DD224619A1

DD224619A1 - Verfahren zur herstellung von stahldraht mit erhoehter bruchdehnung

Info

Publication number: DD224619A1
Application number: DD26375784A
Authority: DD
Inventors: Roland Lippmann; Gregor Mueller; Klaus-Michael Petzold; Gerald Werthmann; Karl-Heinz Muench; Werner Schirmer
Original assignee: Rothenburg Draht Seilwerk
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1985-07-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unlegiertem Kohlenstoffstahldraht mit erhoehter Bruchdehnung und definierten Festigkeitswerten. Ziel der Erfindung ist es, die geforderten Endeigenschaften an gezogenen Stahldraehten ohne Waermebehandlung in nachfolgenden Glueheinrichtungen und/oder ohne zusaetzliche Vorrichtungen und Arbeitsschritte durch eine Neufestlegung der Verfahrensschritte der Kaltumformung zu erreichen. Erfindungsgemaess wird die Gesamtumformung zur Erreichung des Fertigdrahtquerschnittes so in definierte Einzelquerschnittsabnahmen aufgeteilt, dass bei 65-85 % der Gesamtumformstufen, 88-95 % der vorgesehenen Gesamtquerschnittsabnahme abgearbeitet und mindestens 90 % der geforderten Endfestigkeit sowie mindestens 80 % der erforderlichen Bruchdehnung eingestellt werden. Die weitere Ziehumformung zur Erreichung des Enddurchmessers bei Einhaltung der geforderten Bruchdehnung von groesser 3,5 % erfolgt durch eine oder mehrere Einzelumformstufen, wobei die jeweils geforderten Endeigenschaften eingestellt werden.

Description

Verfahren zur Herstellung von Stahldraht mit erhöhter Bruchdehnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahldraht mit erhöhter Bruchdehnung in Verbindung mit definierten Festigkeitswerten,

Charakteristik der bekannten Lösungen

Die Herstellung von Stahldraht mit erhöhter Bruchdehnung und definierten Festigkeitswerten erfolgt üblicherweise durch Kalt umformung mitteis Ziehen mit nachfolgender Wärmebehandlung im Durchlauf oder in Glühtöpfen· Dabei wird zur Reduzierung des Drahtquerschnitt es bzw. zur Erreichung bestimmter Werkst offkennwerte des gezogenen Fertigdrahtes die Gesamt querschnittsabnahme beim Ziehen in gleich große, progressiv fallende bzw. steigende Sinzelquerschnittsabnahmen aufgeteilt'. Zs ist a uch bekannt, daß im letzten Zug mit von den vorhergehenden Einzelquerschnittsabnahmen abweichender Querschnittsreduzierung gearbeitet wird. Auch eine Optimierung der Einzelnuerschnittsabnahme in Abhängigkeit der Leistungsbereitstellung der Antriebsmotoren zur Erreichung einer gleichmäßigen Snergieausnutsung ohne besondere Berücksichtigung dieser Einflüsse auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften des Perti,~ draht es wird angewandt.

Kennzeichnend für die Kalt umformung durch Ziehen ist die Festigkeitszunahme und Bruchdehnungsabnähme mit jedem einzelnen Umformschritt, woraus sich eine notwendige Wärmebehandlung zur Erreichung einer erhöhten Bruchdehnung erforderlich macht.

3s sind auch Verfahren bekannt, die mit Hilfe von der Kaltziehumformung nachgeschalteten Verfahrensschritten und Zusatzeinrichtungen versuchen, die angestrebten Eigenschaftsverbesserungen, insbesondere zur Erzielung erhöhter Bruchdehnungswerte, ohne Anlaßglühen zu erreichen bei Einhaltung der geforderten Festigkeitswerte.

Beispielsweise wurde die Herstellung von Betonrohrdraht mit dem Durchmesser 6,3 mm bisher so gelöst, daß ein unlegierter Stahldraht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,60 - 0,69 % und mit einem Ausgangsdurchmesser von 10 mm zum Ziehen vorbehandelt, danach an den Enddurchmesser gesogen, anschließend wärmebehandelt und mit temporärem Korrosionsschutz versehen wurde.

Die genannten Verfahren haben den Nachteil, daß zur Erreichung hoher Bruchdehnungswerte bei gleichzeitiger Gewährleistung definierter Pestigkeits- und/oder Elastizitäts-werte Wärmebehandlungsprozesse der Kalt umformung nachgeschaltet werden müssen. Dies bedeutet neben zusätzlichen Energieanforderungen einen Materialverlust sowie zusätzliche Arbeitsaufwendungen für die Wärmebehandlung. Durch die dabei empirische Pestlegung der einzelnen Umfcrmschritte bzw. ihre Anpassung an die Maschinenausrüst.ung ist die Erreichung der gewünschten Qualitätsmerkmale ausschließlich durch Ziehen nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der genannten Verfahren ist der notwendige Einsatz von zusätzlichen Vorrichtungen und Arbeitsschritten mit technologisch nur aufwendig beherrschbaren Präzisionseinstellungen dar Vorrichtungen und mit nur bedingt reproduzierbaren Werkst offkennwerten am Pertigdraht»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Llängel des Standes der Technik durch Anwendung eines Verfahrens, daß die gefor-. derten Endeigenschaft en an gezogenen Stahldraht en ohne Wärmebehandlung in nachfolgenden Glüheinrichtungen und/oder ohne zusätzliche Vorrichtungen und Arbeitsschritte durch eine !Teufe st legung der Verfahrensschritte der Kalt umformung ermöglicht ·

Darlegung des V/es ens der .Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den geforderten mechanisch-technologischen Eigenschaften angepaßte Kaltumformung nur durch Ziehen durchzuführen, wobei diese Ende igensσhaften ohne zusätzliche Uaοübehandlang und/oder Vorrichtungen, oder aber andere Verfahrenssehrit te erreicht werden«

Srfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der herkömmlichen Vorbereitung des unlegierten Stahldrahtes mit 0,05 - 0,85 % Kohlenstoffgehalt zum Ziehen und einer folgenden Kalt umformung auf üblichen Drahtziehmaschinen mit herkömmlichen Ziehwerkzeugen die notwendige Gesamt umformung zur Erreichung des Enddurchmessers in unterschiedlich große aber exakt definierte Sinzelquerschnittsabnahmen aufgeteilt wird« überraschenderweise zeigt sich nämlich, daß ein bestimmter Enä~ durchmesser mit definierter' Festigkeit bei gleichzeitig erhöhten Bruchdehnungswerten hergestellt werden kann, wenn bei der Ziehumformung mit einem Verfahrensregime unterschiedlich hoher Einzelquerschnitt3abnahmen in bestimmter Heihenfolge gearbeitet wird, so daß eine nachfolgende V/ärmebehandlung oder andere Arbeit3schritte mit und ohne zusätzliche Vorrichtung nicht erforderlich sind· Dazu wird die Gesamt umformung zur Erreichung des J'ertigdrahtendquerschnittes in definierte Einzelquerschnitts abnahmen so aufgeteilt, daß bei 65 - 35 %_f vorzugsweise 75 ~?s der Gesamt umformstuf en, 38 - 95 % der vorgesehenen Gesamt querschnittsabnähme abgearbeitet und mindestens SO % der gewünschten Bruchdehnung eingestellt werden·

Die weitere Ziehumformung zur Erreichung des Enddurchmessers bei unwesentlicher Festigkeitszunahme aber ansteigender Bruch dehnung auf größer als 3,5 % erfolgt durch ein oder mehrere Einzelumformstufen, wobei die jeweils geforderten Endeigenschaften eingestellt wurden.

Ausfuhrungsbeisp iel

1.Es soll ein Stahldraht mit erhöhter Bruchdehnung und einem Durchmesser von 6,3 nun mit folgenden Kennwerten hergestellt v/erden:

Zugfestigkeit R^	: 1300 -	1500 IiÄPa
Streckgrenze ^n O 2	: 1070 -	1350 iiPa
elast« Dehngrenze R _Λ _η._Λ P UjUi	• "*	820 MPa
Bruchdehnung A._Q	: >	4,5 %
Brucheinschnürung Z	^*	35 %
Mindestverwindezahl
ohne Bruch	*	5

Der Ausgangsdraht von 10 mm Durchmesser aus Kohlenstoffstahl mit 0,60 - 0,69 % Kohlenstoffgehalt wird in an sich bekannter Weise wärmebehandelt, phosphatiert und gekalkt und anschliesaend auf einer an sich bekannten Yiererkombination der Ziehmaschinen UDZSA 5000/1 mit Biegewickler in folgenden Schritten bei einer Ziehgeschwindigkeit von 67 m/min oder 95 m/min.umgeformt, :

1. Zug 12,2 - 17,2 ^b Einzelquerschnittsabnahme

2, Zug 18,3 - 23,4 % Einzelquerschnittsabnahme 3» Zug 30,2 - 31,2 % Einzelquerschnittsabnahme 4· Zug 14,2 - 15,4 % Einzelquerschnittsabnahme

!lach dem 3· Zug (75 % der Ziehstufenanzahl und mindestens 89 % der Gesamtquerschnittsabnahme) hat der Draht eine festigkeit von durchschnittlich 1360 MBa., was 98 % der Endfestigkeit entspricht.

!lach dem 4« Zug wird eine Sndfestigkeit von durchschnittlich 1390 IiIPa und eine Dehnungszunähme gegenüber dem Bruchdehnungswert nach dem 3· Zug von 15 - 20 % auf einen Endwert von - 5 % erreicht. Alle geforderten Kennwerte werden reproduzierbar gewährleistet»

2. Vorgezogener und vorpatentierter Draht mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,07 - 0^1 % und einem Durchmesser von 3»6 mm soll auf einen Enddurchmesser von 1,5 mm kaltgezogen werden» Die 3ndfestigkeit R darf bei einer Dehnung &*qq von mindestens 4 % und einer Einschnürung Z von mindestens 45 % 1250 MPa nicht über- und 1100 I¹IPa nicht unterschreiten*

Diese Forderungen können durch das Ziehregime mit folgenden Ziehstufen bei einer Ziehgeschwindigkeit von 180 m/min realisiert werden:

Ziehstufenanzahl - - 1 2 3 4 .5 Durchmesser mm 3,6 3,05 2,55 2,2 1,36 1,66 1,5 Sinzelquerschnitt sab-

nahme % - 23 30 26 28 20 18

Gesamt querschnitt sabnahme % - 28 49,7 62,3 73,2 78,7 82,64

Nach dem 5· Zug (83 % der Ziehstufenanzahl und 95 % der Gesamtquerschnitt sabnahme) hat der Draht eine Festigkeit von 1077 MPa, was 98 % der geforderten Endfestigkeit und einer Bruchdehnung von durchschnittlich 4,3 % entspricht. Dies sind 96 % des Bruchdehnungsendwertes· Nach dem 6· Zug wird die geforderte Sndfestigkeit von 1100 - 1250 IvIPa und eine Bruchdehnung von durchschnittlich 5,0 % erreicht·

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zur Herstellung von Stahldraht mit 0,05 - 0,85 % Kohlenstoffgehalt mit erhöhter Bruchdehnung und definierter Festigkeit durch Kaltumformung insbesondere durch Ziehen auf üblichen Drahtziehmaschinen mit herkömmlichen Ziehwerkzeugen dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtumformung zur Erreichung des Fertigdrahtquerschnittes so in definierte Einaelquerschnittsabnahmen aufgeteilt wird, daß bei 65 — 85 %> vorzugsweise 75 % der Gesamtumformstufen, 88 - 95 % der vorgesehenen Gesamtquerschnittsabnahmen abgearbeitet und mindestens 90 %, vorzugsweise 95 - 98 % der geforderten Endfestigkeit sowie mindestens 80 % der erforderlichen Bruchdehnung eingestellt werden und daß die weitere Ziehumformung zur Erreichung de3 Enddurchmessers bei Einhaltung der geforderten Bruchdehnung von größer 3,5 % durch eine oder mehrere Einzelumformstufen erfolgt, wobei die jeweils geforderten Endeigenschaften eingestellt werden.