Kaltmassivumformung

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Die Kaltmassivumformung ist ein besonderes Verfahren der Umformtechnik (DIN 8583) durch Druckumformen, bei dem die Rohlinge des zu erzeugenden Werkstückes nicht erwärmt werden. Die Umformung beginnt bei Raumtemperatur.

[Bearbeiten] Wirtschaftlichkeit

Wegen der relativ zu den Kosten des Werkstückes hohen Investitionen für die bei der Kaltmassivumformung einzusetzenden Pressen sowie für die Werkstück – spezifischen Werkzeuge ist dieses Fertigungsverfahren besonders geeignet für die Herstellung von Massenteilen wie Schrauben, Hülsen und Formteilen insbesondere für die Automobilindustrie und die Befestigungstechnik. Klassische Anwendungen sind auch die Prägung von Münzen, die Herstellung von Geschosshülsen oder von Nüssen für Steckschlüsselsätze.

Verglichen mit der Warmumformung (Schmieden) ist die Form- und Maßhaltigkeit der umgeformten Werkstücke erheblich größer, da keine Schwindung oder Verzunderung auftritt. Weil die Werkstoffe sich beim Pressen im kalten Zustand verfestigen, können in der Kaltmassivumformung höherwertige Stahlqualitäten ersetzt werden. Aufgrund der begrenzten Formänderungsfähigkeit der Werkstoffe und der hohen Kontaktspannung zwischen Werkstück und Werkzeug ist der Anwendungsbereich der Kaltmassivumformung eingeschränkt auf niedrig legierte Stähle und verschiedene Nichteisenmetalle (insbesondere Aluminium und Kupfer) sowie auf vorwiegend rotationssymmetrische Formen.

Der Vorteil gegenüber spanabhebenden Verfahren liegt einerseits in der Materialersparnis und andererseits in der Bearbeitungsgeschwindigkeit. Gegenüber dem Schmieden kommen die Energieersparnis, die Oberflächengüte und insbesondere die Formgenauigkeit hinzu, durch die nachfolgende Bearbeitungsgänge reduziert oder in geeigneten Fällen ganz entfallen können.

Aufgrund der wirtschaftlichen Vorteile ist der Anteil der Kaltmassivumformung an dem Gesamtvolumen der Fertigungsverfahren wachsend.

[Bearbeiten] Verfahren

Bei der Massivumformung werden die Werkstücke in einer Presse zwischen einem Pressstempel (auch Dorn oder beim Prägen Pfaffe genannt) und einer Matrize (auch Pressbuchse) mit erheblichen Drücken verformt.

Bei entsprechender Formgebung von Matrize und Stempel wird der Werkstoff gezwungen in entsprechende Freiräume, die ihm Matrize und Stempel lassen, zu fließen. Bei genügenden Presskräften ist dieses Fließen von Stählen auch bei kaltem Ausgangsmaterial zu erreichen. Enthält die Matrize eine Verjüngung, so spricht man hierbei vom Reduzieren. Beim Reduzieren verlängert sich das Werkstück jeweils bei einem verminderten Durchmesser. Ist zwischen Matrizeninnenseite und Stempel ein Hohlraum, in den der Werkstoff durch das Pressen fließt, entsteht im Werkstück ein Hohlraum entsprechend der Form des Stempels. Man spricht hier vom Napfen durch das Eindringen eines Stempels in das Ausgangsmaterial. Je nach Fließrichtung des Werkstoffes spricht man vom Vorwärts- oder Rückwärtsfließpressen. Eine Besonderheit ist das Querfließpressen, bei dem der Werkstoff überwiegend quer oder schräg zur Bewegungsrichtung des Stempels fließt.

Durch Spaltprofilieren ist auch die Kaltmassivumformung von Blechen, etwa zur Herstellung verzweigter Profile, möglich.

[Bearbeiten] Literatur

• Handbuch der Umformtechnik, Berlin/New York 1996