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Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus legiertem Stahl
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltpressen und gegebenenfalls zum darauffolgenden Strangpressen insbesondere von ganz oder teilweise rohrförmigen oder vollen Werkstücken aus legiertem Stahl.
Die Verfahren zum Kaltpressen und Strangpressen sind seit einigen Jahren beträchtlich weiterentwickelt worden. Jedoch bereitet die Anwendung dieser Verfahren auf Eisenmetalle und insbesondere auf legierte Stähle Schwierigkeiten hinsichtlich der Schmierung, die bis heute nicht beseitigt sind. Es ist lediglich möglich, die bekannten Verfahren anzuwenden, wenn nur eine geringe Ziehwirkung erforderlich ist. Wenn jedoch eine stärkere Verformung des Materials notwendig wird, ist man gezwungen, bei sehr hohen Temperaturen zu arbeiten, was zur Folge hat, dass die Beschaffenheit der erzeugten Werkstücke nicht einwandfrei ist.
Die bekannten Verfahren sind kostspielig, erfordern im allgemeinen zwischen den verschiedenen Arbeitsgängen des Pressens und Strangpressens ein mehrfaches Erhitzen bei Temperaturen, die höher liegen als der Umwandlungspunkt des Metalls und führen sehr oft zu mangelhaften Werkstücken.
Um das Mass der erforderlichen Verformung beim Pressen von rohrförmigen Werkstücken zu beschränken, ist es bisher üblich, den Pressdorn das Werkstück in der Pressform nicht ganz durchdringen zu lassen, sondern den Pressvorgang kurz vor dem unteren Ende des Werkstückes zu beenden. Das verbleibende Bodenstück wird sodann üblicherweise herausgeschnitten. Dieses Herausschneiden, das ein Abscheren jenseits der Elastizitätsgrenze des Metalls darstellt, hat den Nachteil, dass es an dem Ende des Werkstückes, an dem das Bodenstück abgetrennt wird, Risse erzeugt. Diese treten im Laufe des Strangpressvorganges, durch den das Werkstück seine endgültigen Abmessungen erhält, noch stärker hervor. Das Abscheren des Bodenstückes hat daher zur Folge, dass das Werkstück nach dem Strangpressen beschnitten werden muss, um das Risse aufweisende Ende zu beseitigen.
Gemäss der Erfindung wird vor dem Pressen unterhalb des Pressdornes durch Vorlochen des Werkstückes ein Hohlraum zur Aufnahme eines geeigneten festen Schmiermittels erzeugt, während nach dem Pressen und ohne zwischenzeitliche Wärmebehandlung das verbliebene Bodenstück durch Strangpressen nach vorn aus dem Werkstück herausgedrückt wird.
Das neue Verfahren hat den Vorteil, dass das Werkstück während des Pressens vollkommen geschmiert wird, z. B. unter Verwendung von Wolfram- oder Molybdändisulfid als Schmiermittel, dessen Wirkung deswegen vollkommen ist, weil es unter Druck eingeschlossen ist. Infolgedessen ist es möglich, die oben erwähnten Risse zu vermeiden und den Pressvorgang über die gesamte Länge des Werkstückes zu erstrecken, ohne dass nach dem Strangpressen ein schadhafter Teil des Werkstückes abgeschnitten werden müsste.
Zweckmässig wird zum Herausdrücken des Bodenstückes eine Strangpressform verwendet, in der die aufeinanderfolgenden Bodenstücke nach und nach auf geringere Durchmesser verformt werden, so dass das Fliessen des Materials nach vorn gehemmt ist. Hiedurch wird nicht nur jedes Arbeiten jenseits der Elastizitätsgrenze des Metalls und des Schmiermittels vermieden, sondern der vorgenannte Strangpressvorgang ist auch ohne jegliche vorherige Wärmebehandlung des Werkstückes durchführbar.
Die Sperrung der Kristallgitterverschiebung, die durch die vorhergehenden Arbeitsgänge zustandekommt, wird bei dem neuen Verfahren teilweise aufgehoben und die Verschiebungen, deren Orientierung die ersten Arbeitsgänge beim Pressen nicht begünstigt, werden demgegenüber beim Herausdrücken des Bo-
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denstückes brauchbar und erleichtern diesen Arbeitsgang.
Ein anderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass das Strangpressen des Werkstückes durchgeführt werden kann, nachdem das Bodenstück herausgedrückt worden ist, ohne dass vorher eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur in der Nähe des Umwandlungspunktes des Metalls erfolgt. Das Werkstück wird höchstens einige Stunden lang auf einer niedrigen Temperatur von etwa 300 bis 4000 gehalten, wenn die oben erwähnten Spezialstähle verwendet werden. Diese Wärmebehandlung genügt, um die Kristallgitterverschiebung freizugeben und dem Material seine günstige Verformungsfähigkeit zu erteilen. Sie hat weiterhin den Vorteil, dass sie keine Oxydation an der Oberfläche des Werkstückes hervorruft und dass sie die kohlenstoffhaltigen Teilchen nicht zerstört, die vor dem Pressvorgang an dem Werkstück gebildet worden sind.
Auch das Schmiermittel, das erst bei einer höheren Temperatur zerstört wird, wird bei der vorgenannten Wärmebehandlung nicht nachteilig beeinflusst.
Zur Herstellung des Hohlraumes am Werkstück zur Aufnahme des festen Schmiermittels braucht man den Pressstempel nur einige Millimeter von oben in das Werkstück eindringen zu lassen. Das Schmiermittel kann, wenn es in diesen Hohlraum eingeschlossen ist, Drücken widerstehen, die grösser sind, als diejenigen, die beim Pressen zustandekommen. Es erhält daher auch unter diesen Bedingungen eine wirksame Schmierung aufrecht.
Infolge der vollkommenen Schmierung, die mit dem neuen Verfahren während des Pressvorganges erzeugt wird, ist es möglich, selbst an Werkstücken aus legierten Stählen, deren Bearbeitung durch Pressen und Strangpressen bisher für ausgeschlossen gehalten wurde, bis zu einem bestimmten grössten Aussendurchmesser durch Pressen Lochtiefen zu erzeugen, die bisher undenkbar waren. Auf diese Weise wird in gewissen Fällen, z. B. für die Kolbenbolzen für die Motoren von Leichtkrafträdern, das Strangpressen überhaupt überflüssig. Zumindest wird aber dieses Strangpressen weniger schwierig, so dass die Lebensdauer der Strangpresswerkzeuge beträchtlich vergrössert wird.
Der etwaige Wegfall des Strangpressens bringt den weiteren wesentlichen Vorteil mit sich, dass die Wärmebehandlung und die Phosphatierung fortfallen, die üblicherweise zwischen dem Herausdrücken des Bodenstückes und dem Strangpressen des Rohlings durchgeführt werden müssen.
Selbst wenn es jedoch notwendig ist, den Strangpressvorgang anzuschliessen, wird eine wesentliche Verbesserung erzielt, da auch beim Strangpressen ein festes Schmiermittel von der gleichen Art verwendet werden kann wie beim Pressen. Auch hiebei wird das Schmiermittel in fester Form verwendet und nicht etwa in Gestalt einer Suspension in einer entsprechenden Schmierflüssigkeit.
Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel des Verfahrens erspart man sich nicht nur die Wärmebehandlung bei Temperaturen in der Nähe des Umwandlungspunktes des Metalls, sondern man kann sogar vermeiden, dass der Rohling nach dem Pressen und Lochen einer das Metallgitter regenerierenden Wärmebehandlung unterzogen werden muss, so dass weiterhin auch das Phosphatieren überflüssig wird, das oubli- cherweise auf eine solche Wärmebehandlung folgt. Es genügt, den Rohling vor dem Strangpressen einfach in das feste Schmiermittel einzutauchen, da die Oberfläche des Rohlings noch ausreichend phosphatiert ist, um das feste Schmiermittel aufzunehmen.
Die vorgenannte Vereinfachung wird z. B. dadurch ermöglicht, dass am Ende des Strangpressvorganges die vorhergehenden Rohlinge einem Pressvorgang ausgesetzt werden, der. mit Hilfe eines Dornhalters bewerkstelligt wird, der unten an seinem Umfang einen ringförmigen Rand aufweist, der am Oberteil des Rohlings einen ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme des festen Schmiermittels erzeugt, wodurch die Schmierung des darauffolgenden Rohlings sichergestellt wird.
Der Strangpressvorgang wird unter den vorstehenden Umständen demgemäss folgendermassen abgewandelt : Nach Eintauchen des vorher gelochten Rohlings in das feste Schmiermittel wird dieser einem Pressvorgang unterworfen, der mit Hilfe des Dornhalters mit dem oben beschriebenen kreisförmigen Rand ausgeübt wird und den man an demjenigen Ende des Rohlings einwirken lässt, an dem das Bodenstück gerade vorher herausgedrückt worden ist. Sodann wird der Dornhalter zurückgezogen und das feste Schmiermittel am oberen Teil des Rohlings aufgebracht, wobei auch der Hohlraum mit Schmiermittel gefüllt wird, der durch den beschriebenen Pressvorgang gerade erzeugt worden ist. Hiernach wird ein neuer Rohling In die Pressform eingeführt, der wie der vorhergehende in das feste Schmiermittel eingetaucht worden ist.
Dieser Rohling liegt also nunmehr oberhalb des vorher schon teilweise durch Strangpressen bearbeiteten Rohlings, u. zw. derart, dass ebenfalls das Ende, aus dem vorher das Bodenstück herausgedrückt worden ist, nach oben zeigt, derart, dass der obere Rohling zunächst als Zwischenlage zur Übertragung des Druckes während des endgültigen Strangpressens des vorhergehenden Rohlings dient. Der als Zwischenlage dienende Rohling wird sodann der Einwirkung des Dornhalters mit dem ringförmigen Rand ausgesetzt, während sein unterer Teil sich zu verengen beginnt. Sodann wird der Dornhalter von neuem zurückgezogen, um festes Schmiermittel und einen neuen, vorher geschmierten Rohling einzubringen.
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Im folgenden wird ein. Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens beschrieben, das sich auf die Herstellung von Kolbenbolzen von zylindrischer Gestalt durch Pressen und Strangpressen bezieht. Die Zeichnung dient zur Erläuterung des beschriebenen Ausführungsbeispiels. Es zeigen :
Fig. 1 das zylindrische Werkstück in seinem ursprünglichen Zustand vor dem Pressen. in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 das aus Pressdorn, Pressform und Auswerfer bestehende Werkzeug nach dem ersten Pressvorgang des Vorlochens in einem axialen Schnitt, Fig. 3 dasselbe Werkzeug nach dem zweiten Pressvorgang ebenfalls in einem axialen Schnitt, Fig. 4 ein aus einer Pressform und einem Pressdorn bestehendes Werkzeug nach dem dritten Arbeitsgang, der das Herausdrücken des Bodenstückes des Rohlings umfasst, ebenfalls in einem axialen Schnitt, Fig. 5 den gepressten Rohling nach Herausdrücken des Bodenstückos in perspektivischer Darstellung,
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6ten Pressvorgang gemäss Fig. 3 unterworfen worden ist, Fig. 9 einen Axialschnitt durch das Werkstück nachdem bei diesem gemäss Fig. 4 das Bodenstück herausgedrückt worden ist und Fig.
10 eine Strangpressform mit einem mit einem. Rand versehenen Strangpressdornhalter und dem Strangpressdorn sowie zwei in der Form enthaltenen Rohlingen in einem axialen Schnitt.
Die in der Zeichnung dargestellten Werkstücke können selbstverständlich statt eines runden Querschnitts auch einen elliptischen oder vieleckigen Querschnitt oder einen Querschnitt irgendeiner andern Gestalt aufweisen, wobei nur die Querschnitte der Formen und der Dorne entsprechend umzugestalten wären.
Die zu bearbeitenden Stücke, die dem Press- und Strangpressvorgang unterworfen werden, sind in Fig. 1 mit l, in Fig. 2 mit la, in Fig. 3 mit lb, in Fig. 4 mit 1c, in Fig. 5 mit 1d, in den Fig. 6 und 7 mit 1f und in Fig. 10 mit lg bezeichnet. Die Pressform, die für die drei ersten Arbeitsgänge gemäss den Fig. 2, 3 und 4 verwendet wird, besteht aus zwei Stücken. Das erste Stück ist mit 2 bezeichnet, der untere Teil der Pressform mit 3 bzw. 3a, der Pressdorn mit 4, der Auswerfer mit 5 und sein Stössel mit 5a. Der Auswerfer ist jedoch nur in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In Fig. 4 ist das Bodenstück des Werkstückes 1c, das gerade von diesem getrennt worden ist, mit 6 bezeichnet.
Um das Fliessen des Materials durch den leeren Raum hindurch zu hemmen, der sich in dem unteren Teil 3a der Pressform befindet, die beim dritten Arbeitsgang verwendet wird, wird der Durchmesser der Bodenstücke 6 ein wenig verringert, derart, dass diese eine Gestalt annehmen, wie sie bei den Bodenstük- ken. 7 und 8 erkenntlich ist.
Der untere Teil 3a der Pressform weist eine Bohrung 9 auf, die einen etwas grösseren Durchmesser als der Pressdorn 4 hat. Daher hinterlässt das Bodenstück 6 an dem Werkstück 1c, wenn es sich von diesem trennt, einenkreisförmigenscharfenRandIO, der etwas über die Bodenfläche 11 des Werkstücks 1c herausragt. Um daher das Werkstück 1c in die Form des Werkstückes 1d zu überführen, genügt es, diesen leichten Grat zu beseitigen.
In Fig. 6 wird der Strangpressdornhalter 12 beim Strangpressvorgang mit seinem unteren Teil 14 oben auf das Werkstück Id aufgelegt, das in diesem Falle als Zwischenlage dient, um das Strangpressen eines weiteren gleichartigen Werkstückes le zu bewerkstelligen. Dieses stützt sich selbst auf ein Werkstück 1f ab, das ausser in Fig. 6 auch in Fig. 7 dargestellt ist. Der Strangpressdornhalter 12 trägt einen Strangpressdorn 13, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der Löcher der Werkstücke Id und le.
Im Laufe des Strangpressvorganges verringert sich der äussere Durchmesser der gepressten Werkstücke bis auf die Grösse, die bei 15 in Fig. 6 angedeutet ist. Ebenso verringert sich auch der innere Durchmesser des gezogenen Werkstückes 1f bis auf eine Grösse, wie sie in der Zeichnung (Fig. 6) bei 16 angedeutet ist, d. h. bis auf den Durchmesser des Strangpressdoraes 13.
Um zu vermeiden, dass in dem Augenblick, in dem der Strangpressdornhalter angehoben wird, sich die Werkstücke le und 1f mitbewegen können, ist in der Pressform 17, wie in Fig. 6 erkennbar ist, eine Zu- rückhalte nut 18 vorgesehen, in welche das Material des äusseren Teiles des Werkstücks le eindringen kann in dem Masse, in dem dieses dem Strangpressvorgang unterworfen worden ist. Dieses in die Zurückhaltenut 18 eindringende Material stellt ein Festhaltemittel dar, das in dem Augenblick des Zurückziehens des Preys- un Strangpressdorns wirksam wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird zu Beginn des Pressvorganges am oberen Ende des Werkstückes la nur ein kleiner Hohlraum gebildet. Dieser dient zur Aufnahme des festen Schmiermittels, das von dem Pressdorn im Laufe der weiteren Bearbeitung bis auf den Boden des Werkstückes mitgenommen wird, so dass die wirksame Schmierung aller derjenigen Flächen sichergestellt ist, die der Einwirkung des Pressdorns ausgesetzt sind.
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Die üblichen Phosphailerungsverfahren, welche die Einbringung eines Schmiermittels wie Zinkphosphat, Natronseife oder Natronwasserglas gestatten, oder auch eines Schmiermittels. das mit dem Han- delsnamen"Bonderlube"bezeichnet wird, werden bei dem Werkstück 1 angewendet, das in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn jedoch die Phosphatierungsschicht im Laufe der Bearbeitungsvorgänge während des Pressens beschädigt wird, sichert das feste Schmiermittel weiterhin eine wirksame Schmierung. Die Erfahrung zeigt, dass die erzielte Dichtheit sehr gross ist, denn der Zustand der durch die Einwirkung des Pressdorns erzeugten Flächen ist selbst am Bodenstück derart, dass keinerlei Risse bemerkbar sind.
Es leuchtet ein, dass die Verwendung eines festen Schmiermittels derart, dass dieses nur einfach oben auf das Werkstück aufgebracht wird, praktisch nur möglich ist, wenn man sich, des Verfahrens bedient, das in Fig. 2 dargestellt und oben beschrieben worden ist. Im andern Falle würde das feste Schmiermittel entweder von dem Pressdorn selbst oder von dem Luftstrom, der bei dessen Niedergang erzeugt wird, weggedrängt werden. Das feste Schmiermittel kann jedoch auch eingebracht werden, indem es dem Bad beigemischt wird, das nach dem Phosphatieren dazu dient, die Schmierseife abzulagern.
Bei dem Ziehverfahren, das als weiteres Ausführungsbeispiel in Fig. 10 dargestellt ist, ist der Strangpressdornhalter mit 12a bezeichnet, während der Strangpressdorn selbst wie immer mit 13 bezeichnet ist.
Der untere Teil des Strangpressdornhalters 12a weist einen ringförmigen Rand 14a auf. Mit lg ist der Rohling bezeichnet, der im Laufe des Strangpressvorganges in der Pressform 17a erzeugt wird. Das feste Schmiermittel wird von einer ringförmigen Nut 19 aufgenommen. Der obere Rohling Id, der bei Beendigung des Strangpressvorganges an dem Rohling lg als Zwischenlage dient, ist in Fig. 10 in der Lage dargestellt, die er einnimmt, wenn er in die Pressform eingeführt worden ist, d. h. also, bevor der Strangpressdornhalter auf ihn aufgesetzt worden ist.
Wenn der ringförmige Rand 14a des Strangpressdornhalters 12a sich auf den oberen Teil 20 des Rohlings 1d aufsetzt, erzeugt die nunmehr zustandekommende Stauung des Materials nicht nur die Nut 19, die später zur Schmierung des folgenden Rohlings dient, sondern es wird darüber hinaus bewirkt, dass sich das Material bis auf einen Innendurchmesser 16 zusammendrängt, der demjenigen des Strangpressdornhalters 13 entspricht.
Der Schmiervorgang, der sich beim Niedergehen des Rohlings Id abspielt, ist folgender :
Das auf den Rohling lg aufgebrachte Schmiermittel befindet sich nicht nur in der Nut 19, sondern auch auf dem oberen Teil 21 des Rohlings, wobei dieser Teil 21 dem Ringraum 22 des 3trangpressdornhal- ters 12a entspricht. Da der obere Teil 23 der Bohrung der Pressform einen geringeren Durchmesser aufweist als der mittlere Teil 24 dieser Bohrung, steigt das in der Nut 19 enthaltene Schmiermittel nach und nach im Masse des Eindringens des Rohlings Id an dessen Umfang empor.
Ebenso bewirkt der von dem Strangpressdornhalter 12a auf den oberen Teil 20 des Rohlings lg ausgeübte Druck, dass das Schmiermittel zwischen die Innenwand des Rohlings Id und die Aussenwand des Strangpressdorns 13 gedrängt wird, während sich gleichzeitig der Durchmesser des Loches des Rohlings 1d zu verringern sucht, um sich dem Aussendurchmesser des Domes 13 anzupassen. Auf diese Weise wird der Rohling ld, der schon vorher mit dem festen Schmiermittel versehen worden ist, aussen und innen vollkommen geschmiert, bevor der eigentliche Strangpressvorgang beginnt. Die beim Strangpressen erzeugte Wärme ist nicht so gross, um das feste Schmiermittel zerstören zu können, das, wie schon oben ausgeführt worden ist, zweckmässig aus Wolframoder Molybdändisulfid besteht.
Wenn der Strangpressdornhalter 12a und der Strangpressdorn 13 nach oben geführt werden, um das Einführen des Rohlings 1d zu ermöglichen, kann es nicht vorkommen, dass der Rohling 19 von dem Dorn 13 mitgenommen wird, weil durch die bereits oben erwähnte Differenz der Durchmesser der Teile 23 und 24 der Bohrung der Pressform eine Sperrwirkung zustandekommt.
Nach alledem findet auch das Zurückholen des Strangpressdorns 13 im Inneren des Rohlings lg unter Einwirkung eines Schmiermittels statt, was erwünscht ist, weil sich dieses Zurückholen des Dornes mit einer gewissen Reibung zwischen ihm und der Innenwand des Loches 16 des Rohlings lg vollzieht, wobei das feste Schmiermittel nach oben mitgenommen wird.
Die beim Strangpressvorgang auftretende Erwärmung ist deswegen gering. weil das feste Schmiermittel das Bestreben hat, dauernd entlang dem äusseren Umfang 15 des gezogenen Stückes nach oben zu wandern, so dass die äussere Schmierung des Rohlings bis zu seinem oberen Teil sichergestellt ist, d. h. bis zur Höhe des Hohlraumes 24.
Indemmansomitandemoberen Teil des Rohlings einen Hohlraum zur Aufnahme des festen Schmiermittels erzeugt, bevor der Rohling dem Strangpressvorgang unterworfen wird, wird infolge des Druckes, der an der Berührungsfläche zwischen den beiden Rohlingen ausgeübt wird, ein dauerndes Aufsteigen des Schmiermittels entlang den Wänden des oberen Rohlings sichergestellt. Diese Schmierung vollzieht sich einerseits während des Strangpressens selbst und anderseits während des Zurückholens des Strangpressdornes 13.
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Es leuchtet demnach ein, dass die Verwendung eines festen Schmiermittels, das sich in Suspension in einer Schmierseife befindet, wie sie z. B. unter dem Handelsnamen"Bonderlube"bekannt ist, d. h. eines neuen Verfahrens, das mit Vorteil vor dem Pressen und im Falle der Fig. 6 vor dem Strangpressen anwendbar ist. in dem in Fig. 10 dargestellten Falle nicht mehr notwendig ist, weil das feste Schmiermittel hier so, wie es ist, verwendet werden kann, indem es an der Oberfläche des gepressten und stranggepressten Rohlings haftet. Wie ohne weiteres verständlich ist, kann durch das Eintauchen des Werkstückes in eine solche Seifensuspension vor dem Pressen das feste Schmiermittel vollkommen haftend und gleichmässig auf dem gesamten Werkstück verteilt werden.
Ein anderes Kennzeichen des in Fig. 10 erläuterten Verfahrens besteht darin, dass das Werkstück strang- gepresst wird, nachdem es vorher umgedreht worden ist. Auf diese Weise wird beim Strangpressen ein Fliessen des Materials des Werkstückkörpers in einer Richtung bewirkt, die zu der Fliessrichtung beim Strangpressen des Bodenstückes entgegengesetzt ist.
Die Materialverschiebungen, die durch das Herausdrücken des Bodenstückes an gewissen Stellen in dem Rohling erzeugt werden, sind nach dem Umdrehen des Rohlings in einer Richtung orientiert, die für das Fliessen des Materials günstig ist, oder setzen zumindest einem solchen Fliessen keinen grossen Widerstand entgegen, was den nach den bekannten Verfahren durchgeführten Strangpressvorgang erleichtert, weil die Temperaturerhöhung der Strangpressformen, der Strangpressdornhalter und der Strangpressdorne geringer ist.
Dadurch, dass am Strangpressdornhalter der Rand 14a vorgesehen ist, durch den ein Hohlraum zur Aufnahme des festen Schmiermittels gebildet ist, und'dadurch, dass der gepresste und gelochte Rohling, bevor er dem Strangpressvorgang unterworfen wird, umgedreht wird, kann man bei dem in Fig. 10 erläuterten Verfahren das Strangpressen ohne eine vorherige Wärmebehandlung des Werkstückes durchführen, indem man sich darauf beschränkt, den phosphatierten Rohling in das feste Schmiermittel einzutauchen.
Es sei bemerkt, dass die Strangpressdorne und die Strangpressformen sich nur allmählich erwärmen und dass das erste Werkstück, das bei ziemlich niedriger Temperatur gezogen wird, nur unvollkommen mit festem Schmiermittel versehen ist, da das feste Schmiermittel in grösserer Menge erst dann in den entsprechenden Hohlraum eingeführt wird, wenn der erste Rohling teilweise gezogen ist und die Lage und Gestalt besitzt, die in Fig. 10 hinsichtlich des Rohlings lg dargestellt ist.
Je mehr die Temperatur der Strangpressform und des Strangpressdorns steigt, umso wichtiger wird der vorgesehene Hohlraum für das feste Schmiermittel. Praktisch ist jedoch mit der Einführung des zweiten Rohlings 1d in die Strangpressform, der als Zwischenlage zur Übertragung des Druckes auf den zuerst eingeführten Rohling lg am Ende des Strangpressvorganges dient, die wirksame Schmierung aller folgenden Rohlinge gesichert.
In der Beschreibungseinleitung sind bereits die Vorteile angegeben worden, die mit Hilfe des in Fig. 4 dargestellten Verfahrens im Vergleich zu den bekannten Verfahren erzielt werden, bei denen das Bodenstück durch Abscheren des Metalls abgetrennt wird. Diese Verfahren erzeugen Risse an dem unteren Teil des Werkstückes. Diese Risse entstehen jedoch bei dem Werkstück 1c des neuen Verfahrens nicht, weil es hier möglich ist, unterhalb der Elastizitätsgrenze des Metalls zu arbeiten, indem man das Material nach unten, d. h. nach vorn, fliessen lässt. Dieses Fliessen wird jedoch durch die vorhergehenden Bodenstücke 7 und 8 gehemmt, die unter Verringerung ihres Durchmessers in dem Hohlraum der Form 6 weiterverformt werden.
Es ist bereits oben erwähnt worden, dass die drei Arbeitsgänge des Pressens und Lochens, die in den Fig. 2. 3 und 4 dargestellt sind, nacheinander vollführt werden können, ohne dass zwischendurch eine Wärmebehandlung des Werkstückes notwendig wäre. Infolgedessen ist es möglich, die drei Arbeitsgänge zu einem einzigen Pressvorgang zu vereinigen, indem man eine Revolverscheibe oder irgendeine andere geeignete Ladevorrichtung und Mehrfachdorne verwendet. Es ist lediglich notwendig, zwischen zweitem und drittem Arbeitsgang den unteren Teil 3a der Pressform in Fig. 4 an Stelle des Teiles 3 gemäss den Fig. 2 und 3, der mit einem Auswerfer 5 und einem Stössel 5a versehen ist, zu verwenden.
Die drei Arbeitsgän- ge vollziehen sich somit bei einem einzigen Abwärts- und Rückwärtsgang der Presse und die Bearbeitungzeit verringert sich daher auf diejenige eines einzigen Arbeitsganges.
Wenn man die Fig. 8 und 9 betrachtet, wird es begreiflich, dass zwischen dem zweiten Arbeitsgang des Pressens und dem Arbeitsgang des Lochens durch Herausziehen des Bodenstücks keine Wärmebehandlung erforderlich ist. Die Fasern des unteren Teils des Rohlings, die gegen dessen Mitte gerichtet sind, werden im Laufe des Lochvorganges gemäss Fig. 4 nach dem unteren Teil der Form 3a geradegerichtet. Dieses Geraderichten der Fasern des Mittelteils des Rohlings äussert sich durch eine Zusammendrückung des Materials in der Umgebung des Strangpressdorns in einer rechtwinklig zur Richtung der Fasern verlaufenden Richtung, derart, dass dieses Material nicht mehr das Bestreben hat, beim Herausziehen des Bodenstückes zu reissen,
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wie dies beim Abscheren der Fall ist.
Es ist vielmehr bestrebt, den das Ende des Dornes umgebenden Raum vollkommen auszufüllen. Es ist auch ohne weiteres einzusehen, dass das Eindringen des Dornes leichter die Bildung von Rissen durch Abscheren des Materials nach sich ziehen würde, wenn die Metallfasern nach unten in Richtung des Umfangs der Form orientiert wären. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird daher ein Rohling erzeugt, der über die gesamte Höhe seines Hohlraumes unbedingt einwandfrei beschaffen und der unmittelbar für den in Fig. 6 und 10 dargestellten Strangpressvorgang verwendbar ist.
Es ist klar, dass das Strangpressen des Werkstückes statt unter Verringerung seines Durchmessers auch unter dessen Vergrösserung vor sich gehen könnte und dass auch Werkstücke hergestellt werden könnten, die mehrere verschiedene Innen- oder Aussendurchmesser besitzen.
Die Beispiele in den Fig. 6 und 10 betreffen Rohre, aus denen Kolbenbolzen hergestellt werden. Der äussere Durchmesser des Werkstückes le wird nach und nach von 30 mm auf 22 mm verringert, während der Durchmesser des Hohlraumes sich von 16 mm auf 15 mm verkleinert. Die Länge des Werkstückes Id vergrössert sich dagegen von 29 mm auf 75 mm.
Da jede thermische Behandlung in der Nähe des Umwandlungspunktes des Metalls vermieden ist, tritt bei dem neuen Verfahren keine Zerstörung der KohlenstoffenthaltendenTeilchenzwischendem Pressen und dem Strangpressen ein. Das Strangpressen kann daher wie das Pressen mit einem geringen Druck durchgeführt werden.
Dadurch, dass eine wirksame Schmierung sichergestellt und die Bildung von Rissen durch Abscheren des Metalls verhindert wird, bilden sich bei dem Verfahren gemäss der Erfindung auch keinerlei MikroSchweissstellen, wie auch eine anormale Erhöhung der Temperatur des Schmiermittels und der Werkzeuge nicht zu befürchten ist, wie sie sich aus dem Aufreissen solcher Mikro-Schweissstellen ergibt. Eine solche Temperaturerhöhung würde unvermeidlich das Schmiermittel unwirksam machen, das auf der Phosphaterungsschicht haftet und demgemäss einen aussergewöhnlichen Verschleiss'des Werkzeugsatzes nach sich ziehen. Ebenso wird eine frühzeitige Abnutzung der Dorne und der Formen verhindert, wie anderseits die bezüglich der Werkstücke vorgeschriebenen Herstellungstoleranzen eingehalten werden können.
Dadurch, dass thermische Wärmebehandlungen bei hoher Temperatur vermieden werden und überhaupt jede Wärmebehandlung zwischen den verschiedenen Arbeitsgängen des Pressens, Lochens und Strangpressens ausgeschlossen ist, tritt auch kein Verzundern der Werkstücke ein. Ebenso ist es mit dem Verfahren gemäss der Erfindung möglich, Werkstücke herzustellen, die über ihre ganze Länge von vollkommen einwandfreier Beschaffenheit sind und auch unten keine Risse aufweisen. Man kann daher das neue Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Werkstücke mit erheblicher Ersparnis an Material und Handarbeit anwenden.
Auch istdie Bearbeitung von legierten Stählen, deren Verwendung beim Pressen und Strangpressen bisher für unmöglich gehalten worden ist, bei dem neuen Verfahren ohne Schwierigkeiten möglich und auch, ohne die Werkzeuge in aussergewöhnlicher Weise zu beanspruchen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers aus legiertem Stahl durch Lochen des Rohlings auf kaltem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling in einer ersten Bearbeitungsstufe durch Verlochen eine geringe Vertiefung erhält und dann in diese Vertiefung ein festes Schmiermittel eingebracht wird, wonach der Rohling in einer zweiten Bearbeitungsstufe bis auf Belassung eines Bodenstückes durchgelocht und sodann in einer dritten Bearbeitungsstufe unter Verwendung eines entsprechenden Bodenteiles für die Pressform das Bodenstück aus dem Rohling nach vorne in den Bodenteil der Pressform gedrückt wird, wobei die Elastizitätsgrenze des Metalles nur in bezug auf das im vorgenannten Bodenteil der Pressform sich befindende Metall überschritten wird.