CH295157A - Verfahren zur spanlosen Verformung von Metallen. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        spanlosen        Verformung    von Metallen.    Es ist bekannt,     nichtmetallische    Deck  schichten, wie     Phosphatschichten,        Oxydschich-          ten,        Brünierschichten,    zur Erleichterung von       spanlosen        Formgebungsprozessen    bei Eisen  und Stahl zu     verwenden.    Diese Verfahren, ins  besondere die Anwendung der     Phosphatie-          rung,    haben sich in grossem Umfange für das  Fliesspressen, Tiefziehen,

   Ziehen von Rohren  und Hohlkörpern einführen     können.     



  Während     Phosphatüberzüge    auf     diesen     genannten Gebieten die Technik gefördert  haben, wobei     vorzugsweise        nitrat-    und verein  zelt auch     -chlorathaltige        Phosphatierungsbäder     eingesetzt wurden, traten bei der Kaltverar  beitung von Drähten und Profilen aus Stahl       und    besonders aus Eisen Schwierigkeiten in       der    technischen Durchführung auf, so dass  eine Erleichterung und Verbesserung des  Ziehvorganges in bezug auf Schonung der  Ziehwerkzeuge, Einsparung von     Glühungen,     Verbesserung der Oberflächengüte des End  produktes, Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit  usw.

   beim Ziehen von Drähten     und    Profilen  aus Eisen und Stahl durch eine     Phosphatie-          rang    nicht in dem Masse zu erzielen waren,  wie beim Ziehen von Hohlkörpern. Das Ziehen  von Drähten und Profilen aus Stahl gelang  meistens nur unter Einhaltung bestimmter  komplizierter     Bedingungen    bezüglich der     Vor-          und    Nachbehandlung des zu     phosphatierenden          Ziehgutes.    Es gelang bisher nicht, Profile  und Drähte aus Eisen unter Mitwirkung von  nichtmetallischen Deckschichten zu ziehen, ins-    besondere nicht.,

   verhältnismässig dünnwan  dige Profile     und    feine Drähte zu ziehen.  



  Bei der Ausbildung von     festverwachsenen     Schichten zur Erleichterung der Verformung  hatte man die     Saugfähigkeit    der Schicht für  massgebend gehalten und dementsprechend  verhältnismässig dicke Schichten von beispiels  weise 10-20     ,,c    aufgebracht. Hierbei ging man  auch von der     Überlegung    aus, dass     die    Schicht  für möglichst viele     Verformungsstufen    aus  reichen sollte und die Oberfläche, auf der sie  sich verteilt, mit der Verformung auf :das       Vielfache    wächst.

      Es wurde nun überraschenderweise fest  gestellt, dass sich für das Ziehen von Drähten  und :dünnen Profilen aus Stahl und sogar  Eisen gerade     dünne    nichtmetallische Deck  schichten, insbesondere     Phosphatschichten,     eignen, soweit sie die     Metalloberfläche    gleich  mässig bedecken.

   Die vorliegende Erfindung  betrifft daher ein Verfahren zur     spanlosen     Verformung von Metallen, insbesondere zum  Ziehen von Drähten und Profilen aus Eisen       und    Stahl, unter     Anwendung    von festver  wachsenen,     nichtmetallischen    Oberflächen  schichten, dadurch gekennzeichnet, dass das  Metall in gleichmässiger Bedeckung mit einer  Oberflächenschicht von höchstens<B>5,a</B> Dicke  versehen wird. Es wurde weiter festgestellt,  dass Schichten voll nadelförmiger 'Struktur  sich besonders zieherleichternd bewähren. Der  artige Schichten erhält man beispielsweise mit      Hilfe von     Phosphatierverfahren,    die mit  Chlorat als     Beschleuniger    arbeiten.  



  Für die Herstellung der Deckschicht     eigr          iien    sich insbesondere saure     Phosphatlösungen,          vorzugsweise        Zinkphosphatlösungen,    denen  Chlorat     als    Beschleunigungsmittel in einem  bestimmten Gewichtsverhältnis von     P205:        ClOs     zugesetzt ist. Die aus     chlorathaltigen    Bädern  gewonnenen Überzüge besitzen besondere Vor  züge in     verformungstechnischer    Hinsicht,  wenn das Gewichtsverhältnis von     P2()5:    C103  in dem Bereich von l:0,1 .bis 1:1,0 gehalten.

         wird.        Als    besonders     wirksam    hat sich ein Ge  wichtsverhältnis von     P205:        C103    von 1: 0,3  bis 1:1,0     erwiesen.    Mit Rücksicht auf die     @Sta-          bilität    der Bäder     empfiehlt    es sich, das Ver  hältnis     zwischen        1:0,3    und 1:0;6 zu wählen,  vorzugsweise     1:0,35    bis 1:0,40.

   Innerhalb des  besonders wirksamen Bereiches werden     Phos-          phatüberzüge    erhalten, die hinsichtlich Gleich  förmigkeit der Ausbildung wesentlich wirk  samer sind als bei     ausserhalb    dieses Bereiches  liegenden     Zusammensetzungen.    Besonders eig  nen sich Schichten, die in Lösungen der vor  zugsweisen     Zusammensetzung    erhalten sind,       d20        mit        Ergänzungslösungen    wirksam erhalten  werden, die gleiche Konzentrationsverhältnisse  haben wie die Ausgangslösungen.

   '  Die Ausbildung der     Phosphatschicht    kann  bei Raumtemperatur oder erhöhter Tempera  tur bis Siedetemperatur vorgenommen wer  den. Vorzugsweise arbeitet man bei mittleren  'Temperaturen zwischen 40 und 80  C. Ins  besondere bei .der     Phosphatierung    bei niedri  gen Temperaturen kann es von Vorteil sein,  vor der     Phosphatierung    eine     Vorspülung    in       einer    kalten,     titanhaltigen        Natriumphosphat     Lösung     vorzunehmen,

          die    aus mit einer Titan  verbindung zur     'Trockne    gedampften     Dina-          triuuphosphatsalz    hergestellt und auf den       p$-Bereich    von 9,5 bis 10 eingestellt wurde.  Durch eine solche     Vorspülimg    wird besonders  dann,     wenn    die     Phosphatierung    in Bädern bei  Raumtemperatur oder mittlerer Temperatur  durchgeführt wird, eine Schicht erzielt, die  das Ziehen der behandelten Drähte besser er  leichtert als eine ohne     Vorspülung    erzeugte  Schicht.

   Eine solche     Vorspüliing        genügt    allein    nicht, um in     Verbindung    mit andern bekann  ten     Phosphatierverfahren,    beispielsweise mit  Nitrat als     Beschleuniger,    Schichten bis zu 5     is     zu erzeugen, die das Ziehen von Drähten aus  Eisen oder Stahl ermöglichen.  



  Die erfindungsgemäss hergestellten Schich  ten sind ganz besonders geeignet, den Zieh  vorgang zu erleichtern, so dass man mit diesen  Schichten Stahl- und sogar Eisendrähte ziehen  und erheblich im Querschnitt vermindern  kann. Diese dünnen, gleichmässig bedeckenden  Schichten sind auch bei andern     Verformungs-    c       vorgängen,    die mit     Quersclinittsabnahine    ver  bunden sind, mit Vorteil zu verwenden.  



       Chlorathaltige        Phosphatierungslösungen          wurden    zwar bereits gelegentlich zur     Erleieli-          terung    der Kaltverformung von Eisen und c  Stahl neben     nitrathaltigen    Lösungen einge  setzt, ohne dass dabei die Schichtdicke in be  stimmten Grenzen gehalten wurde. Die beson  dere Eignung der dünnen Schichten bis zu 5 ,   und die Bedeutung der gleichmässigen     Be-    ;       deckung    insbesondere für das Ziehen von  Stahl- und Eisendrähten war jedoch nicht  erkannt.  



  Es genügt eine einfache     Phosphatierung     in den genannten     ehlorathaltigen    Lösungen ;  nach dem üblichen Beizen     und    Spülen, um  Verformungen mit Hilfe von     Phosphatschich-          ten,    selbst Verformungen von Eisen- und  Stahldraht durch Ziehen durchführen zu kön  nen. Dadurch 'ergeben sich auch beim Ziehen     f     von Stahl-, besonders auch Eisendraht, die  Vorteile der     Phosphatierverfahren    auf dem  Gebiet der     spanlosen    Verformung.  



  Das Verfahren sei an Hand einiger Bei  spiele beschrieben:     f     <I>Beispiel 1:</I>  Stahldraht mit einem Kohlenstoffgehalt  von 0,73 %     find    einem Durchmesser von       \3,8    min wurde nach dem üblichen Beizen und  Spülen in einem Bad     finit    3,3 g     Zn/l,    10,5     g    9       P205/1,    4,0 g     C103/1,    1,1 g     Na/1    bei 65-70  C  5     Minifiten    behandelt, dadurch mit einer nicht  metallischen Oberflächenschicht von höchstens  5     @c    versehen, und anschliessend gründlich mit  Wasser gespült.

   Die     Befettung    des     phospha-    9           tierten    Drahtes erfolgte durch Eintauchen in  eine Seifenlösung. Es wurde in 11 Zügen     bis     auf 0,89 mm verformt. Dies entspricht einer       Querschnittsabnahme        von.        90        %.        Das        Ziehen     erfolgte trocken     mittels    Seife.

   Ziehgeräusche,  welche bei Anwendung üblicher     Phosphatier-          verfahren,    hervorgerufen durch Vibration in  der Ziehdüse, wahrgenommen werden, treten  bei Verwendung des erfindungsgemässen Ver  fahrens nicht mehr auf. Der Ziehspiegel fiel  wesentlich gleichmässiger aus, wodurch das ge  fürchtete     Blanklaufen    oder Scharfgehen nicht  eintritt.  



       Beispiel   <I>2:</I>  Eisendraht mit einer Stärke von 2,2 mm  wurde nach dem Beizen und Spülen in Mine  ralsäure, z. B:     10o/oiger        Salzsäurelösung,    zu  nächst in einer kalten Lösung     eines    Salzes mit       19        %        calcinierter        Soda        und        81         /o        Dinatriiun-          phosphat    mit Zusatz von 0,

  06      /o        Kaliumtitan-          fluorid    etwa 1 Minute eingetaucht und an  schliessend in einer     Phosphatierlösung    mit  3;6 g     Znil,    9,5 g     P20511,    3,9 g     C103/1,    1,1 g       Na/1    bei 40 bis     45110    5 Minuten behandelt,       dadurch    mit einer nichtmetallischen, gleich  mässigen Oberflächenschicht von     höchstens    5     ,ic.     Dicke versehen und anschliessend mit Wasser  gespült und     beseift.    Der Draht wurde bis auf  0,24 mm =     99,

  0[o        Querschnittsabnahme    gezo  gen. Das Ziehen erfolgte auf     Mehrfachnass-          ziehmaschinen    mittels Seifenlösung.  



  Während es bisher mit     Phosphatierungs-          verfahren    überhaupt nicht möglich war,  Eisendrähte zu ziehen, liessen sich die     phos-          phatierten    Eisendrähte einwandfrei unter  Beibehaltung eines gleichmässigen Ziehspie  gels ziehen. Es hat sich gezeigt, dass sich beim  Ziehen von dünnen Eisendrähten mit Hilfe  der üblichen     Phosphatschichten    beim ersten  Zug das Ziehhohl verstopft mit der Folge, dass    der Draht kneift. Dieser Missstand wird durch  Anwendung des     erfindt-u@gsgemässen    Verfah  rens vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur spanlosen Verformung von Metallen unter Anwendung von festverwach senen, nichtmetallischen Oberflächenschichten, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in gleichmässiger Bedeckung mit einer Oberflä- ehenschieht von höchstens. 5 y Dicke versehen wird. UNT 1'RANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Oberflächen schichten in Lösungen aus sauren Metallphos phaten erzeugt werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch l., dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschichten in Lösungen aus Zinkphosphat erzeugt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Oberflächenschich ten aufgebracht werden, deren einzelne Kri- stallite nadelförmig ausgebildet sind. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet,- dass in Phosphatie- riurgslösungen mit Chlorat als Beschleuniger gearbeitet wird, in welchen das Gewichts verhältnis von P205: C103 gleich 1: 0,1 bis 1:1,0 beträgt. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von P205.- C103 1: 0,3 bis 1: 0,6 ist. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Phosphatierungsbad mit Lösungen des gleichen Konzentrationsverhält nisses wirksam erhalten wird.