Bei der Herstellung von Metallkomponenten und -produkten gibt es viele Verfahren. Der Metallherstellungsprozess umfasst Schneiden, Falten, Schweißen, Bearbeiten, Stanzen, Prägen, Scheren, Gießen und Schmieden. Während viele dieser Verfahren die Legierung umformen, manipuliert nur Gießen und Schmieden die Form des Metalls im Inneren und ermöglicht so eine stärkere Umformung des Metalls.
Die wichtigsten Unterschiede zwischen Gießen und Schmieden sind folgende:
- Beim Gießen wird Metall in einem Ofen erhitzt, bis es geschmolzen ist. Im flüssigen Zustand wird das Metall in eine Matrize oder Form gegossen, um eine Bauteilform zu erzeugen.
- Beim Schmieden werden Barren durch Einwirkung von thermischer und mechanischer Energie so geformt, dass die Legierung im festen Zustand ihre Form ändert.
Was ist Schmieden?
Schmieden ist ein Verfahren, bei dem Metallformmaschinen auf Metallbarren gepresst werden, wodurch diese plastisch verformt werden, um mechanische Eigenschaften, Form und Größe zu erhalten. Schmieden ist ein gängiges Formverfahren, das im Maschinenbau weit verbreitet ist. Durch Schmieden können lose Gussteile und Schweißlöcher im Metall beseitigt werden. Die mechanischen Eigenschaften von Schmieden sind besser als die von Gussteilen.
Basierend auf der Temperatur kann das Schmieden in Kaltschmieden und Warmschmieden unterteilt werden. Im Allgemeinen findet das Kaltschmieden bei Raumtemperatur statt. Das Warmschmieden wird bei einer Temperatur durchgeführt, die höher ist als die Rekristallisationstemperatur des Metalls. Das Schmieden, dessen Temperatur niedriger ist als die Rekristallisationstemperatur, wird als Warmschmieden bezeichnet.
Vorteile des Schmiedens
- Generell robuster als Alternativen
- Hält Stößen besser stand als Gussteile
- Aufgrund der Art des Schmiedens ist das Auftreten von Porosität, Schrumpfung, Hohlräumen und Kaltgussproblemen ausgeschlossen.
- Die dichte Kornstruktur von Schmiedestücken verleiht ihnen mechanische Festigkeit. Für die Herstellung hochfester Bauteile sind weniger teure Legierungen erforderlich.
- Die dichte Kornstruktur bietet eine hohe Verschleißfestigkeit, ohne dass die Produkte „superhart“ gemacht werden müssen. Wir haben festgestellt, dass bei einem blanken, geschmiedeten Schleifeinsatz mit HRC 38-42 der Verschleiß/die Abnutzung ungefähr so hoch ist wie bei einem hochlegierten, gegossenen Schleifeinsatz mit HRC 46-50. Der Unterschied besteht darin, dass ein Gussstück mit HRC 46-50 nicht die Duktilität besitzt, um starkem Schleifen standzuhalten.
Was ist Casting?
Besetzung ist eine Art Spritzguss, bei dem geschmolzenes flüssiges Metall in eine vorbereitete Form gespritzt wird. Nach dem Abkühlen entstehen Gussteile. Basierend auf der Technik kann das Gießen in Sandguss, Druckguss, Feinguss, Schalenformguss, hohlraumloses Gießen, Niederdruckguss, Schwerkraftguss usw. eingeteilt werden.
Vorteile des Castings
- Keine wirkliche Obergrenze beim Wurfgewicht
- Große Auswahl an Legierungen
- Da Schmiedestücke massiv bleiben, ist die Herstellung kundenspezifischer Legierungen weitaus schwieriger, wohingegen beim Gießen Legierungen wie Chrom, Nickel und Molybdän im geschmolzenen Stadium hinzugefügt werden können.
- Werkzeuge sind oft günstiger als Schmiedegesenke
- Kleinere Produktionsläufe erforderlich
- Komplizierte/komplexe Teile sind kein Problem
Schmieden vs. Gießen
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Gussteile geschmolzen, gegossen und verfestigt werden, während Schmiedeteile physisch in eine Form gepresst werden, während sie in einem festen Zustand verbleiben. Infolgedessen bilden diese beiden Prozesse Endprodukte mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. In der folgenden Tabelle finden Sie die häufigsten Überlegungen, die Sie bei der Wahl zwischen Gießen und Schmieden berücksichtigen sollten.
| Metallschmieden | Metallguss | |
| Strukturelle Integrität | Weit überlegene Festigkeit im Vergleich zu Gussteilen. Hohe Vorhersagbarkeit des Materials | Produkte neigen dazu, poröser und bruchanfälliger zu sein als Schmiedestücke |
| Toleranz | Nicht gut geeignet für hochkomplexe Geometrien | Ermöglicht ein hohes Maß an Detailgenauigkeit. Kann enge Toleranzen einhalten |
| Produktgröße | Begrenzt hinsichtlich der Größe und Dicke des Metalls (größer = schwieriger) | Kompatibel mit einer Vielzahl von Größen |
| Materialauswahl | Die Auswahl an Legierungen ist begrenzt | Kompatibel mit fast allen Metallarten |
| Sekundäroperationen | Normalerweise sind sekundäre Arbeitsschritte erforderlich, um das Produkt zu verfeinern und gemäß den genauen Spezifikationen fertigzustellen | Bietet ein Primärprodukt, für das normalerweise nur sehr wenige Sekundärvorgänge erforderlich sind |
| Kosten | Am kosteneffizientesten bei mittleren bis großen Produktionsläufen | Im Allgemeinen weniger teuer als Schmieden, es hängt jedoch vom jeweils verwendeten Gussverfahren ab. |
Gießventile
Beim Guss von Ventilen werden die Komponenten gegossen, einschließlich Gehäuse, Verschlussdeckel und Handrad. Das Gussverfahren wird zur Herstellung großer Komponenten verwendet, um Kosten zu sparen. Zur Herstellung kleiner Ventile wird jedoch das Schmiedeverfahren verwendet.
Ventile bestehen aus Körper, Deckel, Schaft und Scheibe. Der Schaft wird geschmiedet. Schmiedestücke können durch gewalzte Stangen ersetzt werden. Gewalzte Stangen können auch bei niedrigem Druck verwendet werden. Scheibe, Körper und Deckel können direkt aus Stangen hergestellt werden. Große Komponenten werden gegossen. Gussmaterialien können in Kohlenstoffstahl, legierten Stahl und Edelstahl eingeteilt werden. Kohlenstoffstahl: WCA, WCB, WCC; legierter Stahl: WC6, WC9; Edelstahl: CF8, CF8M, CF3, CF3M.
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