DE1177106B

DE1177106B - Process for removing surface layers on raw bars made of light metal

Info

Publication number: DE1177106B
Application number: DEE15180A
Authority: DE
Inventors: Paul Guenther Erbsloeh
Original assignee: Julius and August Erbsloeh GmbH and Co
Current assignee: Erbsloeh Aluminium GmbH
Priority date: 1958-01-03
Filing date: 1958-01-03
Publication date: 1964-09-03

Description

Verfahren zur Entfernung von Oberflächenschichten an Rohbarren aus Leichtmetall Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Oberflächenschichten (Oxydschichten, Risse, Seigerungen) an Rohbarren aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, durch Abfräsen oder Abschälen vor dem Walzen.Process for the removal of surface layers on rough bars Light metal The invention relates to a method for removing surface layers (Oxide layers, cracks, segregation) on raw bars made of light metal, in particular Aluminum, by milling or peeling off before rolling.

Die Vorbereitung solcher Rohbarren zum Warmwalzen erfolgt üblicherweise dadurch, daß die beiden großen Flächen des kalten Rohbarrens, in manchen Fällen auch die Seitenflächen und Kanten, abgefräst, abgedreht oder abgespant werden. Nur bei der Erzeugung von Walzbarren mittels einer hydraulisch betriebenen Strangpresse braucht die Oberfläche derartiger Walzbarren meistens nicht mehr vor dem Warmwalzen bearbeitet zu werden.The preparation of such raw bars for hot rolling is usually carried out in that the two large surfaces of the cold ingot, in some cases the side surfaces and edges can also be milled, turned or removed. Just in the production of rolling billets by means of a hydraulically operated extrusion press The surface of such rolling ingots is usually no longer required before hot rolling to be edited.

Wenn man von dieser letztgenannten Herstellungsart absieht, weil sie verhältnismäßig kostspielig und nicht in allen Fällen anwendbar ist, so haften den bisherigen Verfahren der Abspanung der Oberfläche von Rohbarren aus Leichtmetall einige Nachteile an. So entsteht sowohl bei Lagerung als auch insbesondere bei der oft viele Stunden dauernden Anwärmung im Ofen auf Warmwalztemperatur eine Oxydschicht, die eingewalzt wird und die sich später bei dem fertigen Blech als Oberflächenfehler störend bemerkbar machen kann. Dieser Mangel tritt besonders bei Aluminiumblechen auf, die geglänzt und anodisch oxydiert werden. Aus diesem Grunde werden vorgewalzte Bleche in vielen Fällen vor dem Weiterwalzen gebeizt.If you disregard this latter type of production, because it is relatively expensive and not applicable in all cases, the previous method of machining the surface of rough bars made of light metal some drawbacks. This is how it arises both in storage and, in particular, in the often many hours of heating in the furnace to hot rolling temperature an oxide layer, which is rolled in and which later turns out to be a surface defect in the finished sheet can make disturbing noticeable. This deficiency occurs particularly with aluminum sheets which are polished and anodically oxidized. For this reason, pre-rolled In many cases, sheets are pickled before further rolling.

Sehr nachteilig ist ferner der Umstand, daß die beim Abdrehen oder Abfräsen entstehenden Späne eine große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen besitzen und daher beim Wiedereinschmelzen einen verhältnismäßig hohen Abbrand erleiden. Die hierdurch entstehenden Metallverluste sind beträchtlich.A further disadvantage is the fact that the twisting or Milling the chips produced have a large surface in relation to their volume have and therefore suffer a relatively high burnup when remelting. The resulting metal losses are considerable.

Der nach der mechanischen, spanabhebenden Bearbeitung der Rohbarren erfolgende Transport und die oft mit mehrfachem Platzwechsel verbundene Lagerung bedingt oft eine Beschädigung der Roh- . barrenoberfläche, und da die Rohbarren in einem Blockanwärmofen auf Walztemperatur angewärmt werden, sind sie hierbei wiederum der Möglichkeit einer Oberflächenbeschädigung ausgesetzt, wodurch eine erneute Bearbeitung erforderlich wird.After the mechanical machining of the raw bars the transport and the storage often associated with multiple changes of location often causes damage to the raw material. bar surface, and there the rough bars are heated to rolling temperature in a block heating furnace, they are here again exposed to the possibility of surface damage, causing rework is required.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung wesentlich dadurch verringert, daß beim Warmwalzen das Entfernen einer Oberflächenschicht unmittelbar vor dem Warmwalzvorgang bei Walztemperatur erfolgt.These disadvantages are substantially reduced by the invention in that that in hot rolling the removal of a surface layer immediately before the hot rolling process takes place at rolling temperature.

Während bei Rohbarren aus Leichtmetall das Abschälen einer Oberflächenschicht bisher nur im kalten Zustand des Barrens erfolgte, auch wenn dieser daraufhin warmgewalzt werden soll, ist es bei dem Entfernen von Oberflächenfehlern an Barren aus Eisenmetall bereits lange bekannt, dies im rotwarmen oder nahezu rotwarmen Zustand durch Fräsen vorzunehmen.While in the case of raw bars made of light metal, a surface layer is peeled off so far only took place in the cold state of the ingot, even if it was then hot-rolled is to remove surface imperfections on ferrous metal ingots Already known for a long time, this in the red-warm or almost red-warm state through milling to undertake.

Die Anwendung dieser bei Bearbeitung von Barren aus Eisenmetall bekannten Lehre auf die Oberflächenbearbeitung von Rohbarren aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium, ist während des sehr langen Zeitraumes seit der ersten Offenbarung nie ernsthaft in Erwägung gezogen worden. Abgesehen davon, daß Erfahrungen auf dem Gebiete der Herstellung von Rohbarren aus Eisenmetallen ohnedies nicht ohne weiteres auf die Herstellung von Rohbarren aus Leichtmetall übertragbar sind, steht dem Abheben einer Oberflächenschicht von einem walzwarmen Leichtmetall-Rohbarren ein erhebliches technisches Vorurteil entgegen. Der Fachmann weiß, daß Leichtmetall, insbesondere Aluminium, im warmen Zustand zum Schmieren neigt und gewissermaßen klebrige Eigenschaften aufweist. Aus der Sicht des Fachmannes wäre daher zu befürchten gewesen, da.ß die Abschälung einer Oberflächenschicht von einem walzwarmen Leichtmetall-Rohbarren auf ganz erhebliche Schwierigkeiten stoßen würde. So ist es auch erklärbar, daß eine sehr alte Technik der Eisenbarrenbehandlung keine Anregung für die Bearbeitung von Leichtmetall-Rohbarren sein konnte.The application of this known when machining ingots made of ferrous metal Teaching on the surface treatment of rough bars made of light metal, in particular Aluminum never is, for the very long period since the first revelation seriously considered. Apart from having experience in the field the production of rough bars from ferrous metals does not readily arise anyway The production of rough bars from light metal are transferable, is about to take off a surface layer of a hot-rolled light metal ingot a considerable amount against technical prejudice. Those skilled in the art know that light metal, in particular Aluminum, when warm, tends to smear and has somewhat sticky properties having. From the point of view of the person skilled in the art, it would have been to be feared that the Peeling off a surface layer from a hot-rolled light metal ingot would encounter very significant difficulties. In this way it can also be explained that a very old technique of iron ingot treatment no suggestion for machining could be of light metal ingots.

Mit der Erfindung wurde dieses Vorurteil gebrochen, was aber auch nur dadurch erklärlich ist, daß eine besondere, nur bei Leichtmetall sinnvolle Zielsetzung im Sinne der Erfindung vorlag. Das erfinderische Problem besteht darin, wie man die beim anodischen Oxydieren häufig auftauchenden Oberflächenfehler beseitigen könne.With the invention, this prejudice was broken, but what else can only be explained by the fact that a special objective that is only meaningful with light metal was present within the meaning of the invention. The inventive problem is how to eliminate the surface defects that often occur during anodic oxidation could.

Es wurde erkannt, daß diese Fehler ihre Ursache vor allem im Aufwärmen eines an der Oberfläche abgefrästen oder abgeschälten Rohbarrens auf Warmwalztemperatur haben, weil sich beim Aufwärmen eine relativ starke Oxydhaut erneut bildet, die während des Walzvorganges bricht und ungleichmäßig über das Blech verteilt wird.It was recognized that these errors were mainly caused by warming up one on the surface milled or peeled off ingot at hot rolling temperature, because a relatively thick oxide layer forms when they are warmed up forms again, which breaks during the rolling process and unevenly across the sheet is distributed.

überraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß diese nachteiligen Erscheinungen dann vermieden werden, wenn der Rohbarren erst bei Warmwalztemperaturen geschält wird, weil sich nämlich dann gar keine Oxydhaut mehr neu bilden kann.Surprisingly, however, it has been found that these are disadvantageous Phenomena can be avoided if the rough ingot is only at hot rolling temperatures is peeled, because then no more oxide skin can form again.

Zugleich werden jedoch weitere Vorteile im gleichen Zuge mit erreicht, indem mit dem Schälvorgang auch die Gußhaut und damit die Seigerungszone entfernt wird. Der dabei abgenommene Span weist eine geringe Oberfläche im Verhältnis zu seinem Volumen auf, wodurch die Einschmelzung zu besseren Schmelzergebnissen führt, als dies bei kaltabgefrästen Spänen der Fall ist.At the same time, however, further advantages are achieved at the same time, by removing the cast skin and thus the segregation zone with the peeling process will. The chip removed in the process has a relatively small surface area its volume, whereby the melting leads to better melting results, than is the case with cold-milled chips.

Eine geeignete, nicht zur Erfindung gehörende, an sich bekannte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann, aus einem den Rohbarren aufnehmenden Arbeitstisch mit Spannvorrichtungen und einem in bezug auf die Schältiefe einstellbaren Messer bestehen, das während oder nach der Schälung durch Luft oder Flüssigkeit gekühlt werden kann. Die Spannmittel für die Festspannung des Barrens werden zweckmäßigerweise so gestaltet, daß sie den Barren an seinen Schmalseiten zu halten vermögen. Weiterhin kann ein Messer für die Schälung der Längsseiten des Barrens auf dem Arbeitstisch bzw. auf einem Schlitten desselben gelagert sein. Man kann aber auch zwei Messer für die gleichzeitige Schälung von zwei Längsseiten des Barrens vorsehen. Dabei wird man zweckmäßigerweise entweder den Messerhalter oder/und den Arbeitstisch bzw. seinen Schlitten hin- und herbeweglich lagern, wobei der Bewegung entweder ein Kurbeltrieb oder ein hydraulischer Antrieb dienen kann. Es empfiehlt sich auch, die Messer in bezug auf den Anstellwinkel einstellbar zu lagern. Schließlich besteht die Möglichkeit, den Arbeitstisch bzw. dessen Schlitten mit einer Blockwendevorrichtung zu versehen.A suitable device known per se, not belonging to the invention to carry out the method according to the invention can, from one of the raw bars receiving work table with clamping devices and one in relation to the peeling depth adjustable knife exist that during or after peeling by air or Liquid can be cooled. The clamping devices for the tight clamping of the billet are expediently designed so that they the bar on its narrow sides able to hold. Furthermore, a knife for peeling the long sides of the Barrens be stored on the work table or on a carriage of the same. Man but can also have two knives for the simultaneous peeling of two long sides of the Provide Barrens. You will expediently either the knife holder and / or store the work table or its carriage to and fro, with the movement either a crank drive or a hydraulic drive can be used. It recommends also to store the knives adjustable with respect to the angle of attack. In the end there is the possibility of turning the work table or its slide with a block turning device to provide.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die bei Metallen stark herabgesetzte Festigkeit bei Warmwalztemperatur (z. B. Aluminium 520° C) es erlaubt, die Oberfläche der Rohbarren in einer Stärke von mehreren Millimetern mit einem einzigen Schnitt in voller Breite des Barrens abzuschälen. Die hierbei entstehende Oberfläche ist überraschend glatt und enthält bei entsprechend gewählter Spanstärke keine vom Guß herrührenden Oberflächenfehler bzw. Verunreinigungen mehr.It has surprisingly been found that the strong in metals Reduced strength at hot rolling temperature (e.g. aluminum 520 ° C) allows the surface of the raw bars with a thickness of several millimeters with a peel off a single cut across the entire width of the ingot. The resulting The surface is surprisingly smooth and contains when the chip thickness is selected accordingly no more surface defects or impurities resulting from the casting.

Dieses Verfahren hat überdies den ganz besonderen Vorteil, daß der Walzblock während des Transportes und der Lagerung nicht geschont zu werden braucht, da er noch seine ursprüngliche, vom Guß herrührende Oberfläche besitzt. Erst unmittelbar vor dem Warmwalzen wird der Block nach Entnahme aus dem Anwärmofen in einem sehr schnell ablaufenden Arbeitsgang auf beiden Seiten, eventuell auch an den Kanten, im warmen Zustand geschält und alsdann der Warmwalze zugeführt. Die Oxydation ist dadurch auf ein Minimum herabgesetzt, da dem Abschälvorgang unmittelbar das Warmwalzen folgt.This method also has the very special advantage that the The billet does not need to be spared during transport and storage, because it still has its original surface that came from the casting. Only immediately Before hot rolling, the ingot is in a very good condition after it has been removed from the heating furnace fast operation on both sides, possibly also on the edges, peeled while warm and then fed to the hot roller. The oxidation is thereby reduced to a minimum, since the peeling process is followed by hot rolling follows.

Das Verfahren nach der Erfindung hat ferner den Vorteil, daß an Stelle der bei der Kaltbearbeitung anfallenden Metallspäne eine zusammenhängende, mehr oder weniger gekrümmte und infolge Stauchung stark verkürzte Platte in der Breite des Messers bzw. des Barrens entsteht, die beim Wiedereinschmelzen wesentlich weniger Abbrand erleidet als Späne. Bei sehr großen Barren empfiehlt es sich, den Schälvorgang der Breite und der Tiefe nach zu unterteilen, um die Dimensionen und die Schnittkräfte in normalen Grenzen zu halten. Die in diesem Falle längeren Bearbeitungszeiten sind infolge der höheren Wärmekapazität großer Blöcke zulässig.The method according to the invention also has the advantage that in place of the metal chips that occur during cold processing, one coherent, more or a plate that is less curved and, as a result of compression, greatly shortened in width of the knife or the bar arises, which is much less when it is remelted Burn-off suffers as chips. It is advisable to use the peeling process for very large bars to be subdivided according to width and depth to determine the dimensions and the cutting forces to keep within normal limits. The processing times are longer in this case permissible due to the higher heat capacity of large blocks.

Claims

Claim: Process for removing surface layers (oxide layers, cracks, segregation) on raw bars made of light metal, in particular aluminum, by milling or peeling off before rolling, characterized in that during hot rolling the removal takes place immediately before the hot rolling process at rolling temperature. Considered publications: German Patent Nos. 934 861, 906 880, 249 102; Austrian Patent No. 105 005; British Patent No. 752,717; Journal "Sheet metal industrie", June 195.4, pp. 463 to 484; Magazine "Journal of Metallurgy", Volume 46, Issue 7/1 955, pp 475-486.