Warmumformung

Die Warmumformung bezeichnet die plastische Umformung von Metallen bei Temperaturen über der Rekristallisationstemperatur. Bei diesem Wärmeprozess wird der Werkstoff weicher und lässt sich mit geringen Kräften umformen. Schmieden bezeichnet speziell die Warmumformung von Eisen und Stahl. Die Warmumformung läuft in verschiedenen Schritten ab, die von Erholungsprozessen begleitet werden, welche den Werkstoff entfestigen.

Die genaue Temperatur, bei der die Warmumformung durchgeführt wird, hängt von den jeweiligen Metallen ab. Ein Richtwert lautet, dass die Temperatur zwischen 40 und 60% des Schmelzpunkts beträgt.

 

Folgen der Warmumformung

Die Warmumformung wird durchgeführt, um Werkstoffe mit wenig Kraftaufwand zu transformieren. Bei der Warmumformung entsteht keine Verfestigung, wie es bei der Kaltumformung der Fall ist. Grund dafür: Durch die wiederholte Rekristallisation kann sich das Kristallgefüge nicht verfestigen. Darüber hinaus kann die Fließspannung ansteigen, wenn die Umformgeschwindigkeit größer ist als die Geschwindigkeit des Rekristallisationsprozesses.

Einsatz der Warmumformung

Die meistgenutzte Methode der Warmumformung ist nach wie vor das Schmieden. Weitere Verfahren umfassen das Warmwalzen und das Strangpressen. Insbesondere Werkstoffe, welche hohen Belastungen ausgesetzt sind, werden der Warmumformung unterzogen. Beispiele dafür sind Zylinderteile und Zahnräder. Die Zugfestigkeit des Werkstoffes wird bei der Umformung reduziert, wodurch die Duktilität steigt und das Bauteil höheren Belastungen standhalten kann.

Einsatz findet die Warmumformung insbesondere bei ferritischen Metallen, wie zum Beispiel Stahl. Werkzeugstähle (wie Mangan-Bor Legierungen) werden zum Beispiel warm umformt, da sie in unbehandelter Form relativ hart und brüchig sind. Durch die Wärmebehandlung erhalten sie hohe Umformbarkeit und verlieren an Härte.

Abgrenzung zur Kaltumformung

Bei der Kaltumformung werden Werkstoffe bei Temperaturen weit unterhalb des Rekristallisationspunkts verformt. Diese Umform Methode wird unter anderem eingesetzt, um Werkstoffe zu festigen.

  • Temperatur: Der wohl naheliegendste Unterschied zwischen Warm- und Kaltumformung ist die Temperatur. Während sie bei der Kaltumformung deutlich unter dem Rekristallisationspunkt liegt, liegt sie bei der Warmumformung darüber.
  • Formänderung: Durch die hohe Temperatur werden Werkstoffe weicher und lassen ihre Form besser ändern. Bei der Kaltumformung sind hingegen nur geringfügige Formveränderungen möglich. Ziel der Kaltumformung ist auch die Veränderung der Werkstoffeigenschaften und nicht die Abwandlung der Form.
  • Maßtoleranzen: Maßtoleranzen sind bei Kaltumformungen enger, sodass Werkstoffe passgenauer verarbeitet werden können.
  • Verfestigung: Bei der Kaltumformung ist das Hauptziel die Verfestigung von Werkstoffen. Im Gegensatz dazu werden Verfestigungen bei der Warmumformung ständig wieder abgebaut.