creëert een verfijnde korrelstructuur en verbetert de fysieke eigenschappen van het metaal. Bij praktische toepassingen van componenten zorgt een goed ontwerp ervoor dat de deeltjesstroom is uitgelijnd met de hoofddrukrichting. Gietstukken zijn daarentegen metalen onderdelen die met behulp van verschillende gietmethoden worden gevormd. Hierbij wordt gesmolten metaal in een vooraf-voorbereide mal gegoten met behulp van methoden zoals gieten, injectie, zuigen of andere giettechnieken. Na afkoeling ondergaat het metaal zandverwijdering, reiniging en nabewerking- om een ​​object te verkrijgen met een specifieke vorm, afmeting en prestatie.

4. Met smeedstukken kan netto-vormsmeedwerk worden bereikt. Smeedstukken vereisen minimale of geen bewerking en bieden voordelen zoals een nauwkeurige vorm, hoge maatnauwkeurigheid, hoge vorm- en positienauwkeurigheid en hoge oppervlakteruwheid.

 

Toepassingen van smeedstukken
Belangrijke onderdelen van aanverwante machines die hoge belastingen dragen en onder zware omstandigheden werken, zijn vaak gesmeed, met uitzondering van eenvoudigere vormen die kunnen worden gemaakt van gewalste platen, profielen, gietstukken en gelaste onderdelen. Smeden is een van de belangrijkste verwerkingsmethoden voor het leveren van plano's voor mechanische onderdelen in de machinebouwindustrie. Door smeden kan niet alleen de vorm van mechanische onderdelen worden verkregen, maar kan ook de interne structuur van het metaal worden verbeterd, waardoor de mechanische en fysieke eigenschappen ervan worden verbeterd. Voor de belangrijkste mechanische onderdelen die aan hoge spanningen worden blootgesteld en hoge eisen stellen, is smeden de meest gebruikelijke productiemethode. Belangrijke onderdelen zoals turbinegeneratorassen, rotoren, waaiers, bladen, borgringen, grote hydraulische perskolommen, hogedrukcilinders, walsrollen, krukassen van verbrandingsmotoren, drijfstangen, tandwielen, lagers en artillerie in de defensie-industrie worden bijvoorbeeld allemaal door smeden geproduceerd.