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Einführung in Magnetring-Schmiedeteile, Vorteile von Magnetring-Schmiedeteilen, Eigenschaften von Magnetring-Schmiedeteilen

2026-07-20

Einführung in Magnetring-Schmiedeteile: Grundlagen und industrielle Relevanz

Magnetring-Schmiedeteile sind eine spezielle Kategorie von geschmiedeten Komponenten, die in zahlreichen Branchen eine Schlüsselrolle spielen – von der Automobilindustrie über die Luft- und Raumfahrt bis hin zur Energieerzeugung und dem Maschinenbau. Der Begriff „Magnetring“ bezieht sich dabei nicht auf eine magnetische Eigenschaft des Werkstoffs selbst, sondern auf die ringförmige Geometrie, die in Kombination mit definierten magnetischen oder elektromagnetischen Funktionen eingesetzt wird. In der Praxis werden Magnetringe häufig als Rotorkomponenten in Elektromotoren, als Statorringe in Generatoren, als Führungsringe in magnetischen Lagern oder als Dichtringe in Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet. Die Fertigung dieser Teile durch Schmieden – insbesondere durch das Gesenk- oder Ringwalzverfahren – bietet im Vergleich zu Guss- oder spanender Bearbeitung erhebliche Vorteile hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, der Strukturintegrität und der Wirtschaftlichkeit bei mittleren bis großen Stückzahlen.

Einführung in Magnetring-Schmiedeteile, Vorteile von Magnetring-Schmiedeteilen, Eigenschaften von Magnetring-Schmiedeteilen

Die industrielle Nachfrage nach Magnetring-Schmiedeteilen wächst stetig. Laut einer Analyse aus dem Jahr 2025 wird der globale Markt für geschmiedete Ringkomponenten bis 2030 ein Volumen von rund 8,7 Milliarden Euro erreichen, mit einer jährlichen Wachstumsrate von etwa 5,3 %. Getrieben wird diese Entwicklung durch den Ausbau erneuerbarer Energien (insbesondere Windkraft und Wasserkraft), die Elektrifizierung des Antriebsstrangs in der Automobilindustrie sowie die zunehmende Automatisierung in der Fertigungstechnik. Magnetringe müssen dabei hohen mechanischen Belastungen, Temperaturschwankungen und teilweise korrosiven Umgebungen standhalten. Das Schmiedeverfahren stellt sicher, dass die innere Faserstruktur des Werkstoffs der Ringkontur folgt – im Gegensatz zu spanend hergestellten Ringen, bei denen die Fasern durchtrennt werden. Dies führt zu einer deutlich höheren Ermüdungsfestigkeit und einer längeren Bauteillebensdauer. Jianing Schmiede hat sich in diesem Segment als zuverlässiger Partner etabliert, der kundenspezifische Lösungen von der Werkstoffauswahl bis zur Nachbearbeitung anbietet. (咨询热线:176 9623 6479)

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Vorteile von Magnetring-Schmiedeteilen: Warum das Schmieden die bevorzugte Fertigungsmethode ist

Die Entscheidung für geschmiedete Magnetringe anstelle von gegossenen oder aus Stangen gedrehten Ringen basiert auf mehreren gewichtigen technischen und wirtschaftlichen Vorteilen. Einer der wichtigsten Aspekte ist die Homogenität des Gefüges. Beim Schmieden wird der Werkstoff unter hohem Druck und definierter Temperatur umgeformt. Dabei werden innere Lunker, Porositäten oder Seigerungen, die bei Gussprozessen unvermeidbar sind, weitgehend beseitigt. Das Ergebnis ist ein dichtes, porenfreies Material mit gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften in alle Richtungen. Für Magnetringe, die häufig radialen und axialen Kräften ausgesetzt sind, ist dies ein entscheidendes Qualitätsmerkmal.

Ein weiterer signifikanter Vorteil liegt in der Verbesserung der mechanischen Kennwerte. Durch die Umformung wird das Korngefüge verfeinert, was zu höheren Werten bei Zugfestigkeit, Streckgrenze, Härte und Zähigkeit führt. Tabelle 1 zeigt typische Vergleichswerte für einen warmfesten Stahl (z. B. 42CrMo4) in verschiedenen Fertigungszuständen:

  • Gusszustand: Zugfestigkeit ca. 700–800 N/mm², Dehnung 8–12 %
  • Schmiedezustand: Zugfestigkeit ca. 900–1100 N/mm², Dehnung 12–16 %
  • Gesenkschmiedezustand: Zugfestigkeit bis 1200 N/mm², Dehnung 10–14 %

Diese Werte unterstreichen, dass geschmiedete Magnetringe unter statischen und dynamischen Lasten deutlich leistungsfähiger sind. Zudem weisen sie eine geringere Streuung der Eigenschaften auf, was für sicherheitskritische Anwendungen wie in Windkraftgetrieben oder in der Luftfahrt von großer Bedeutung ist. Jianing Schmiede nutzt für die Herstellung von Magnetring-Schmiedeteilen moderne CNC-gesteuerte Schmiedepressen mit einer Presskraft von bis zu 8.000 Tonnen, sodass auch große Ringdurchmesser bis zu 2.500 mm und Wandstärken von 20 mm bis 350 mm realisiert werden können. Die Prozesskontrolle erfolgt durchgängig nach DIN EN ISO 9001 und spezifischen Kundenanforderungen.

Ein dritter wesentlicher Vorteil ist die Materialeffizienz. Beim Schmieden wird das Ausgangsmaterial – meist Stangen- oder Blockmaterial – sehr nah an die Endform gebracht. Der sogenannte „Buy-to-Fly“-Ratio (Verhältnis von eingesetztem Material zu fertigem Bauteil) liegt bei Schmiedeteilen typischerweise zwischen 1,5 und 2,5, während bei spanender Fertigung aus Vollmaterial Ratios von 3 bis 5 oder sogar höher üblich sind. Das bedeutet: weniger Verschnitt, geringere Energiekosten und reduzierte CO₂-Emissionen. Angesichts steigender Rohstoffpreise und strengerer Umweltauflagen gewinnt dieser ökonomische und ökologische Vorteil zunehmend an Bedeutung. Unternehmen, die auf geschmiedete Magnetringe setzen, können ihre Herstellungskosten um bis zu 30 % senken, wenn die Stückzahlen ausreichend groß sind.

Einführung in Magnetring-Schmiedeteile, Vorteile von Magnetring-Schmiedeteilen, Eigenschaften von Magnetring-Schmiedeteilen

Eigenschaften von Magnetring-Schmiedeteilen: Werkstoffauswahl, Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität

Die spezifischen Eigenschaften von Magnetring-Schmiedeteilen lassen sich in vier Hauptkategorien einteilen: mechanische Eigenschaften, Maßtoleranzen, Oberflächenbeschaffenheit sowie mikrostrukturelle Homogenität. Die mechanischen Eigenschaften wurden bereits im vorherigen Abschnitt erläutert; an dieser Stelle soll vertieft auf die für Magnetringe besonders relevanten werkstofftechnischen Aspekte eingegangen werden.

Werkstoffauswahl: Magnetringe werden aus einer Vielzahl von Werkstoffen gefertigt – abhängig von den betrieblichen Anforderungen wie Temperatur, Korrosionsbeständigkeit, Magnetisierbarkeit oder elektrischer Leitfähigkeit. Gängige Werkstoffgruppen sind:

  • Vergütungsstähle (z. B. 42CrMo4, 34CrNiMo6): Hohe Festigkeit und gute Zähigkeit, einsetzbar bis etwa 500 °C. Ideal für Rotoren von Elektromotoren und Getriebekomponenten.
  • Warmfeste Stähle (z. B. X20CrMoV11-1): Für Anwendungen in Turbinen und Verdichtern, bis 650 °C.
  • Edelstähle (z. B. X5CrNi18-10): Korrosionsbeständig, geeignet für Nahrungsmittelindustrie oder Medizintechnik.
  • Nickelbasislegierungen (z. B. Inconel 718): Extrem hitzebeständig und korrosionsbeständig, Einsatz in der Luftfahrt und chemischen Industrie.

Jianing Schmiede verfügt über umfangreiche Erfahrung mit allen genannten Materialgruppen und kann auf Wunsch auch Sonderwerkstoffe wie Titanlegierungen oder Duplexstähle verarbeiten. Die Werkstoffauswahl erfolgt in enger Abstimmung mit dem Kunden – unter Berücksichtigung der Betriebsparameter und der benötigten magnetischen Permeabilität. So muss ein Magnetring in einem Magnetlager eine definierte magnetische Flussdichte ermöglichen, ohne dass es zu Sättigungseffekten kommt. Dies erfordert eine präzise Kontrolle der chemischen Zusammensetzung und des Wärmebehandlungszustands.

Maßhaltigkeit und Toleranzen: Geschmiedete Magnetringe können nach dem Schmieden und der anschließenden Wärmebehandlung je nach Spezifikation in den Toleranzklassen IT 9 bis IT 12 gefertigt werden. Für höhere Anforderungen wird eine spanende Nachbearbeitung (Drehen, Fräsen, Schleifen) durchgeführt. Jianing Schmiede bietet hier einen integrierten Service: Vom Rohschmiedeteil über die Vorbearbeitung bis zur fertig bearbeiteten Komponente mit Toleranzen bis IT 6. Die Durchmessertoleranzen können bei geschmiedeten Ringen ohne Nacharbeit bei etwa ± 1 % des Nenndurchmessers liegen, nach dem Drehen sind ± 0,05 mm möglich. Die Planparallelität und Rechtwinkligkeit der Ringenden wird durch spezielle Richt- und Kalibrierprozesse sichergestellt.

Oberflächenqualität: Die Schmiedeoberfläche weist typischerweise eine Rautiefe von 6,3 bis 12,5 µm Rz auf. Nach dem Kugelstrahlen oder Beizen verbessert sich die Oberflächengüte auf 3,2 bis 6,3 µm Rz. Für optische oder dichtende Funktionen kann eine Feinbearbeitung mit Rautiefen unter 1 µm Rz erzielt werden. Die Oberflächendefektfreiheit wird durch zerstörungsfreie Prüfverfahren wie Magnetpulverprüfung (MT) oder Wirbelstromprüfung (ET) überwacht. Die Abnahmeprüfungen richten sich nach Normen wie DIN EN 10204 (Werkszeugnis 3.1 oder 3.2).

Industrielle Anwendungen und technische Fallbeispiele von Magnetring-Schmiedeteilen

Die Einsatzbereiche für Magnetring-Schmiedeteile sind breit gefächert. Ein besonders relevantes Beispiel ist der Einsatz in Windkraftanlagen. Moderne Windkraftgetriebe verwenden große Magnetringe mit Durchmessern von 1.200 bis 2.000 mm und Wandstärken von 80 bis 150 mm, die als Träger für die Rotorwicklung fungieren. Diese Ringe müssen extremen Biege- und Torsionsmomenten standhalten, die aus den wechselnden Windlasten resultieren. Schmiedeteile von Jianing Schmiede, gefertigt aus dem Stahl 42CrMo4 mit einer Zugfestigkeit von 1.050 N/mm² und einer Kerbschlagarbeit von über 40 J (bei -20 °C), haben in mehreren Projekten in Norddeutschland und Skandinavien ihre Lebensdauer von über 20 Jahren nachgewiesen. Dabei konnte die Ausfallrate im Vergleich zu gegossenen Ringen um 60 % gesenkt werden.

Ein weiteres Anwendungsfeld sind elektrische Antriebe für Schienenfahrzeuge und E-Autos. Hier kommen kleinere Magnetringe mit Durchmessern von 200 bis 600 mm zum Einsatz, die als Rotor- oder Statorringe in Permanenterregten Synchronmotoren (PMSM) dienen. Die hohe Rundlaufgenauigkeit und die geringe Unwucht der geschmiedeten Teile verbessern die Dynamik des Motors und reduzieren Vibrationen. Ein Hersteller von Hochgeschwindigkeitszügen berichtete nach der Umstellung von geschmiedeten Ringen auf ein neues Legierungskonzept eine Steigerung der Motorleistung um 8 % bei gleichzeitiger Senkung des Materialeinsatzes um 12 %.

In der Luft- und Raumfahrt werden Magnetringe aus Nickelbasislegierungen wie Inconel 718 eingesetzt, etwa in Triebwerkskomponenten. Hier steht die Dauerfestigkeit unter extremen Temperaturen und korrosiven Bedingungen im Vordergrund. Jianing Schmiede hat für einen europäischen Triebwerkshersteller eine Serie von Magnetring-Schmiedeteilen mit einem Außendurchmesser von 350 mm geliefert, die nach der Schmiede- und Wärmebehandlung eine Dehnung von über 18 % und eine Zugfestigkeit von 1.350 N/mm² erreichten – Werte, die deutlich über den Industriespezifikationen lagen.

Technologische Innovationen und zukünftige Trends bei Magnetring-Schmiedeteilen

Die Entwicklung der Schmiedetechnologie für Magnetringe schreitet kontinuierlich voran. Ein zentraler Trend ist die Integration von Simulationssoftware zur Optimierung der Umformprozesse. Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) können heute bereits vor der Fertigung die optimalen Schmiedetemperaturen, Presskräfte und Kühlstrategien ermittelt werden. Dadurch werden Ausschussraten auf unter 1 % gesenkt und die Einlaufzeiten für neue Bauteile verkürzt. Jianing Schmiede arbeitet mit einem hauseigenen Simulationszentrum, das auf die spezifischen Anforderungen von Magnetringen spezialisiert ist – inklusive der Modellierung der Magnetisierung und der thermomechanischen Kopplung.

Ein weiterer Innovationstreiber ist die Automatisierung und Digitalisierung der Produktion. Smart Sensors überwachen in Echtzeit die Temperaturen, Drücke und geometrischen Abweichungen während des Schmiedeprozesses. Die gewonnenen Daten fließen in ein digitales Zwillingsmodell, das Rückschlüsse auf die Bauteilqualität erlaubt und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit gewährleistet. Diese Maßnahmen erfüllen die strengen Anforderungen der ISO 13485 (Medizintechnik) oder der AS9100 (Luftfahrt) und sind Grundlage für die Zertifizierungen von Jianing Schmiede.

Für die kommenden Jahre zeichnet sich ab, dass Magnetringe vermehrt in additiven Hybridfertigungsprozessen eingesetzt werden. Dabei wird das Grundring-Schmiedeteil als tragende Struktur genutzt, auf die mittels 3D-Druck funktionale Schichten aufgebracht werden – etwa Kühlkanäle oder hochpräzise Sitzflächen. Dies kombiniert die hohe Festigkeit des Schmiedeteils mit der Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung. Erste Prototypen wurden bereits erfolgreich getestet. Unternehmen, die frühzeitig in diese Technologie investieren, sichern sich Wettbewerbsvorteile in Nischenmärkten.

Qualitätssicherung und Prüfverfahren für Magnetring-Schmiedeteile

Die Qualitätssicherung bei Magnetring-Schmiedeteilen beginnt bereits bei der Wareneingangsprüfung der Vorwerkstoffe. Jeder Charge werden Proben entnommen und auf chemische Zusammensetzung, Reinheitsgrad und Makrogefüge untersucht. Während des Schmiedeprozesses erfolgt eine Prozessüberwachung mittels Temperaturmessung (Pyrometer, Thermoelemente) und Kraftaufnehmern. Nach dem Schmieden durchlaufen die Ringe eine Wärmebehandlung – meist ein Vergüten (Abschrecken und Anlassen) – bei der die Härte und das Gefüge gezielt eingestellt werden. Härtegradprüfungen nach Brinell oder Rockwell werden an mehreren Stellen pro Ring durchgeführt.

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) umfasst:

  • Ultraschallprüfung (UT): Erkennung von inneren Rissen, Einschlüssen oder Lunkern – bei Bedarf mit Phased-Array-Technik.
  • Magnetpulverprüfung (MT): Oberflächen- und oberflächennahe Risse nach DIN EN 10228-1.
  • Wirbelstromprüfung (ET): Schnelle Oberflächenprüfung für Serienteile.
  • Maßprüfung: 3D-Koordinatenmessmaschinen, optische Messsysteme und Lehren.

Jianing Schmiede dokumentiert alle Prüfergebnisse in digitalen Prüfberichten, die dem Kunden nach ISO 8000 oder als PDF zur Verfügung gestellt werden. Auf Wunsch werden auch Abnahmeprüfungen durch unabhängige Institute wie TÜV oder DNV durchgeführt. Die Rückverfolgbarkeit ist bis auf Schmelzenebene gewährleistet.

Fazit: Warum sich Investitionen in geschmiedete Magnetringe lohnen

Magnetring-Schmiedeteile bieten im Vergleich zu alternativen Fertigungsverfahren eine überlegene Kombination aus Festigkeit, Homogenität, Maßhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. Angesichts steigender Anforderungen an Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer in modernen Maschinen und Anlagen ist der Trend zu geschmiedeten Lösungen klar erkennbar. Die Vorteile zeigen sich nicht nur in technischen Kennzahlen, sondern auch in messbaren Kostenvorteilen über den gesamten Produktlebenszyklus. Kunden profitieren von geringeren Ausfallzeiten, reduziertem Wartungsaufwand und einer höheren Energieeffizienz ihrer Systeme.

Unternehmen, die Magnetringe in großer Stückzahl oder mit anspruchsvollen Geometrien benötigen, sollten die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Schmiedepartner in Betracht ziehen. Jianing Schmiede vereint jahrzehntelange Erfahrung in der Umformtechnik mit modernsten Fertigungsanlagen und einem tiefen Verständnis für die physikalischen Anforderungen von Magnetringen. Die Kombination aus eigener Werkstoffentwicklung, durchgängiger Qualitätssicherung und kundenindividueller Beratung stellt sicher, dass jedes Bauteil optimal auf den Einsatzzweck zugeschnitten ist. Für ein unverbindliches Angebot oder eine technische Machbarkeitsstudie steht das Team von Jianing Schmiede jederzeit zur Verfügung. (咨询热线:176 9623 6479)

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