Beim Schmieden handelt es sich um eine Fertigungstechnik, bei der Titanmaterialien durch Einwirkung einer äußeren Kraft auf einen Titanbarren geformt werden, was zu einer plastischen Verformung und einer Verbesserung der Leistung führt. Dieses Verfahren wird bei der Herstellung von mechanischen Teilen, Werkstücken, Werkzeugen und Rohlingen eingesetzt. Abhängig von der Schieberbewegung gibt es zwei Arten von Schmiedemethoden: die vertikale und horizontale Bewegung des Schiebers, die zum Schmieden schlanker Teile verwendet wird, und die Verwendung von Ausgleichsvorrichtungen, um Bewegungen in andere Richtungen zu ermöglichen. Die Wahl der Schmiedemethode beeinflusst Faktoren wie Schmiedekraft, Prozess, Materialausnutzung, Leistung, Maßtoleranzen, Schmierung und Kühlmethoden. Die Automatisierung von Schmiedevorgängen hängt von diesen Faktoren ab.
Das Schmieden kann anhand der Bewegung des Barrens in Freischmieden, Stauchen, Strangpressen, Gesenkschmieden, Gesenkschmieden und geschlossenes Stauchen unterteilt werden. Gesenkschmieden und geschlossenes Stauchen bieten eine hohe Materialausnutzung, da kein Materialverlust durch fliegende Kanten entsteht. Diese Methoden ermöglichen die Herstellung komplexer Schmiedeteile in einem oder mehreren Prozessen. Das Fehlen fliegender Kanten verringert die zum Schmieden erforderliche Kraftfläche, was zu einer geringeren Belastung führt. Es ist jedoch wichtig, eine völlige Einschränkung des Knüppels zu vermeiden. Daher sind eine strenge Kontrolle des Knüppelvolumens, der relativen Position des Schmiedegesenks, eine genaue Messung der Schmiedestücke und Bemühungen zur Minimierung des Schmiedegesenkverschleißes erforderlich.
Basierend auf der Bewegung des Schmiedegesenks können Schmiedetechniken in Pendelwalzen, Pendelschwenkschmieden, Rollschmieden, Keilquerwalzen, Ringwalzen und Schrägwalzen eingeteilt werden. Für das Feinschmieden können auch Pendelwalzen, Pendelschwenkschmieden und Ringwalzen eingesetzt werden. Walzschmieden und Schrägwalzen können als Vorbearbeitungsverfahren für dünne Materialien eingesetzt werden, um die Materialausnutzung zu verbessern. Beim Rotationsschmieden handelt es sich, ähnlich wie beim Freischmieden, um eine teilweise Umformung und bietet den Vorteil, dass im Vergleich zur Größe des Schmiedestücks weniger Schmiedekraft erforderlich ist. Beim Rotationsschmieden, einschließlich des Freischmiedens, dehnt sich das Material während der Bearbeitung von der Gesenkoberfläche zur freien Oberfläche aus, was die Aufrechterhaltung der Genauigkeit erschwert. Daher ermöglicht die Computersteuerung der Schmiedegesenkbewegung und des Rotationsschmiedeprozesses die Herstellung komplex geformter und hochpräziser Produkte mit geringen Schmiedekräften, wie z. B. Turbinenschaufeln und großformatige Schmiedestücke in verschiedenen Varianten.
Um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, sollte darauf geachtet werden, eine Überlastung im unteren Totpunkt zu verhindern und die Geschwindigkeit und Position der Matrize zu kontrollieren. Diese Faktoren wirken sich erheblich auf Schmiedetoleranzen, Formgenauigkeit und Gesenklebensdauer aus. Darüber hinaus sollten Maßnahmen wie die Anpassung des Schlittenführungsspiels, die Sicherstellung der Steifigkeit, die Anpassung des unteren Totpunkts und der Einsatz subventionierter Übertragungsvorrichtungen umgesetzt werden, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
Titanschmiedewerkstoffe bestehen hauptsächlich aus reinem Titan und Titanlegierungen unterschiedlicher Zusammensetzung. Diese Materialien liegen in Form von Stangen, Barren, Metallpulver oder flüssigem Metall vor. Das Umformverhältnis, das sich auf das Verhältnis der Querschnittsfläche vor der Verformung zu der nach der Verformung bezieht, spielt eine entscheidende Rolle bei der Erzielung von Produktqualität und Kostensenkung. Als Knüppel für kleine und mittelgroße Schmiedestücke werden üblicherweise Rund- oder Vierkantstäbe verwendet. Die Stäbe bieten eine gleichmäßige und ausgezeichnete Kornorganisation, mechanische Eigenschaften, genaue Form und Größe sowie eine gute Oberflächenqualität und erleichtern so die Massenproduktion. Durch die Steuerung der Erwärmungstemperatur und der Verformungsbedingungen ist es möglich, Hochleistungsschmiedeteile zu schmieden, ohne dass eine umfangreiche Verformung erforderlich ist.
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