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Verfahren zur. Herstellung von Metallstreifen mit einer gewünschten ungleichförmigen Querschnittsform
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Metallstreifen tnit einer gewünschten ungleichförmigen Querschnittsform.
Bei der Herstellung von Metallstreifen, die im Querschnitt verschieden dicke Teile aufweiten, wie z. B. Streifen mit Ansatzleisten, muss üblicherweise das Metall durch eine Kalibermatrize gezogen oder durch eine Düse. als Strang ausgepresst werden. Bei bestimmten Metallen, z. B. Titan, ergeben sich jedoch bei Herstellungsverfahren dieser Art Schwierigkeiten, welche durch das infolge der Reibung zwischen dem Metall und dem Ziehkaliber bzw. der Pressdüse auftretende Abscheuern oder Anfressen des Metalles bedingt sind.
Zur Vermeidung dieserNachteile schlägtdie Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Metallstreifen mit einer gewünschten ungleichförmigen Querschnittsform unter Verwendung eines Paares von Formwerkzeugen, von denen wenigstens eines in Richtung zum und vom andern Werkzeug hin-und herbewegt wird, vor, das im wesentlichen darin besteht, dass der aus einem solchen Metall oder einer solchen Legierung bestehende Streifen, dessen Material wegen Schädigung der Metalloberfläche und starker Abnützung der Werkzeuge beim Ziehen oder Strangpressen nur schwierig In die gewünschte Querschnittsform gebracht werden kann, In kleinen Teilschritten zwischen den Werkzeugen während ihrer Hin- und Herbewegung vorgeschoben wird und hiedurch ein geformter Streifen gebildet wird, dessen Länge grösser ist als die Längenabmessung der Werkzeuge.
In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass das Verfahren bei der Verarbeitung von Rohteilen sowohl mit kreisförmigem als auch mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt erfolgreich angewendet werden kann.
Beim erfindungsgemässen Verfahren tritt bei der Verformung des Metalls zu der jeweils gewünschten besonderen Querschnittsform eine beträchtlich geringere Reibung zwischen Metall und Matrize bzw. Düse auf als bei Anwendung üblicher Zieh- oder Strangpressverfahren. Bei Verarbeitung von Titan hat sich die Anwendung eines Schutzüberzuges auf Glasbasis als zweckmässig erwiesen, um eine Oxydation zu verhindern.
Obgleich eine bestimmte Ausführungsform der die Gesenke aufnehmenden Maschine nicht notwendig ist, ist es erwünscht, eine solche Maschine zu verwenden, bei der sich die Gesenke mit grosser Geschwindigkeit relativ zueinander hin-und herbewegen. In der franz. Patentschrift Nr. 1.. 217.. 035 ist eine Vorrichtung dieser Art zum Streckschmieden von Metallen oder Legierungen In Form von Tafeln oder Streifen beschrieben, welche zwei Gesenke, Mittel zum Vorschub einer zu verformenden Tafel oder eines Streifens zwischen den Gesenken und eine gerade Anzahl von unausgewuchteten, umlaufenden Massen aufweist, die mit wenigstens einem der Gesenke zusammenwirken, um dieses in Richtung zum und vom andern Gesenk zu bewegen.
In derselben Patentschrift ist des weiteren eine ähnliche Vorrichtung beschrie- ben, welche eine ungerade Anzahl von unausgewuchteten, umlaufenden Massen aufweist, die mit mindestens einem der Gesenke zusammenwirken, wobei die Drehrichtung, die Gewichte und die Anordnung dieser Massen so gewählt sind, dass sich ihre rechtwinkelig zurBewegungsrichtungdes einenGesenkes zum und vom andern Gesenk gerichteten Kraftkomponenten gegenseitig aufheben und die resultierende Kraft in Richtung der Bewegung des Gesenkes wirkt.
Bei den in der genannten Patentschrift erläuterten Vorrichtungen können die Gesenke mit solchen Abmessungen und Umrissformen ausgebildet sein, dass sie eine Metallverdrängung In Querrichtung bewirken, wodurch Querschnittsformen mit ungleichen Wandstärken zustande kommen.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Formstück, das leicht nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden kann. Dieses als Streifen l ausgebildete Formstück weist eine nach oben ragende Leiste oder Rippe 2 auf. Die übliche Methode der Erzeugung solcher Formstücke aus schwer verarbeitbaren Materialien besteht darin, dass zunächst durch Strangpressen oder Walzen ein Stab mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt hergestellt wird, der dann zur Ausbildung der Leiste speziell bearbeitet werden muss. Bei Materialien, wie z. B. Titan, Zirkon oder Legierungen auf Titan- oder Zirkonbasis, ist aber ein Strangpressen auf ein bestimmtes Mass wegen der hohen Beanspruchung der Werkzeuge und der hiebei auftretenden ObxMchenscbädigung nicht möglich.
Bei Verwendung einer der beiden vorstehend erläuterten Vorrichtungen kann das gewünschte Formstück rasch durch Ausschmieden eines Streifens rechteckigen Querschnitts zwischen geeignet geformten Gesenken erhalten werden, wodurch jede weitere Bearbeitung beträchtlich verringert wird.
In ähnlicher Weise können auch Rohre 3a, 3b mit Rippen oder Leisten 4a bzw. 4b (Fig. 2) rasch hergestellt werden. Solche Rohre werden normalerweise durch Ziehen aus stranggepresstem Material hergestellt, wozu eine grosse Zahl von aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen erforderlich ist. Verwendet man eine der beiden Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art, so kann sehr leicht ein mit Rippen oder Leisten 4 versehener Streifen 3 mit der in Fig. 3 dargestellten Querschnittsform hergestellt werden, der dann zu einem Rohr 3a mit Aussenrippen 4a oder zu einem Rohr Sb mit Innenrippen 4b (Fig. 2) eingerollt und geschweisst werden kann.
Fig. 4 zeigt in Seitenansicht zwei Gesenke 5 und 6, bei deren Verwendung, z. B. in einer der beiden oben erwähnten Vorrichtungen, aus einem Rohstab rechteckigen Querschnitts ein Streifen 1 z. B. mit der in Fig. 1 dargestellten Querschnittsform hergestellt werden kann. Fig. 5 zeigt die gleiche Anordnung in Stirnansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4. Der Rohstab 7 wird schrittweise in der durch den Pfeil B angedeuteten Richtung so vorgeschoben, dass bei jedem in Richtung des Pfeiles C erfolgenden Gesenkhub ein kurzer Längsabschnitt des Formstückes 1 hergestellt wird. Um das Verfahren ununterbrochen durchführen zu können, kann hiebei induktive Erhitzung angewendet werden.
Nachstehend ist die Herstellung von Metallformstücken nach dem erfindungsgemässen Verfahren an Hand von drei Ausführungsbeispielen unter Angabe der hiebei eingehaltenen Bedingungen näher erläutert.
Beispiel l : Ein Streifen 8 mit einer in Fig.6 dargestellten Querschnittsform wurde aus einem Rohstab aus Titan handelsüblichen Reinheitsgrades von rechteckigem Querschnitt mit 50,8 mm Breite und 6,35 mm Dicke ausgeschmiedet. Das fertige Profil bestand aus einem Streifen 8 von 2,41 mm Dicke und hatte eine 4,78 mm hohe und 3, 18 mm starke Leiste 9. Das Ausschmieden wurde bei 6000 C in einer Maschine mit 200 t Druck bei 60 Hüben pro Minute durchgeführt, wobei der Formteil bei jedem Hub um etwa 0,76 mm vorgeschoben wurde und die Gesenke vorgeheizt waren.
Beispiel 2 : Ein Formteil mit zwei Leisten an der gleichen Streifenseite wurde aus einer Titanegierung mit einem Gehalt von etwa 6% Aluminium und 4% Vanadium ausgeschmiedet, wobei der Rohteil 50,8 mm breit und 7,62 mm dick war. Das erhaltene Formprofil war 3, 43 mm dick, und die beiden Leisten waren 3, 96 mm hoch, wobei die beiden Seitenflächen der Leisten unter 100 gegen die Vertikale geneigt waren. Die kleinste Breite am oberen Rand der Leisten betrug 3, 63 mm. Das Ausschmieden wurde unter den im Beispiel 1 angeführten Bedingungen, jedoch bei 7000 C, durchgeführr.
B eispiel 3 : Ein anderer Formteil mit zwei Leisten an der gleichen Streifenseite wurde am einer Legierung der im Beispiel 2 angegebenen Zusammensetzung ausgeschmiedet. Wieder von einem Rohteil von 50,8 mm Breite und 7, 62 mm Dicke ausgehend, war das Formprofil 4, 19 mm dick und jede Leiste 2,39 mm hoch. Die Aussenfläche jeder Leiste war unter 10 gegen die Vertikale geneigt, wogegen die Innenflächen der beiden Leisten rechtwinkelig zum Streifen lagen und an der Basis eine Übergangsabrundung mit einem Radius von 2,54 mm aufwiesen. An der schmalsten Stelle am oberen Rand war jede Leiste 1, 63 mm breit Das Ausschmieden wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt.
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