Verfahren und Vorrichtung zur Warmverformung von, insbesondere sauerstoffempfindlichen, Metallen<B>und</B> Metallegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Warmverformung von insbesondere sauerstoffempfindlichen Metallen und Metallegierun gen durch Querschnittsverminderung eines Rohlings in einem Verformungswerkzeug.
Die Verformung von Metallen und Metallegie rungen durch Querschnittsverminderung mit dem Zwecke der Herstellung von Blechen, Stäben oder Drähten durch Walzen oder Ziehen bietet besonders Schwierigkeiten dann, wenn es sich um Werkstoffe handelt, die nur in der Wärme genügend duktil sind, aber ausserdem eine hohe Affinität zu Sauerstoff oder anderen Bestandteilen der Atmosphäre aufweisen.
Die Erwärmung des zu verformenden Werkstücks auf die Arbeitstemperatur in den entsprechenden Schutzgasen ist nicht immer möglich und erfordert auch hinsicht lich der Ausführung der Öfen einen besonderen Auf wand, der vor allem dann nicht mehr tragbar ist, wenn man auch die Verformung selber, also beispiels weise den Walzvorgang, unter Schutzgas vornehmen müsste. Eine gewisse Abhilfe schafft hier in manchen Fällen das Erhitzen des zu bearbeitenden Rohlings in einem inerten Salzbad, wobei der Werkstoff aus dem Salzbad mit einer anhaftenden Salzdecke ent nommen und mit dieser der Walze zugeführt werden kann.
Die schützende Salzschicht verbleibt dabei im allgemeinen auch während des Durchganges durch die Walzen auf dem Werkstück und bietet daher einen gewissen Schutz gegen die Einflüsse der Luft.
Es gibt aber insbesondere bei jenen Metallen, die für kernphysikalische Probleme zunehmend an Bedeu tung gewinnen, Verformungsaufgaben, die nicht allein durch Walzen zu lösen sind, oder zumindest einen erstaunlich hohen Apparatur- und Arbeitszeitaufwand erfordern würden.
Selbst wenn man beispielsweise versucht, Uranmetall zur Verformung, Homogeni sierung oder Verbesserung des Gefüges einem Walz- prozess unter Abdeckung des Rohlings mit Salz krusten zu unterwerfen, so erhält man im Verhältnis zum Aufwand hinsichtlich der Oberflächenbeschaf fenheit und der Genauigkeit keine voll befriedi genden Ergebnisse.
Es wurde nun gefunden, dass es möglich ist, gerade sauerstoffempfindliche, in der Wärme pla stische Metalle und Metallegierungen durch eine Querschnittsverminderung in einem Verformungs- werkzeug mit bestem Erfolg hinsichtlich der Mass genauigkeit, der Oberflächenbeschaffenheit und der Gefügeausbildung zu verformen, wenn man einen Rohling des zu verarbeitenden metallischen Werk stoffs in einem Salzbad aufheizt und nach der Verfor mung mit einer Salzschicht bedeckt hält.
Dabei arbeitet man bevorzugt so, dass sich die Querschnittsvermin- derungszone in der Nähe des Salzbadspiegels, aber noch innerhalb des Salzbades befindet. Zur Durch führung des Verfahrens ist es zweckmässig, das Verfor- mungswerkzeug, also zum Beispiel die Ziehdüse, un mittelbar unterhalb der Oberfläche der Salzschmelze, also in der Nähe des Badspiegels, anzuordnen.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die Ziehspitze durch das natürliche Temperaturgefälle nach der Oberfläche des Salzbades hin sich auf etwas geringerer Arbeits temperatur als der Rohling befindet und somit die Warmfestigkeit des Materials überraschenderweise noch ausreichend ist, um das Abreissen der Ziehspitze zu verhindern. Man kann von Fall zu Fall durch ein fache Versuche erproben, welche Stellung der Zone der Querschnittsverminderung in bezug auf die Salz- badoberfläche am günstigsten zur Erzielung einwand freier Ergebnisse ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Verwendung eines durch auto matische Temperaturregelung steuerbaren Salzbades die genaue Einhaltung der jeweiligen Arbeitstempera tur gestattet, unabhängig von der jeweils gewählten, Verformungsgeschwindigkeit. Weiterhin wird der Metallrohling bei Verwendung entsprechend inerter Salzschmelzen, beispielsweise von Chloridgemischen mit einstellbarem Schmelzpunkt, mit Sicherheit von schädlichen Einflüssen der Aussenatmosphäre freige halten,
so dass für die eigentliche Verformung stets eine blanke metallische Oberfläche zur Verfügung steht. Selbst wenn die Bedingungen so gewählt sind, dass die eigentliche Verformungszone unmittelbar oberhalb des Spiegels der Salzschmelze liegt, so be deckt sich doch das Werkstück mit einer Salzhaut, die aus dem Bad mitgenommen wird und nicht nur als Oberflächenschutz, sondern auch als Schmiermit- tel bei dem Ziehvorgang selber dient.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfah rens, bestehend aus einem heizbaren Behälter für die Salzschmelze und einer Ziehdüse, die innerhalb des Behälters so angeordnet ist, dass sie sich in der Nähe der Oberfläche der Salzschmelze, jedoch noch inner halb der Salzschmelze befindet.
Die in das Bad eintauchenden Teile der Zieh vorrichtung müssen aus hochwarmfesten Werkstof fen bestehen; die Ziehdüsen selbst können auch aus harten und verschliessfesten Materialien oder aus Hartmetallen oder Cermets hergestellt sein. Man kann nach dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht nur Stäbe oder Drähte, sondern auch beliebig andere Pro file, je nach Ausbildung des Ziehsteines oder der Ziehdüse anfertigen.
Das Verfahren hat sich für die Verformung von Uran und Uranlegierungen, die ausserordentlich empfindlich gegen den Angriff von Sauerstoff sind, bereits hervorragend bewährt. Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt im verti kalen Mittellängsschnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung. Mit dieser Vorrich tung liess sich aus einem Rohling von 3,8 mm Durch messer bei einer Badtemperatur von 600 ein Draht von 1,5 mm Durchmesser in Stufen zu je 1/1o mm herunterziehen.
Die weitere Verformung konnte dann in Ziehgängen von je 5/loo mm schnell und leicht er folgen. In der Zeichnung ist nur eine der zahlreichen Möglichkeiten zur Ausbildung der Vorrichtung ge mäss der Erfindung dargestellt. Es bedeutet 11 den Isolierkörper eines mit einer Heizung 12 versehenen Ofens zur Aufnahme des Salzbadbehälters 13. In die sem befindet sich eine an einem Bügel 14 befestigte Ziehdüse 15, unterhalb derer der zu verformende Metallrohling 16 in der Salzschmelze 17 angeordnet ist.
Der Spiegel der Salzschmelze ist so eingestellt, dass die Ziehdüse 15 sich in der Nähe der Bandober fläche, jedoch noch innerhalb des Bades befindet. Die Spitze des Rohlings wird mit Hilfe der Zieh klaue 19 über eine Drahtverbindung 111 einer Zug kraft unterworfen, die im vorliegenden Beispiel durch ein Dreibeinwiderlager 112 über die Rolle<B>113</B> aus- .geübt wurde.