Hauptvorteile von Gesenkschmiedeteilen
Das Gesenkschmieden spielt als hochmoderner Metallumformprozess eine entscheidende Rolle in der modernen Fertigung. Erstens weisen Gesenkschmiedestücke hervorragende mechanische Eigenschaften auf. Während des Schmiedeprozesses breiten sich Metallflusslinien ständig entlang des Teilprofils aus und verbessern so die Festigkeit, Steifigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Bauteils erheblich. Gesenkschmiedeteile haben typischerweise eine um 20-30 % höhere Festigkeit und eine 3-5-mal längere Ermüdungslebensdauer als Gussteile oder bearbeitete Komponenten. Zweitens führt die endkonturnahe Formgebung im Gesenkschmiedeverfahren dazu, dass die Materialausnutzungsgrade bis zu 80–95 % betragen, wodurch die Nachbearbeitungszugaben erheblich eingespart werden und gleichzeitig die Produktionskosten und die erforderliche Energie gesenkt werden. Drittens weisen Gesenkschmiedeteile in der Regel eine hervorragende Maßhaltigkeit und eine höhere Oberflächenqualität auf, da sie eine Präzision der Klasse IT7–IT8 und eine Oberflächenrauheit von Ra3,2–6,3 μm aufweisen, wodurch sekundäre Nachbearbeitungsvorgänge eingespart werden. Viertens eignet sich Gesenkschmieden aufgrund kurzer Einzelstückzyklen und hoher Produktivität gut für die Massenproduktion – ein Gesenksatz produziert in der Regel 50.000–500.000 Teile, was eine erhebliche Skalenersparnis widerspiegelt. Nicht zuletzt ermöglicht das Verfahren die Herstellung komplex geformter Teile wie Kurbelwellen, Pleuel und Zahnräder, die alternativ durch Verbundverfahren hergestellt werden könnten.
Materialpalette für Gesenkschmiedeteile
Das Gesenkschmieden findet bei einer Vielzahl von Materialien Anwendung, vor allem bei den folgenden Arten:
Kohlenstoffstähle und legierte Stählesind die am weitesten verbreiteten Werkstoffe für das Gesenkschmieden und reichen von Sorten mit niedrigem{0}}Kohlenstoffgehalt bis hin zu Sorten mit hohem-Kohlenstoffgehalt. Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (z. B. 20#, Q235) weisen eine gute Plastizität und Schweißbarkeit auf und werden häufig als nicht tragende Komponenten verwendet. Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (z. B. 45#, 40Cr) weisen nach der Wärmebehandlung gute integrierte mechanische Eigenschaften auf und werden häufig in der Automobil- und Maschinenindustrie verwendet. Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt (z. B. 60#, 65Mn) und hochlegierte Stähle (z. B. 20CrMnTi, 42CrMo) werden für die Herstellung von Schlüsselkomponenten mit hohen Anforderungen an Festigkeit und Abriebfestigkeit verwendet.
Schmiedeteile aus Edelstahlwerden hauptsächlich für Korrosion und Anwendungen bei erhöhten Temperaturen verwendet. Austenitische Edelstahllegierungen (304, 316) bieten eine gute Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit; martensitische rostfreie Legierungen (410, 420) erreichen durch Wärmebehandlung eine gute Härte; Duplex-Edelstahllegierungen (2205) verfügen über eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Festigkeit.
Schmiedeteile aus AluminiumlegierungZu den gängigen Typen gehören Aluminiumlegierungen der 2er-Serie (2024), der 6er-Serie (6061, 6063) und der 7er-Serie (7075), die üblicherweise für die Gewichtsreduzierung in der Luft- und Raumfahrt sowie in Automobilen verwendet werden. Die Aluminiumschmiedestücke verfügen über eine gute spezifische Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und eine einfache Oberflächenbehandlung.
Schmiedeteile aus Titanlegierungsind in erster Linie für Premium-Anwendungen gedacht. Kommerziell reines Titan (TA1, TA2) und +Titanlegierungen (TC4) weisen eine ausgezeichnete spezifische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität auf und eignen sich daher für Implantate in der Luft- und Raumfahrt sowie für medizinische Zwecke, erfordern jedoch fortschrittliche Ausrüstung und Technologie zum Schmieden.
Schmiedeteile aus Kupferlegierungzeichnen sich besonders durch gute elektrische/thermische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Messing (H62, H68), Bronze (QSn6,5-0,1) und Kupfernickel (B10, B30) sind bestimmte gängige Schmiedekupferlegierungen und finden breite Anwendung in der Elektronik-, Schiffs- und Chemieausrüstungsindustrie. Dazu gehören Magnesiumlegierungen (AZ31, AZ91) und Superlegierungen auf Nickelbasis (GH4169). Außerdem werden sie im Gesenk geschmiedet, um den harten Einsatzanforderungen gerecht zu werden. Die Materialauswahl erfordert eine sorgfältige Abwägung der Teilefunktion, der Betriebsbedingungen und der Kosten für eine optimale technisch-wirtschaftliche Leistung.