Metallteile werden auf verschiedene Weise hergestellt. Gießen und Schmieden gelten als die beiden gängigsten Verfahren. Beide Verfahren bringen Metall in Form. Allerdings tun sie dies auf ganz unterschiedliche Weise. Diese Unterschiede haben Auswirkungen auf Festigkeit, Qualität, Kosten und Leistung. Es ist wichtig zu wissen, worin der Unterschied besteht. Es hilft den Ingenieuren, die richtige Wahl zu treffen. Es hilft der Industrie, sicherere und bessere Produkte zu konstruieren. 

Zwei der gängigsten Verfahren der Metallverarbeitung in der Industrie sind Gießen und Schmieden. Beim Gießen wird geschmolzenes Metall in eine Form gegossen, wo es aushärtet und die gewünschte Form annimmt. Es eignet sich besonders für die Herstellung komplizierter Formen, großer Bauteile und Hohlkörper wie Motorblöcke, Pumpengehäuse und Zierteile. Mit mindestens drei Arten von Metallen, darunter Stahl, Aluminium, Kupfer und Bronze, lassen sich Metalle relativ einfach formen, was die Herstellung kleiner bis mittlerer Stückzahlen kostengünstig macht.

Schmieden, ist die Umformung von Metall durch die Ausübung von Druckkräften, entweder heiß oder kalt, um die gewünschte Form zu erhalten. Dadurch werden die Metallkörner der Form des Bauteils angepasst, was zu einer hohen Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit führt. Geschmiedete Bauteile, wie Kurbelwellen, Zahnräder und Flugzeugteile, sind in hochbelasteten und tragenden Anwendungen sicherer. Beide Verfahren haben ihre eigenen Stärken und Schwächen und sind je nach den Anforderungen im Maschinenbau anwendbar.

Was ist Casting?

Gießen ist ein Verfahren der Metallbearbeitung. Beim Gießen wird das Metall bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Das geschmolzene Metall liegt in Form einer Flüssigkeit vor. Dieses geschmolzene Metall wird in eine Form gegeben. Das fertige Teil hat die Form eines Hohlraums in der Gussform. Das Metall wird in der Form reduziert. Sobald es abgekühlt ist, hat das Metall die Form eines Festkörpers. Die feste Form wird anschließend entfernt. Jetzt ist das Teil fertig.

Das Gießen ist sehr alt. Seine Verwendung reicht Tausende von Jahren zurück. Heutzutage wird es in fast allen Branchen eingesetzt.

Hauptmerkmale des Gießens

• Das Metall wird geschmolzen.
• Das geschmolzene Metall wird in eine Form gegossen.
• Das Metall erstarrt im festen Zustand.
• Das Teil nimmt die Form des Werkzeugs an.

Vorteile des Gießens

Die Fähigkeit, komplizierte Formen zu erstellen.

Es können sehr komplizierte und detaillierte Formen gegossen werden. Es können Designs hergestellt werden, die für andere Verfahren schwierig oder unmöglich sind. Es ist auch sehr einfach, innere Hohlräume zu schaffen.

Große und schwere Bauteile sind geeignet.

Große Teile werden am besten durch Gießen hergestellt. Die Herstellung von sehr großen Teilen ist nicht sehr schwierig. Das macht sie für die Schwerindustrie geeignet.

Breite Palette von Materialien

Fast jedes Metall kann gegossen werden. Geeignet sind sowohl Eisen- als auch Nichteisenmetalle. Dies bietet den Ingenieuren zahlreiche Materialoptionen.

Kosteneffiziente Produktion

Das Gießen kann kostengünstiger sein als andere Produktionsverfahren. Man kann die gleiche Form wiederholt verwenden. Das vereinfacht und senkt die Kosten der Massenproduktion.

Weniger Bearbeitungen, minimale Bearbeitungen.

Durch Gießen können nahezu Nettoformen hergestellt werden. Dies bedeutet, dass nach der Produktion weniger Bearbeitungen erforderlich sind. Das hilft, Zeit und Kosten zu sparen.

Vielseitig und weit verbreitet

Es gibt mehrere Branchen, in denen das Gießen eingesetzt wird. Er ist flexibel und anpassungsfähig. Es fördert die Produktion in kleinem und großem Maßstab.

Nachteile des Castings in der Produktion:

Porosität und Gaslöcher

Während der Erstarrung kann Gas in der Metallschmelze eingeschlossen werden, was zu Porosität und damit zu einer Schwächung des Endprodukts führt.

Oberfläche

Die Gussoberflächen sind im Allgemeinen rau und müssen unter Umständen nachbearbeitet werden, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.

Maßliche Ungenauigkeit

Während der Erstarrung besteht die Möglichkeit einer Schrumpfung und damit einer Veränderung der Abmessungen, und genaue Toleranzen sind nicht leicht zu bestimmen.

Reduzierte mechanische Eigenschaften.

Interne Defekte können die Festigkeit, Duktilität und Schlagzähigkeit von Gussmetallen im Vergleich zu Knetmetallen verringern.

Größenbeschränkungen

Dicke oder dünne Abschnitte können sehr groß sein und lassen sich daher nur schwer ohne Fehler gießen.

Komplexität der Schimmelpilze

Die Herstellung komplexer Formen ist zeitaufwändig und kostspielig.

Umwelt- und Sicherheitsaspekte.

Geschmolzenes Metall ist heiß, enthält Dämpfe und ist bei Unfällen gefährlich.

Materialvergeudung

Bei einigen Verfahren fällt überschüssiges Material an (z. B. Angüsse und Tragegurte), das entsorgt oder recycelt werden muss.

Beispiele für Gussprodukte

Autoteile

Kraftfahrzeuge sind ein wichtiges Zubehör für Gusserzeugnisse. Einige der gängigen Produkte sind Motorblöcke, Zylinderköpfe, Bremstrommeln, Getriebe und Kurbelwellen.

Industrielle Maschinen

Gussteile, die häufig in Industriemaschinen verwendet werden, sind Pumpengehäuse, Ventilgehäuse, Turbinengehäuse und Maschinensockel.

Haushaltsgegenstände

Der Guss wird für die Herstellung vieler Haushaltsgegenstände verwendet, z. B. für Kochgeschirr wie Pfannen und Kessel, Türgriffe, aber auch für dekorative Gegenstände wie Lampen und Statuen.

Baumaterialien

Eines der Gussprodukte im Bauwesen sind Schächte, Rohre und Metallrahmen.

Kunst und Bildhauerei

Der Guss ist eine Technik, die von den Künstlern zur Herstellung von Statuen, Büsten und dekorativen Entwürfen verwendet wird.

Elektrische Komponenten

Gegossene Bauteile wie Transformatorengehäuse, Schaltanlagengehäuse und Motorkomponenten werden häufig in elektrischen Geräten verwendet.

Verschiedene Artikel

Die anderen Gusserzeugnisse sind Schmuck, Münzen und Musikinstrumente wie Glocken.

Was ist Schmieden?

Schmieden ist nicht gleichbedeutend mit Gießen. Während des Schmiedevorgangs wird das Metall nicht geschmolzen. Das Metall bleibt fest. Es wird auf eine höhere Temperatur erhitzt. Aber es bleibt in fester Form. Dann wird eine Kraft angewendet. Das Metall wird geklopft oder geformt. Das Metall wird gepresst. Dies geschieht, um das Metall zu verfestigen.

Auch das Fälschen gibt es seit Tausenden von Jahren. Schwerter und Werkzeuge wurden in der Vergangenheit von Schmieden hergestellt. Heutzutage wird das Schmieden in großen Maschinen durchgeführt.

Hauptmerkmale des Schmiedens

• Das Metall wird erhitzt.
• Es bleibt fest.
• Das Metall fließt und nimmt eine neue Form an.
• Die Struktur wird gestärkt.
• Derzeit wird der Druck mit Hilfe von Hämmern oder Pressen ausgeübt.

Vorteile des Schmiedens

Hohe Festigkeit

Durch Schmieden hergestellte Bauteile sind fester als Gussteile oder maschinell bearbeitete Teile, da die Kornstruktur des Metalls der Form des Bauteils entspricht. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Dauerfestigkeit verbessert.

Verbesserte Zähigkeit

Defekte wie Porosität und Hohlräume treten beim Schmieden seltener auf, so dass sich das Material als zäh und widerstandsfähiger erweist.

Bessere Ermüdungsbeständigkeit

Geschmiedete Bauteile können zyklischen Belastungen und Ermüdungsbrüchen besser widerstehen, da die Körner konstant entlang des Teils fließen.

Verlässlichkeit und Sicherheit

Geschmiedete Bauteile haben ein geringeres Bruchrisiko, wenn sie schweren Lasten oder hohem Druck ausgesetzt sind, und eignen sich daher für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen wie Flugzeugen, Automobilen und Maschinen.

Vielseitigkeit

Das Schmieden kann bei einer Vielzahl von Legierungen und Metallen angewandt werden, wodurch einfache bis komplexe Formen hergestellt werden können.

Wirtschaftlich, wenn es um die Produktion von Großserien geht

Auch wenn sich die anfängliche Einrichtung als kostspielig erweisen kann, bietet das Schmieden Kosteneffizienz bei der Herstellung einer großen Menge von Teilen, da es weniger Bearbeitung und Materialverschwendung erfordert.

Nachteile des Schmiedens

Hohe Anfangskosten

Das Schmieden ist sehr kostspielig, was die erforderlichen Maschinen und Gesenke angeht, und daher ist es am Anfang sehr kostspielig.

Eingeschränkt in Bezug auf Formen und Größen

Sehr komplexe oder sehr große Bauteile können aufgrund der begrenzten Ausrüstung und des begrenzten Werkzeugs nicht geschmiedet werden.

Fachkräfte erforderlich

Häufig sind Fachkräfte erforderlich, um Temperatur, Druck und Formgebung zu steuern, was die Arbeitskosten in die Höhe treibt.

Materialabfall

Bei bestimmten Schmiedeverfahren kann Ausschuss oder unerwünschtes Material anfallen, insbesondere wenn es sich um Beschnitt handelt.

Oberflächenmängel

Ohne ordnungsgemäße Kontrolle des Prozesses können Schmiedeteile Risse oder Defekte auf ihrer Oberfläche entwickeln, die eine weitere Nachbearbeitung erforderlich machen.

Nicht für alle Metalle geeignet

Bestimmte spröde Metalle sind schwer zu schmieden und brechen oder reißen nicht.

Beispiele für geschmiedete Produkte

Automobilkomponenten

Das Schmieden wird auch bei der Herstellung haltbarer und stabiler Teile für Kraftfahrzeuge eingesetzt, z. B. Kurbelwellen, Pleuelstangen, Zahnräder, Achsen und Radnaben.

Komponenten für die Luft- und Raumfahrt

Geschmiedete Bauteile mit hoher Festigkeit werden in Flugzeugen benötigt, z. B. Fahrwerke, Turbinenwellen und Strukturteile.

Industrielle Maschinen

Die in Maschinen verwendeten Teile sind geschmiedet, wie z. B. Spindeln, Wellen, Hebel und schwere Maschinenteile, die hohe Anforderungen an Festigkeit und Zähigkeit stellen.

Werkzeuge und Hardware

Eisenwarenwerkzeuge wie Hämmer, Schraubenschlüssel, Zangen usw. werden in der Regel geschmiedet, um langlebig und zuverlässig zu sein.

Baumaterialien

Elemente wie Schrauben, Muttern und Befestigungselemente in Gebäuden und Brücken werden häufig geschmiedet.

Verschiedene Artikel

Weitere gefälschte Produkte sind Teile der Eisenbahn, Teile von Schiffen und landwirtschaftliche Geräte, einschließlich Pflugscharen und Traktorteile.

Gießen vs. Schmieden Mechanische Eigenschaften

Eine Tabelle mit relativen Zahlenwerten für Festigkeit, Gewicht usw., nicht nur qualitative Beschreibungen. Die folgende Tabelle ist eine der Versionen unter Verwendung von technischen Standarddaten:

Eigentum	Guss (ca.)	Schmieden (ca.)
Zugfestigkeit	200-400 MPa	400-700 MPa
Streckgrenze	100-250 MPa	250-600 MPa
Dehnung (%)	5-15%	15-35%
Ermüdungsfestigkeit	50-150 MPa	200-400 MPa
Dichte/Gewicht	Etwas höher aufgrund der Porosität (~7,2 g/cm³ für Stahl)	Etwas niedriger, effizienter (~7,85 g/cm³ für Stahl, dichter, aber weniger Abfall)
Härte (Brinell)	100-200 HB	150-300 HB

Anmerkungen:

Je nach Material (Stahl, Aluminium usw.) und Verfahren sind die Werte unterschiedlich.

Die Ermüdungsfestigkeit und Duktilität von Schmiedeteilen ist in der Regel 2-3 mal höher als die von Gussteilen.

Verwendete Materialien

Gießen

Guss kann aus einer Vielzahl von Metallen und Legierungen hergestellt werden. Die am häufigsten verwendeten sind Gusseisen, Stahl, Aluminium, Kupfer, Bronze, Messing und Magnesiumlegierungen. Das Gießen eignet sich besonders für gut fließende Metalle, die leicht in Formen fließen können, um komplizierte Formen zu bilden.

Schmieden

In der Regel werden Metalle geschmiedet, die gut verformbar sind und einer Verformung unter hohem Druck standhalten können. Zu den gängigen Werkstoffen gehören Kohlenstoffstahl, legierter Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Titan und Nickelbasislegierungen. Das Schmieden ist ideal für Werkstoffe, die in der Endbearbeitung eine hohe Festigkeit und Zähigkeit erfordern.

Strukturelle Unähnlichkeit zwischen Gießen und Schmieden

Der wichtigste strukturelle Unterschied zwischen Gießen und Schmieden ist die Kornstruktur des Metalls und seine mechanischen Eigenschaften. Beim Gießen wird das geschmolzene Metall durch eine Form gegossen und erstarrt. Dies führt zu einer groben und ungleichmäßigen Kornstruktur, die zu Schwachstellen und Porosität führen kann. Daher sind Gussteile in der Regel schwächer und dehnbarer als Schmiedeteile und neigen zu Fehlern wie Lunkern und Gaslöchern. Bei gegossenen Metallen sind die Körner willkürlich ausgerichtet; dadurch ist das Material isotrop, aber es ist entlang der Belastungspfade schwächer.

Beim Schmieden hingegen wird das Metall mechanisch verformt, so dass sich die Körner der Form des Teils anpassen. Dieses Fließen des Korns erhöht die Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. Geschmiedete Bauteile weisen weniger innere Defekte auf, aber es sollte darauf geachtet werden, dass keine Risse an der Oberfläche entstehen. Bei geschmiedeten Bauteilen sind die Körner in ihrer Richtung ausgerichtet, die in Richtung der auf die Teile wirkenden Belastungen stärker sind. Im Allgemeinen führt das Schmieden zu Teilen mit besseren mechanischen Eigenschaften, während das Gießen auf kompliziertere Formen beschränkt ist, die jedoch weniger stabil sind.

Das Schmieden ist daher strukturell stärker. Die innere Struktur des Gusses ist schwächer.

Kostenunterschied

Der Preis variiert je nach Form, Menge und Bedarf.

Das Gießen wird billiger, wenn:

• Das Design ist komplex.
• Das Teil ist groß.
• Es werden viele Teile benötigt.

Schmieden ist teurer als es ist:

• Die Kosten für die Ausrüstung sind hoch.
• Die Materialien müssen schmiedetauglich sein.
• Es ist mehr Arbeit oder Maschinenzeit erforderlich.

Geschmiedete Teile haben jedoch eine lange Lebensdauer. Sie reduzieren die Ausfallkosten. Bei Sicherheitsteilen ist das Schmieden teuer.

Oberflächengüte und Genauigkeit

Gießen

Die Oberflächen- und Maßgenauigkeit der durch Gießen hergestellten Teile ist in der Regel gering. Schrumpfung, Porosität, ungleichmäßige Erstarrung usw. sind Faktoren, die zur Unvollkommenheit der Oberflächen beitragen. Aus diesem Grund müssen Gussteile unter Umständen stärker bearbeitet oder nachbearbeitet werden, um die erforderliche Präzision und Glätte zu erreichen.

Schmieden

Durch das Schmieden werden Teile mit verbesserter Oberflächengüte und Maßgenauigkeit hergestellt. Das Metall wird nach unten gepresst, wodurch sich der Faserverlauf an die Linienführung des Bauteils anpasst. Geschmiedete Bauteile erfordern ein Minimum an Bearbeitung und eignen sich für die Hochpräzisionspraxis, bei der sowohl die Festigkeit als auch die Genauigkeit entscheidend sind.

Defekte und Verlässlichkeit

Gießen

Der Erstarrungsprozess erhöht die Fehlerquote beim Gießen. Porosität, Lunker und Gaslöcher sowie Risse sind häufige Fehler. Die daraus resultierenden Defekte beeinträchtigen die mechanische Festigkeit und Zuverlässigkeit des Bauteils sowie die Verwendung von Gussteilen in kritischen oder stark beanspruchten Anwendungen. Unter Umständen sind weitere Kontrollen und Bearbeitungen erforderlich, um ein akzeptables Qualitätsniveau zu erreichen.

Schmieden

Beim Schmieden werden Bauteile hergestellt, die weniger interne Defekte aufweisen, da das Metall unter Druck verformt wird und somit die entstandenen internen Hohlräume abgedichtet werden und die Kornstruktur parallel wird. Die Gegenstücke sind meist fester, zuverlässiger und können schweren Lasten und wiederkehrenden Belastungen standhalten. Obwohl Oberflächenrisse entstehen können, wenn der Prozess nicht entsprechend gehandhabt wird, wird das Schmieden bei kritischen und belastbaren Anwendungen eingesetzt, da es zuverlässiger ist.

Wo Gießen besser ist

Komplexe Formen

Das Gießen eignet sich am besten, wenn die Geometrien der herzustellenden Bauteile kompliziert sind, das Design kompliziert ist und das Hohlprofil schwer oder gar nicht zu schmieden ist.

Große Komponenten

Gießen ist eine billigere und bequemere Methode zur Herstellung großer Bauteile wie Motorblöcke, Pumpengehäuse oder Statuen als Schmieden.

Anwendungen mit geringer Stärke

Das Gießen eignet sich eher für Teile, die keine hohe Festigkeit oder Zähigkeit erfordern, wie Dekorationsgegenstände, Kochgeschirr oder einige Gehäuse.

Die Produktion in kleinem Maßstab ist wirtschaftlich.

Die Produktion von Kleinserien ist wirtschaftlich, da die Herstellung einer Gussform bei Kleinserien einfach ist und komplizierte Formen in weniger Arbeitsgängen gegossen werden können.

Wo Schmieden besser ist

Hochfeste Komponenten

Schmieden eignet sich auch für Bauteile, die eine hohe Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsfestigkeit erfordern, wie Kurbelwellen, Pleuelstangen und Turbinenschäfte.

Lasttragende Anwendungen von entscheidender Bedeutung

Teile, die hohen Belastungen, häufiger Beanspruchung oder Stößen ausgesetzt sind, wie z. B. Flugzeugfahrwerke, Zahnräder und Achsen, sind besser geschmiedet, da sie zuverlässiger sind.

Erhöhte mechanische Eigenschaften

Die Schmiedeteile weisen ein homogenes Korngefüge, weniger interne Defekte und eine verbesserte Duktilität auf, was für den Einsatz von Teilen geeignet ist, die eine lange Lebensdauer erfordern.

Mittlere bis große Produktionschargen

Die Verwendung von Schmiedegesenken ist zwar kostspielig, aber bei mittleren bis hohen Stückzahlen von starken und präzisen Teilen kosteneffizient, da nur wenige Bearbeitungen und weniger Materialverluste erforderlich sind.

Schlussfolgerung

Zusammengefasst, Gießen und Schmieden sind entscheidende Fertigungsverfahren, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Komplexe Formen, große Teile und Teile mit geringer bis mittlerer Festigkeit lassen sich am besten durch Gießen herstellen, während hoch belastbare Teile, die hohe Spannungen, Zähigkeit und Zuverlässigkeit erfordern, am besten durch Schmieden hergestellt werden. Bei GC Precision Mould konzentrieren wir uns auf die Bereitstellung von Gusslösungen von hoher Qualität für alle Arten von Anforderungen. Wir sind mit allen Arten von Gussprojekten ausgestattet und verfügen über alle erforderlichen Einrichtungen, was uns bei der Ausführung dieser Gussaufträge effizient und präzise macht. Wenn Sie sich für GC Precision Mould entscheiden, entscheiden Sie sich für einen Partner, dem Qualität, Präzision und Kundenzufriedenheit wichtig sind, so dass Ihre Bauteile in höchster Qualität hergestellt werden. Wir freuen uns darauf, Ihnen zeitlose, qualitativ hochwertige und einwandfrei gefertigte Gussteile anzubieten, die Ihren Geschäftszwecken dienen.

FAQs

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Was kann bei GC Precision Mould gegossen werden?

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Was ist der Unterschied zwischen Schmieden und Gießen?

Beim Schmieden wird Metall durch Druckkräfte bearbeitet, um Teile mit höherer Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zu formen, während beim Gießen geschmolzenes Metall in Formen gegossen wird, um komplexe Formen zu schaffen.

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