AT143599B

AT143599B - Verfahren zur Herstellung von hohlen, ausgefütterten Stahlstangen für Gesteinsbohrer.

Info

Publication number: AT143599B
Authority: AT
Original assignee: William Duncan Howe; Sheffield Hollow Drill Stell C
Priority date: 1933-07-08
Filing date: 1934-06-28
Publication date: 1935-11-25

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hohlen, mit einer Ausfütterung versehenen Stahlstangen für Gesteinsbohrer in der Art, dass ein Rohr aus einer Eisenlegierung in einen hohlen Stahlknüppel oder Ingot eingesteckt, das Rohr mit einem geschmeidigen, spröden oder zerbröckelbaren Kern
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gestreckt wird, worauf der Kern entfernt wird und eine hohle Stange verbleibt, die mit dem in den Knüppel eingesteckten Rohr ausgefüttert ist. Die Erfindung besteht in Vorkehrungen zur Sicherung einer innigen Verbindung zwischen dem Rohr und der äusseren Stange über deren ganze Länge.

Bei der Herstellung von Nadeln für subkutane Einspritzungen wurde vorgeschlagen, ein Rohr, z. B. aus Silber oder Nickel-Silber, auf einen Dorn aufzusetzen, es vor Einbringen in ein Rohr aus rostfreiem Stahl mit einem Lot zu überziehen und dann das zusammengesetzte Werkstück durch Walzen, Gesenkschmieden oder Ziehen auf die für eine Nadel erforderliche Grösse zu bringen, worauf eine Wärmebehandlung stattfindet, welche zusammen mit der mechanischen Behandlung bewirkt, dass das Futter an die Innenfläche des Stahlröhrchens angelötet wird. Die Anwendung von Zwischenschichten an sich ist nicht nur bei der vorerwähnten Nadelherstellung, sondern auch für andere Zwecke, z. B. Herstellung von bimetallischen Rohren, überzogenen Drähten u. dgl., bekannt.

Bei der Herstellung von hohlen, ausgefütterten Stahlstangen für Gesteinsbohrer nach dem ersterwähnten Verfahren sind die Verhältnisse jedoch sehr verschieden von jenen bei der Herstellung sehr kleiner Röhrchen, wie Injektionsnadeln, und es erwies sich, dass Lötmittel, wie Legierungen von Kupfer und Silber mit 25% oder mehr Zink oder Zinn, welche voraussichtlich beim zweiterwähnten Verfahren verwendet werden können, für die Verbindung eines Futters aus einer Eisenlegierung mit dem Stahl, der die Hauptmasse des Bohrerstahles bildet, ungeeignet sind.

Derartige Lötmittel rufen nicht nur ein Verwinden und ein Verschieben des Futters hervor, sondern ihre Lötwirkung ist auch keine gleichmässige, so dass beträchtliche Flächen des Futters mit der Hülle nicht verbunden sind und eine Korrosion zwischen dem Futter und der Stahlstange des Gesteinsbohrers sowie ein Loslösen des Futters von der Hülle beim Gebrauch eintreten kann.

Gemäss der Erfindung wird eine geschmeidig, verbindend wirkende Metallegierung oder Metallmischung, die sowohl in den eisenhaltigen Werkstoff des Knüppels als auch in jenen des Rohres während des Erhitzens, Schmiedens, Walzens oder Ziehens einzudringen vermag und welche ihre Geschmeidigkeit
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gesetzten Knüppels zwischen seine Teile eingebracht.

Bevorzugt wird eine Legierung von Silber, Mangan und Kupfer, denen auch noch andere Elemente, wie Zink oder Kadmium, zugesetzt werden können. Die Menge an Silber kann von 35 bis 65%, an Mangan von 5 bis 35% und an Kupfer von 10 bis 60% sehwanken. Sehr befriedigende Ergebnisse wurden mit einer
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durch Zink bis zu 20% oder durch Kadmium bis zu 5% der ganzen Legierung oder durch eine Mischung von Zink und Kadmium innerhalb dieser Grenzen ersetzt werden. Weiters kann ein Nickel-Silber-Lot,
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und Kupfer enthaltende Legierungen, desgleichen auch Gemische aus Wolfram und Kupfer bekannt.

Zweckmässig wird ein Streifen des Bindemetalls zwischen Rohr und Knüppel eingebracht und der zusammengesetzte Knüppel vor dem Schmieden oder einer andern mechanischen Bearbeitung in einen Ofen derart eingeführt, dass der Streifen sich über den höchst liegenden Teil des Rohres erstreckt.
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Ein Flussmittel aus annähernd gleichen Teilen von Borsäure oder Schmelzborax und Kaliumfluorid kann zwischen das Bindemetall und jede der Flächen eingebracht werden, zwischen welchen es im zusammengesetzten Knüppel liegt.

In der Zeichnung, die einen schematischen Querschnitt darstellt und die Art veranschaulicht, in welcher die Teile des zusammengesetzten Knüppels bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vereinigt werden, ist 1 ein Knüppel aus Werkzeugstahl mit einem zentralen Kanal oder Loch, 2 ist ein Futterrohr, vorzugsweise aus rostfreiem Eisen oder rostfreiem Stahl und von solcher Grösse, dass es im kalten Zustande lose in den Kanal des Knüppels 1 einpasst.

Ein Streifen 3 des Bindemetalls wird zwischen das Rohr 2 und den Knüppel j ! eingeführt. Der Streifen 8 ist so dünn, dass er bei dem losen Einpassen des Rohres im Knüppel zwischen ihm und dem
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des Rohres 2 im Knüppel 1 übertrieben dargestellt. Für einen Knüppel mit einem Kanal von etwa 44 mm Durchmesser ist der Streifen etwa 0'12 mm dick und 12-15mm breit.

Das Rohr 2 wird vor oder nach dem Einbringen in den Kanal des Knüppels 1 mit einem Kern, vorzugsweise aus Manganstahl oder austenitischem Stahl, aber auch aus Kupfer, Sand u. dgl., versehen.

Der Block, bestehend aus dem Knüppel 1, dem Rohr 2, den Streifen 3 und dem Kern 4, wird mit, wie in der Zeichnung veranschaulicht, dem am höchsten Teil des Rohres 2 liegenden Streifen 3 in einen Ofen eingeführt und darin auf etwa 1000 C oder etwas höher erhitzt. Dabei schmilzt der Streifen 3 und fliesst rund um das Rohr 2.

Wenn der Block ausreichend erhitzt ist, wird er in üblicher Weise, vorzugsweise durch Walzen, gestreckt, wobei zu beachten ist, dass am Schlusse des Streckvorganges die Temperatur der zusammengesetzten Stange oberhalb 700 C liegt. Vorzugsweise liegt die Endtemperatur zwischen 750 und 800 C. Nach Beendigung des Walzens oder des sonstigen Streckens wird der Kern 4 entfernt. und das Rohr 2 ist fest mit dem Teil 1 verbunden.

Man kann den Kern 4 in manchen Fällen auch erst nach dem Erhitzen des zusammengesetzten
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legen, bevor letzteres in den Knüppel 1 eingesteckt wird. Dabei können die Längsränder des Bindemetalls entlang der Aussenfläche des Rohres 2 aneinanderstossen oder im Abstande voneinander stehen. Der Bindemetallstreifen kann auch schraubenförmig um das Rohr 2 gewickelt werden. Weiters kann das Rohr 2 mit dem geschmolzenen Bindemetall überzogen werden. Das Bindemetall kann in gleicher Weise auch auf die Innenfläche des Kanals im Knüppel 1 aufgebracht werden oder auch sowohl auf die Aussenfläche des Rohres 2 als auch auf die Innenfläche des Knüppels 1.

In allen Fällen wird zweckmässig ein Flussmittel, wie das erwähnte Gemisch von Borsäure oder von Schmelzborax und Kadmiumfluorid, zwischen das Bindemetall und die Teile 1 und 2 eingebracht.

Durch die Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen wird erreicht, dass nicht nur das Futterrohr mit der Innenwand der hohlen Bohrerstange im Enderzeugnis so fest verbunden ist, dass keine Möglichkeit einer gegenseitigen Verschiebung der beiden Teile bei der Verwendung als Gesteinsbohrer eintritt, sondern es können auch bestimmte Metallkern bei der Herstellung von hohlen Stangen mit günstigerem Erfolg als bisher in Verwendung kommen, so Kerne aus Manganstahl oder austenitischem Stahl. Diese weisen den Vorteil auf, dass eine erwünscht glatte, fertige Fläche in der Knüppelbohrung entsteht, aber sie können nur schwer und kaum ohne Lockerung des Futters aus dem Rohr herausgezogen werden.

Bei der Herstellung der hohlen Stange gemäss der Erfindung wird aber eine so feste Verbindung zwischen dem Futterrohr und der hohlen Stange erzielt, dass selbst auch ein solcher Kern ohne Lockerung des Futters herausgezogen werden kann.

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Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von hohlen, ausgefütterten Stahlstangen für Gesteinsbohrer durch Einstecken eines Rohres aus einer Eisenlegierung in einen hohlen Stahlkniippel od. dgl., Einbringen eines geschmeidigen, spröden oder zerbroekelbaren Kernes in das Rohr, Strecken des zusammengesetzten Knüppels durch Schmieden, Walzen oder Ziehen nach dem Erhitzen und Entfernen des Kernes, dadurch EMI2.5 <Desc/Clms Page number 3> hitzen auf etwa 11000 C beibehält, bei der Herstellung des zusammengesetzten Knüppels zwischen ihn und das Rohr eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Legierung von Silber, Mangan und Kupfer mit oder ohne Zusatz von andern Metallen, wie Zink oder Kadmium, als Bindemetall.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemetall aus 3Ï-6Ï Silber, 5-35% Mangan und 10-60% Kupfer besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemetall aus einer Legierung von annähernd 60% Silber. 10% Mangan und 30 Kupfer besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Silbers durch Zink bis zu 20% oder durch Kadmium bis zu 5% der ganzen Legierung oder durch eine Mischung von Zink und Kadmium innerhalb dieser Grenzen ersetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Legierung von Silber, Kupfer und Zink mit etwa 14% Silber und weniger als 5% Zink als Bindemetall.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein pulverförmiges Gemisch von Kupfer und Wolfram mit etwa po Wolfram als Bindemetall.

8. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Streifen aus dem Bindemetall zwischen Rohr und Knüppel eingeführt und der zusammengesetzte Knüppel vor dem Sehmieden oder einer andern mechanischen Bearbeitung so in einen Ofen eingebracht wird, dass der Streifen sieh entlang des höchst gelegensten Teiles des Rohres erstreckt.

9. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammengesetzte Knüppel auf ungefähr 1000-1050 C erhitzt und der mechanischen Bearbeitung zwischen dieser Temperatur und 750-800 C unterworfen wird, derart, dass also die Temperatur der zusammengesetzten, gestreckten Stange am Schluse des Schmiedens, Walzens oder Ziehens ungefähr 750-800 C beträgt. EMI3.1