DD224046A1

DD224046A1 - METHOD FOR COLD FORMING OF HEAVILY FORMABLE METALS AND METAL ALLOYS

Info

Publication number: DD224046A1
Application number: DD26136584A
Authority: DD
Inventors: Margarete Ruehlicke; Claus Bischof; Hartmut Kuechler; Joachim Schlegel; Wolfhart Mueller
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1984-03-29
Filing date: 1984-03-29
Publication date: 1985-06-26

Abstract

Die Erfindung ist dort mit Vorteil anwendbar, wo stabile Umformbedingungen bei hohen Einzel- sowie Gesamtumformgraden durch ein- oder mehrstufiges Umformen bei einmaliger Schmiermittelbeschichtung gewaehrleistet werden muessen. Ziel der Erfindung ist es, unter guenstigen oekonomischen Voraussetzungen schwer umformbare Metalle kalt umzuformen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Kaltumformung von schwer umformbaren Metallen und Metallegierungen bereitzustellen, bei dem durch Beeinflussung der Reibung zwischen den Wirkflaechen von Umformgut und Umformwerkzeug eine moeglichst homogene Verformung des Umformgutes bei niedrigem Werkzeugverschleiss erreicht werden soll. Die Erfindung besteht darin, dass die Wirkflaechen von Umformgut und Umformwerkzeug vor der Kaltverformung mit einer waessrigen Polymerdispersion benetzt werden. Die Erfindung kann besonders beim Draht-, Stab- und Rohrziehen von hochlegierten Staehlen Anwendung finden.The invention can be used with advantage where stable forming conditions must be ensured at high individual and overall degrees of deformation by single or multi-stage forming with a single lubricant coating. The aim of the invention is to cold transform under favorable economic conditions hard-forming metals. The invention has for its object to provide a method for improving the cold forming of difficult to form metals and metal alloys, in which a most homogeneous deformation of the Umformgutes is to be achieved with low tool wear by influencing the friction between the Wirkflaechen of Umformgut and forming. The invention consists in that the active surfaces of the forming material and the forming tool are wetted with an aqueous polymer dispersion prior to the cold forming. The invention is particularly applicable to wire, bar and tube drawing of high alloyed steels.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Kaltumformung von schwer umformbaren Metallen und Metallegierungen, das überall dort mit Vorteil anwendbar ist, wo stabile Umformbedingungen bei hohen Einzel- sowie Gesamtumformgraden durch ein- oder mehrstufiges Umformen bei einmaliger Schmiermittelbeschichtung gewährleistet werden müssen. . ,The invention relates to a method for improving the cold forming of difficult to form metals and metal alloys, which is everywhere applicable with advantage where stable forming conditions at high individual and Gesamtumformgraden must be ensured by single or multi-stage forming with a single lubricant coating. , .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .Characteristic of the known technical solutions.

Die Kaltumformung schwer umformbarer Metallegierungen wird bekanntlich dadurch zu verbessern versucht oder-überhaupt erst ermöglicht, indem Schmiermittelträgerschichten und Schmiermittel in geeigneter, auf den jeweiligen Verwendungszweck speziell abgestimmter Kombination für eine hinreichende Trennung der im Eingriff befindlichen Wirkflächenbereiche von Umformgut und Umformwerkzeug während des Umformvorganges sorgen und damit die Energieverluste durch Verringerung der Reibung an den Werkzeugbahnen herabsetzen. Gleichzeitig im Zusammenhang damit müssen oft bestimmte zusätzliche Anforderungen hinsichtlich Werkzeugverschleiß, Oberflächenqualität, Korrosionsschutz und Weiterverarbeitbarkeit des Ümformgutes, Entfernbarkeit und Nichttoxizität der umformerleichternden Schichten u. ä. -*- nicht zuletzt jeweils auch unter ökonomischen Gesichtspunkten — erfüllt werden. Die Vielzahl der Umformwerkstoffe und Umformverfahren in Verbindung mit den oben aufgeführten zahlreichen speziellen Forderungen, denen das umgeformte Halbzeug oder Fertigerzeugnis genügen soll, haben zu einer beachtlichen Zahl technisch unterschiedlicher Lösungen — sowohl was die Erzeugung und Aufbringung der umformerleichternden Schichten als auch deren chemische Zusammensetzung anbelangt — geführt, deren Charakterisierung jedoch — unter Vernachlässigung verfahrensspezifischer Besonderheiten — nach folgenden allgemeinen Merkmalen erfolgen kann:The cold forming of difficultly deformable metal alloys is known to attempt to improve or even made possible by providing lubricant carrier layers and lubricant in a suitable, specially adapted to the particular purpose combination for a sufficient separation of the engaged active surface areas of Umformgut and forming tool during the forming process and thus reduce the energy losses by reducing the friction on the tool paths. At the same time in connection with this, certain additional requirements with regard to tool wear, surface quality, corrosion protection and further processability of the molded article, removability and non-toxicity of the forming-facilitating layers and the like often have to be met. Ä. - * - not least in each case from an economic point of view - be fulfilled. The multitude of forming materials and forming processes, in combination with the numerous special requirements set out above, which the formed semi-finished product or finished product should meet, have resulted in a considerable number of technically different solutions, both in terms of production and application of the forming facilitating layers and their chemical composition. whose characterization, however, ignoring process-specific peculiarities, can take place according to the following general characteristics:

— Kontinuierliche oder diskontinuierliche Beschichtung der Wirkflächen von Umformgut und/oder Umformwerkzeug vor oder/und während des Umformvorgangs mit anorganischer oder organischer Schmiermittelträgerschicht sowie anorganischer oder organischer Schmiermittelschicht.- Continuous or discontinuous coating of the active surfaces of Umformgut and / or forming tool before and / or during the forming process with inorganic or organic lubricant carrier layer and inorganic or organic lubricant layer.

— Die Schmiermittelträgerschicht, die durch physikalische und chemische Wechselwirkung mit der Oberfläche des Umformgutes im allgemeinen relativ fest verbunden ist, gewährleistet neben einer Trennwirkung zwischen Umformgut und Umformwerkzeug unter den im Wirkflächenbereich herrschenden meist extrem hohen Flächenpressungen die Mitführung und bessere Haftung des reibungsmindernden Schmiermittel.- The lubricant carrier layer, which is relatively firmly connected by physical and chemical interaction with the surface of the Umformgutes generally ensures next to a release effect between Umformgut and forming tool under the ruling in the effective surface area usually extremely high surface pressures entrainment and better adhesion of the friction-reducing lubricant.

— Das Schmiermittel besitzt in Abstimmung auf die Schmiermittelträgerschicht sowie die Werkstoffe von Umformgut und Umformwerkzeug physikalische und chemische Eigenschaften, die während des Umformvorgangs im Wirkflächenbereich unter den sich dort einstellenden extremen Druck- und Temperaturverhältnissen — über einen oft weiten Bereich weiterer Umformbedingungen — bewirken, daß die durch Reibung entstehenden dissipativen Energieverluste möglichst klein gehalten werden, wodurch eine Umformung überhaupt erst möglich oder zumindest erleichtert wird.- The lubricant has in coordination with the lubricant carrier layer and the materials of Umformgut and forming tool physical and chemical properties during the forming process in the effective area under the extreme pressure and temperature conditions there - over an often wide range of other forming conditions - cause the caused by friction dissipative energy losses are kept as small as possible, whereby a transformation is only possible or at least facilitated.

— Jeweils abgestimmt auf das Umformverfahren und die umformerleichternden Schichten existieren zahlreiche Vorrichtungen, die sowohl eine Verbesserung bzw. Verstärkung der umformerleichternden Wirkung dieser Schichten bewirken (z.B. Druckziehwerkzeug), als auch deren gezielte und dosierte Aufbringung oder Ablösung ermöglichen und damit oft wesentlicher Bestandteil des Umformverfahrens sind.- Each tuned to the forming process and the Umformerleichternden layers there are numerous devices that both improve or enhance the Umformerleichternden effect of these layers (eg pressure-drawing tool), as well as their targeted and metered application or detachment allow and thus are often an integral part of the forming process ,

Aufgrund des zusätzlichen Aufwands, der zum Aufbringen bzw. Ablösen der Schmiermittelträgerschicht erforderlich ist, hat es nicht an Versuchen gefehlt. Schmiermittel dahingehend zu entwickeln, daß diese auch ohne Schmiermittelträgerschicht — selbst bei schwer umformbaren Werkstoffen — zu befriedigenden Umformergebnissen führen. So ist bekannt (DE-AS 1402760), Celluloseether enthaltende Überzüge aus einer'Lösung bzw. Dispersion auf MetallobeT-flächen aufzubringen. Nach Verdunsten des Lösungsmittels sollen sich mit einer solchen Schicht z. B. Rohre der Abmessung 20 mm χ 2 mm in sieben Zügen* an 6mm χ 0,7 mm ohne zusätzliches Schmiermittel mit einer Ziehgeschwindigkeit von.ca. 0,1 m/s herunterziehen lassen. Weiterhin bekannt sind u.a. Verfahren (DE-AS 1287036, DE-OS 2437877), die die Verwendung von wasserlöslichen thermoplastischen synthetischen Harzen insbesondere auf der Basis von Polyvinylalkohol bzw. teilverseiftem Polyvinylacetat für die Oberflächenbehandlung vor Kaltumformung vorschlagen. Auch hier besteht der Vorteil darin, daß auf eine Schmiermittelträgerschicht verzichtet wenden kann und daß aufgrund der Wasserlöslichkeit der vorgeschlagenen thermoplastischen synthetischen Harzschichten beim Trockenprozeß vor der Umformung keine physiologisch bedenklichen Lösungsmittel zu entsorgen sind.Due to the additional effort required to apply or detach the lubricant carrier layer, there has been no shortage of attempts. To develop lubricant to the effect that even without lubricant carrier layer - even with difficult to convert materials - lead to satisfactory forming results. For example, it is known (DE-AS 1402760) to apply coatings containing cellulose ethers from a solution or dispersion to metallobe surfaces. After evaporation of the solvent to z with such a layer. B. Tubes of dimension 20 mm χ 2 mm in seven strokes * to 6 mm χ 0.7 mm without additional lubricant with a pulling speed of approx. 0.1 m / s. Also known are u.a. Method (DE-AS 1287036, DE-OS 2437877), which suggest the use of water-soluble thermoplastic synthetic resins, in particular based on polyvinyl alcohol or partially saponified polyvinyl acetate for the surface treatment before cold working. Again, the advantage is that it is possible to dispense with a lubricant carrier layer and that due to the water solubility of the proposed thermoplastic synthetic resin layers in the drying process prior to forming no physiologically harmful solvents are to be disposed of.

-2- 261 365 6-2- 261 365 6

Auch in der DE-AS 2004062 geht man davon aus, daß auf der Oberfläche des Umformgutes vor dessen Umformung zunächst ein fester Überzug aus organischem Kunststoff, der verhältnismäßig hart und gegen Scherbeanspruchung widerstandsfähig · ist, erzeugt wird, bevor kurz vor der Umformung die Oberfläche des organischen Überzuges mittels Weichmacher oder Lösungsmittel in einen etwa halbflüssigen Zustand mit erhöhter Schmierwirkung umgewandelt wird, ohne dadurch die Haftfestigkeit des Überzuges zürn Umformgut zu beeinträchtigen. Derauf diese Weise beeinflußte organische Überzug kann dann gleichzeitig sowohl die Funktion des Schmiermittelträgers als auch die des Schmiermittels erfüllen. .Also in DE-AS 2004062 it is assumed that on the surface of the material to be formed before its deformation, first a solid coating of organic plastic, which is relatively hard and resistant to shearing · is generated before shortly before the forming of the surface of the organic coating is converted by means of plasticizer or solvent in an approximately semi-liquid state with increased lubricating effect, without affecting the adhesion of the coating zürn Umformgut. The organic coating influenced in this way can then simultaneously fulfill both the function of the lubricant carrier and that of the lubricant. ,

Trotz prinzipieller Einfachheit auch dieser Lösung ist einzuschätzen, daß sowohl die Aufbringung und Dosierung des Weichmachers bzw. Lösungsmittels auf den organischen Überzug — insbesondere während instationärer Phasen des Umformvorganges (Beginn und Ende von z. B. an sich stationären Umformverfahren),—r als auch die Beseitigung hierbei eventuell entstehender toxischer Lösungsmitteldämpfe zusätzliche Probleme aufwerfen, deren Lösung nicht zuletzt mit apparativem Aufwand und Kosten verbunden ist. Darüber hinaus wird dieses Verfahren wenig geeignet sein, mit einer einmaligen Beschichtung mehrere Umformstufen, z.B. beim Fließpressen auf Mehrstufenautomaten oder beim Ziehen auf einer mehrzügigen Ziehmaschine, durchzuführen, da anzunehmen ist, daß sich der angelöste Teil des Überzuges von Umformstüfe zu Umformstufe rasch und Undefiniert verringert. ,Despite the basic simplicity of this solution, it is to be estimated that both the application and metering of the plasticizer or solvent onto the organic coating-in particular during unsteady phases of the forming process (beginning and end of, for example, stationary forming processes), as well as the elimination of possibly resulting toxic solvent vapors pose additional problems whose solution is not least associated with equipment cost and cost. In addition, this method will be less suitable, with a single coating several forming stages, e.g. during extrusion on multi-stage machines or when pulling on a multi-drawing machine to perform, since it is assumed that the loosened part of the coating from Umformstüfe reduced to forming stage and undefined. .

Gemäß Erfindungsbeschreibung DD-WP 153890 werden auf das Umformgut Metallseifen aufgebracht, wobei das Umformgut zunächst mit wasserlöslichen Seifen beschichtet und getrocknet wird, bevor in einem zweiten Arbeitsgang diese Seifen zu in Wasser schwer löslichen Metallseifen unter Verwendung in wäßriger Lösung vorliegender Metallsalze umgesetzt werden. Nachteilig ist hierbei, daß —neben den zwei Arbeitsgängen der Beschichtung mit jeweils anschließender Trocknung, die sehr sorgfältig erfolgen muß — eine kontinuierliche Arbeitsweise bei mehrstufiger Umformung, insbesondere bei höherfestem Umformgut praktisch nicht zu gewährleisten ist. Eine Verbesserung diesbezüglich erhält man jedoch, wenn man mit DE-OS 2920857 ein Schmiermittel aufbringt, bei dem in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Benzen oder Trichlorethylen, Alkali-, ErdalkalK Ammonium- und Zink- oder andere Metallsalze organischer Säuren, z. B. Kalziumstearat, enthalten sind. Störend wirken hierbei allerdings die während des Prozesses auftretenden organischen Lösungsmitteldämpfe, für deren Absaugung spezielle Vorrichtungen erforderlich sind.According to the invention description DD-WP 153890 metal soaps are applied to the Umformgut, the Umformgut is first coated with water-soluble soaps and dried before these soaps are converted into sparingly soluble in water metal soaps using metal salts present in aqueous solution in a second operation. The disadvantage here is that -in addition to the two operations of the coating, each with subsequent drying, which must be done very carefully - a continuous operation in multi-stage forming, especially in higher-strength forming material is virtually impossible to ensure. An improvement in this regard is obtained, however, when applying DE-OS 2920857 a lubricant in which in an organic solvent, for. As benzene or trichlorethylene, alkali, alkaline earth ammonium and zinc or other metal salts of organic acids, eg. For example, calcium stearate. However, the organic solvent vapors which occur during the process have a disturbing effect, for the extraction of which special devices are required.

Ziel der Erfindung \Aim of the invention

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines technisch einfachen und ökonomisch günstigen Verfahrens zur Kaltumform'ung schwer umformbarer Metalle; wobei die Qualität der Oberflächenschicht der umgeformten Produkte nachfolgenden Bearbeitungsschritten angepaßt werden kann bzw. diese erst ermöglicht.The aim of the invention is the development of a technically simple and economically favorable method for the cold deformation of difficult to form metals; wherein the quality of the surface layer of the reshaped products can be adapted to subsequent processing steps or makes this possible.

Darlegung des Wesens der Erfindung 'Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Kaltumformung von schwer umformbaren Metallen und Metallegierungen bereitzustellen, bei dem durch Beeinflussung der Reibung zwischen den Wirkflächen von Umformgut und Umformwerkzeug eine möglichst homogene Verformung des Umformgutes bei niedrigem Werkzeugverschleiß erreicht werden soll. . . .The invention has for its object to provide a method for improving the cold forming of difficult to form metals and metal alloys, in which the most homogeneous deformation of the Umformgutes is to be achieved with low tool wear by influencing the friction between the active surfaces of Umformgut and forming. , , ,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit vom zur Anwendung kommenden Umformverfahren die Wirkflächen von Umformgut und Umformwerkzeug einzeln oder in Kombination vor der Kaltverformung mit einer wäßrigen Polymerdispersion, wofür alle heterogenen Phasensysteme Polymerflüssigkeit einschließlich Latices in Frage kommen, benetzt werden. Der auf den Wirkflächen von Umformgut und/oder Umformwerkzeug vorliegende flüssige Film wird durch einen Trocknungsvorgang oder auch dqrch chemische Reaktion in einen festen oder halbfest-pastösen Überzug umgewandelt, wobei eine kontinuierliche oder auch diskontinuierliche Arbeitsweise möglich ist. Das Umformgut wird dann ohne weitere Vorbehandlung mit herkömmlichen Umformverfahren bei Raumtemperatur ein- oder mehrstufig umgeformt. Die Verwendung zusätzlicher herkömmlicher Schmiermittel ist im allgemeinen nicht erforderlich, kann aber auch im Einzelfall zu einer weiteren Verbesserung des Umformvorganges beitragen, so daß der zusätzliche Einsatz herkömmlicher, bekannter flüssiger oder fester Schmiermittel vom konkreten Anwendungsfall abhängig sein wird. -This object is achieved in that the active surfaces of Umformgut and forming tool individually or in combination before the cold working with an aqueous polymer dispersion, for which all heterogeneous phase systems polymer liquid including latices come into question, depending on the applied forming process, are wetted. The present on the active surfaces of Umformgut and / or forming tool liquid film is converted by a drying process or chemical reaction dqrch in a solid or semi-solid pasty coating, with a continuous or discontinuous operation is possible. The material to be formed is then converted at one or more stages at room temperature without further pretreatment with conventional forming processes. The use of additional conventional lubricants is generally not required, but may also contribute in individual cases to a further improvement of the forming process, so that the additional use of conventional, known liquid or solid lubricant will be dependent on the specific application. -

Als Grundlage für wäßrige Polymerdispersionen können alle Homo- und/oder Copolymere des Vinylacetats, Ethylens, Propylene, Vinylchlorids, Vinylidenchlorids, Styrols, Acrylnitrils, der Acrylsäure sowie Methacrylsäure und ihrer Ester, des Butadiens, Celluloseester und Celluloseether, Gemische dieser Polymere bzw. durch Hydrolyse oder Additionsreaktionen modifizierte sowie terpolymerisierte Produkte, vorzugsweise mit Maleinsäureanhydrid, Verwendung finden. Eine dem Umformverfahren, den Umformbedingungen und Umformparametern weitergehende Anpassung zur Erzielung jeweils optimaler Eigenschaften der Schmier- und Trennwirkung der zwischen den Wjrkflächen von Umformgut und Umformwerkzeug wirksamen Schicht kann neben der Auswahl geeigneter wäßriger Polymerdispersionen insbesondere auch dadurch erzielt werden, daß diesen wäßrigen Polymerdispersionen einzeln oder in Kombination und in unterschiedlichen Mengen Alkali- oder/und Erdalkali-Metallseifen, Metalloxide, Lithophone, amorphe Silikate, höhere Alkohole, Cellulosen, Metallphosphate, Wachse, Polymerpulver oder/und Polymerlösungen sowie Festschmierstoffe wie Graphit, Molybdändisulfid und weißes Bornitrid zugesetzt werden. Diese Zusätze können in gelöster Form zugesetzt werden. Um eine geeignete Bildsamkeit der umformerleichternden Schicht zwischen den Wirkfiächen von Umformgut und/oder Umformwerkzeug auch über mehrere Umformstufen zu gewährleisten, können—dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß — der wäßrigen Polymerdispersion Plastifikatoren in einer dem jeweiligen Belastungsfali angemessenen Konzentration beigegeben werden. Um darüber hinaus die Benetzbarkeit zum Aufbringen der wäßrigen Polymerdispersion^vauf die Wirkflächen von Umformgut oder auch Umformwerkzeug zu erhöhen und dadurch die Gleichmäßigkeit der Beschichtung zu verbessern, kann es zweckmäßig oder auch erforderlich sein, der wäßrigen Polymerdispersion neben Stabilisatoren und Emulgatoren auch in gezielter Art und Menge Netzmittel zuzusetzen. Neigen die zu beschichtenden Oberflächen von Umformgut und/oder Umformwerkzeug unter Wassereinwirkung zur Korrosion, so kann dieser unerwünschte Vorgang durch Korrosionsinhibitoren, zum Beispiel phosphathaltige oder chromathaltige organische oder anorganische Verbindungen, die der wäßrigen Dispersion zugegebenAs a basis for aqueous polymer dispersions, all homo- and / or copolymers of vinyl acetate, ethylene, propylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, acrylonitrile, acrylic acid and methacrylic acid and its esters, butadiene, cellulose esters and cellulose ethers, mixtures of these polymers or by hydrolysis or addition reactions modified and terpolymerisierte products, preferably with maleic anhydride, find use. In addition to the selection of suitable aqueous polymer dispersions, it is possible, in particular, to achieve an adaptation to achieve the optimum properties of the lubricating and separating action of the wadding surfaces of the forming material and the forming tool, in particular by using these aqueous polymer dispersions individually or in the form of an adaptation to the forming process, forming conditions and forming parameters Combination and in varying amounts of alkali and / or alkaline earth metal soaps, metal oxides, lithophones, amorphous silicates, higher alcohols, celluloses, metal phosphates, waxes, polymer powder and / or polymer solutions and solid lubricants such as graphite, molybdenum disulfide and white boron nitride are added. These additives can be added in dissolved form. In order to ensure a suitable formability of the forming facilitating layer between the Wirkfiächen of Umformgut and / or forming tool over several forming stages, according to the inventive method according to - the aqueous polymer dispersion plasticizers are added in a the respective Belastungsfali appropriate concentration. Moreover, in order to increase the wettability for applying the aqueous polymer dispersion ^v on the active surfaces of Umformgut or forming tool and thereby improve the uniformity of the coating, it may be appropriate or even necessary, the aqueous polymer dispersion in addition to stabilizers and emulsifiers in a targeted manner and Add quantity of wetting agent. If the surfaces to be coated of the forming material and / or forming tool tend to corrode under the influence of water, this undesired process can be added to the aqueous dispersion by corrosion inhibitors, for example phosphate-containing or chromate-containing organic or inorganic compounds

werden, unterdrückt oder verhindert werden. , '. — 'become, be suppressed or prevented. , '. - '

Der auf der Oberfläche von Umformgut und/oder Umformwerkzeug erfindungsgemäß zu erzeugende Überzug, der kontinuierlich oder auch diskontinuierlich vor der Kaltumformung aufgebracht wird, sollte im festen oder halbfest-pastösen Zustand eine spezifische Masse von 25g/m² nicht wesentlich überschreiten. Vorzugsweise wird sich diese spezifische MasseThe coating to be produced according to the invention on the surface of the forming material and / or forming tool, which coating is applied continuously or discontinuously before cold working, should not substantially exceed a specific mass of 25 g / m ² in the solid or semi-solid pasty state. Preferably, this specific mass will be

-3- 261 365 6-3- 261 365 6

Gegenüber bekannten technischen Lösungen besteht der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders darin, daß der Arbeitsgang zum Aufbringen und späteren Ablösen einer Schmiermittelträgerschicht entfällt, daß bei Verwendung im wesentlichen nichttoxischer Polymere ein umformerleichternder, die Qualität des Umformproduktes und seiner Oberfläche sowie die Standmenge der Umformwerlöeuge positiv beeinflussender Überzug bereitgestellt wird und daß nicht zuletzt aufgrund des Verzichts auf organische Lösungsmittel der sonst erforderliche Aufwand für die Entsorgung bzw. Rückgewinnung dieser Lösungsmittel eingespart wird. Das Verfahren zeichnet sich deshalb vor anderen insbesondere auch durch Einfachheit und Umweltfreundlichkeit in der Anwendung aus.Compared to known technical solutions, the advantage of the method according to the invention is particularly that the operation for applying and subsequent detachment of a lubricant carrier layer is omitted, that when using substantially non-toxic polymers a Umformerleichternder, the quality of the formed product and its surface and the level of Umformwerlöeuge positively influencing coating is provided and that not least due to the omission of organic solvents of the otherwise necessary effort for the disposal or recovery of these solvents is saved. The method is therefore distinguished from others in particular by simplicity and environmental friendliness in the application.

embodiments

Anhand von zwei Anwendungsfällen sollen Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben werden.On the basis of two applications, details of the method according to the invention will be described in more detail.

I.BeispielI.Beispiel

Ein hochlegierter Federstahldraht (X12CrNi17,7) mit dem Durchmesser 6,0mm wurde kontinuierlich im Durchlauf unter Schutzgas austenitisiert, in einer Kühlstrecke auf eine Temperatur von ca. 85°C heruntergekühlt sowie unmittelbar anschließend mit dieser Temperatur durch ein Beschichtungsbad geleitet, welches eine wäßrige Dispersion folgender Zusammensetzung enthielt:A high-alloyed spring steel wire (X12CrNi17.7) with a diameter of 6.0 mm was continuously austenitized in a continuous flow under protective gas, cooled down to a temperature of about 85 ° C. in a cooling section and passed immediately thereafter through a coating bath containing an aqueous dispersion containing the following composition:

30Ma.-% einer 33ma:-%igen wäßrigen Polyvinylacetatdispersion, 10Ma.-% LD-PE-(Polyethylen niederer Dichte) Pulver (Teilchengröße kleiner 40/xm), 5Ma.-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerpulver (Teilchengröße kleiner 40μΐη) mit einem30Ma .-% of a 33ma: -% aqueous polyvinyl acetate, 10Ma .-% LD-PE (low density polyethylene) powder (particle size less than 40 / xm), 5Ma .-% ethylene-vinyl acetate copolymer powder (particle size less than 40μΐη) with one

Vinylacetatgehait von 35Mä.-%, 2 Ma.-% Molybdändisulfid, 3Ma.-% Calciumstearat, 1 Ma.-% Dodecylakohol, 2Ma.-% Fettsäure-Ethylerioxid-Addukt sowie 47 Ma.-% entionisiertem Wasser. Unter Ausnutzung der Restwärme des Drahtes erfolgte die Trocknung der Schicht an Luft, so daß bereits nach einer Trockenstrecke von nur etwa 4m Länge der Trocknungsvorgang abgeschlossen war.Vinyl acetate content of 35% by mass, 2% by mass of molybdenum disulfide, 3% by mass of calcium stearate, 1% by mass of dodecyl alcohol, 2% by mass of fatty acid ethylenoioxide adduct and 47% by mass of deionized water. Taking advantage of the residual heat of the wire, the drying of the layer was carried out in air, so that the drying process was completed after only a drying section of only about 4m in length.

Der solchermaßen erfindungsgemäß beschichtete Draht wurde anschließend auf einer Geradeausziehmaschine nach folgender Zugfolge in sechs Zügen mit einer Ziehgeschwindigkeit von 0,8 ψ an den Durchmesser 1,8mm gezogen:The wire thus coated according to the invention was then drawn on a straight drawing machine into the following sequence of pulls in six passes at a drawing speed of 0.8 ψ to the diameter of 1.8 mm:

Durchmesser (mm): (6,0) — 4,6 — 3,7 — 3,0 — 2,5 — 2,1 —1,8, wobei in allen sechs Zügen Druckziehwerkzeuge, speziell im ersten und sechsten Zug als rotierendes Werkzeug ausgebildet, eingesetzt wurden. Der Fertigdraht zeigte ein gleichmäßig mattes Aussehen, hervorgerufen durch den noch vorhandenen Restüberzug.Diameter (mm): (6,0) - 4,6 - 3,7 - 3,0 - 2,5 - 2,1 -1,8, where in all six moves pressure-pulling tools, especially in the first and sixth train as rotating Tool formed, were used. The finished wire showed a uniform matt appearance, caused by the remaining coating.

2. Beispiel2nd example

Für die Herstellung eines Rohres Dmr. 15x1 mm aus einer schwerpreßbaren Legierung AISi9Ni1 durch hydrostatisches Strangpressen eines Bolzens bei Raumtemperatur werden zur Erleichterung der Umformung und zur Sicherung einer hohen Oberflächenqualität des Fertigrohres sowohl die Wirkflächen des Umformguts als auch die der Umformwerkzeuge mit der erfindungsgemäßen Dispersion beschichtet. Diese Dispersion hat folgende Zusammensetzung:For the production of a pipe Dmr. 15x1 mm from a AISi9Ni1 alloy by hydrostatic extrusion of a bolt at room temperature, both the active surfaces of the Umformguts and the forming tools are coated with the dispersion of the invention to facilitate the forming and to ensure a high surface quality of the finished tube. This dispersion has the following composition:

29Ma.-% einer 36ma.-%igen Polyacrylatdispersion, 3Ma.-% Cellulose-2¹/2-acetat, 10Ma.-% HD-PE (Polyethylen hoher Dichte)-Pulver (Teilchengröße kleiner 40μ.Γη), 5Ma.-% eines Terpolymersn, bestehend aus 28Ma.-% Vinylacetat, 15Ma.-% Maleinsäureanhydrit und 57Ma.-% Ethylen, 2Ma.-% amorphe Kieselsäure, 1Ma.-% weißes Bornitrid, 1 Ma.-% Graphit, 2Ma.-% Phenol-Ethylenoxid-Addukt, 0,5Ma.-% des Natriumsalzes einer aliphatischen Sulfosäure (12 bis 18 C-Atome) sowie 47Ma.-% entionisiertes Wasser. Die für das hydrostatische Strangpreßverfahren einzusetzende konische Preßmatrize sowie der in der Presse fest anzuordnende Dorn werden entfettet, auf eine Temperatur von etwa 90 bis 100⁰C erwärmt und kurzzeitig in ein Tauchbad, das die oben angeführte erfindungsgemäße Dispersion enthält, eingetaucht sowie anschließend an Luft getrocknet. Auch der Preßbolzen wird nach einer Vorwärmung auf etwa 8OX komplett in das Tauchbad mit gleicher Dispersion eingetaucht. Unter Ausnutzung der Restwärme erfolgt die Trocknung der Schicht an Luft. Die anschließende Umformung dieses so vprbehandelten Preßbolzens erfolgt in der hydrostatischen Strangpresse bei Raumtemperatur und bei einem Querschnittsverhältnis Ausgangsfläche zu Endfläche von 113:1 unter Einsatz der ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Dispersion beschichteten Umformwerkzeuge Preßmatrize und Dorn. Das Fertigrohr Dmr. 15x1 mm zeigt eine hohe Oberflächengüte ohne Preßriefen sowie ein gleichmäßiges, mattglänzendes Aussehen, das durch den nach der Umformung noch vorhandenen Restüberzug verursacht wird.29mA 36mA .-% of a .-% sodium polyacrylate, 3Ma .-% cellulose 2 ^1/2 acetate, 10mA .-% HD-PE powder (high density polyethylene) (particle size less 40μ.Γη) 5Ma.- % of a terpolymer consisting of 28% by weight of vinyl acetate, 15% by weight of maleic anhydrite and 57% by weight of ethylene, 2% by weight of amorphous silica, 1% by weight of white boron nitride, 1% by weight of graphite, 2% by weight of phenol Ethylene oxide adduct, 0.5% by mass of the sodium salt of an aliphatic sulfonic acid (12 to 18 C atoms) and 47% by mass of deionized water. The conical compression die to be used for the hydrostatic extrusion process and the mandrel to be fixed in the press are degreased, heated to a temperature of about 90 to 100 ^° C. and immersed briefly in a dip bath containing the abovementioned dispersion according to the invention and then dried in air , The Preßbolzen is immersed after preheating to about 8OX completely in the immersion bath with the same dispersion. By utilizing the residual heat, the drying of the layer takes place in air. The subsequent deformation of this so-treated press stud is carried out in the hydrostatic extruder at room temperature and at an aspect ratio starting surface to end face of 113: 1 using the also coated with the inventive dispersion forming die and mandrel. The finished pipe Dmr. 15x1 mm shows a high surface quality without Preßriefen and a uniform, matt-glossy appearance, which is caused by the remaining coating after forming.

Claims

- 1 - ZÖJ 36b Ö

Invention claims:

1. A method for improving the cold working of difficult to form metals and metal alloys, characterized in that prior to cold working, the active surfaces of Umformgut and / or forming tool with an aqueous polymer dispersion, that is, all heterogeneous phase systems polymer-liquid, wetting contacted, on the Active surfaces present liquid film is converted by dehydration and / or chemical flocculants in a firmly adhering to these active surfaces solid or semi-solid pasty coating and that with such coated active surfaces the Umformgut with known forming processes at room temperature without or with conventional liquid or solid lubricants one or more stages is transformed.

2. The method according to item 1, characterized in that aqueous polymer dispersions are used, the homopolymers and / or copolymers of vinyl acetate, ethylene, propylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, acrylonitrile, acrylic acid and methacrylic acid and their esters, butadiene , Cellulose esters and cellulose ethers, mixtures of these polymers or chemically, for example by hydrolysis or addition reactions, modified and terpolymerisierte products included.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the aqueous polymer dispersion individually or in combination alkali and / or alkaline earth metal soaps, metal oxides, lithophones, amorphous silicates, higher alcohols, celluloses,

, Metal phosphates, waxes, PolymerpPulver and / or polymer solutions, graphite, molybdenum disulfide, white boron nitride and plasticizers in addition to stabilizers, emulsifiers, wetting agents and corrosion inhibitors in powdery solid, dispersed or / and dissolved form.

4. The method according to item 1, characterized in that the solid or semi-solid pasty coating on the active surfaces of Umformgut and / or forming tool is produced with a specific mass of up to 25g / m ² .