Leitfaden für den Aluminiumschmiedeservice

Überblick

Das Schmieden von Aluminium ist einer der wichtigsten Prozesse zur Herstellung leichter, aber energieeffizienter sicherer Teile. Das Schmieden verwendet ein Hochdruckverfahren für Aluminium, das ihm eine bessere Haltbarkeit und eine dichte Mikrostruktur verleiht. Dadurch gibt es Ihnen die Freiheit für Ihre Fahrzeugteile so weit Sie wollen.

Aluminiumschmieden verstehen

Schmieden ist ein mit Druck verbundener Prozess. Jedes Metall kann mit extremem Druck geschmiedet werden, um gepresst oder geschlagen zu werden. Als Ergebnis wird ein gequetschtes hochfestes Teil mit besserer Haltbarkeit hergestellt. Beim Aluminiumschmieden erhalten Sie Teile mit hoher Haltbarkeit und Festigkeit, aber leicht und energieeffizient. Aluminium wird seit langem wegen seiner guten Eigenschaften geschmiedet, die mit den Prozessen des Schmiedens übereinstimmen.

Die Vorteile der Verwendung von Aluminium zum Schmieden

Aluminiumschmieden kann sehr nützlich sein. Als Material steht es in perfekter Resonanz mit den Kriterien a Werkstoff erfüllen muss, um ein guter Schmiedewerkstoff zu werden.

• Aluminium hat von Natur aus eine geringe Dichte. Dadurch kann es bei niedrigen Temperaturen geschmiedet werden. Die Aufnahmefähigkeit ist nicht sehr hoch. Daher benötigen Sie möglicherweise das für den Arbeitsbereich erforderliche Kühlsystem. Obwohl die Schmelzpunkte der Legierungen variieren können, haben die meisten Legierungen ähnlich niedrige Schmelzpunkte, mit denen sie arbeiten können.
• Während des Schmiedens müssen Sie möglicherweise den Aluminiumbarren in eine gegossene Kornstruktur umwandeln. Ohne das können viele Anwendungen nicht ausgeführt werden. Wie bei Gussknüppeln kann Porosität vorherrschen. Dies ist das Merkmal von Lufteinschlüssen zwischen Aluminiumkörnern. Diese wird durch Schmieden reduziert oder ganz zerstört.
• Aluminiumschmieden unterliegt einem geringeren Spannungsfluss als andere Materialien und hat eine hohe Duktilität, was es am besten für hydraulische Pressen und das Arbeiten mit geringeren Rissraten macht. Sogar Sägeschnitte können beim Aluminiumschmieden bevorzugt werden. Daher können Sie es als eines der besten Materialien zum Schmieden verwenden.
• Unter Beibehaltung isothermer Bedingungen können Sie beim Schmieden sehr niedrige Geschwindigkeiten verwenden, was bei nachhaltigen Maschinen bessere Chancen bietet. Dies hilft, sehr komplizierte Formen zu erstellen. Meist wird der Prozess als Präzisionsschmieden bezeichnet.

Der Prozess des Aluminiumschmiedens

Sie können verschiedene Methoden zum Schmieden von Aluminium anwenden. Aber meistens werden drei Arten von Prozessen zum Schmieden verwendet. Manchmal werden sogar zwei Prozesse kombiniert, um beim Schmieden ein Gleichgewicht herzustellen. Die drei beliebtesten Schmiedemethoden sind: 

• Freiformschmieden
• Gesenkschmieden
• Walzringschmieden

Im Folgenden finden Sie eine kurze Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Verständnis des Verfahrens zum Aluminiumschmieden:

• Zunächst wird Aluminiumguss oder Schmiedematerial aufbereitet, um als Schmiedematerial für Aluminium verwendet zu werden. Das Material wird durch Scheren oder Sägen aus Stangen oder Platten oder einer anderen Rohform von Aluminium hergestellt.
• Zweitens wird das Material zum Schmieden vorgewärmt. Dies kann mit Öfen erfolgen, die mit Gas oder elektrischem Strom betrieben werden. Je nach Legierung und Dicke des Materials kann die Aufheizzeit von Zeit zu Zeit abweichen.
• Drittens erfolgt das Erhitzen der Formen mit Präzision.
• Viertens müssen Sie das Werkzeug und das Werkstückmaterial schmieren, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Graphit wird hauptsächlich im Schmierprozess verwendet. Manchmal werden ihm verschiedene organische sowie anorganische Materialien zur Schmierung beigemischt.
• Dann werden die Matrize und das Werkstück zum Pressen mit hohem Druck zum Schmieden des Aluminiumstapels verwendet. Dies ist der Hauptteil des Schmiedens und muss mit äußerster Sorgfalt und Präzision erfolgen.
• Fünftens wird das geschmiedete Aluminium vor der Endbearbeitung einer notwendigen Form- und Beschneidungsbehandlung unterzogen.
• Schließlich wird eine Reinigung durchgeführt, um unerwünschtes Schmiermittel und Rückstände zu entfernen, sowie eine Wärmebehandlung durch gasbasiertes Feuer, elektrische oder andere Verfahren durchgeführt, um ihm die bestmögliche Endbearbeitung zu verleihen.

Alle diese Schritte werden Schritt für Schritt im Prozess des Aluminiumschmiedens befolgt.

Beim Schmieden verwendete Aluminiumlegierungen

Die meisten Aluminiumlegierungen eignen sich sehr gut zum Schmieden. Einige davon werden im Folgenden kurz beschrieben:

• Aluminiumlegierungen wie 2618, 2219, 2025 und 2015 sind alle sehr nützlich zum Schmieden. Die Legierungen haben 1-5% Kupfer. Manchmal wird in dieser Serie auch Magnesium hinzugefügt. Es hilft, die Legierung nach der Wärmebehandlung zu festigen.
• Aluminiumlegierung 5083 ist eine weitere sehr wichtige Schmiedelegierung mit einem Magnesiumanteil.
• Aluminium bestehend aus 5-8% Zink wird am häufigsten zum Schmieden wie 7079 verwendet. 7075, 7050, 7049, 7039 und 7010.
• Die am besten schmiedbare Aluminiumlegierung ist 6061. Sie hat Kupfer-, Silizium- und Magnesiumanteile für bessere Haltbarkeit, Duktilität, geringe Fließfestigkeit und gute Schmiedtemperatur.

Hauptanwendung für das Schmieden von Aluminium

Geschmiedetes Aluminium ist ideal für Sie, wenn Sie nach einem leichten, aber energieeffizienten Material suchen. Für diese beiden Eigenschaften wird die Hauptanwendung des Aluminiumschmiedens dort eingesetzt, wo es vor allem auf Schnelligkeit ankommt – bei der Herstellung von Fahrzeugteilen. Sie können verschiedene Motorradteile und Autoteile mit Aluminiumschmieden herstellen.

Vor allem geschmiedetes Aluminium wird oft in Flugzeugteilen verwendet, was ihm eine andere Klasse verleiht als jedem anderen Material.

Arten des Aluminiumschmiedens

Aluminium ist eines der besten Materialien zum Schmieden. Es stehen verschiedene Arten von Schmiedeverfahren zur Verfügung. Sie werden regelmäßig zum Schmieden verwendet. 

Unter allen Schmiedeverfahren werden hauptsächlich drei Verfahren regelmäßig verwendet. Sie können auch zwei der Methoden zusammen anwenden, um ein Gleichgewicht herzustellen.

Die Methoden werden im Folgenden erwähnt:

• Freiformschmieden
• Gesenkschmieden
• Walzringschmieden

Dies sind die Hauptarten des Aluminiumschmiedens.

Die Stärke von Aluminiumschmiedekomponenten

Das Schmieden von Aluminium erfordert hohen Druck. Was tatsächlich die Mikrostruktur des Materials verändert und es haltbarer und von hoher Duktilität macht. Solches Aluminium ist wärmebehandelbar. Die inneren Hohlräume sind verschwunden und können leicht zur Herstellung hochfester Teile verwendet werden.

Aluminiumschmieden verleiht ihm eine um 24-26% höhere Zugfestigkeit sowie eine um 35-37% höhere Ermüdungsfestigkeit als Aluminiumguss. Dadurch macht es gegenüber Aluminiumguss immer das Rennen. Die Lebensdauer und Haltbarkeit sind bei geschmiedeten Aluminiumteilen naturgemäß hoch.

Im Vergleich zu Stahl hat es ein Gewicht von einem Drittel des gleichen Stahlvolumens. Dadurch sind die geschmiedeten Aluminiumteile stärker als gepresst. 

Unter allen starken Aluminiumlegierungen ist die Aluminiumlegierung 7086, die hauptsächlich in Flugzeugen verwendet wird, eine der stärksten. Es ist stärker als Aluminiumguss oder Stahl. 

Überblick über das Freiformschmieden

Freiformschmieden ist ein Schmiedeverfahren, bei dem ein Teil oder Teile des Werkstückmaterials während der Bearbeitung offen und gut sichtbar gehalten werden. Das Schmiedeverfahren ist sehr nützlich für die Herstellung kleiner Mengen von Aluminiumteilen. Das Metall wird in mehreren Stufen zwischen mehrere Gesenke gelegt, wobei das offene Gesenk den Schmiedeprozess nicht vollständig umschließt. 

Das Metall wird gehämmert oder gestanzt oder kann beide Prozesse durchlaufen, bis es durch das Schmieden in die gewünschte Form gebracht wird. Meist erfordert das Freiformschmieden eine Weiterverarbeitung der Teile durch andere Arten von Schmiede- oder Veredelungsprozessen.

Überblick über das Gesenkschmieden

Materialien, die durch Gesenkschmieden durchlaufen werden, müssen möglicherweise sowohl für das Gesenk als auch für das Material selbst vorgewärmt werden. Dann wird es in eine geschlossene Matrize eingeführt, wo Metallteile vollständig von der Matrize umschlossen werden. Zum Schmieden wird extremer Druck ausgeübt und das Metall erhält dann die perfekte Form des eingeschlossenen Gesenks. Beim Gesenkschmieden – 

• Eine bessere Endbearbeitung kann erreicht werden
• Gut für die Produktion in höheren Stückzahlen als beim Freiformschmieden
• Die Kornstrukturbildung wird verstärkt, dadurch wird die Materialdichte gewonnen
• Komplexe Formen können durch extremen Druck erreicht werden

Das Gesenkschmieden selbst kann auf verschiedene Arten erfolgen:

• Schmiedestücke vom Blocker-Typ, bei denen die Materialien einen einzigen Satz von Gesenken durchlaufen. Das Verfahren ist ziemlich kostengünstig und eignet sich gut für die Massenproduktion, bei der eine angemessene Endbearbeitung in Ordnung ist.
• Herkömmliches Gesenkschmieden, bei dem das Schmieden für hochbeständige Teile einen höheren Druck erfordert. Es wird in Gesenken vom Blocker-Typ geschmiedet und durchläuft dann gute Endbearbeitungsverfahren. Infolgedessen ist es zwar etwas teuer, aber derzeit die beliebteste Schmiedemethode. Nur zwei Schritte machen ein besseres und langlebigeres Teil.
• High-Definition-Schmiedeteile sind teurer, da Sie mehr als einen Satz Matrizen und Blocker sowie Endbearbeitungsmatrizen benötigen, um den gesamten Prozess abzuschließen. Das Verfahren wird verwendet, um genauere Formen für Teile herzustellen.
• Präzisionsschmieden besteht aus Schmieden, maschineller Bearbeitung und Fertigung, was viel teurer ist als High-Definition-Schmieden, sowie dem besten Präzisionsschmieden, das es gibt. Durch diesen Prozess geschmiedetes Aluminium kann zwei oder drei Matrizensätze durchlaufen, um das perfekte Ergebnis zu erzielen.

Überblick über das Schmieden von Walzringen

Rollringschmieden ist ein Prozess, bei dem Sie sehen können, wie hohle Aluminium-Donuts erhitzt und unter extremem Druck gepresst werden, um ihnen die gewünschte Form zu geben. 

Diese Metallteile werden bereits durch Freiformschmieden sowie Stauchschmieden geformt. Diese beiden Methoden verleihen dem Metall eine Ring- oder Donutform mit einer Vertiefung in der Mitte. Dann wird es zum Schmieden der gewünschten Formen verwendet, während es gewalzt wird.

Der Unterschied zwischen Aluminiumschmieden und Aluminiumguss

Aluminiumschmieden und Aluminiumgießen sind zwei Methoden, um Aluminium die perfekte Form zu geben. Mal sehen, welche Unterschiede diese beiden Methoden haben:

Unterschied zwischen Billet-Aluminium und geschmiedetem Aluminium

Aluminium und geschmiedetes Aluminium haben einige Unterschiede, mit denen man arbeiten kann. Aufgrund der niedrigeren Schmelzpunkte eignet sich Aluminium gut zum Schmieden. Im Folgenden sind einige Punkte aufgeführt, die geschmiedetes Aluminium von allgemeinem Aluminium unterscheiden:

Erstens hat geschmiedetes Aluminium eine viel engere Kornmikrostruktur als normales Billet-Aluminium, da es hohen Druck durch Gesenke und andere Stufen durchläuft. Infolgedessen ist es von Anfang an eine bessere Qualität.

Zweitens unterscheidet sich Billet-Aluminium in Bezug auf die Funktionalität nicht wesentlich von geschmiedetem Aluminium. Beide können zur Herstellung desselben Werkstücks verwendet werden. Aber geschmiedet ist ästhetischer als Billet-Aluminium.

Drittens hat geschmiedetes Aluminium eine bessere Haltbarkeit als Billet-Aluminium, da geschmiedetes Aluminium bei besseren Formen unter Druck gesetzt wird.

Aus diesen Gründen unterscheidet sich Billet-Aluminium von geschmiedetem Aluminium.

Die erreichbare Präzision beim Aluminiumschmieden

Die erreichbare Präzision beim Schmieden von Aluminium hängt von der gewählten Methode, der Qualität der Werkzeuge und Gesenke sowie den Materialeigenschaften, Toleranzen und der erforderlichen Oberflächenbeschaffenheit ab, wenn solche strengen kritischen Kontrollmaßnahmen angewendet werden. Durch die Verwendung präziser CNC-gefräster Gesenke bietet das Gesenkschmieden eine höhere Genauigkeit als das Gesenkschmieden, bei dem hoher Druck auf das Material ausgeübt wird. Die Präzision bei der Formgebung wird durch die Wahl einer geeigneten Aluminiumlegierung, die Einstellung der Schmiedetemperatur und die Einhaltung von Toleranzen bestimmt. Anwendungen stellen spezifische Anforderungen und müssen die Kosten berücksichtigen. Daher ist es wichtig, mit Experten zusammenzuarbeiten, die den Prozess individuell anpassen können.

Wählen Sie den richtigen Aluminiumschmiedeservice

Es ist sehr wichtig, den richtigen Aluminiumschmiededienst auszuwählen, der von einigen wesentlichen Punkten abhängt. Beurteilen Sie zunächst die verwendeten Schmiedeverfahren, welches Verfahren mit geschlossenem Gesenk präziser ist als Verfahren mit offenem Gesenk. Bewerten Sie die Eignung von Werkzeugen und Matrizen und legen Sie dabei den Schwerpunkt auf Dienstleistungen, die CNC einsetzen, um eine höhere Präzision zu gewährleisten. Machen Sie sich mit der Fähigkeit vertraut, mit verschiedenen Aluminiumlegierungen umzugehen, da es eine Entscheidung darüber ist, welche Art von Aluminium für Ihr Endprodukt verwendet wird. Die Zustellbarkeit sollte gewährleistet werden, indem sichergestellt wird, dass der Dienst terminiert ist Fragen Sie jedoch, wie sie die Qualitätskontrolle gewährleisten, um einheitliche, zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten. Die Kostenfaktoren sollten das erforderliche Maß an Genauigkeit und die allgemeinen Projektanforderungen widerspiegeln. Schließlich liefert Ihnen eine umfassende Betrachtung dieser Faktoren Informationen, die Ihnen dabei helfen können, den besten Aluminiumschmiededienst für Ihre Bedürfnisse zu ermitteln.

Kostenüberlegungen bei kundenspezifischen Aluminiumschmiedeteilen

Im Hinblick auf den Preis kundenspezifischer Aluminium-Schmiedeteile müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

• Auswahl der Aluminiumlegierung: Die Kosten für die verschiedenen Legierungen variieren je nach Eigenschaften und Verfügbarkeit.
• Komplexität des Schmiedeprozesses: Die Komplexität des Designs und der Grad der erforderlichen Präzision wirken sich auf die Endkosten aus.
• Werkzeug- und Gesenkkosten: CNC-Bearbeitung, insbesondere hochwertige Werkzeuge, erhöht die Kosten.
• Nachschmiedeprozesse: Prozesse wie maschinelle Bearbeitung oder Oberflächenveredelung können zusätzliche Kosten verursachen.
• Materialabfall: Abfallminimierung bedeutet Kostenkontrolle durch einen effizienten Schmiedeprozess.
• Menge und Umfang: Dadurch können bei größeren Produktionsmengen Skaleneffekte und geringere Stückkosten erzielt werden.
• Qualitätssicherungsmaßnahmen: Obwohl die Investition in eine genaue Qualitätskontrolle die Anfangskosten erhöhen kann, garantiert eine ordnungsgemäße Implementierung Zuverlässigkeit.
• Zusammenarbeit mit Schmiedeservice: Dabei handelt es sich um eine enge Partnerschaft, die darauf abzielt, die Prozesse zu vereinfachen und keine Kompromisse bei der Qualität einzugehen, um die Wirtschaftlichkeit sicherzustellen.
• Präzision vs. Budget-Balance: Für eine kostengünstige Anpassung ist es wichtig, ein Gleichgewicht zwischen Präzisionsanforderungen und Budgetbeschränkungen zu wahren.

Fazit

Das Schmieden von Aluminium ist ein nützliches Verfahren zur Herstellung guter Flugzeug- und Autoteile. Die Teile sind langlebig und von hoher Duktilität. Außerdem ist Leichtbau ein weiterer Aspekt von Aluminium. Infolgedessen wird Aluminium Tag für Tag als gutes Material zum Schmieden beliebt.