DAS VERFAHREN DES GESENKSCHMIEDENS
Das Verfahren des Gesenkschmiedens
1. Definition
Das Gesenkschmieden oder Gesenkformen ist ein Fertigungsverfahren aus der Hauptgruppe des Umformens. Dort wird es gemeinsam mit dem Walzen, Freiformen, Eindrücken und Durchdrücken der Gruppe des Druckumformens zugeordnet.
Nach DIN 8583 ist es ein Druckumformen mit gegeneinander bewegten Formwerkzeugen, den Gesenken. Die zu erzeugende Form ist dabei zumindest teilweise im Gesenk als Negativ enthalten. Als Gesenkschmieden werden dabei alle Schritte bezeichnet, die zur Herstellung von Gesenkschmiedeteilen nötig sind. Dazu gehört auch das Abtrennen der Rohlinge von Halbzeugen, das Erwärmen und Entzundern sowie die Wärme- und Oberflächenbehandlung.
Der eigentliche Umformprozess wird als Gesenkformen bezeichnet. Eingeteilt wird es in Gesenkformen mit teilweise umschlossenem Gesenk und Gesenkformen mit ganz umschlossenem Gesenk.
Das Gesenkschmieden wird meistens bei Werkstücktemperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur eingesetzt, als Warmumformen. Manchmal wird es auch bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur knapp unterhalb der Rekristallisationstemperatur (Halbwarmumformung) eingesetzt. Als Werkstoffe werden häufig Stähle eingesetzt, vor allem Baustähle, Warmarbeitsstähle und nichtrostende Stähle. Außerdem werden Aluminium- und Magnesiumlegierungen eingesetzt, insbesondere spezielle Knetlegierungen.
Titan-, Nickel-Cobalt- und Molybdän-Legierungen erfordern einen hohen Kraftbedarf und weisen teilweise nur ein geringes Umformvermögen auf. Sondervarianten des Gesenkschmiedens sind das Genau- und das Präzisionsschmieden sowie das Thixoschmieden.
2. Ablauf beim Gesenkschmieden
1. Vorumformung
Zunächst wird der Rohling vom Halbzeug abgetrennt und auf Werkstücktemperatur gebracht.
Mit Hilfe von Walzen, Pressen oder eines Lufthammers wird der erhitzte Rohling bei Bedarf vorgeformt.
2. Schmiedeprozess
Im nächsten Schritt des Schmiedeverfahrens wird der Rohling in ein geschlossenes Gesenk gelegt.
Ober- und Untergesenk enthalten die Kontur des gewünschten Schmiedestücks als Negativ und pressen den Rohling mit mehreren Schlägen in die entsprechende Form.
Überschüssiges Material wird in den Grat gedrängt.
3. Abgraten
Mit Hilfe von Abgratwerkzeugen erfolgt das Entgraten auf einer weiteren Presse.
4. Vergütung der Gesenkschmiedeteile
Es folgt die abschliessende Vergütung (Wärmebehandlung) des Schmiedestücks in Öfen.
5. Entzundern
Die dabei entstandene Zunderschicht wird nun mechanisch von dem Schmiedestück entfernt.
6. Endkontrolle
Nach Abschluss des Schmiedeverfahrens werden alle Präzisionsformteile der Umformtechnik einer umfassenden Sichtkontrolle unterzogen.
Der gesamte Umfang aller Kriterien und Massnahmen der Qualitätskontrolle wird funktionsgerecht je nach Kundenanforderung abgestimmt.
3. Geschichte des Gesenkschmiedens
Bereits 2500 v. Chr. wurden Bronze und Kupfer geschmiedet. Gegen 1500 v. Chr. dienten einseitig hohle Formen zum Gesenkschmieden. Dazu wurde der Rohling in das Gesenk gelegt und mit dem Hammer in die Form geschlagen.
Ab 600 v. Chr. nutzte man zweiteilige Bronzewerkzeuge für die Münzprägung. Im Mittelalter wurden auf diese Weise Scheibenfibeln hergestellt.
1848 wurden erstmals Messer im Gesenk geschmiedet. Moderne Gesenkschmiedewerkzeuge gab es gegen Ende des 19. Jahrhunderts in England. Begünstigt wurde dies durch die Entwicklung des Dampfhammers, der auch die Bearbeitung sehr großer Teile erlaubte.
Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde die mit den Maschinen erreichbare Genauigkeit immer besser. In der Wende zum 21. Jahrhundert entstanden das Präzisionsschmieden und das Thixoschmieden, die beide keine spanende Nachbearbeitung mehr erfordern. Moderne Entwicklungen zielen neben einer Erhöhung der Genauigkeit auf einen höheren Automatisierungsgrad.