Das Schmieden ist ein Prozess, bei dem heißes Metall der rauen Form dann durch exakte Formwerkzeuge sehr gewaltsam gequetscht wird, wodurch die Metall- oder Legierungsmoleküle stark komprimiert werden. Innerhalb der Struktur werden innere Spannungen erzeugt, die letztendlich bloßen und Spannungsspannungen widerstehen, indem sie aufgrund der Vielzahl winziger, durch Schmiede erzeugter Spannungsknoten im Inneren über eine Reserve ausgeglichener "Kräfte" verfügen. Matrizen sind zum Schmieden nicht erforderlich, da jeder Schmied oder Schwertschmied ähnliche Spannungen erzeugt, wenn er heißes Metall beim Abkühlen mit einem Hammer schlägt. Wenn jedoch der Teil (oder das Schwert) erneut erwärmt wird, kann ein Großteil des Gewinns verloren gehen, wenn die Moleküle ihre beengten Positionen entspannen.
Es gibt auch ein Abschrecken, bei dem ein Metallteil, das sich sehr nahe an einem eutektischen Punkt (Phasenwechselpunkt) befindet, plötzlich in einem Öl- oder Wasserbad abgekühlt wird, möglicherweise sogar in Flüssiggas. Dies erzeugt ähnliche Festigkeitseigenschaften, sollte jedoch nicht als Schmieden betrachtet werden, da die Verstärkung gering ist und sich normalerweise nicht durch das Teil erstreckt. Darauf folgt typischerweise ein "Tempern", ein sehr kontrollierter Erwärmungs- und langsamer Abkühlungsprozess, der einige der Oberflächenspannungen verringert, die zu Rissen oder Zerbrechen führen können. Wenn das Teil unregelmäßig groß ist (wie eine Pleuelstange mit einem großen und einem kleinen Ende), kann der Abschreckvorgang auch zu Verwerfungen führen, die normalerweise mechanisch durch Biegen entfernt werden müssen. Mir ist nicht bewusst, dass dies überhaupt für Motorteile verwendet wird.
Die meisten Massenprodukte von Motorteilen werden mit Guss hergestellt, was im Gegensatz zum Schmieden darin besteht, dass geschmolzenes Metall "einfach" in eine formnahe Form gegossen und abkühlen gelassen wird. Moleküle der Legierung können sich nach Bedarf bewegen, und das Teil weist nur geringe innere Spannungen auf. Dies ist ein kostengünstigeres Verfahren als das Schmieden, da Formen viel billiger herzustellen sind als das Schmieden von Werkzeugen - und viele andere Gründe. Geschmiedete Teile beginnen oft als Gussteile. In Anwendungen mit hoher Leistung und in anderen Fällen, in denen die Drehzahl und / oder der Zylinderdruck (BMEP) sehr hoch sind, lohnt sich der zusätzliche Aufwand für Schmiedeteile.
BMW, Porsche, Corvette, Ferrari usw. verwenden Schmiedeteile, bei denen die Kosten im Vergleich zu Leistung und Wahrnehmung weniger wichtig sind. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist, dass Teile mit weniger Material für ein geringeres Gewicht geschmiedet werden können, während sie immer noch stärker sind als ein Apfel-Orangen-Guss. Dies ist RIESIG in so etwas wie einer Pleuelstange (plus einem Kolben), wo die meisten Fehler NICHT auf Kompression durch Boost zurückzuführen sind, sondern auf Zugspannungsermüdung durch Richtungswechsel nach dem oberen Totpunkt. Jede gesamte Hubkolbenbaugruppe wiegt vielleicht nur ein paar Pfund, aber stellen Sie sich den Stress vor, wenn Sie ihn wegwerfen und sofort zu Ihnen zurückziehen müssen - 15000 Mal pro Minute, 250 Mal pro Sekunde auf einem Literbike oder einem modernen F1-Motor. Dies ist der Grund, warum Motoren mit hoher Kompression, hoher Drehzahl und hohem Ladedruck geschmiedete Einbauten verwenden ... nicht so sehr wegen des Drucks, aber wegen der höheren Spannungskräfte, die durch Gussteile mit höherem Gewicht erzeugt werden - Kräfte, die (wie ich mich erinnere) in Bezug auf die Drehzahl gewürfelt und in Bezug auf das Gewicht quadratisch sind. [Diese Erinnerung ist möglicherweise nicht genau] ... Wenn Sie weiter an Gewichtsreduzierung arbeiten, empfehlen wir Materialien wie Titan oder exotische Nanopartikel-Kohlenstoffmetall-Verbundwerkstoffe Yadayada, die weit über die Beantwortung Ihrer Frage oder meines Geldbeutels hinausgehen.
ALLE diese Prozesse erfordern exakte Bearbeitungsnachworte, um die richtigen exakten Abmessungen für die Lagermontage und Gewinde für die Montage zu erreichen.
Metallurgie ist unglaublich interessant. Vor 6000 Jahren stellten Handwerker Schwerter her, die bis heute nicht vollständig nachgebildet wurden. Trotz unglaublicher Fortschritte in der Legierungs- und Metallbearbeitungstechnologie sehe ich immer noch den einzigen großen Unterschied zwischen der Kunst der Alchemie und der Wissenschaft der Metallurgie darin, dass die Metallurgie tatsächlich funktioniert!
Ich würde einen Satz geschmiedeter Manly- oder Crower-Ruten für mein Saabaru EJ205-Projekt lieben, aber 1000 bis 1400 US-Dollar sind wahrscheinlich das 4- oder 5-fache der Kosten für perfekt zu wartende Lagerteile für ein Lagerfahrzeug. Ich werde nicht einmal die Kosten einer geschmiedeten Kurbelwelle erwähnen. Und dann gibt es diese Kolbensachen ... [seufz]