Warmumformung ist ein Begriff für das Erhitzen von Stahl oder anderen Metallen und anschließendes Walzen, Stanzen oder Hämmern in die gewünschten Formen. Das Erhitzen von Metallen über ihren kritischen Punkt, wo die Metallkristalle wie sehr dicke Flüssigkeiten fließen können, reduziert die Spannung und erleichtert das Walzen oder Formen. Metall, das einer Warmumformung unterzogen wird, kann weniger spröde oder weniger rissanfällig sein als Metalle, die kalt verarbeitet werden.
Metalle enthalten eine Kristallstruktur, eine zufällige Mischung aus vielseitigen Kristallen, die mit Sandkörnern verglichen werden kann. Wenn die meisten Metalle Raumtemperatur haben, sind die Kristalle dicht gepackt und das Metall gilt als starr. Wird das Metall über seine Kristallisationstemperatur, den sogenannten kritischen Punkt, erhitzt, verlieren die Kristalle ihren Halt und das Metall fließt oder lässt sich leicht verformen.
Die Kaltbearbeitung von Metallen bei Raumtemperatur erzeugt sehr zähe Metallteile, kann jedoch Spannungen im Metall verursachen, die schließlich zu Rissen oder Ausfällen führen können. Dies geschieht, weil sich die Metallkristalle nicht umeinander bewegen können und sie in einen Zustand mit geringerer Spannung zurückkehren möchten. Die Kaltformung kann mit dem Dehnen eines Gummibandes verglichen werden, wobei die Kristalle unter Spannung stehen. Metalle können später in einem Prozess namens Glühen erhitzt werden, bei dem das Metall auf eine hohe Temperatur erhitzt, dort gehalten und dann langsam abgekühlt wird, um Spannungen abzubauen. Die Warmumformung verhindert diese Belastung und erleichtert die Handhabung des Metalls erheblich.
Wenn heiße Metalle gewalzt werden, gleiten die Metallkristalle aneinander entlang und ändern ihre Form von kreisförmig zu langen und dünneren Formen. Diese Änderung kann das Metall in Richtung der Kristalle stärker machen, aber schwächer, wenn Kraft entgegen der Richtung hinzugefügt wird. Gewalzte Metalle können geglüht werden, um einen Teil der ursprünglichen Kristallform wiederherzustellen, was das Metall verstärkt.
Das Arbeiten bei höheren Temperaturen erzeugt ein duktiles Metall, das sich biegen kann oder weniger spröde ist. Duktilität kann ein Nachteil für Teile sein, die eine hohe Schlagzähigkeit erfordern, wie z. B. Werkzeuge oder Klingen. Auf die Warmumformung kann ein Anlassen folgen, bei dem es sich um ein Erhitzen, gefolgt von einer schnellen Abkühlung in Wasser oder Öl handelt, um einen Teil der Zähigkeit von kaltumgeformtem Metall wiederzugewinnen.
Ein Nachteil der Warmumformung ist die Temperatur, die erforderlich ist, um den kritischen Punkt einiger Metalle zu erreichen. Bei einigen hochfesten Stählen kann eine Erwärmung auf sehr hohe Temperaturen erforderlich sein, um eine Bearbeitung ohne Metallspannungen zu ermöglichen. Diese Temperaturen können spezielle Werkzeugmaschinen erfordern, die ihre eigene Festigkeit und Zähigkeit beibehalten können, wenn sie den hohen Metalltemperaturen ausgesetzt sind. Diese Ausrüstung kann auch Hochtemperatur-Heizkreise an Walzen oder Stanzteilen erfordern, um das Metall heiß zu halten und eine Kaltbearbeitung zu verhindern.