DE1203097B - Verfahren zum Walzen von stueckigem Aluminium zu dichten und festen Werkstuecken unter Anwendung von Kuehl- und Schmiermitteln - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B23n

Deutsche Kl.: 491-12

1 203 097
Sch32678Ib/491
30. Januar 1963
14. Oktober 1965

Beim Walzen von kompaktem Aluminium besteht bekanntlich die Gefahr, daß das Walzgut auf den Walzen klebt. Die Neigung zum Kleben wächst mit der Temperatur des Walzgutes und mit dem Walzdruck. Unter anderem aus diesem Grund bringt man daher beim Walzen öl oder Öl-Wasser-Emulsion auf das einlaufende Walzgut und/oder die Walzen, so daß der Ölfilm im Walzspalt eine direkte Berührung von Walze und Walzgut verhindert.

Die gleiche Gefahr des Klebens besteht beim Verdichten durch Walzen von stückigem Aluminium, etwa in Gestalt von Granalien, Spänen oder Pulvern, zu dichten und festen Werkstücken, wie Profilen oder Blechen, und zwar insbesondere dann, wenn das Walzgut in einem einzigen Durchgang zu einem solchen Werkstück verdichtet werden soll, da das nur beim Walzen unter relativ hohen Drücken und/oder Temperaturen möglich ist.

Nun zeigte sich jedoch, daß durch das Verwenden von öl oder Öl-Wasser-Emulsion beim Walzen von stückigem Aluminium das Kleben des Walzgutes auf den Walzen nicht vermieden wurde.

überraschenderweise wurde aber das Kleben vermieden, wenn vorher eine Schicht auf die Walzen aufgebracht wurde. Diese auf den Walzen haftende Schicht wird erfindungsgemäß dadurch aufgebracht, daß stückiges Aluminium, insbesondere in feinstückiger Form, wie Pulver oder Grieß, unter geringerem Druck und/oder bei niedrigerer Temperatur gewalzt wird, wobei überraschenderweise kein Kleben des entstehenden Werkstückes stattfindet. Dieses ist allerdings von geringerer Dichte und Festigkeit. Hat sich auf diese Weise auf den Walzen eine zusammenhängende Schicht gebildet, so wird stückiges Aluminium bei so weit erhöhtem Druck und/oder so weit erhöhter Temperatur gewalzt, daß sich ein dichter und fester Walzstrang ergibt, wobei sofort oder kurz darauf mit der Kühlung und/oder Schmierung begonnen wird.

Erfindungsgemäß genügt es nicht, nur die Schicht aufzubringen und ohne öl oder ÖI-Wasser-Emulsion zu walzen. Man erzielt dann keine Profile oder Bänder hoher Dichte und Festigkeit, ohne daß das Walzgut auf den Walzen klebt. Vielmehr ist erfindungsgemäß beides erforderlich: die erwähnte Schicht auf den Walzen und das Aufbringen von öl oder Öl-Wasser-Emulsion auf die Schicht.

Vorzugsweise wird man, wie beim Walzen von Aluminium aus Gußblöcken üblich, das öl oder die Öl-Wasser-Emulsion gleichzeitig zum Kühlen der Walzen verwenden.

Zum Herstellen der Schicht hat sich das Kalt-Verfahren zum Walzen von stückigem Aluminium zu dichten und festen Werkstücken unter
Anwendung von Kühl- und Schmiermitteln

Anmelder:

Schloemann Aktiengesellschaft,

Düsseldorf, Steinstr. 13

Als Erfinder benannt:

Dr. rer. nat. Kurt Claus, Lintorf bei Düsseldorf;

Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Eckard Gehring,

Düsseldorf

walzen von Aluminiumgrieß als besonders günstig erwiesen. Dabei bildet sich zunächst eine mehr oder weniger dünne Schicht; diese wird dann später beim Walzen unter erhöhtem Druck und/oder höherer Temperatur noch verstärkt.

Vorzugsweise wird zum Kühlen und Schmieren hierbei wie beim Walzen von Aluminium aus Gußblöcken eine Emulsion von öl in Wasser verwendet, und zwar insbesondere eine Emulsion mit 2 bis 30°/o öl. Ein solches ölgemisch kann auf die Schicht aufgespritzt oder auf irgendeine andere Weise auf die Schicht aufgetragen werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Verwendung einer Emulsion mit einem zu hohen ölanteil das Greifvermögen der beschichteten Walzen vermindert und die Bandkanten oft rissig werden läßt. Zuwenig öl in der Emulsion erhöht zwar die Greiffähigkeit, kann aber zur Überlastung des Walzwerks und zum Kleben führen. Es ist also je nach den Verhältnissen des Einzelfalles innerhalb der obengenannten Regel das Mengenverhältnis öl zu Wasser auszuprobieren.

Eine Änderung des Verhältnisses öl zu Wasser kann beispielsweise auch dadurch geschehen, daß man aus einem ersten Satz Düsen eine solche Emulsion auf die Walzen sprüht, die sich für die meisten Zwecke als geeignet erwiesen hat; aus einem zweiten Satz Düsen kann man dann zusätzlich eine ölreichere Emulsion zugeben oder die normale Emulsion durch Sprühen von Wasser verdünnen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die oben beschriebene Kühlung und Schmierung nicht schon unmittelbar vor dem ersten Walzen des stückigen Aluminiums zu dichten und festen Werkstücken in einem Durchgang beginnen zu lassen,

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vielmehr Kühlung und Schmierung erst dann anzuwenden, wenn die Walzen, nachdem die Schicht gebildet ist, ein dichtes und festes Band aus Granulat hergestellt haben, dessen Länge etwa dem dreifachen Walzenumfang entspricht. Wenn nämlich bei einer neu hergestellten Schicht sofort beim ersten Walzen unter hohem Druck und/oder Temperatur mit Wasser gekühlt wird, so kann ein Kleben der Bänder auftreten. Die sofortige Anwendung von Emulsion beim Beginn des Walzens kann dazu führen, daß die Walzen nicht in ausreichendem Maß greifen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wurde das Walzgut, nämlich Granulat, auf Temperaturen zwischen 400 und 600⁰C erwärmt und in einer Hitze gewalzt, nachdem vorher die Schicht durch Kaltwalzen von Aluminiumgrieß hergestellt worden war.

Als öl zum Herstellen der Öl-Wasser-Emulsion wurde ein im Handel befindliches, emulgierbares mineralisches öl, nämlich Gasolin 80 S, verwendet. Als Schmier- und/oder Kühlmittel kann auch z. B. Petroleum verwendet werden.

über Analyse und Körnung von verwendetem Granulat und verwendetem Grieß gibt die nachstehende Tabelle Auskunft. Bei den in der letzten Spalte angeführten Spänen handelt es siel um solche, die durch Fräsen von kompaktem Aluminium entstanden sind.

Granalien Qualität A Qualität B

Grieß
grob fein

Analyse in %

A!

Fe

Si

Oxyde

Körnung in %

8 mm

8 bis 4 mm

4 bis 2 mm

2 bis 1 mm

1 bis 0,5 mm

0,5 bis 0,125 mm

0,125 mm

Schüttdichte

in g/cm³

in % des gegossenen AI

99,5
0,22
0,07
0,022

54
46

1,57
58

99,5 0,31 0,16 0,045

11 78 H

1,54 57 99,5
0,23
0,11

Dicke etwa 0,5 bis 1 mm
Breite etwa 6 bis 8 mm

Länge etwa 15 bis 40 mm

1,17
30

99,5

36

53
10

0,82
52

99,5
0,31
0,15
0,1 bis 0,2

68

22

1,4 43

Die Erfindung wird durch die Zeichnung erläutert, und zwar zeigen F i g. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel.

In F i g. 1 werden die beiden Walzen im Sinne der Pfeile 1 und 2 angetrieben. Das zu walzende Gut 3 wird nach einem der bekannten Verfahren in den Walzspalt eingeführt. Beim Walzen bildet sich der Strang 4. In Richtung der Pfeile 5 wird eine Öl-Wasser-Emulsion auf die Walzen gespritzt, und in Richtung der Pfeile 6 wird ausschließlich Wasser zum Kühlen aufgespritzt. Da die Kühlung hier hauptsächlich durch Wasser erfolgt, kann die Emulsionsmenge erheblich geringer gehalten werden als die Wassermenge. Die Emulsion soll möglichst nur in dünner Schicht auf die Walze aufgebracht werden, damit keine nennenswerte Menge in das körnige Walzgut 3 eintritt und sich zwischen die einzelnen Körner drängt. Solche Emulsionsschichten könnten gegebenenfalls beim Verdichten zu kompakten Körpern Risse, Lunker od. dgl. verursachen.

Bei einer abgewandelten Ausführung nach F i g. 2 wird ausschließlich ÖI-Wasser-Emulsion von unten in Richtung der Pfeile? aufgespritzt. In diesem Fall wird man eine Emulsion wählen, bei der der ölanteil kleiner als bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist, denn die Emulsion muß hier zugleich die gesamte Kühlung bewerkstelligen, so daß sie also nicht mehr durch Kühlwasser weiter verdünnt wird.

Da nur geringe Mengen des Schmier- und Kühlmittels in den Walzspalt gelangen sollen, ist es insbesondere bei dieser Düsenanordnung zweckmäßig, Abstreifer 8 oder Abquetschwalzen 9 vorzusehen, die mit einstellbarem Druck in Richtung der Pfeile auf die Walzen gedruckt werden -können und dabei einen erheblichen Teil des Öl-Wasser-Emulsionsfilms vom Walzspalt fernhalten.

Die Breite des Spaltes zwischen den Walzen ist bei praktischen Ausführungen wesentlich kleiner als gezeichnet. Bei beispielsweise 300 mm Walzendurchmesser kann ein Blech von 6 mm Stärke gewalzt werden.

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Walzen von stückigem Aluminium, beispielsweise von Aluminiumgranalien, -spänen oder -pulver, zu dichten und festen Werkstücken, beispielsweise zu Blechen oder Profilen, unter Anwendung von Schmier- und Kühlmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß so lange stückiges Aluminium, vorzugsweise feinstückiges Aluminium in Form von Grieß oder Pulver, zu Werkstücken geringerer Dichte und Festigkeit bei niedrigerer Temperatur und/oder unter geringerem Druck gewalzt wird, bis sich auf den Walzen eine zusammenhängende Schicht gebildet hat, und daß erst dann stückiges

Aluminium bei höherer Temperatur und/oder unter höherem Druck bei sofort oder kurz darauf einsetzender Schmierung und Kühlung zu den dichten und festen Werkstücken gewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise als Schmier- und/oder Kühlmittel Petroleum, Öl oder Öl-Wasser-Emulsion verwendet wird, gegebenenfalls mit reinem Wasser als Kühlmittel.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öl-Wasser-Emulsion mit 2 bis 30% öl verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl- und das Schmiermittel auf die auf den Walzen befindliche Schicht aufgesprüht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen und Schmieren erst nach dem Walzen des dichten und festen Werkstückes von einer Länge beginnt, die etwa dem dreifachen Walzenumfang entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 893 171.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 717/220 10.65 © Bundesdruckerei Berlin