Fließpressen von Kaltfließpressteilen

Das Fließpressen ist eine aktuelle Technologie, die sich immer stärker durchsetzt. Nach diesem Verfahren hergestellte Teile werden wegen ihrer hohen Festigkeit und besonderen Oberflächengüte eingesetzt. Es ist ein deutlicher Trend zu hochwertigen Kaltfließpressteilen erkennbar, die in ihrer Geometrie immer komplexer werden. Die Gründe hierfür liegen in Kosten- und Qualitätsvorteilen gegenüber anderen Verfahren.

Technologie des Fließpressens

Fließpressen ist ein Fertigungsverfahren der Umformtechnik, bei dem aus Stahlrohlingen Scheiben oder Stangenabschnitten - Körper verschiedenste Formen hergestellt werden. Bei der Umformung wird durch den Druck des Stempels der Werkstoff aus einem offenen Gesenk oder einer Pressbuchse verdrängt, wobei eine Querschnittsänderung eintritt. Während des Kaltfließpressens wird das Werkstück plastisch verformt. Bei großen Veränderungen des Querschnitts und bei komplizierten Werkstücken ist es erforderlich, mehrere Umformstufen wie Stauchen, Setzen, Formprägen, Bundstauchen oder Verjüngen vorzusehen. Häufig muss zwischen den einzelnen Umformstufen eine Rekristallisationsglühung erfolgen, damit der Werkstoff wieder umformbar wird.

Grundarten des Fließpressens

Je nach Materialfluss spricht man von Rückwärts- oder Vorwärtsfließpressen. Auch Kombinationen aus beiden Grundarten sind in einem Arbeitsgang möglich. Dazu kommt noch das Querfließpressen: das Material fließt quer zur Stempelbewegung. Vor dem Verformen werden die Werkstücke in der Regel phosphatiert und geschmiert, um das Reibungsverhalten zu verbessern.

Einsetzbare Stähle

Für das Kaltfließpressen besonders geeignet sind die Stahlsorten, die in weichgeglühtem Zustand eine niedrige Streckgrenze und hohe Dehnung bei möglichst flacher Fließkurve aufweisen. In der Praxis bewährte Stähle für das Fließpressen sind zum Beispiel: QSt 32-3 bis QSt 38-3, Cq 15, 16 Mn Cr 5, 15 Cr Ni 6, Cq 35, 19 Mn B4, 35 B 2 sowie einige nichtrostende Stähle.

Festigkeitseigenschaften

Aufgrund der Kaltverfestigung beim Umformen findet beim Fließpressen eine wesentliche Änderung der Festigkeitseigenschaften des Materials statt: Härte, Bruchfestigkeit und Streckgrenzen steigen an, während Dehnung und Brucheinschnürungen abnehmen. Man erreicht so Festigkeitseigenschaften bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die denen legierter Stähle gleichkommen. Bei sehr starker Beanspruchung hat sich gezeigt, dass die Dauerfestigkeit — und damit auch die Dauerhaftigkeit — kaltfließgepresster Werkstücke wesentlich höher ist als bei gespanten, gesinterten oder gar geschweißten Bauteilen.

Faserverlauf

Bei der Kaltumformung bildet sich in fließgepressten Werkstücken ein der jeweiligen Verformungsrichtung entsprechender Faserverlauf des Materials. Dieser hat großen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften der Fertigteile, insbesondere auf die Schwingfestigkeit. Bei Konstruktion und Fertigung von Fließpressteilen muss grundsätzlich darauf geachtet werden, dass der Faserverlauf der Form angepasst wird und entsprechend in der Beanspruchungsrichtung des Werkstücks liegt.

Genauigkeit bei der Kaltumformung

Eine Vielzahl von Einflüssen wirken sich beim Kaltfließpressen auf die Maß-, Lage- und Formgenauigkeit aus. Wichtigste Faktoren sind die Perfektion der Werkzeuge sowie die jeweilige Werkstoffverteilung. Besonders bei komplizierten Formen ist es nicht immer einfach, die Abmessungen des Ausgangsrohteils so zu wählen, dass der verdrängte Werkstoff exakt die gewünschte Endform vollständig ausfüllt.

Kaltfließpressen – die Entwicklung

Die Entwicklung der Kaltschmiedetechnologie erlaubt es, dass auch hochpräzise Sicherheitsteile endkonturnah gefertigt werden. In den Anfängen des Kaltschmiedens wurde dieses Fertigungsverfahren vorwiegend als Umformtechnologie im Bereich der Schmuckherstellung angewandt. In den frühen 60er Jahren des letzten Jahrhunderts kamen mit der Herstellung von Fahrradteilen erste industrielle Anwendungen hinzu. Massivumformung beschäftigt sich mit der Warm-, Halbwarm- und Kaltumformung von Eisen- und Nichteisenwerkstoffen. Die Optimierung konventioneller Verfahren sowie Entwicklung innovativer Umformtechniken und Prozessketten der Massivumformung stehen ebenso im Vordergrund wie Machbarkeitsstudien, Erprobung neuer Werkstoffe bis hin zur Prototypen- und Kleinserienfertigung. Neue Verfahren, Materialien und Technologien haben die alte Schmiedekunst bis zum heutigen Stand der Massivumformung weiterentwickelt. Immer komplexere Schmiedeteile und größere Fertigungsmengen, immer endkonturnähere Formen werden möglich. In den letzten Jahren hat die Massivumformung eine rasante Entwicklung erfahren bis hin zum Kaltfließpressen . Neue Werkstoffe, neue Umformverfahren und neue engere Toleranzgrenzen eröffnen neue bisher nicht erreichbare Möglichkeiten.
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KALTFLIESSPRESSEN VORTEILE + EIGENSCHAFTEN ABWICKLUNG + FERTIGUNG

 

<H1>Fließpressen von Kaltfließpressteilen</H1> Das Fließpressen ist eine aktuelle Technologie, die sich immer stärker durchsetzt. Nach diesem Verfahren hergestellte Teile werden wegen ihrer hohen Festigkeit und besonderen Oberflächengüte eingesetzt. Es ist ein deutlicher Trend zu hochwertigen Kaltfließpressteilen erkennbar, die in ihrer Geometrie immer komplexer werden. Die Gründe hierfür liegen in Kosten- und Qualitätsvorteilen gegenüber anderen Verfahren. <H2>Technologie des Fließpressens</H2> Fließpressen ist ein Fertigungsverfahren der Umformtechnik, bei dem aus Stahlrohlingen Scheiben oder Stangenabschnitten - Körper verschiedenste Formen hergestellt werden. Bei der Umformung wird durch den Druck des Stempels der Werkstoff aus einem offenen Gesenk oder einer Pressbuchse verdrängt, wobei eine Querschnittsänderung eintritt. Während des Kaltfließpressens wird das Werkstück plastisch verformt. Bei großen Veränderungen des Querschnitts und bei komplizierten Werkstücken ist es erforderlich, mehrere Umformstufen wie Stauchen, Setzen, Formprägen, Bundstauchen oder Verjüngen vorzusehen. Häufig muss zwischen den einzelnen Umformstufen eine Rekristallisationsglühung erfolgen, damit der Werkstoff wieder umformbar wird. <H2>Grundarten des Fließpressens</H2> Je nach Materialfluss spricht man von Rückwärts- oder Vorwärtsfließpressen. Auch Kombinationen aus beiden Grundarten sind in einem Arbeitsgang möglich. Dazu kommt noch das Querfließpressen: das Material fließt quer zur Stempelbewegung. Vor dem Verformen werden die Werkstücke in der Regel phosphatiert und geschmiert, um das Reibungsverhalten zu verbessern. <H2>Einsetzbare Stähle</H2> Für das Kaltfließpressen besonders geeignet sind die Stahlsorten, die in weichgeglühtem Zustand eine niedrige Streckgrenze und hohe Dehnung bei möglichst flacher Fließkurve aufweisen. In der Praxis bewährte Stähle für das Fließpressen sind zum Beispiel: QSt 32-3 bis QSt 38-3, Cq 15, 16 Mn Cr 5, 15 Cr Ni 6, Cq 35, 19 Mn B4, 35 B 2 sowie einige nichtrostende Stähle. <H2>Festigkeitseigenschaften</H2> Aufgrund der Kaltverfestigung beim Umformen findet beim Fließpressen eine wesentliche Änderung der Festigkeitseigenschaften des Materials statt: Härte, Bruchfestigkeit und Streckgrenzen steigen an, während Dehnung und Brucheinschnürungen abnehmen. Man erreicht so Festigkeitseigenschaften bei Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, die denen legierter Stähle gleichkommen. Bei sehr starker Beanspruchung hat sich gezeigt, dass die Dauerfestigkeit — und damit auch die Dauerhaftigkeit — kaltfließgepresster Werkstücke wesentlich höher ist als bei gespanten, gesinterten oder gar geschweißten Bauteilen. <H2>Faserverlauf</H2> Bei der Kaltumformung bildet sich in fließgepressten Werkstücken ein der jeweiligen Verformungsrichtung entsprechender Faserverlauf des Materials. Dieser hat großen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften der Fertigteile, insbesondere auf die Schwingfestigkeit. Bei Konstruktion und Fertigung von Fließpressteilen muss grundsätzlich darauf geachtet werden, dass der Faserverlauf der Form angepasst wird und entsprechend in der Beanspruchungsrichtung des Werkstücks liegt. <H2>Genauigkeit bei der Kaltumformung</H2> Eine Vielzahl von Einflüssen wirken sich beim Kaltfließpressen auf die Maß-, Lage- und Formgenauigkeit aus. Wichtigste Faktoren sind die Perfektion der Werkzeuge sowie die jeweilige Werkstoffverteilung. Besonders bei komplizierten Formen ist es nicht immer einfach, die Abmessungen des Ausgangsrohteils so zu wählen, dass der verdrängte Werkstoff exakt die gewünschte Endform vollständig ausfüllt. <H2> Kaltfließpressen – die Entwicklung</H2> Die Entwicklung der Kaltschmiedetechnologie erlaubt es, dass auch hochpräzise Sicherheitsteile endkonturnah gefertigt werden. In den Anfängen des Kaltschmiedens wurde dieses Fertigungsverfahren vorwiegend als Umformtechnologie im Bereich der Schmuckherstellung angewandt. In den frühen 60er Jahren des letzten Jahrhunderts kamen mit der Herstellung von Fahrradteilen erste industrielle Anwendungen hinzu. Massivumformung beschäftigt sich mit der Warm-, Halbwarm- und Kaltumformung von Eisen- und Nichteisenwerkstoffen. Die Optimierung konventioneller Verfahren sowie Entwicklung innovativer Umformtechniken und Prozessketten der Massivumformung stehen ebenso im Vordergrund wie Machbarkeitsstudien, Erprobung neuer Werkstoffe bis hin zur Prototypen- und Kleinserienfertigung. Neue Verfahren, Materialien und Technologien haben die alte Schmiedekunst bis zum heutigen Stand der Massivumformung weiterentwickelt. Immer komplexere Schmiedeteile und größere Fertigungsmengen, immer endkonturnähere Formen werden möglich. In den letzten Jahren hat die Massivumformung eine rasante Entwicklung erfahren bis hin zum Kaltfließpressen . Neue Werkstoffe, neue Umformverfahren und neue engere Toleranzgrenzen eröffnen neue bisher nicht erreichbare Möglichkeiten.

 

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