AT407230B - Verfahren zum herstellen von metallenem stabmaterial - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von metallenem Stabmatenal, nach dem zuerst ein Vorprodukt mit im wesentlichen regelmässig rundem oder eckigem Querschnitt durch Stranggiessen gefertigt und einer Schmiedebearbeitung unterworfen und dieses Vorprodukt dann durch Umformen im Querschnitt auf die dem Stabmatenal entsprechende Enddimension verformt wird 
Zur Herstellung von Stabstahl ist es bereits bekannt, ein Vorprodukt im Stranggiessverfahren vorzufertigen und in einem anschliessenden Walzprozess zum Fertigprodukt mit gewünschter 
Enddimension umzuformen, wobei es allerdings erforderlich ist, eine Querschnittsreduktion von ca   8  1 zu erreichen,

   um das grobkörnige Gussgefuge des Vorproduktes in ein die geforderten mechanischen Eigenschaften des Stabstahls mit sich bringendes feinkörniges Gefuge umzuwandeln Da beim Walzen pro Walzgerüst, also pro Verformungsschritt nur eine Querschnittsreduktion von ca 1,2 1 möglich ist, kommt es zu einer Vielzahl von Walzstichen bzw Walzgerüsten, bis die gewunschte Querschnittsreduktion von ca.

   8 1 gegeben ist Dieser grosse Walzaufwand ist fur hochwertiges Material mit seinem geringen Mengenbedarf ungerechtfertigt, und ausserdem bedingt die grosse Reduktion grosse Giessquerschnitte, die wiederum den Aufwand für die Stranggiessanlage erhöhen 
Gemäss der US 4 930 207 A wurde auch schon vorgeschlagen, das Vorprodukt einem Schmiedevorgang zu unterwerfen, um ein erstarrungsbedingtes Entstehen von Seigerungen und Lunkern im Inneren des Strangmatenals zu vermeiden,

   wozu das Schmieden wahrend des Uberganges des Kernbereiches von der flüssigen Phase in die feste Phase erfolgt und mit einer an die Giessgeschwindigkeit angepassten Schmiedefrequenz und mit auf die Breite des flüssigen Kernbereiches abgestimmten Werkzeugen durchgeführt wird Dieses speziell zum Unterbinden von Seigerungen und Lunkern angewendete Schmieden bringt jedoch keine Änderung des eigentlichen Materialgefüges, also der kristallinen Struktur des Strangmatenals mit sich, so dass hier auch nach dem Schmieden das Vorprodukt Gussgefuge besitzt 
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das eine wirtschaftliche Anwendung des Stranggiessens auch bei der Herstellung geringerer Mengen hochwertigen Stabmaterials erlaubt 
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch,

   dass das stranggegossene Vorprodukt erst nach dem Durcherstarren zur Gefugeverbesserung abgeschmiedet wird, wobei in wenigstens einer Bearbeitungsebene eine   breitungsbehmderte   Querschnittsreduktion im Bereich von (1,5 bis 5) . 1 erfolgt Wie umfangreiche Versuche bewiesen haben, kann durch eine Schmiedebearbeitung, die den gesamten Umfang des Vorproduktes in der Bearbeitungsebene erfasst und damit eine Breitung wesentlich behindert oder gar verhindert, bereits mit einer Querschnittsreduktion von 1, 5 :

   1 und mehr eine durchgreifende Gefügeverbesserung erreicht werden, die zu einer über den gesamten Querschnitt sich erstreckenden feinkörnigen Struktur führt und die gewünschte Materialqualität mit sich bringt Dabei muss beim Schmieden nicht allseitig eine Schlagwirkung aufgebracht werden, es könnte durchaus nur eine an gegenüberliegenden Stellen einwirkende Bearbeitung erfolgen, wenn die ubrigen Umfangsbereiche gegen ein Ausweichen des Materials mittels entsprechender Materialführungen od dgl abgestützt und damit Breitungen behindert sind Vorzugsweise kommen drei oder mehr Werkzeuge gleichzeitig in einer Ebene zum Einsatz, doch wäre es auch möglich, mit zwei das Vorprodukt umfangseitig entsprechend übergreifenden Werkzeugen zu schmieden,

   wobei das Schmieden ausserdem mit jeder geeigneten Schmiedemaschine oder Schmiedepresse durchgeführt werden kann Durch die erzielte Gefügeverbesserung wird nicht nur die gewünschte Produktqualität sichergestellt, sondern das Vorprodukt lässt sich anschliessend auch schwierigkeits- los auf die Enddimension des Fertigproduktes umformen, ohne dabei auf die Verformungsart oder den Verformungsgrad besonders Rucksicht nehmen zu müssen Auch erlaubt die zur Gefugever- besserung schon ausreichende schwache Querschnittsreduktion von 1, 5 1 das Stranggiessen mit den Enddimensionen des Fertigproduktes stark angenäherten Querschnitten, was bei geringen Stabmaterialmengen bereits ein sehr wirtschaftliches Herstellen gewährleistet Die Gefugever- besserung des Vorproduktes tritt selbstverständlich nicht nur bei Stahl auf, sondern auch bei allen anderen schmiedefähigen Metallen,

   so dass insbesondere auch Stabmaterialien aus Kupfer oder Kupferlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen u dgl rationell gefertigt werden können 
Wird das Vorprodukt vor und/oder nach der Schmiedebearbeitung einer Wärmebehandlung ausgesetzt, kann das Vorprodukt je nach Materialeigenschaften durch ein Halten oder Nach- 

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 wärmen oder auch durch ein Wiedererwärmen des Stranggussmaterials auf die richtige Schmiede- temperatur gebracht und für die besten Schmiedebedingungen gesorgt werden Die Wärmebe- handlung selbst kann in den verschiedensten Wärmeeinrichtungen und Ofen,

   im Durchlaufver- fahren wie im Pufferverfahren oder auch unmittelbar im Einzugsbereich der   Schmiedemaschine   u dgl vorgenommen werden und richtet sich nach den jeweiligen Materialeigenschaften und Ver-   fahrensabläufen   Anschliessend an die Schmiedebearbeitung ist auch gegebenenfalls ein Kühlen des Materials erforderlich, um ein Rekristallisieren des Gefuges zu vermeiden, insbesondere wenn Kupfer oder andere Nichteisenmetalle verarbeitet werden 
Bei geeigneten Giessgeschwindigkeiten kann das Vorprodukt durchaus vom Stranggiessen in einem Durchlauf der Schmiedebearbeitung zugeführt werden Grössere Freiheiten hinsichtlich der Schmiedebearbeitung können aber erreicht werden,

   wenn das Vorprodukt vom gegossenen und erstarrten Strang abgelängt und stückweise abgeschmiedet und weiterverformt wird Diese Vor- gangsweise eröffnet auch die Möglichkeit, die abgelängten Vorprodukte   zwischenzulagem   
Um rationell Rohrmaterial herstellen zu können, wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein rohrförmiges Vorprodukt gefertigt und dann über Dom abgeschmiedet, so dass die gleichen Vorteile des Schmiedevorganges auch bei der Rohrherstellung voll genutzt werden können Das Stranggiessen eines rohrförmigen Vorproduktes wird üblicherweise mittels Dom in der verwendeten Giesskokille durchgeführt, und zweckmässig ist es dann zum Abschmieden im Durch- lauf mit dem Stranggiessen, wenn der Schmiededorn über eine Dorntange an den Giessdorn ange- schlossen ist,

   um den kontinuierlichen Stranggiess- und Schmiedeablauf sicherstellen zu können 
Bei schwerverformbaren Metallen ist es günstig, das Vorprodukt unter Axial- und Drehvorschub abzuschmieden, wobei ein solches drehendes Schmieden bei abgelängten Vorprodukten ohne Probleme durchführbar ist Beim Durchlaufschmieden muss allerdings je nach dem, ob das Werk- zeug oder das Werkstück rotiert, der werkzeugtragende Innenteil des Schmiedekastens od dgl. rotieren oder bereits der Strang in einer Giessvorrichtung mit rotierender Kokille zum Drehen gebracht werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist in der Zeichnung beispielsweise an Hand eines Anlagen- schemas näher veranschaulicht. 



   Zum rationellen Herstellen metallenen Stabmaterials M wird zuerst in einer Stranggiessanlage 1 ein Vorprodukt V mit regelmässig rundem oder eckigem Querschnitt vorgefertigt, welche Strang- giessanlage 1 ublicherweise aus einer Giessvorrichtung 11, einer Kokille 12 und bei vertikalem Giessen einer Umlenkeinrichtung 13 besteht, der ausgangsseitig eine Trenneinrichtung 14 zum Ablängen des entstehenden, ein Vorprodukt bildenden Stranges zugeordnet ist Das Vorprodukt V kommt anschliessend in einen Ofen 2, in dem es zur Homogenisierung zwischengelagert bzw.

   zum Aufwärmen auf Schmiedetemperatur od dgl wärmebehandelt wird, und gelangt dann zu einer Schmiedeeinrichtung 3 Diese ist mit Schmiedemanipulatoren oder Treibrollen 31, 32 zum Werk- stückvorschub ausgestattet und besitzt einen vorzugsweise vier Schmiedewerkzeuge 33 auf- nehmenden Schmiedekasten 34, in dem das Vorprodukt V in einer Schmiedeebene breitungsfrei abgeschmiedet wird Durch dieses Schmiedebearbeiten ergibt sich eine Querschnittsreduktion im Bereich von 1,5 bis 5 1, die das grobkörnige Gussgefüge des aus dem Stranggiessen ent- stehenden Vorproduktes in ein feinkörniges Gefuge des Schmiedeproduktes S verbessert Das Schmiedevorprodukt S wird gegebenenfalls in einer Kühleinrichtung 35 abgekühlt und gelangt dann gegebenenfalls über eine weitere Heizeinrichtung 4 zur Zwischenlagerung und Wärme- behandlung in eine Umformanlage,

   die beispielsweise aus einer Walzstrasse 5 mit mehreren hinter- einandergereihten Walzgerüsten 51 besteht, in der das Schmiedeprodukt S zu einem Fertigprodukt F mit gewünschter Enddimension verformt wird Durch Abzugsrollen 52 und eine Ablängstation 53 kommt das Fertigprodukt als abgelängtes Stabmaterial M auf eine Ablagestelle 6 und kann von hier gegebenenfalls zur Weiterverarbeitung weitertransportiert werden. 

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Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von metallenem Stabmaterial, nach dem zuerst ein Vorprodukt mit im wesentlichen regelmässig rundem oder eckigem Querschnitt durch Stranggiessen gefertigt und einer Schmiedebearbeitung unterworfen und dieses Vorprodukt dann durch <Desc/Clms Page number 3> Umformen im Querschnitt auf die dem Stabmaterial entsprechende Enddimension verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das stranggegossene Vorprodukt erst nach dem Durcherstarren zur Gefugeverbesserung abgeschmiedet wird, wobei in wenigstens einer Bearbeitungsebene eine breitungsbehmderte Querschnittsreduktion im Bereich von (1, 5 bis 5) 1 erfolgt
2. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorprodukt vom gegossenen und erstarrten Strang abgelängt und stückweise abgeschmiedet und weiter- verformt wird 3.

   Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein rohrförmiges Vor- produkt gefertigt und dann uber Dom abgeschmiedet wird 4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3 mit einer einen Giessdorn aufweisenden Stranggussanlage und einer einen Schmiededom aufweisenden Schmiede- maschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiededorn uber eine Dornstange an den Giessdom angeschlossen ist.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN