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Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2025-01-16 Herkunft:Powered
Kaltstauchen und Kaltschmieden (Kaltfließpressen) sind Metallverformungsprozesse, die unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden, es gibt jedoch erhebliche Unterschiede in der Funktionsweise. Kaltstauchen eignet sich hauptsächlich zur Schmiedeverformung kleiner Werkstücke und wird häufig in der Verbindungselementindustrie eingesetzt. Im Gegensatz dazu führt Kaltfließpressen eine Strangpressverformung bei größeren Werkstücken durch und hat ein breiteres Anwendungsspektrum. Als nächstes wollen wir uns mit den spezifischen Unterschieden zwischen Kaltstauchen und Kaltschmieden befassen.
Kaltstauchen ist ein Metallumformungsprozess, bei dem die Plastizität von Metall bei Raumtemperatur genutzt wird, um über Formen und Druckgeräte Druck auf den Metallrohling auszuüben, um eine lokale oder allgemeine plastische Verformung des Metallrohlings zu bewirken, um Teile oder Rohlinge mit der gewünschten Form zu erhalten. . Dabei erfährt der Metallwerkstoff überwiegend eine Stauchverformung. Beispielsweise wird unter der Wirkung einer Form ein Ende eines zylindrischen Metalldrahts in verschiedene Formen gestaucht, z. B. sechseckig, kreisförmig usw. Dieser Vorgang ähnelt der Umwandlung eines „schlanken“ Metallrohlings in einen „kurzen“. und dicker.
Aus mechanischer Sicht nutzt das Kaltstauchen die plastische Verformungsfähigkeit des Materials unterhalb der Streckgrenze. Wenn der äußere Druck die Streckgrenze des Materials überschreitet, kommt es in der Kristallstruktur im Inneren des Materials zu Phänomenen wie Gleiten und Zwillingsbildung, was dazu führt, dass das Material eine irreversible plastische Verformung erfährt und letztendlich die gewünschte Form des Teils bildet. Es handelt sich um eine spanlose Verarbeitungstechnologie, bei der im Vergleich zur herkömmlichen spanenden Verarbeitung die Rohstoffe voll ausgenutzt werden können.
Hohe Materialausnutzung: Beim Kaltstauchen handelt es sich um einen endkonturnahen Umformprozess, bei dem Teile durch plastische Verformung von Metallrohlingen nahezu ohne Materialabfall hergestellt werden. Bei der Herstellung von Schrauben beispielsweise kann der Kaltstauchprozess im Vergleich zum Schneiden fast alle Rohstoffe in einen Teil des Endprodukts umwandeln, und die Materialausnutzungsrate kann bis zu 80 % – 90 % oder mehr betragen, was die Produktionskosten erheblich senkt .
Hohe Produktionseffizienz: Kaltstauchgeräte (z. B. Kaltstauchmaschinen) arbeiten sehr schnell und können eine automatisierte Produktion erreichen. Beispielsweise können in der modernen Industrieproduktion einige Hochgeschwindigkeits-Kaltstauchmaschinen Dutzende oder sogar Hunderte von Teilen pro Minute herstellen und in kurzer Zeit Produkte in Massenproduktion herstellen, die den Anforderungen entsprechen, was sich besonders für die Massenproduktion von Produkten mit hohen Anforderungen eignet Anforderungen wie Standardbefestigungen.
Gute Produktqualität: Der Kaltstauchvorgang erfolgt in der Form und die Präzision der Form kann die Maßgenauigkeit und Formgenauigkeit des Produkts gewährleisten. Da die Verarbeitung außerdem bei Raumtemperatur erfolgt, ist die Oberflächenqualität des Produkts gut und die Maßhaltigkeit kann innerhalb eines sehr kleinen Toleranzbereichs kontrolliert werden. Beispielsweise kann die Maßgenauigkeit der hergestellten Schrauben, Muttern und anderen Produkte ±0,05 mm oder sogar höhere Präzisionsanforderungen erreichen, und die Oberflächenrauheit kann auch etwa Ra1,6 – Ra3,2 μm erreichen.
Verbesserte Arbeitsbedingungen: Der Kaltstauchprozess ist relativ sauber, es entstehen keine Späne und die Verschmutzung der Arbeitsumgebung wird reduziert. Gleichzeitig bedienen und überwachen die Arbeiter aufgrund des hohen Automatisierungsgrades der Geräte hauptsächlich die Geräte und die Arbeitsintensität ist gering, was die Arbeitsbedingungen erheblich verbessert.
Gute mechanische Eigenschaften: Während des Kaltstauchprozesses kommt es nach der plastischen Verformung des Metallmaterials zu einer Kaltverfestigung, die die Festigkeit und Härte der Teile erhöht. Beispielsweise sind die Zugfestigkeit und die Streckgrenze der Schrauben nach dem Kaltstauchen höher als die der Materialien, die nicht kaltstauchen, wodurch die mechanischen Leistungsanforderungen im tatsächlichen Einsatz besser erfüllt werden können.
Hohe Kosten für Ausrüstung und Formen: Das Kaltstauchverfahren erfordert spezielle Kaltstauchgeräte, wie zum Beispiel Kaltstauchmaschinen, die teuer sind. Darüber hinaus ist die Fertigungspräzision von Kaltstauchwerkzeugen hoch und ihre Konstruktion und Herstellung erfordern ebenfalls hohe Kosten. Beispielsweise können die Konstruktions- und Herstellungskosten für einen Satz hochpräziser Kaltstauchwerkzeuge Zehntausende Yuan oder sogar mehr betragen, und die Lebensdauer der Werkzeuge ist begrenzt und muss regelmäßig ausgetauscht werden, was die Produktionskosten erhöht .
Strenge Anforderungen an Materialien: Das Kaltstauchverfahren erfordert von Metallwerkstoffen eine gute Plastizität und einen geringen Verformungswiderstand. Nicht alle Metallwerkstoffe sind zum Kaltstauchen geeignet. Einige Materialien mit hoher Härte und geringer Plastizität neigen während des Kaltstauchprozesses zu Rissen und anderen Defekten. Wenn beispielsweise kohlenstoffreiche Stahlmaterialien nicht ordnungsgemäß vorbehandelt werden, ist es schwierig, sie beim Kaltstauchen zu formen. Das Material muss durch sphäroidisierendes Glühen vorbehandelt werden, um seine Kaltstauchleistung zu verbessern.
Begrenzte Produktform: Obwohl mit dem Kaltstauchverfahren Teile unterschiedlicher Form hergestellt werden können, ist das Kaltstauchverfahren für einige komplexe und spezielle Produkte möglicherweise nicht realisierbar oder erfordert komplexe Formen und mehrere Prozesse. Beispielsweise lassen sich einige Teile mit komplexen Innenstrukturen oder asymmetrischen Formen nur schwer direkt umformen, indem man sich ausschließlich auf das Kaltstauchen verlässt.
Herstellung von Verbindungselementen: Der Hauptanwendungsbereich des Kaltstauchverfahrens ist die Herstellung von Standardbefestigungselementen wie Bolzen, Schrauben, Muttern, Nieten, Stiften usw. Bei der Herstellung dieser Produkte kann das Kaltstauchen seine Vorteile einer hohen Effizienz und eines hohen Wirkungsgrads voll ausspielen Präzision und hohe Materialausnutzung. Beispielsweise werden zahlreiche Schrauben und Muttern in Automobilmotoren sowie verschiedene Verbindungselemente für die Bauindustrie im Kaltstauchverfahren hergestellt.
Serienfertigung von Kleinteilen: Neben Verbindungselementen eignet sich das Kaltstauchen auch für die Serienfertigung anderer kleiner Metallteile, die eine relativ einfache Form haben und hauptsächlich durch Stauchungsverformung die gewünschte Form erhalten. Beispielsweise können einige kleine mechanische Teile wie kleine Wellen, Hülsen usw. auch im Kaltstauchverfahren hergestellt werden, um den Anforderungen einer Großserienproduktion gerecht zu werden.
Herstellung von Hardware-Werkzeugen: Auch in der Hardware-Werkzeugindustrie wird Kaltstauchen häufig eingesetzt. Beispielsweise werden einige Teile einfacher Handwerkzeuge, wie Schraubenschlüsselköpfe, Schraubendreherstangen usw., teilweise im Kaltstauchverfahren hergestellt, was die Produktionseffizienz und Produktqualität verbessern kann.
Kaltschmieden, auch Kaltmassivumformen und Kaltfließpressen genannt, ist sowohl ein Herstellungsverfahren als auch ein Verarbeitungsverfahren. Ähnlich wie der Stanzprozess besteht auch das Kaltschmieden aus drei Schlüsselelementen: Materialien, Formen und Ausrüstung. Der Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die beim Stanzen verwendeten Materialien hauptsächlich Platten sind, während die beim Kaltschmieden verwendeten Materialien hauptsächlich Scheibendrähte sind. Im japanischen Industriestandard (JIS) wird dieser Prozess als Kaltschmieden (abgekürzt als Kaltschmieden) bezeichnet; im Chinese National Standard (GB) lautet der Begriff Kaltstauchung; und bei manchen Schraubenherstellern ist es üblich, es als Kopfschraube zu bezeichnen.
Unter Kaltschmieden versteht man verschiedene Arten von Massivumformvorgängen, die unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls durchgeführt werden. Gemäß der metallurgischen Theorie ist die Rekristallisationstemperatur verschiedener Metallmaterialien unterschiedlich und die Berechnungsformel lautet T Rekristallisation = (0,3 ~ 0,5) T Schmelze. Am Beispiel von Eisenmetallen und Nichteisenmetallen sind ihre minimalen Rekristallisationstemperaturen unterschiedlich. Bei Raumtemperatur oder Normaltemperatur gehört die Umformung von Blei und Zinn nicht zur Kategorie des Kaltschmiedens, sondern ist dem Warmschmieden zuzuordnen; Das Umformen von Eisen, Kupfer und Aluminium bei Raumtemperatur kann jedoch als Kaltschmieden bezeichnet werden.
Im eigentlichen Produktionsprozess hat das Kaltschmieden im Vergleich zum Schneiden, Warmschmieden, Pulvermetallurgie und Gießen viele wesentliche Vorteile:
Hohe Materialausnutzung: Der Materialverbrauch beim Kaltschmiedeprozess ist sehr gering und es entsteht grundsätzlich kein Abfall, was erheblich Materialkosten spart und die Umweltverschmutzung durch den heißen Knüppel vermeidet.
Hervorragende Produktionseffizienz: Die Kaltschmiedemaschine läuft mit einer sehr hohen Geschwindigkeit und erreicht 60 bis 600 Stück pro Minute.
Verbesserung der Teileleistung: Die Festigkeitsleistung der Teile nach dem Kaltschmieden ist ausgezeichnet, was auf den beim Kaltverformungsprozess erzeugten Kaltverfestigungseffekt zurückzuführen ist, der die Gesamtleistung der Teile effektiv verbessert.
Hohe Bearbeitungsgenauigkeit: Kaltschmieden ist eine Präzisionsumformtechnologie, die sicherstellen kann, dass das Werkstück einem hohen Präzisionsstandard entspricht.
Großes Potenzial für die technologische Entwicklung: Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie wird die Kaltumformungstechnologie immer weiter innoviert, die Verarbeitungsmethoden werden immer ausgefeilter und expandieren schrittweise in den Bereich der Produkte mit hohem Schwierigkeitsgrad.
Strenge Formanforderungen: Die Verarbeitung von Kaltschmiedeformen ist äußerst schwierig, nicht nur die Kosten sind hoch, sondern auch der Verarbeitungszyklus ist lang.
Nicht für die Kleinserienproduktion geeignet: Aufgrund der hohen Anfangsinvestitionen ist es schwierig, die Wirtschaftlichkeit des Kaltumformverfahrens in der Kleinserienproduktion abzubilden.
Hohe Materialanforderungen: Beim Kaltumformungsprozess muss das Material in der Regel erweicht, geglüht oder oberflächlich phosphatiert und geschmiert werden. Dies liegt daran, dass der Verformungswiderstand beim Kaltschmieden groß ist. Bei größeren Produkten ist eine größere Ausrüstung zur Verarbeitung erforderlich.
Definition der Kaltumformung
Die Kaltumformung basiert auf dem Prinzip der plastischen Verformung von Metallwerkstoffen. Bei Raumtemperatur wird das geschnittene Metallmaterial in den Formhohlraum der Kaltschmiedemaschine eingeführt. Unter der kombinierten Wirkung eines starken Extrusionsdrucks und einer bestimmten Geschwindigkeit wird der Metallrohling im Formhohlraum zu einer plastischen Verformung gezwungen, wodurch Teile mit bestimmten Formen, Größen und bestimmten mechanischen Eigenschaften erhalten werden. Kaltschmieden ist ein plastisches Volumenumformungsverfahren für Metalle bei Raumtemperatur. Zu den wichtigsten Umformverfahren zählen das Stauchen und das Strangpressen.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Gesellschaft und der schnellen Entwicklung des Marktes hat die Produktnachfrage einen Trend zur Diversifizierung gezeigt. Um sich an diesen Wandel anzupassen, erforscht und innoviert die Kaltumformungstechnologie weiterhin, erkundet aktiv neue Marktbereiche und bewegt sich schrittweise in Richtung Informationsprodukte. Derzeit können Produkte wie Eisenkerne, Wellen (rund, flach), Wellen (Stanzen), Wellen (Nuten), Schrauben usw. grundsätzlich durch Kaltschmieden hergestellt und hergestellt werden.
Kaltstauchen und Kaltschmieden sind nicht dasselbe. Obwohl es sich bei beiden um Metalldruckverarbeitungsverfahren handelt, gibt es viele Unterschiede:
Objektgröße verarbeiten: Kaltstauchen wird üblicherweise zur Schmiedeverformung kleinerer Werkstücke verwendet, was in der Verbindungsindustrie üblich ist, beispielsweise bei der Herstellung kleiner Teile wie Schrauben und Muttern; Kaltschmieden wird im Allgemeinen zur Strangpressverformung größerer Werkstücke verwendet und hat ein breiteres Anwendungsspektrum. Es wird nicht nur für gewöhnliche Teile verwendet, sondern auch bei der Herstellung einiger großer Teile mit hohen Präzisions- und Leistungsanforderungen.
Betriebsmethode: Beim Kaltstauchen wird hauptsächlich durch die Form eine Stoßkraft oder ein Druck auf den Rohling ausgeübt, so dass der Rohling im Formhohlraum gestaucht und verformt wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Kaltschmieden umfasst eine Vielzahl von Verformungsmethoden. Neben dem Stauchen ähnlich dem Kaltstauchen gibt es auch Strangpressen, Ziehen usw. Durch verschiedene Formen und Prozesskombinationen wird das Metallmaterial in der Form einer plastischen Verformung unterzogen, um die Zielform und -größe zu erreichen .
Prozessmerkmale: Kaltstauchen weist eine hohe Produktionseffizienz auf und eignet sich für die Massenproduktion von Standardteilen. Es kann Materialien effektiv nutzen und Abfall reduzieren. Durch Kaltschmieden können Teile mit komplexen Formen und hoher Präzision hergestellt werden. Die Festigkeit und Härte der Teile werden nach dem Kaltschmieden verbessert, aber die Anforderungen an Formdesign und Herstellung sind hoch und auch die Kosten sind hoch.
Anwendungsgebiete: Kaltstauchen wird hauptsächlich zur Herstellung verschiedener Verbindungselemente wie Bolzen, Muttern, Nieten usw. verwendet. Kaltschmieden wird in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Maschinenbau- und anderen Industrien häufiger eingesetzt und dient zur Herstellung wichtiger Teile wie Motorteile und Getriebeteile.
