Fallschmieden

Das Fallschmieden ist ein Warmgesenkschmiedeverfahren, bei dem das Werkstück durch die Energie der fallenden Teile eines Hammers umgeformt wird. Das Verfahren eignet sich sowohl für das Schmieden in offenen Gesenken, in denen das Metall frei fließt, als auch für das Schmieden in geschlossenen Gesenken, in denen das Metall einen geschlossenen Hohlraum ausfüllt. Gerade diese Vielseitigkeit hinsichtlich Werkzeugtyp und Belastungscharakter macht den Hammer in der Serien- und Mittelserienfertigung von Schmiedeteilen mit einem Gewicht von 0,01 bis 1000 kg unverzichtbar.

Prozessgrundlagen

Das erhitzte Werkstück wird in die untere Gesenkhälfte eingelegt. Die fallenden Teile des Hammers treffen es ein- oder mehrmals, und unter der Schlagbelastung füllt das Metall die Gesenkgravur aus und nimmt die Form des künftigen Teils an.

Der Charakter der Umformung hängt vom Gesenktyp ab. Beim Schmieden in offenen Gesenken ist der Werkzeughohlraum nicht geschlossen: In der Endphase wird überschüssiges Metall in die Gratbahn verdrängt und bildet Grat. Beim Schmieden in geschlossenen Gesenken erfolgt die Umformung in einem geschlossenen Hohlraum, und das gesamte Metallvolumen wird zur Formung des Schmiedeteils genutzt, ohne dass Grat entsteht.

Die Bearbeitung erfolgt bei hoher Temperatur, was den Umformwiderstand senkt und die Plastizität des Metalls erhöht. Die Kombination aus Erwärmung und Schlagbelastung ermöglicht die Herstellung komplexer Schmiedeteile mit guter Gefügeausbildung.

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Warum Hammer statt Presse

Schmiedehämmer werden wegen des dynamischen Schlags statt Pressen gewählt. Pressen entwickeln eine größere Kraft und formen das Metall über die gesamte Tiefe um, doch Hämmer sind in einer Reihe technologischer und wirtschaftlicher Situationen unverzichtbar.

  • Wirtschaftlicher Vorteil bei kleinen und mittleren Serien: Hämmer und ihre Wartung kosten deutlich weniger als Pressen vergleichbarer Formgebungsfähigkeit. Hammergesenke sind konstruktiv einfacher und günstiger in der Herstellung, was die Fertigung kleiner Serien rentabel macht.
  • Füllung komplexer und dünner Reliefs: Beim Schlag ist die Umformgeschwindigkeit des Metalls sehr hoch — das Metall schafft es, dünne Rippen, scharfe Ecken und komplexe Gesenkreliefs zu füllen, bevor das Werkstück abkühlt.
  • Mehrfache Einwirkung: Füllt das Metall die Form in einem Schlag nicht, können ein zweiter, dritter und vierter Schlag ausgeführt werden. Die Presse führt streng einen Arbeitshub aus, und wenn das Metall nicht ausreicht — geht das Teil in den Ausschuss.
  • Geringere Anforderungen an das Ausgangswerkstück: Der Hammer verzeiht Ungenauigkeiten. Bei ungleichmäßiger Erwärmung oder Zunder schlägt der erste leichte Schlag den Zunder ab und reinigt das Metall, während die folgenden Schläge das Teil formen. Eine Presse kann unter solchen Bedingungen klemmen oder das Gesenk brechen.
  • Gleichmäßigere Werkstücktemperatur: Der Kontakt des Metalls mit dem Werkzeug dauert Tausendstelsekunden, sodass die Oberfläche nicht Zeit hat, sich abzukühlen.
  • Vielseitigkeit: Der Hammer eignet sich gleichermaßen für offenes und geschlossenes Gesenkschmieden.

Pressen wiederum bieten höhere Maßgenauigkeit und kleinere Schmiedeschrägen dank mechanischer Auswerfer, sind aber Hämmern bei der Füllung tiefer Hohlräume komplexer Konfiguration unterlegen.

Neueste Angebote

Typische Teile und Anwendungen

Das Fallschmieden wird für Teile mit erhöhten Anforderungen an Festigkeit und Zuverlässigkeit eingesetzt:

  • Kurbel- und Nockenwellen, Pleuel.
  • Fahrwerks- und Lenkungskomponenten.
  • Verbindungselemente, Werkzeuge, Schraubenschlüssel.
  • Teile für die Luftfahrt-, Energie- und Öl-Gas-Industrie.

Vorteile

  • Hohe Festigkeit und Schlagzähigkeit der Fertigteile.
  • Verbessertes Metallgefüge durch gerichteten Fluss.
  • Keine inneren Defekte — Hohlräume und Porosität.
  • Möglichkeit der Arbeit mit offenen und geschlossenen Gesenken.
  • Materialeinsparung im Vergleich zur spanenden Bearbeitung aus einem Vollblock.
  • Bearbeitung eines breiten Spektrums von Stählen und Legierungen.

Beziehung zu anderen Operationen

Das Fallschmieden gehört zur Klasse der Massivumformung. Vor dem Schmieden kann das Werkstück eine Vorformung durchlaufen, danach das Abgraten und Kalibrieren, um genaue Maße zu erreichen.

Häufig gestellte Fragen

  • Worin unterscheidet sich das Fallschmieden vom Pressschmieden? Der Hammer formt das Metall mit einer Reihe konzentrierter Schläge um, die Presse mit gleichmäßig ansteigender Kraft. Der Hammer füllt komplexe Hohlräume besser, die Presse liefert genauere Maße und kleinere Schrägen.
  • Kann ein Hammer für das Gesenkschmieden verwendet werden? Ja, der Hammer wird sowohl für offenes als auch für geschlossenes Gesenkschmieden eingesetzt. Die Wahl hängt von der Teilekonfiguration und den Genauigkeitsanforderungen ab.
  • Welche Materialien werden verarbeitet? Kohlenstoff- und legierte Stähle, Titan- und warmfeste Legierungen, Aluminiumlegierungen.
  • Warum wird das Schmieden im warmen Zustand durchgeführt? Die Erwärmung senkt den Umformwiderstand und erhöht die Plastizität des Metalls, sodass komplexe Hohlräume ohne Bruch gefüllt werden können.