DE1078520B - Verfahren zum Schmieren beim Warmstrangpressen von schwer verpressbaren Metallen oder Metall-Legierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren beim Warmstrangpressen von schwer verpreßbaren Metallen oder Metall-Legierungen unter Verwendung eines bei der Preßtemperatur zähflüssigen, glasartigen Schmiermittels, das mindestens zwischen dem vollen oder hohlen Preßblock und der Matrize angebracht und in üblicher Weise auch zwischen den Umflächen des Preßblockes und dem Auflager bzw. Preßdorn vorgesehen ist.

Beim Warmstrangpressen von Metallen und Legierungen mit hohem Schmelzpunkt ist es bekannt, als Schmiermittel glasartige Materialien zu verwenden. Beim Strangpressen von legiertem Stahl oder von Legierungen, die aus mehreren Phasen bestehen und/ oder einen Formänderungswiderstand haben, wie bei- *5 spielsweise Schnellstahl, hitzebeständige Legierungen der Zusammensetzung C, Ti, Cr, Fe, Si, Mn, Ni, Co und Al oder Cu, und Legierungen nach der Art der Stellite (beispielsweise Cr 20, KTi 10, Ti IS, Fe 2, Co 50), treten jedoch Schwierigkeiten auf. Stahl läßt sich zwar durch Strangpressen verformen, das Verfahren setzt aber eine geringe Querschnittsverminderung voraus, wenn bei tragbaren Bedingungen gearbeitet werden soll. Wird der Verformungsgrad erhöht, so muß bei wesentlich höheren Temperaturen gearbeitet werden, wobei die erhaltenen Erzeugnisse oft rissig werden.

Es ist auch schon bekannt, die Glasschmierung in Verbindung mit Umhüllungen eines Preßblockes, z. B. aus Nickel oder Nickel-Chrom-Legierung, anzuwenden. Hierbei dient diese Umhüllung zum Zusammenhalten gebündelter Stäbe und besteht selbst aus schwer verpreßbarem Metall.

Ferner ist es bekannt, schwer verpreßbare Metallblöcke, z. B. aus Nickel, auf den Umflächen mit einer Kupferfolie zu verkleiden und auch die Stirnfläche des Preßblockes mit Kupferscheiben zu bedecken. Diese Hilfsstoffe dienen hier selbst als schmelzende Schmiermittel und nicht dazu, die Anwendung einfacher Glassorten als Schmiermittel zu ermöglichen.

Schließlich ist es auch bekannt, hautartige Überzüge zum Erleichtern des Verformens galvanisch auf Eisen oder Stahlstücke aufzubringen und durch Beizen wieder zu entfernen. . . - ■ .

Ein älterer Vorschlag zum Warmstrangpressen von besonders dünnwandigen Metallrohren geht dahin, diese Rohre mit einem äußeren und inneren Metallfutter zu umkleiden und diese Mehrmetallkörper unter Anwendung einer Glasschmierung zu verpressen, wobei nach dem Preßvorgang das Futter entweder auf mechanische oder chemische Weise wieder entfernt wird. Dieses Metallfutter weist hierbei eine beachtliche Dicke von mindestens der Wanddicke des zu verpressenden Rohres auf. Zweck dieses Verfahrens

beim Warmstrangpressen

von schwer verpreßbaren Metallen

oder Metall-Legierungen

Anmelder:

Comptoir Industriel d'Etirage et Profilage

de Metaux,

Paris

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3

Beanspruchte Priorität: Frankreich, vom 25. April 1956

Jean Buffet, Beaumont, Seine-et-Oise,

und Joseph Meriaux, L'Isle Adam, Oise (Frankreich), sind als Erfinder genannt worden

ist es, sehr dünnwandige Metallrohre mit mäßigem Preß druck unter Vermeidung eines gefährlichen, unmittelbaren Einflusses der Werkzeugwand auf das Erzeugnis herstellen zu können, wobei es grundsätzlich nicht darauf ankommt, daß das Metall an sich schwer verpreßbar ist, sondern darauf, daß das Rohr gegen die Wandwirkungen um so empfindlicher ist, je dünner es ist. Die angewendeten Schutzmantel entsprechender Dicke halten den Einfluß der Wandwirkung vom Erzeugnis fern, sind selbst an der Verformung wesentlich beteiligt und bestimmen durch das Ausgangsquerschnittsverhältnis die Wanddicke des fertigen Rohres maßgeblich. Wenn bei diesem älteren Vorschlag eine Schmierung mit zähflüssigen Mitteln vorgesehen ist, so nur deshalb, um eine gleichmäßige Wanddicke des Erzeugnisses zu gewährleisten. Eine engere Stoffauswahl für diese Mittel ist nicht vorgeschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Schwierigkeiten einer Glasschmierung bei ausschließlich schwer verpreßbaren Metallen, für die sich gewöhnliche Glassorten nicht als ausreichend geeignet erweisen, zu vermindern, ohne daß kostspielige Stoff-

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versuche mit unbestimmtem Erfolg nötig sind. Der Auswahl der Schmiermittel liegt die Kenntnis zugrunde, daß sich das Strangpressen besser durchführen läßt, wenn das glasartige Schmiermittel in seiner Zusammensetzung detn'zu verpressenden Metall angepaßt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einfacher Weise dadurch gelöst, daß zur Verwendung gewöhnlicher Glassorten, wie Fensterglas, als Schmiermittel beim Warmstrangpressen -die Umfläche des Preßblockes mit einem dünnen Überzug eines mit solchen. Glassorten gut verpreßbareh Metalls, der nachträglich mechanisch oder chemisch entfernt wird, versehen wird.

Vorzugsweise wird auf der zu schmierenden Stirnseite des Preßblockes zusätzlich eine Deckscheibe aus dem Überzugsmetall angebracht.

Der dünne Überzug besteht entweder aus einer Metallfolie, z. B. aus einem weichen Stahlblech, das um das Werkstück gewickelt oder mit ihm verschweißt ist, oder der Überzug wird durch Aufspritzen oder galvanischen Niederschlag erzeugt. Diese gegenüber dem älteren Vorschlag als Häute aufzufassende Überzüge nehmen praktisch an der Verformung nicht teil.

Das Werkstück kann schließlich auch von einem dünnwandigen Behälter aus weichem Stahl umschlossen werden, dessen Boden dicker als der zylindrische Mantel sein kann.

Das Verfahren läßt sich auch auf nicht eisenhaltige Metalle anwenden, beispielsweise auf Werkstücke aus Titanlegierungen mit einem Überzug aus gewöhnlichem weichem Stahl, wobei ebenfalls mit gewöhnlichem Glas geschmiert wird.

Der dünne Überzug kann zwischen 0,1 und 5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm, dick sein. Die Überzugsdicke hängt davon ab, wie schwer sich das Metall jeweils verpressen läßt bzw. welche Querschnittsverringerung erwünscht ist.

Der dünne Überzug wird nach dem Strangpressen in bekannter Weise entweder auf mechanischem Wege, beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung, oder vorzugsweise auf chemischem Wege durch Abbeizen entfernt. Beim Verpressen von rostfreiem Stahl wird der Überzug beispielsweise durch Beizen mit Substanzen, wie Salpetersäure, die das verpreßte Metall nicht angreifen, entfernt.

Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist überraschenderweise der zum Strangpressen erforderliche Druck erheblich niedriger als der für die gleichen, auf die gleiche Temperatur erhitzten Metalle, die ohne Überzug verpreßt werden. Die Druckverminderung kann 30 bis 35°/o des normalen Druckes ausmachen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, entweder bei niedrigeren Temperaturen zu verpressen, um so Fehler zu verhindern, die bei Anwendung von hohen Temperaturen auftreten, oder bei gleichen Temperaturen mit größeren Querschnittsverringerungen zu arbeiten.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders zum Strangpressen von viereckigen und rechteckigen Preßblöcken in Rezipienten gleicher Form. Hierbei wird die Bildung von durch Oberflächenabkühlung verursachten Rissen vermieden, die beim Strangpressen von nicht runden Blöcken sonst infolge der größeren Berührungsfläche zwischen dem heißen Preßblock und dem relativ kalten Rezipienten wesentlich zahlreicher sind als bei runden Blöcken.

Die beim Preßverfahren gemäß der Erfindung gewonnenen Preßblöcke weisen Oberflächen auf, die den ohne Überzug hergestellten Blöcken klar überlegen sind, so daß sich die Anwendung dieses Verfahrens selbst bei relativ leicht verpreßbaren Metall-Legierungen, z. B. rostfreiem Stahl, lohnt.

Beispiel 1

Auf einer 1500-t-Strangpresse mit rechteckigem Rezipienten von 157 · 74 mm² wurde bei Raumtemperatur ein Preßblock aus einer Legierung folgender Zusammensetzung verpreßt: 00 = 21%, Cr = 20%, Ni = 56%, Verschiedenes = 3 %.

Das Verhältnis des Ausgangsquerschnitts zum Endquerschnitt war gleich 10 :1.

Das Metall wurde mit einem 2 mm dicken Überzug aus gewöhnlichem weichem Stahl umhüllt, der durch Anschweißen befestigt war. Die Preßtemperatur betrug 1080° C. Das verpreßte Stück war frei von Rissen. Der spezifische Druck während des Pressens betrug nur 69 kg/mm².

Beim Verpressen eines Preßblockes aus der gleichen Legierung ohne Umhüllung war ein Druck von 99 kg/mm² erforderlich, und der Preßblock wies zahlreiche Risse auf.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren ersparte Druck betrug also

99 — 69
99

30%.

Als Schmiermittel wurde ein für gewöhnlichen weichen Stahl geeignetes Fensterglas verwendet.

Beispiel 2

Auf einer 1500-t-Strangpresse wurde in einem runden Rezipienten mit einem Durchmesser von 148 mm bei Raumtemperatur ein runder Preßblock aus rostfreiem Stahl der Zusammensetzung 18% Cr und 8% Ni verpreßt.

Das Verhältnis des Ausgangsquerschnitts zum Endquerschnitt betrug 28 :1. Auf das Metallstück wurde eine 0,5 mm dicke Eisenschicht aufgespritzt. Die Temperatur beim Verpressen betrug 1150° C. Der erhaltene Preßblock wies keine Risse auf. Der spezifische Druck beim Verpressen betrug nur 40 kg/mm².

Zum Verpressen eines Metallstückes aus dem gleichen Stahl unter gleichen Bedingungen und ohne Metallumhüllung wurde ein Druck von 60 kg/mm² benötigt.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Druckersparnis· betrug also

60 — 40
60

= 33°/₀.

Als Schmiermittel wird das für Eisen gut geeignete gewöhnliche Fensterglas verwendet.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Schmieren beim Warmstrangpressen von schwer verpreßbaren Metallen oder Metall-Legierungen unter Verwendung eines bei der Preßtemperatur zähflüssigen, glasartigen Schmiermittels, das mindestens zwischen dem vollen oder hohlen Preßblock und der Matrize angebracht und auch zwischen den Umflächen des Preßblockes und dem Aufnehmer bzw. Preß dorn vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur

s 6

Verwendung gewöhnlicher Glassorten, wie Fenster- des Preßblockes zusätzlich eine Deckscheibe aus

glas, die Umfläche des Preßblockes mit einem dün- dem Überzugmetall angebracht wird.

nen Überzug eines mit solchen Glassorten gut ver-

preßbaren Metalls, der nachträglich mechanisch In Betracht gezogene Druckschriften:

oder chemisch entfernt wird, versehen wird. 5 Deutsche Patentschriften Nr. 560 343, 673 405,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 703 161;

zeichnet, daß auf der zu schmierenden Stirnseite britische Patentschriften Nr. 689 051, 749 909.

© 909 768/159 3.60