Smeden is de verzamelnaam voor smeden en stempelen. Het is een vormbewerkingsmethode waarbij de hamer, het aambeeld en de stempel van een smeedmachine of een matrijs worden gebruikt om druk uit te oefenen op het werkstuk, waardoor plastische vervorming optreedt en onderdelen met de gewenste vorm en afmeting worden verkregen.
Wat is smeden?
Tijdens het smeedproces ondergaat het gehele werkstuk een aanzienlijke plastische vervorming en een relatief grote hoeveelheid plastische vloei. Bij het stempelen wordt het werkstuk voornamelijk gevormd door de ruimtelijke positie van de verschillende onderdelen te veranderen, en er is geen plastische vloei over een grote afstand binnenin. Smeden wordt voornamelijk gebruikt voor de bewerking van metalen onderdelen. Het kan ook worden gebruikt voor de bewerking van bepaalde niet-metalen, zoals technische kunststoffen, rubber, keramische werkstukken, bakstenen en voor het vormen van composietmaterialen.
Walsen, trekken, enzovoort, in de smeed- en metallurgische industrie zijn allemaal plastische of drukverwerkende processen. Smeden wordt echter voornamelijk gebruikt voor de productie van metalen onderdelen, terwijl walsen en trekken vooral worden gebruikt voor de productie van algemene metalen materialen zoals platen, stroken, buizen, profielen en draden.
Classificatie van smeedwerk
Smeden wordt hoofdzakelijk geclassificeerd op basis van de vormingsmethode en de vervormingstemperatuur. Op basis van de vormingsmethode kan smeden worden onderverdeeld in twee categorieën: smeden en stempelen. Op basis van de vervormingstemperatuur kan smeden worden onderverdeeld in warm smeden, koud smeden, heet smeden en isothermisch smeden, enzovoort.
1. Warm smeden
Warm smeden is een smeedproces dat wordt uitgevoerd boven de herkristallisatietemperatuur van het metaal. Het verhogen van de temperatuur kan de plasticiteit van het metaal verbeteren, wat gunstig is voor de intrinsieke kwaliteit van het werkstuk en de kans op scheuren verkleint. Hoge temperaturen kunnen echter ook de vervormingsweerstand van het metaal verminderen en de benodigde tonnage verlagen.smeedmachinesEr zijn echter veel warmsmeedprocessen, waarbij de precisie van het werkstuk laag is en het oppervlak niet glad. Bovendien zijn de smeedstukken gevoelig voor oxidatie, ontkoling en verbrandingsschade. Warmsmeden wordt toegepast wanneer het werkstuk groot en dik is, en het materiaal een hoge sterkte en lage plasticiteit heeft (zoals bij het walsbuigen van extra dikke platen, het trekken van staven van koolstofstaal, enz.).
De gangbare temperaturen voor warm smeden zijn: koolstofstaal 800~1250℃; gelegeerd constructiestaal 850~1150℃; snelstaal 900~1100℃; veelgebruikte aluminiumlegeringen 380~500℃; gelegeerd staal 850~1000℃; messing 700~900℃.
2. Koud smeden
Koud smeden is een smeedproces dat plaatsvindt bij een temperatuur lager dan de herkristallisatietemperatuur van het metaal. Over het algemeen verwijst koud smeden naar smeden bij kamertemperatuur.
Werkstukken die door koud smeden bij kamertemperatuur worden gevormd, hebben een hoge vorm- en maatnauwkeurigheid, gladde oppervlakken, weinig bewerkingsstappen en zijn geschikt voor geautomatiseerde productie. Veel koudgesmede en koudgestempelde onderdelen kunnen direct als onderdelen of producten worden gebruikt zonder nabewerking. Tijdens het koud smeden is er echter, vanwege de lage plasticiteit van het metaal, een grote kans op scheurvorming tijdens de vervorming en is de vervormingsweerstand hoog, waardoor zware smeedmachines nodig zijn.
3. Warm smeden
Smeden bij een temperatuur hoger dan de normale temperatuur, maar niet boven de herkristallisatietemperatuur, wordt warm smeden genoemd. Het metaal wordt voorverwarmd en de verwarmingstemperatuur is veel lager dan bij heet smeden. Warm smeden resulteert in een hogere precisie, een gladder oppervlak en een lagere vervormingsweerstand.
4. Isotherm smeden
Isotherm smeden houdt de temperatuur van het werkstuk constant gedurende het gehele vormingsproces. Isotherm smeden is bedoeld om optimaal gebruik te maken van de hoge plasticiteit van bepaalde metalen bij dezelfde temperatuur of om specifieke structuren en eigenschappen te verkrijgen. Isotherm smeden vereist dat de matrijs en het werkstuk op een constante temperatuur worden gehouden, wat hoge kosten met zich meebrengt en alleen wordt gebruikt voor speciale smeedprocessen, zoals superplastisch vormen.
Kenmerken van smeedwerk
Smeden kan de metaalstructuur veranderen en de metaaleigenschappen verbeteren. Na het warm smeden van de staaf worden de oorspronkelijke losse structuren, poriën, microscheurtjes, enz. in de gegoten toestand verdicht of gelast. De oorspronkelijke dendrieten worden afgebroken, waardoor de korrels fijner worden. Tegelijkertijd verandert de oorspronkelijke carbidesegregatie en ongelijkmatige verdeling. Dit zorgt voor een uniforme structuur, waardoor smeedstukken ontstaan die dicht, uniform en fijn zijn, goede algehele prestaties leveren en betrouwbaar in gebruik zijn. Na het warm smeden heeft het metaal een vezelachtige structuur. Na koud smeden wordt het metaalkristal geordend.
Smeden is het proces waarbij metaal plastisch vervormt om een werkstuk in de gewenste vorm te creëren. Het volume van het metaal verandert niet nadat plastische vervorming optreedt als gevolg van een externe kracht, en het metaal vloeit altijd naar de plek met de minste weerstand. In de productie wordt de vorm van het werkstuk vaak gecontroleerd aan de hand van deze wetten om vervormingen zoals verdikking, verlenging, uitzetting, buiging en dieptrekken te realiseren.
De afmetingen van het gesmede werkstuk zijn nauwkeurig en bevorderlijk voor massaproductie. De afmetingen van de matrijs bij toepassingen zoals smeden, extruderen en stempelen zijn nauwkeurig en stabiel. Hoogefficiënte smeedmachines en automatische smeedproductielijnen kunnen worden gebruikt voor gespecialiseerde massaproductie of massaproductie.
Veelgebruikte smeedmachines zijn onder andere smeedhamers.hydraulische persenen mechanische persen. De smeedhamer heeft een hoge slagkracht, wat gunstig is voor de plastische vervorming van het metaal, maar dit veroorzaakt wel trillingen. De hydraulische pers maakt gebruik van statisch smeden, wat gunstig is voor het doorsmeden van het metaal en het verbeteren van de structuur. Het werk is stabiel, maar de productiviteit is laag. De mechanische pers heeft een vaste slag en is gemakkelijk te mechaniseren en automatiseren.
Ontwikkelingstrend van smeedtechnologie
1) Om de intrinsieke kwaliteit van gesmede onderdelen te verbeteren, met name om hun mechanische eigenschappen (sterkte, plasticiteit, taaiheid, vermoeiingssterkte) en betrouwbaarheid te verbeteren.
Dit vereist een betere toepassing van de theorie van plastische vervorming van metalen. Gebruik materialen met een inherent betere kwaliteit, zoals vacuümbehandeld staal en vacuümgesmolten staal. Voer de voorverwarming en de warmtebehandeling tijdens het smeden correct uit. Voer rigoureuzere en uitgebreidere niet-destructieve testen uit op gesmede onderdelen.
2) De technologie voor precisiesmeden en precisiestempelen verder ontwikkelen. Niet-snijdende bewerking is de belangrijkste maatregel en richting voor de machine-industrie om het materiaalgebruik te verbeteren, de arbeidsproductiviteit te verhogen en het energieverbruik te verlagen. De ontwikkeling van niet-oxiderende verhitting van smeedstukken, evenals hoogwaardige, slijtvaste en duurzame matrijsmaterialen en oppervlaktebehandelingsmethoden, zal bijdragen aan de bredere toepassing van precisiesmeden en precisiestempelen.
3) Ontwikkel smeedapparatuur en smeedproductielijnen met een hogere productiviteit en automatisering. Door gespecialiseerde productie wordt de arbeidsproductiviteit aanzienlijk verbeterd en worden de smeedkosten verlaagd.
4) Ontwikkel flexibele smeedvormsystemen (door toepassing van groepstechnologie, snelle matrijswisseling, enz.). Dit maakt de productie van diverse soorten smeedstukken in kleine series mogelijk met behulp van zeer efficiënte en sterk geautomatiseerde smeedapparatuur of productielijnen. Breng de productiviteit en de kosteneffectiviteit op het niveau van massaproductie.
5) Ontwikkel nieuwe materialen, zoals smeedprocessen voor poedermetallurgische materialen (met name dubbellaags metaalpoeder), vloeibaar metaal, vezelversterkte kunststoffen en andere composietmaterialen. Ontwikkel technologieën zoals superplastisch vormen, hoogenergetisch vormen en intern hogedrukvormen.
Geplaatst op: 4 februari 2024
