DE1016676B

DE1016676B - Method and device for extrusion of metals

Info

Publication number: DE1016676B
Application number: DEP9279A
Authority: DE
Inventors: Raymond Andre Chevigny; Raymond Andre Baccon-Gibod
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1952-02-26
Filing date: 1953-02-26
Publication date: 1957-10-03

Description

Die Erfindung betrifft das Strangpressen von Metallen, wie Uran, die sich bei der Berührung mit Luft oder mit den üblichen Werkstoffen des Aufnehmers der Strangpresse verändern.The invention relates to the extrusion of metals, such as uranium, which are in contact with Air or with the usual materials of the transducer of the extrusion press.

Beim Strangpressen derartiger Metalle ist es in der Mehrzahl der Fälle erforderlich, den zu verarbeitenden Block zu erhitzen, wobei das Metall in besonderem Maße einer Oxydation ausgesetzt ist und die Neigung zu einem Legierungsvorgang im Aufnehmer besonders groß ist. Darüber hinaus ist es nicht immer möglich, das Strangpreßwerkzeug auf die erforderliche Temperatur zu erwärmen, so daß es zur Bildung von Rissen oder sogar zu einer Verstopfung des Werkzeuges kommen kann.When extruding such metals, it is necessary in the majority of cases to process the To heat block, whereby the metal is particularly exposed to oxidation and the tendency to an alloying process in the transducer is particularly large. In addition, it is not always possible heat the extrusion die to the required temperature so that it forms cracks or even blockage of the tool.

Man hat bei Strangpreßvorrichtungen die Oxydbildung schon durch die Verwendung eines revolverartig aufgebauten Ofens mit neutraler Atmosphäre zu verhindern versucht; hierbei wurde eine .Anordnung verwendet, die es erlaubte, den Block aus dem Ofen unter Ausschluß der Luft in den Aufnehmer der Presse einzuführen. Weiter ist es bekannt, den Preßblock dicht mit einer metallischen Umhüllung zu umgeben, mit der er gemeinsam stranggepreßt wird. Er kann in dieser Umhüllung bereits im Ofen, erhitzt werden. Die Umhüllung bildet nach dem Strangpressen normalerweise eine auf dem Block haftende Überzugsschicht, d. h. der bekannte - Vorgang ist im wesentlichen ein Plattiervorgang.In extrusion devices, oxide formation is already achieved through the use of a revolver tried to prevent a built-up furnace with a neutral atmosphere; here was an arrangement used, which allowed the block to be removed from the furnace in the absence of air in the receiver Introduce press. It is also known to surround the press block tightly with a metallic casing, with which it is extruded together. It can already be heated in the oven in this wrapping will. The wrapper, after extrusion, usually forms one that is adhered to the block Coating layer, d. H. the known process is essentially a plating process.

Weiter ist es bekannt, den Werkstoff des Aufnehmers der Strangpresse, z. B. durch Zementieren, Nitrieren und Silicieren, gegen die Einwirkung durch das heiße zu verpressende Metall zu schützen. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht geeignet, um umgekehrt das zu verpressende Metall, z. B. Uran, gegen die Einwirkung durch den Werkstoff desjAufnehmers zu schützen.It is also known to use the material of the transducer of the extruder, e.g. B. by cementing, nitriding and siliconizing, to protect against the action of the hot metal to be pressed. These However, measures are not suitable to reverse the metal to be pressed, for. B. uranium, against the To protect against the effects of the material of the transducer.

Bei dem neuen Verfahren wird, wie es in Verbindung mit dem Plattieren bekannt ist, der Preßblock vor dem Einbringen in den Aufnehmer' der Strangpresse mit einer Hülle umgeben. Die Erfindung, besteht darin, daß der Preßblock lose in einer einerseits durch die Preßmatrize, andererseits durch die Preßscheibe verschlossenen, mit dem Preßwerkstoff nicht reagierenden Hülse in den Aufnehmer eingebracht und aus der Hülse heraus stranggepreßt wird.In the new process, as is known in connection with plating, the press block is used before being introduced into the receiver 'of the extruder with a sheath. The invention exists in that the press block loosely in one hand through the press die, on the other hand through the press disk sealed, unreactive sleeve inserted into the transducer and with the molding material is extruded out of the sleeve.

Wenn für das Strangpressen des Metalls ein Erhitzen des Preßblockes erforderlich ist, wird dieses gemäß der Erfindung ausgeführt, während der Preßblock sich in der aus Hülse, Matrize und Preßscheibe gebildeten Umhüllung befindet.If the billet requires heating to extrude the metal, it will carried out according to the invention, while the press block is in the sleeve, die and press disk formed envelope is located.

Die bei der Durchführung des neuen Verfahrens verwendete Hülse besteht vorteilhafterweise aus einem Werkstoff hoher mechanischer Festigkeit, z. B. Spezialstahl, und hat solche Abmessungen, daß gegen-The sleeve used in carrying out the new method advantageously consists of one Material with high mechanical strength, e.g. B. special steel, and has such dimensions that contrary

Verfahren und Vorrichtung
zum Strangpressen von MetallenMethod and device
for extrusion of metals

Anmelder:Applicant:

Pechiney Compagnie de Produits
Chimiques et Electrometallurgiques, ParisPechiney Company de Produits
Chimiques et Electrometallurgiques, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. PulsRepresentative: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Pulse

und Dipl.-Chem. Dr. rer. iiat. E. Frhr. von Pechmann,and Dipl.-Chem. Dr. rer. iiat. E. Frhr. from Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2Patent Attorneys, Munich 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 26. Februar 1952Claimed priority:
France 26 February 1952

Raymond Andre Chevigny, Chambery, Savoie,Raymond Andre Chevigny, Chambery, Savoie,

und Raymond Andre Baccon-Gibod,and Raymond Andre Baccon-Gibod,

Saint-Jean de Maurienne, Savoie (Frankreich),Saint-Jean de Maurienne, Savoie (France),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

über dem Preßblock ein Spielraum vorhanden ist, in welchem eine oder mehrere Schichten aus einem festen, flüssigen oder gasförmigen Stoff, z. B. Graphit oder Argon, vorgesehen sind, die mit dem Preßwerkstoff nicht reagieren. ■ ■-■-Above the press block there is a clearance in which one or more layers of one solid, liquid or gaseous substance, e.g. B. graphite or argon, are provided with the molding material not react. ■ ■ - ■ -

Um eine Abkühlung des zu „pressenden Metalls auf seinem Weg.vom Ofen bis in den Aufnehmer der Presse weitgehend zu verhindern, kann die Hülse aus zwei Wänden bestehen, von denen die äußere der Festigkeitsträger ist,, und zwischen diesen Wänden eine insbesondere wärmeisolierende Schicht angeordnet sein. Außerdem ist es-möglich, daß in einer oder mehreren Schichten'der Hülse Mittel zum Erhitzen enthalten sind, so daß noch wirksamer eine Abkühlung verhindert werden oder sogar der Preßwerkstoff er-'hitzt.werden kann, während-'er sich im Aufnehmer der Presse befindet. . .; ^: In order to largely prevent the metal to be pressed from cooling down on its way from the furnace to the press receptacle, the sleeve can consist of two walls, the outer one of which is the reinforcement element, and a particularly heat-insulating layer is arranged between these walls be. It is also possible that one or more layers of the sleeve contain means for heating, so that cooling can be prevented even more effectively or even the pressing material can be heated while it is in the receiver of the press is located. . .; ^:

Wenn der Preßblock in "der vorgeschriebenen Weise umhüllt ist, kann zu seinem'Auspressen eine übliche Strangpresse verwendet "werden. Ist jedoch das Metall nach dem Durchpressen 'durch die Matrize noch empfindlich gegen die Umgebungsluft, so ist es vorteilhaft, bei der Presse zur -Durchführung des neuen Verfahrens hinter der''-Matrizenverriegelung einen Behälter anzuordnen, derdie^Hütse samt Preßscheibe, Preß rest und Matrize auf nehmen kann und mit einem Schutzmantel zur Aufnahniedes Stranges verbunden und mit diesem zusammen abnehmbar ist.When the press block is encased in the prescribed manner, a customary one can be used to press it out Extrusion press can be used. However, the metal is still after it has been pressed through the die sensitive to the ambient air, so it is advantageous to carry out the new one at the press To arrange a container behind the '' die lock Press rest and die can take and connected to a protective sheath for Aufnahniedes strand and can be removed with it.

709 699/113709 699/113

3 43 4

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schemati- kann durch Wasser, das in dem doppelwandig ausscher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen gebildeten Rohr zirkuliert, beschleunigt werden. Sonäher erläutert. bald der Strang auf eine Temperatur abgekühlt ist, Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Vor- bei der eine Oxydation nicht mehr zu befürchten ist, richtung zum Strangpressen; 5 kann es aus dem Rohr entfernt werden. Dann löst man Fig. 2 zeigt, ebenfalls im senkrechten Schnitt, den die Stützplatte 2 von der Hülse und drückt die übrigen Preßblock zusammen mit der Umhüllung im Auf- Teile aus der Hülse heraus. Die Matrize, der Mantel nehmer der Strangpresse; und die Preßscheibe lassen sich erneut verwenden, Fig. 3 zeigt eine Schutzhülse mit doppelter Wand. wobei es erforderlich sein kann, den Durchmesser der Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine zylindrische io Hülse etwas zu verringern.The invention is schematically illustrated below with reference to water that is sheared out in the double-walled Drawings on several exemplary embodiments formed tube circulated, accelerated. Closer explained. soon the strand has cooled down to a temperature, Fig. 1 is a vertical section through the front where there is no longer any risk of oxidation, direction of extrusion; 5 it can be removed from the pipe. Then you solve Fig. 2 shows, also in vertical section, the support plate 2 from the sleeve and presses the rest Press block together with the casing in the up parts out of the sleeve. The die, the coat extruder taker; and the press disc can be used again, Fig. 3 shows a protective sleeve with double wall. it may be necessary to measure the diameter of the The reference number 1 denotes a cylindrical sleeve to reduce somewhat.

Hülse aus einem Material, das bei der Arbeitstempe- Bei dieser Betriebsweise wird die Matrize auf die ratur ausreichende Festigkeit besitzt, um das Gewicht gleiche Temperatur gebracht wie der Preßblock; hierdes Blocks zu halten. Der Durchmesser und die Hohe durch wird der Strangpreßvorgang erleichtert, und der Hülse sind etwas größer als der Durchmesser und gleichzeitig wird verhindert, daß der Aufnehmer überdie Höhe des durch Strangpressen zu verarbeitenden 15 mäßig stark erwärmt werden muß, wenn das Strang-Blocks, pressen bei einer sehr hohen Temperatur durchgeführtSleeve made of a material that can be used at the working temperature ratur has sufficient strength to bring the weight to the same temperature as the press block; here Keep blocks. The diameter and height through the extrusion process is facilitated, and of the sleeve are slightly larger than the diameter and at the same time prevents the transducer over the The amount of the 15 to be processed by extrusion must be heated moderately if the strand block, pressing carried out at a very high temperature

Die Bezugsziffer 2 bezeichnet eine zur Unter- werden soll.The reference number 2 denotes a to be sub-.

Stützung der Matrize dienende Stützplatte, die aus Wenn sich zur Herstellung der Hülse kein Metall nichtoxydierendem Stahl besteht und im unteren Teil finden läßt, das nicht mit dem in der Strangpresse zu der Hülse lösbar befestigt ist. Sie kann als Bestandteil 20 verarbeitenden Material reagiert, kann auf der Innender Matrize angesehen werden und ist insofern in den wand des Mantels eine dünne Schicht aus einem mit Ansprüchen nicht eigens aufgezählt. Oberhalb der dem zu verarbeitenden Material nicht reagierenden Stützplatte 2 befindet sich die Strangpreßmatrize 3, Stoff vorgesehen sein; auch ist es möglich, ein geeigdie aus einem Material besteht, das entweder nicht netes Metall oder einen sonstigen Stoff auf die Innenmit dem zu verarbeitenden Material reagiert oder das 25 wand des Mantels aufzuspritzen oder den Zwischendurch ein geeignetes Material vor der Berührung mit raum zwischen dem Block und dem Mantel mit einem dem Metall geschützt ist. Der Preßblock 4 ruht auf pulverförmigen und mit dem zu verarbeitenden Mateder Matrize 3 und ist von der Hülse 1 vollständig um- rial nicht reagierenden Stoff, beispielsweise Graphit, geben. Die Preßscheibe 5 liegt auf dem Block 4 auf. Tonerde usw., zu füllen. Hierdurch wird eine Berüh-In Fig. 3, die eine abgeänderte Ausführungsform 30 rung zwischen dem Mantel und dem Block während zeigt, ist die einfache Wand 1 nach Fig. 2 durch des Strangpressens verhindert.Support of the die serving support plate, which is made of If there is no metal for the production of the sleeve non-oxidizing steel and can be found in the lower part that does not match that in the extrusion press the sleeve is releasably attached. You can react as a component 20 processing material, can on the interior of the Die and is insofar a thin layer of one with in the wall of the mantle Claims not specifically listed. Above the non-reactive material to be processed Support plate 2 is the extrusion die 3, fabric can be provided; It is also possible to use a suitable consists of a material that either non-netes metal or some other substance on the Innenmit the material to be processed reacts or the 25 wall of the jacket to be sprayed on or in between a suitable material prior to contacting any space between the block and the jacket the metal is protected. The press block 4 rests on powdered material and with the material to be processed Die 3 and is from the sleeve 1 completely unreactive material, for example graphite, give. The press disk 5 rests on the block 4. Clay etc. to fill. This becomes a famous one Fig. 3 showing a modified embodiment 30 tion between the jacket and the block during shows, the simple wall 1 of Fig. 2 is prevented by extrusion.

Wände 11 und 12 ersetzt, zwischen die ein Material Wenn es sich als unmöglich erweist, die Matrize 13 eingebracht ist. Bei dem Material 13 kann es sich und Preßscheibe aus einem Material herzustellen, das beispielsweise um Tonerde handeln, und die Korn- mit dem zu verarbeitenden Metall nicht reagiert, kann größe des Materials wird so gewählt, daß das Material 35 man die in Frage kommenden Flächen durch Aufais Wärmeisolierung wirkt, während es gleichzeitig spritzen eines Stoffes, der eine Berührung während die auf die Hülse wirkenden mechanischen Bean- des Strangpressens verhindert, schützen, spruchungen aufnimmt. Das Verfahren läßt sich auch dann anwenden, wenn Die beschriebene Vorrichtung wird in folgender die Erhitzung des Blockes in der Presse selbst und Weise angewendet: 4° nicht in einem besonderen Ofen erfolgt. In diesem Zwischen dem Block 4 und der Hülse 1 wird ein Falle können eine oder mehrere der Hülse zugeordnete ausreichender Spielraum vorgesehen, um eine gegen- Schichten zur Aufnahme von zum Erhitzen vorseitige Berührung der beiden Teile während der Er- gesehenen Mitteln dienen.Walls 11 and 12 are replaced, between which a material If it proves impossible, the die 13 is introduced. In the case of the material 13, it can be made from a material and the press disk for example alumina, and the grain does not react with the metal to be processed size of the material is chosen so that the material 35 one of the areas in question by Aufais Thermal insulation works while it simultaneously splashes a substance that is touched during prevents and protects the mechanical stresses acting on the core of extrusion, takes up cracks. The method can also be used when the described device is in the following the heating of the block in the press itself and Way applied: 4 ° is not done in a special oven. In this Between the block 4 and the sleeve 1 a trap can be one or more associated with the sleeve Adequate clearance is provided to accommodate a counter-layers for heating up front Touching the two parts during the seen means serve.

hitzung zu vermeiden. Ferner läßt sich das Verfahren auch zum Strang-Die genannte Anordnung wird in senkrechter Lage 45 pressen von Materialien anwenden, die Veränderungen in einem Ofen mit neutraler Atmosphäre auf die ge- unterworfen sind, ohne erhitzt zu werden, wünschte Strangpreßtemperatur erhitzt und dann in Insbesondere eignet sich das Verfahren zum Strangden Behälter 6 der Presse (Fig. 1) eingebracht. Wäh- pressen von Uran. Die sich bei diesem Metall errend des Transports, der sich in der Umgebungsluft gebenden Schwierigkeiten beruhen auf der außervollzieht, schützt die aus Hülse, Matrize und Preß- 50 ordentlich starken Oxydierbarkeit und der schnellen scheibe bestehende Umhüllung den Preßblock vor der Reaktion mit allen Eisenlegierungen oberhalb einer Oxydation. Temperatur von 800° C (das Strangpressen von Uran Hierauf wird durch den Preßstempel 7 der Block 4 erfolgt bei Temperaturen von etwa 950 bis 1000° C) stranggepreßt. Der Strang gelangt in ein Schutzrohr 8, und der dabei auftretenden Bildung eines unerwünschdas am Unterteil der Presse vorgesehen und mit einem 55 ten flüssigen Eutektikums. Es wurde z. B. ein Block neutralen Gas gefüllt ist. von 92 mm Durchmesser und 200 mm Höhe in einen Mit Hilfe der Griffe 14 werden die Verschlußglie- zylindrischen Mantel aus oxydationsfestem Stahl von der 9 zurückgeschoben, um den Durchgang zwischen 98 mm Innendurchmesser und 330 mm Höhe eingedem Hohlraum des Aufnehmers und dem Rohr 8 frei- setzt. Der Außendurchmesser des Mantels (107 mm) zugeben; daraufhin fallen die Hülse I₁ die Matrize 3, 60 _{war so} gewählt, daß der Mantel bei 1000° C eine ausdie Stützplatte 2, die Preßscheibe 5 und der Preßrest reichende mechanische Festigkeit besitzt und er mit am Ende des Stranges nach unten in einen, erweiterten geringem Spiel im Behälter der Presse gleiten kann. Teil des Rohres 8 und werden durch die Feder 10 auf- Der Block ruhte auf einer Matrize aus Wolframgefangen, karbid, die durch eine Stützplatte in ihrer Lage ge-Nunmehr wird das Rohr 8 luftdicht verschlossen ⁶5 halten war. Auf der Oberseite des Blockes lag eine und von der Presse abgenommen, so daß es durch An- Preßscheibe aus Wolframkarbid. Damit es nicht zu bringung eines anderen ähnlichen Rohres möglich ist, einer Reaktion zwischen dem Uran und dem Material sofort einen weiteren Block durch Strangpressen zu des Mantels kommen konnte, war die Innenfläche der verarbeiten. Während dieser Zeit kühlt sich der Strang Hülse durch Graphitpulver geschützt. Eine noch in dem engeren Teil des Rohres ab; die Abkühlung 70 größere Sicherheit ergibt sich, wenn man denavoid heating. Furthermore, the method can also be used for extruding the said arrangement in a vertical position 45 pressing of materials which are subjected to changes in a furnace with a neutral atmosphere to which, without being heated, the desired extrusion temperature is heated and then particularly suitable the strand process introduced itself to the container 6 of the press (Fig. 1). Pressing uranium. The transport difficulties that arise with this metal in the ambient air are due to the fact that the casing, which is made up of sleeve, die and press, protects the press block from reacting with all iron alloys above one Oxidation. Temperature of 800 ° C (the extrusion of uranium The block 4 is then extruded by the ram 7 at temperatures of about 950 to 1000 ° C). The strand arrives in a protective tube 8, and the formation of an undesirable that occurs in the process, which is provided on the lower part of the press and with a 55th liquid eutectic. It was z. B. a block of neutral gas is filled. 92 mm in diameter and 200 mm in height into one. puts. Add the outer diameter of the jacket (107 mm); then the sleeve I ₁ fall, the die 3, 60 _was chosen so that the jacket at 1000 ° C has a mechanical strength extending from the support plate 2, the press disk 5 and the press residue and it widened into one at the end of the strand can slide with little play in the container of the press. Part of the tube 8 and are supported by the spring 10. The block rested on a matrix made of tungsten, carbide, which was held in place by a support plate. The tube 8 is now hermetically sealed ⁶ 5. On the top of the block was a and removed from the press, so that it was pressed by a tungsten carbide. So that it is not possible to bring another similar pipe, a reaction between the uranium and the material could immediately come to another block by extrusion to the jacket, the inner surface of the process. During this time, the strand sleeve cools down protected by graphite powder. One more in the narrower part of the pipe; the cooling 70 greater security results when one of the

Zwischenraum zwischen dem Block und der Hülse mit Graphitpulver füllt.Fill the gap between the block and the sleeve with graphite powder.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Uran die aus Wolframkarbid hergestellten Matrizen und Preßscheiben nur langsam angreift. Ein Verschleiß dieser Teile läßt sich durch Aufspritzen einer Graphitschicht auf die mit dem Uran in Berührung kommenden Flächen ausschalten. Die bereits beschriebene Anordnung wurde in einer Argon-Atmosphäre auf 950 bis 1000° C erhitzt und dann in den auf 500° C erhitzten Aufnehmer eingeführt; unterhalb des Aufnehmers befand sich ein Schutzrohr, dem Argon zugeführt wurde.Experience has shown that uranium is responsible for the dies and press disks made from tungsten carbide attacks slowly. These parts can be worn out by spraying on a graphite layer on the surfaces that come into contact with the uranium. The arrangement already described was heated to 950 to 1000 ° C in an argon atmosphere and then heated to 500 ° C in the atmosphere Transducer introduced; Below the sensor was a protective tube, the argon was fed.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for extrusion of a metal that changes when it comes into contact with air or the Material of the transducer changed, in particular of uranium, in which the press block before introduction is surrounded in the transducer with a sheath, characterized in that the press block (4) loosely in one hand through the press die (3) and on the other hand through the press disk (5) closed, with the non-reacting sleeve (1) inserted into the sensor (6) and extruded out of the sleeve.

2. The method according to claim 1, characterized in that the press block (4) in the sleeve (1), die (3) and press disk (5) formed envelope is heated.

3. sleeve for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that they are made of a material of high mechanical strength, e.g. B. special steel, and one or several layers of a solid, liquid or gaseous substance, e.g. B. graphite encloses the do not react with the molding material.

4. sleeve for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of two walls (11, 12), of which the outer one is the reinforcement and between which have a particularly heat-insulating layer (13).

5. Sleeve according to claim 3 or 4, characterized in that one or more of their Interlayers contain means for heating.

6. Press for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by one behind the die lock (9) for receiving the sleeve including the press disk, Press residue and die serving container with a protective jacket (8) for receiving the Strand is connected and removable together.

§5 Considered publications:

German Patent Nos. 197 382, 687 348;

Belgian patent specification No. 500244;

British Patent No. 689 051;

Swiss patents No. 146 623,
217 822;

U.S. Patent Nos. 2,038,215, 2,458,715.

1 sheet of drawings