Inconel 718 Metallstempel meistern: Der ultimative Leitfaden für 2025
Table Of Content
Table Of Content
Der definitive Leitfaden für die Metallumformung von Inconel 718: Prozesse & Anwendungen
Inconel 718 ist eine Hochleistungs-Nickel-Chrom-Superlegierung. Sie zeichnet sich durch ihre erstaunliche Festigkeit und ihre Fähigkeit aus, bei sehr hohen Temperaturen korrosionsbeständig zu sein.
Der Prozess der Herstellung von Inconel 718 Metallumformungen spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung langlebiger, wesentlicher Komponenten für viele Branchen. Die Arbeit mit diesem Material bringt viele Herausforderungen mit sich, die spezielles Wissen erfordern, ähnlich wie bei der Umformung von Inconel 625. Dieser Leitfaden behandelt die Eigenschaften des Materials, wie es umgeformt wird, was die Arbeit damit erschwert und wo es eingesetzt wird.
Eine einzigartige Herausforderung
Die Umformung von Inconel 718 unterscheidet sich erheblich von der Arbeit mit normalen Metallen. Die grundlegenden Eigenschaften des Materials machen die Verarbeitung komplex. Man muss diese Merkmale verstehen, um Teile erfolgreich herzustellen.
Die Inconel-Familie der Superlegierungen ist bekannt dafür, dass sie unter schwierigen Bedingungen gut funktioniert, und Inconel 718 zeigt dies deutlich.
-
Hohe Streck- & Zugfestigkeit: Bei ordnungsgemäßer Wärmebehandlung hat Inconel 718 eine Zugfestigkeit von etwa 1375-1400 MPa. Das bedeutet, dass man viel stärkere Pressen und Werkzeuge benötigt, die enorme Kräfte bewältigen können.
-
Außergewöhnliche Verfestigungsrate: Das Material wird schnell härter, während es während der Umformung geformt wird. Dies setzt Werkzeuge und Stempel extremen Belastungen aus, wodurch sie schneller abnutzen.
-
Hitzebeständigkeit: Während dies bei der endgültigen Verwendung hilft, erzeugt die Fähigkeit des Materials, bei hohen Temperaturen stark zu bleiben, viel Wärme während der Formgebung. Diese Wärme kann Schmierstoffe abbauen und die Lebensdauer der Werkzeuge verkürzen.
-
Korrosionsbeständigkeit: Diese Eigenschaft macht Inconel 718 in rauen chemischen und maritimen Umgebungen unverzichtbar, weshalb es häufig für gestanzte Teile verwendet wird.
Technischer Umformungsprozess
Die erfolgreiche Formung von Inconel 718 erfordert sorgfältige Planung, um mit der schwierigen Natur des Materials umzugehen. Jeder Schritt ist wichtig, von der Gestaltung der Werkzeuge bis zur Auswahl des richtigen Schmiermittels.
Werkzeuge und Materialien
Reguläre Werkzeugstähle sind für Inconel 718 nicht geeignet. Stempel müssen aus sehr starken, verschleißfesten Materialien wie hochentwickelten Werkzeugstählen (D2, M4) oder häufiger mit Hartmetall-Einsätzen an Stellen, die schnell abnutzen, hergestellt werden.
Das Design der Werkzeuge benötigt glatte Kurven und hochglanzpolierte Oberflächen, um Reibung zu reduzieren, ein Festkleben zu verhindern und den Materialfluss während der Formgebung zu unterstützen.
Pressenauswahl
Robuste mechanische oder hydraulische Pressen sind unerlässlich. Die hohen Kräfte, die benötigt werden, um Inconel 718 zu schneiden und zu formen, erfordern Pressen mit hoher Tonnagekapazität und sehr steifen Rahmen, um das Biegen unter Druck zu minimieren.
Servogesteuerte Pressen bieten eine bessere Kontrolle über Geschwindigkeit und Timing, was hilft, Wärme zu steuern und die Teilequalität zu verbessern.
Kritische Schmierung
Die Schmierung könnte der wichtigste Teil des Prozesses sein. Reguläre Schmierstoffe versagen fast sofort.
Aus unserer Erfahrung führt eine schlechte Schmierung oft zu Ausfällen bei den Umformungsoperationen von Inconel 718. Der Erfolg hängt von der Verwendung von Hochdruckschmierstoffen ab, wie z.B. schwerem chlorierten oder schwefelhaltigem Öl, oder der Anwendung fortschrittlicher Trockenfilm-Schmierstoffbeschichtungen auf das Metall vor der Umformung.
Diese Schmierstoffe schaffen eine starke Barriere, die verhindert, dass das Inconel unter extremem Druck und Hitze an der Stempeloberfläche haftet.
Nachbearbeitungsoperationen
Teile aus Inconel 718 werden normalerweise gestanzt, wenn das Metall in einem weicheren Zustand ist. Nach der Formgebung benötigen sie eine Wärmebehandlung – Lösungsglühen gefolgt von Altershärtung – um ihre volle Festigkeit zu entwickeln.
Überwindung der größten Herausforderungen
Die Vorbereitung auf und die Lösung häufiger Probleme sind der Schlüssel zu einem stabilen und kosteneffizienten Umformungsprozess von Inconel 718. Die Struktur des Materials ändert sich während der Formgebung erheblich, was zu vorhersehbaren Problemen führt.
| Herausforderung | Ursache | Bewährte Lösung |
|---|---|---|
| Starker Werkzeugverschleiß & Bruch | Extreme Verfestigung und Abrieb durch die Nickellegierung. | Verwendung von hochwertigem Hartmetallwerkzeug, Anwendung von PVD/CVD-Beschichtungen (TiN, TiAlN) auf den Werkzeugoberflächen und Reduzierung der Pressgeschwindigkeit zur Wärmeverwaltung. |
| Unvorhersehbarer Rückfederungseffekt | Hoher elastischer Modul und Festigkeit des Materials. | Überbiegung in das Stempeldesign integrieren, Prägestationen oder Setzstationen hinzufügen oder Servopressen für präzise Hubkontrolle am unteren Totpunkt verwenden. |
| Galling & schlechte Oberflächenbeschaffenheit | Materialhaftung an der Werkzeugoberfläche unter hohem Druck. | Werkzeugoberflächen auf Hochglanz polieren (SPI A1/A2), spezialisierte Hochdruckschmierstoffe verwenden und präzise Stempelspielräume einhalten. |
Inconel 718 vs. 625
Obwohl beide erstklassige Nickellegierungen sind, weisen Inconel 718 und Inconel 625 wesentliche Unterschiede auf, die die Wahl für die Umformung beeinflussen. Die Umformung von Inconel 625 hat ihre eigenen Herausforderungen, die sich jedoch etwas von denen von 718 unterscheiden.
Die Materialeigenschaften, die von führenden Materialwissenschaftsorganisationen wie ASM International definiert werden, leiten die Wahl zwischen diesen beiden Legierungen.
| Merkmal | Inconel 718 | Inconel 625 |
|---|---|---|
| Primäre Festigkeit | Altershärtbar, überlegene mechanische Festigkeit und Härte. | Festkörperlösung verstärkt, überlegene Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit. |
| Formbarkeit | Schwieriger; zeigt eine höhere Verfestigungsrate. | Duktiler und im Allgemeinen besser formbar als 718. |
| Werkzeugstress | Extrem hoch | Hoch, aber typischerweise niedriger als bei 718. |