DE1452411A1

DE1452411A1 - Extrudieren von Metallen und Legierungen

Info

Publication number: DE1452411A1
Application number: DE19641452411
Authority: DE
Inventors: Takeji Fukuda; Yasuhiko Miyake; Eihachiro Tanaka
Original assignee: RES INST IRON STEEL; Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Current assignee: RES INST IRON STEEL; Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Priority date: 1963-04-09
Filing date: 1964-04-06
Publication date: 1969-05-08
Also published as: GB1055195A

Description

Oase 38-18 664 München-Pullach, den 6.. April 1964-

W/Ou Dip'.-Ing.

j München-P"Hach

Kar! A. Brose

Dip'.-Ing. München-P"Hach

VßenerStr.Z-Tel.München 790570

EESEARCH INSTIiDUiDE POR IROK, STEEL AND OTHER METALS 03? TOHOKU UNIVERSITY, No. 75, Katahirä-Cho, Sendai Oity, Japan

Extrudieren von Metallen und Legierungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrudieren von Metallen oder Legierungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß während des Extrudierens auf das Material eine Zugspannung in Vorwärtsrichtung ausgeübt wird, wodurch die zum Extrudieren erforderlichen Kräfte reduziert werden, und das Extrudieren kompliziert geformter Gegenstände erleichtert, und gleichzeitig eine Korrektur und eine Regelung der Form des Materials während des -Extrudierens ermöglicht wird.

Bei der Anwendung herkömmlicher Verfahren des Extrudierens kann manchmal das erforderliche Vararbeitungsmaterial nicht beschafft werden, weil der Verformungswiderstand des Rohmaterial· viel zu groß ist oder auch infolge der ungünstigen Materialflufleigeaichaften beim Extrudieren und auch aus einigen anderen Gründen, ·ο daß die Anwendungsmöglichkeiten der herkömmlichen Verfahren·, auch dann begrenzt sind, wenn spezielle Techniken·verwendet'-"Werdfn* Ί)1·β bedeutet, daß die Bedingungen, unter denen das Rohmaterial· während des Extrudierens beansprucht wird, infolge der-Form der ver-

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schiedenen Werkzeuge und der relativen Lage zwischen innen sowie der gegenseitigen Beziehungen in den Verarbeitungsbedingungen sehr kompliziert sind. Darüber hinaus sind die Anwendungsmöglichkeiten sehr gering und die Wirksamkeit der Formgestaltung durch Extrudieren ist sehr begrenzt infolge der Kompliziertheit der Beanspruchungsbedingungen und der Kräfte, die erforderlich sind) um kompliziert geformte Gegenstände zu extrudieren, wobei die erforderlichen Drücke weit höher liegen, als bei der Herstellung einfacher Gegenstände, so daß die Anwendungsmöglichkeit auch dann gering ist, wenn besondere auf der Erfahrung des Fachmanns beruhende Verfahren herkömmlicher Art zur Anwendung gebracht werden·

Um diesen erwähnten Schwierigkeiten mit den Mitteln der Erfindung Abhilfe zu schaffen, hat man festgestellt, daß bei der Anwendung •ines Vorwärts züge s auf das zu verarbeitende Material der zum Extrudieren erforderliche Druck beträchtlich gesenkt wird, und darüber hinaus im Falle des Extrudierens von schwerfließenden Materialien, das Extrudieren erheblich erleichtert wird, und es ist charakteristisch für den Hauptzweck der Herabsetzung des Extruderdrucks und der Beseitigung schwieriger Bedingungen während des Extrudierens, daß die Druckverhältnisse während der Verformung wirksam geändert werden, und zwar wird hierzu eine elastische Kraft auf das zu extrudierende Material in der zu extrudierenden Richtung zur Anwendung gebracht, das bedeutet also in der Richtung, in der das Material vorwärts geschoben wird.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Vergleich zu- herkömmlichen Verfahren der durch die Materialdeformation erforderliche Extruderdruck beträchtlich gesenkt werden, so daß die zu extrudierende Menge erheblich größer gewählt werden kann, und die Kapazität der Fresse, sowie die Erfordernisse für die Werkzeuge können unter diesen Bedingungen erheblich verbessert werden. Andererseits bedeutet dies, daß der Verformungswiderstand bei einem

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gegebenen Extruderdruck größer angenommen werden kann, so daß die herkömmlichen beim Extrudieren anzuwendenden Temperaturen gesenkt werden können. Natürlich werden hierdurch die Kosten für die Erhitzung des Materials gesenkt, und es bedeutet große industrielle Vorteile, daß die Gefahr der Heißbrüchigkeit beim Extrudieren bestimmter Legierungen mit gewissen Zusätzen und intermetallischen Bestandteilen beseitigt ist. Ferner erfolgt eine Reduktion der Schiebung im extrudierten Material durch die verbesserte Schmierung, die eine Folge der geringeren Temperaturen ist, und zwar bedeutet dies die Herabsetzung des im Material verbleibenden Drucks, eine Verminderung der Oberflächenoxydation des extrudierten Materials und geringere Anforderungen an die Eigenschaften der Werkzeuge. Weiter war bei der Anwendung herkömmlicher Verfahren zum Extrudieren kompliziert geformter Gegenstände bisher eine besondere Technik erforderlich, die von schwierigen Versuchen abhängig war, was durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden wird. Im Falle, daß ein unterschiedlicher Materialfluß an verschiedenen Stellen vorliegt, kann das Extrudieren in der Weise durchgeführt werden, daß dem Materialfluß in vorteilhafter Weise ein Zug in Vorwärtsrichtung überlagert wird, so daß ein sehr günstiges Ergebnis erziehlt wird ohne die Schwierigkeiten der Werkzeugherstellung wie sie oben beschrieben wurden

Andererseits kann durch die erfindungsgemäße Anwendung des Vorwärtszuges, der den Materialfluß erleichtert, das Extrudieren von zusammengesetzten Gegenständen verhältnismäßig leicht gestaltet werden, wobei ein komplizierter Fluß durchführbar wird.

Ein weiterer Vorteil, der durch das erfindungsgemäße Verfahren ■ erreicht wird, ist folgender:

Der elastische Vorwärtsdruck wirkt auf den extrudierten Gegenstand, wenn, er aus dem Werkzeug kommt, so daß er in der gleichen

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Bichtung wie die zentrische Werkzeugachse gehalten wird und normalerweise in der vorgegebenen Richtung weiter voran schreitet und außerdem gekühlt wird. Demgemäß wird der bei den herkömmlichen Methoden bekanntermaßen auftretende Nachteil vermieden, daß beim Austreten des Werkstückes aus dem Werkzeug eine allmähliche Verbiegung auftritt, wodurch die Mitte des Werkstücks aus der Mitte des Werkzeugs durch sein Eigengewicht herausgebracht wird, und so ein Fehler in der Genauigkeit des fertigen Werkstücks verursacht wird.

Um die Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens in der Praxis sicher zu stellen, wird im nachfolgenden ein Ausführungs- . beispiel anhand einer Zeichnung beschrieben.

Es veranschaulichen die

Fig. i eine teilweise Ansicht einer erfindungsgemaßen Vorrichtung, mit der ein einfaches Stück Metall oder Legierung extrudiert wird,

Fig. 2 stellt ein Diagramm dar, bei dem der Extruderkolbenhub über der Extruderkraft bei einer Temperatur von 400⁰C aufgetragen ist,

Fig. 3 stellen ähnliche Diagramme dar, die bei Temperaturen v<
wurden,

türen von 200° 0 und Raumtemperaturen aufgenommen

Fig. 5a veranschaulicht eine teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei eine Werkstückaufnahme vorgesehen ist, die aus Spannbaken oder anderen Spannmitteln bestehen kann,

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Fig. j?b Veranschaulicht eine Teilansioht der e gemäßen Vorrichtung, kombiniert mit Pig· 5a, wo-• bei eine Vorrichtung zum Extrudieren eines zusammengesetzten Werkstücks dargestellt ist,

Fig, 6 zeigt ein anderes Diagramm in dem wieder die Beziehung zwischen Kolbenhub und Extruderkraft dargestellt ist,

Fig. 7 veranschaulicht ein ähnliches Diagramm wie Fig. 6 zur Darstellung der Beziehungen für das Beispiel 2, wenn die Vorrichtung 5 "benutzt wird,

Fig. 8 veranschaulicht ein Diagramm mit den Beziehungen zwischen der Vorwärtszugkraft und dem Abstand d mit den Beziehungen zwischen der Vorwärtszugkraft und dem Abstand d, bei welchem das Extrudieren möglich ist,

Fig. 9 veranschaulicht eine teilweise geschnittene erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der eine Aufnahme zum Extrudieren zusammengesetzter Gegenstände nicht vorgesehen ist,

Fig. 10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Extrudierkurve für das Beispiel 3>

Fig. 11 veranschaulicht eine Teilansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfüLungsgemäßen Verfahrens, wobei die Richtung des durch den Kolben aufgebrachten Drucks senkrecht zur Extrudierrichtung liegt.

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Pig. 12 stellt ein Diagramm dar, mit den Beziehungen zwischen dem Extruderdruci: und der Kolbengeschwindigkeit, wenn die Vorrichtung in Fig. 11 "benutzt wird,

Fig. 13 stellt ein Diagramm zur .Veranschaulichung der Beziehungen zwischen Extmderkraft und Extrudiergeschwindigkeit dar, wenn ein Vorwärtszug von 100 kg zur Amvendung gebracht wird,und

Fig. 14 stellt ein Diagramm dar zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen dem Vorwärtszug und der Extrudiergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur "beim Extrudieren.

Bezugnehmend auf die erfindunssgemäße Vorrichtung, wie sie in Pig. 1 veranschaulicht wird, um einen Knüppel 4- in einem Behälter 2 durch ein Werkzeug 3 zu extrudieren, wobei ein angemessener Zug in Sichtung; das Pfeiles mittels einer Zugvorrichtung zum Vorwärtsziehen zur Anwandung gebracht wird, und Fig. 9 stellt eine Extrudervorriclitung zur Herstellung zusammengesetzter Drähte dar,, wobei 6 eine Bus® bedeutet, 7 ©I&en. Kerndraht, 8 eine Gasleitung und 9

Beispiel 1 Extrudieren von Metallen und Legierungen:

Bei Verwendung der Vorrichtung gemäß 2¹Ig. 1 und Anwendung eines Vor wärt s zug β.s auf das zu sxtrudiersnds Material wurde ein. Aluminiumknüppel mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge JO mm durch ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 10,8 mm bei Temperaturen von 40O⁰O, 200⁰G und Raumtemperatur extx^udiert. Die Ext rudi er kurve im Palle der Exbrudiertemperatur von 40Q⁰G zeigt die Fig. 2, die Extrudierkraft betrug 7>6 Tonnen wie bei A-B- der Kurve dargestellt ist, wenn der Vorwärtszug gleich Null ist; wenn die Extrudionsk3?aft auf 5 Tonnen reduziert wurde, war ein Extrudieren unmöglich. Auch wenn der Vorwärtszug bis zu im wesentlichen I5 kg er-

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höht wurde, war keinerleit Extrudieren möglich (Punkt O auf der Kurve). Venn ein Vorwärtszug von 50 kg oder 100 kg angewendet wurde, war das Extrudieren möglich und zwar in beiden Pillen bti einer Extrudierkraft von weniger als 5 Tonnen (zwischen C-D auf der Kurve). Venn man die obenerwähntenwirksamen Vorwärts züge mit den elastischen Drücken bei einem Materialbereich vergleicht, , der bei 400° 0 extrudiert wird, dann entsprechen diese Zugkräfte von 50 kg und 100 kg 55% bzw. 110% der andernfalls erforderlichen elastischen Drücke. Von Standpunkt der Extrudiergeschwindigkeit ' sei vermerkt, daß der wirksame Vorwärtszug mehr als 3% des elastischen Druckes des zu verformenden Materials beträgt· Venn die anderen Bedingungen vollständig die gleichen sind, zeigt die Fig. 3 die Extrudierkurve bei einer Extrudiertemperatur von 30O⁰O, wenn der erfindungsgemäße Vorwärtszug nicht angewendet wird, betrug die Extrudierkraft 22 Tonnen (zwischen E-P), aber wenn Vorwärts züge von 100 kg und 200 kg aufgebracht wurden, betrug die Extrudierkraft 15 Tonnen (Kurve Gr-H) und 16 Tonnen (Kurven H-I).

Im anderen Fall, wenn die Vorwärtsspannung 50 kg betrug, war die Extrudiergeschwindigkeit sehr gering. Bei Extrudierkräften von 15 und 16 Tonnen und, wenn eine höhere Extrudiergeschwindigkeit erforderlich war, war dies für eine wirtschaftliche Verwendung nicht brauchbar. Die obenerwähnten Vorwärtszüge betrugen 47,6% bzw. 99,2 % der elastischen Drücke für die Teilabschnitte des Materials, die bei 200% extrudiert wurden. Die Extrudierkurve im Falle der Bäumt emperatur ist wie in Fig. 4 veranschaulicht und, wenn kein Vorwärtszug angewendet wurde (Punkt J auf der Kurve) war das Extrudieren unmöglich, bei Extrudierkräften von 30 Tonnen und wenn die Vorwärtszüge 250 bis 380 kg betrugen, war das Extrudieren möglich wie in der Kurve J-K gezeigt und dieser Vorwärtszug entspricht 78 bis 119% des elastischen Druckes für das bei Raumtemperatur zu extrudierende Teilgebiet des Werkstückes. Ferner wurden Kupfer 4/6, Messing und Aluminium mittels der gleichen Vorrichtung extrudiert, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden.

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Tabelle 1 zeigt die Extrudionskraft, wenn der Vorwärtszug angewendet wird, im Vergleich mit· früheren Prozessen, wobei kein Vorwärts zug in Anwendung gebracht wurde, Der Vorwärts zug betrug 170 kg bei Kupfer, 120 kg bei Messing und 100 kg bei Aluminium.

Tabelle 1 Vergleich der Extrudierkräfte, wenn der Vorwärtszug angewendet wird und nicht angewendet wird (normales Extrudieren)

Material	Extrudier- temperatur (M	Extrudier- verhältnis	Extrudierkräfte (Tonnen)	Vorwärts- zug ist ange wendet
Kupfer 4/6 Messing Aluminium	700 550 400	20.7 2O.7 10.1	kein Vorwärts zug ist ange wendet	15.0 12.0 5.0
23.7 17.1 7.6

(Knüppel: 30 mm Durchmesser χ 30 mm Länge normalisiertes Material)

Der oben wiedergegebenen Tafel kann man mit aller Deutlichkeit entnehmen, daß die Extrudierkräfte mit Anwendung des Vorwärtszuges unabhängig von den Materialarten reduziert werden können, und demzufolge ist das Extrudieren bei geringeren Extrudiertemperaturen möglich und zwar auch im Falle verschieden geformter Teilabschnitte des Materials. Der im richtigen Maße auf das Material angewendete Vorwärtszug macht den Materialfluß über den gesamten Teilabschnitt einheitlich. Es steht fest, daß infolge der Anwendung verschiedene erfindungsgemäße Züge auf Jeden Teilabschnitt oder durch Anwendung des Zuges nur auf einen bestimmten Abschnitt die Extrudierverformung und der Materialfluß des Rohmaterials verbessert werden kann.

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_ 9 —

Wie das vorliegende Beispiel zeigt, tritt die Wirkung des Vorwärts züges unabhängig von der Temperatur ein und von dieser Tatsache ausgehend ist sichergestellt, daß bei der Benutzung eines Extruders mit einer bestimmten Kapazität die Extrudionstemperatur gesenkt werden kann, andererseits kann die Temperatur beim Ex- ■ trudieren aber auch dadurch erheblich gesenkt werden, daß das zu verformende Material beim Austritt aus dem Werkzeug gekühlt wird und durch die Anwendung eines starken Vorwärtszuges die Extrudierkräfte verringert werden.

Um den erfindungsgemaßen Vorwärtszug durchzuführen, kann eine Spannaufnahme, Hollen oder dgl. verwendet werden und die Spannung aufbringende Püttel, wobei versucht wurde, die Klemmwirkung auszunutzen, die auf dem Materialfluß beruht, wenn man. einen Schraubenkopf eine Schale, eine Röhre od. dgl. in den Knüppel einspannt.

Beispiel 2

Herstellung zusammengesetzter Drähte bestehend aus einem Stahlkern mit einem Aluminiummantel, wobei eine Düse verwendet wird:

Ein Aluminiumdraht mit einem Stahlkern wurde hergestellt mit den Mitteln der Vorrichtung nach Fig. 5« Die Pig. 5a veranschaulicht ein Grundsatzdiagramm für das Extrudieren zusammengesetzter Drähte, und die Fig. 5b zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei das Kernmaterial 7 mit der die Spannung aufbringenden Winde 5 (Aufnahme 5 oder Rolle 5)j gezogen wird die als Zugvorrichtung zum Ziehen des Drahtes durch die Düse 6 dient, das Werkzeug 3 und manchmal das Ziehwerkzeug 9 und eine nicht dargestelW te Kühlvorrichtung 8'. Der Knüppel 4- aus Mantelmaterial wird in den Behälter 2 eingelegt und durch den Kolben 1 herausgepreßt, während c ein geeigneter Vorwärtszug angewendet wird, und im Bedarfsfall wird auch eine Formoperation mittels der Ziehdüse 9 vollzogen.

In diesem Falle wird der Kolben zurückgezogen bevor die Länge des Knüppels 4- gleich Null geworden ist, um zwecks kontinuierlichen

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Extrudierens die Eaamer neu zu laden. In einigen Fällen können Reduktionsgase durch das Rohr 8 zugeführt werden, um eine Oxydation der Oberfläche des Kernmaterials zu verhindern. Der Ab- · stand d zwischen dem Düsenvorsprung 6 und der Werkzeugoberfläche 3 hat eine wichtige Beziehung zu dem Extrudiervorgang und dieser geringe Abstand kann bedeutend vergrößert werden, um ein geeig^- netes Schmiermittel zur Anwendung zu bringen.

Bei der Verwendung der obenbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde ein Aluminiumdraht mit einer Stahleinlage durch Extrudieren bei Temperaturen von 380° 0 hergestellt, wobei der Durchmesser des Behälters 30 mm betrug, der Durchmesser der Austrittöffnung 6,6 mm, d = 6,4 m und ein 3,1 ™& starker Stahldraht wurde als Kernmaterial verwendet. In Fig. 6 stellt die ausgezogene Kurve ein Diagramm dar, mit den Extrudierkräften über dem Kolbenhub, wenn der Vorwärtszug angewendet ist, wogegen die strichpunktierte Linie ein ähnliches Diagramm zeigt, bei dem der Vorwärtszug nicht angewendet wurde. Die Extrudierkraft betrug ohne Anwendung des Vorwärtszuges 23,7 Tonnen, wogegen bei einem Vorwärtszug von 50 kg im Punkte A die Extrudierkraft als volle Linie gezeigt ist, sie betrug 15 Tonnen und im Punkte B mit Anwendung eines Vorwärtszuges von 70 kg betrug die Extrudierkraft 13 Tonnen und weiter bei der Anwendung von 100 kg (C-D) wurde eine Extrudierkraft von 10 Tonnen bewirkt, wie das in den Teilen G und D dargestellt ist, dies bedeutet, das 57,8% der Extrudierkraft reiuziert wurde» Die Fig. 7 zeigt ein Diagramm mit den Beziehungen ■ zwischen der Extrudierkraft t und dem Kolbenhub bei d = 19,²I- mm, iußendurchmesser der Düs® ~ 10 mm, Austrittsdurchmesser = 6,6 mm ind einem Drahtkerndurchmesser von 3»1 ²^ wobei eine Extrudierbemperatur von 400⁰O herrschte und die Zugrichtung durch den Pfeil ingegeben ist. Die Extrudierkräfte von 10 Tonnen wurden hierbei constant gehalten, während ein Vorwärts zug von 0 bis 450 kg zur inwendung kam und wenn die Vorwärtsspannung zu 0 geworden war [Punkt A auf der Kurve) war das Extrudieren unmöglich, aber bei Ler Anwendung eines geringen Zuges war das Extrudieren möglich und

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mit einem Zug von 350 kg (A bis 0 auf der Kurve) erhielt man einen befriedigenden zusammengesetzten Brant. Bei einem Vorwärtszug von 400 bis 450 kg (B bis E auf der Kurve) waren die Extrudierkräfte geringer, aber es wurden erhebliche -Beschädigungen auf der Oberfläche des extrudierten Materials verursacht. In Pig. 8 ist die Beziehung zwischen dem Abstand d und dem Vorwärtszug unter den gleichen Bedingungen dargestellt, wobei der Vorwärtszug auf der Abszisse und der Abstand d auf der Ordinate aufgetragen wurde. In der Zeichnung stellen die schwarzen flächen A, B, G und D die Gebiete dar, in denen das Extrudieren zusammengesetzter Drähte möglich war, wogegen in den darunter liegenden Gebieten unterhalb A, B und O der Draht gebrochen wurde, splitterte oder nur der Kerndraht gezogen wurde; dies bedeutet, daß die Zonen unterhalb der Verbindungslinie A, B,O und D für die Herstellung zusammengesetzter Drähte ungeeignet ist.

Beispiel 3

Methode zum Extrudieren eines zusammengesetzten Aluminiumdrahtes mit einem Stahlkern ohne Anwendung der Düse;

Unter Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 9 (dieses ist eine Vorrichtung die die Verwendung der Düse 6 von der Vorrichtung nach Fig. 5 ausschließt) wurde ein zusammengesetzter Draht, wie in Beispiel 2 bei Temperaturen von 400° G hergestellt. In der Mitte eines Knüppels mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einer Länge von 60 mm wurde eine Bohrung mit einem Innendurchmesser von 3»5 mm eingebracht, und ein Stahldraht von 3»1 mm Stärke durchgezogen. Das Ergebnis war, wie in Fig. 10 dargestellt, daß ein Extrudieren bei 30 Tonnen möglich war, wenn der Vorwärts zug nicht in Anwendung gebracht wurde. Bei einer Extrudierkraft von 10 Tonnen war das Extrudieren mit einem Vorwärtszug von 0 bis I50 kg schwierig, aber bei einem Vorwärtszug von 200 kg war das Extrudieren mit 10 Tonnen möglich (A bis B auf der Kurve) bzw. 93 Tonnen (G bis D auf der Kurve).

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Bei allen obenerwähnten Beispielen war die Sichtung des durch den Kolben verursachten Druckes.und die Extrudierrichtung die gleiche, dagegen ist eine Ausführungsform, bei der die Sichtung des Kolbens und.die Ibctrudierrichtung nicht zusammenfallen, sondern sich rechtwinklig kreuzen, in Fig. 11 dargestellt.

Der Kerndraht 7 läuft durch ein Werkzeug 3? falls erforderlich durch ein weiteres werkzeug 9» und ist mit einer Vorrichtung oder einer Winde 5 zur Aufbringung des Vorwärtszuges verbunden. Andererseits wurde der Knüppel 4 in dem Behälter 2 geladen und mittels Druckkolben 1 in «ine Richtung extrudiert, die durch den Pfeil angegeben ist und gleichzeitig wurde der notwendige Vorwärtszug 5 ■ zur Anwendung in eine Sichtung gebracht, die ebenfalls durch den Pfeil dargestellt ist, Auf diese Veise wurde der zusammengesetzte Draht ohne Unterbrechung hergestellt. Falls erforderlich, können Reduktionsgase durch die Leitung 8 zugeführt werden, um eine Ojydation des Kamdrahtes 7 zu verhindern. Zwei lypen der in Pig. 11 dargestellten Ausführungsform wurden wegen der Gestalt des Werkzeugs 3 untersucht 5 eines davon ist in der Fig. veranschaulichten Form und das andere war so ausgeführt, daß die Düsenlänge auf der Innenseite erheblich vergrößert wurde, un-d die gegenüberliegende Wand als Werkzeug wirkt, wobei der Durchmesser der Werkzeugausflußöffnung 6 mm beträgt, der Innendurchmesser der Type beim Ein- ' tritt * 3»3 mm und der Durchmesser des Kerndrahtes 3»2 mm und der des AitittH τΗητηΤΓτηΐρρβί a ■ 30 mm, wobei er eine Höhe von 80 mm aufwies, und jedesmal, wenn der Knüppel ausgepreßt war, wurde ein nachfolgender Knüppel geladen und so kontinuierlich extrudiert. Hierbei wurde ein Draht mit einer Länge von 25 m hergestellt bei gleichzeitiger Verwendung des kombinierten Drahtziehapparates mit dem Werkzeug 9· Das Ergebnis war, daß kein nennenswerter Grad •zwischen dem Knüppel und dem extrudierten Material gebildet werden konnte, und die Adhäsion zwischen dem StahJfern und dem Aluminiummantel ganz ausgezeichnet war. Uach dem Extrudieren wurde der Durchmessendes zusammengesetzten Drahtes auf 4,9 mm mittels einer'

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Drahtziehmaschine reduziert, und darüber hinaus wurde ein dünner Stahldraht mit ^i mrti ni nrnTna-n-hA"! von weniger als 1 ™w Durchmesser auf einer Bückwärtsdrahtziehmascnine daraus hergestellt.

12 stellt ein Diagramm dar, das die Beziehung zwischen der Extrudierkraft und der Extrudiergeschwindigkeit des Kolbens ■veranschaulicht, wenn die Vorrichtung nach Fig. 11 verwendet ist. Es zeigt solche Daten, daß der Vorwärts zug von 100 kg konstant gehalten und dann bis zu 210 kg erhöht wurde. Der Kurventeil von E bis 0 stellt ein Diagramm dar, das bei einer Vorwärtsspannung von konstant 100 kg aufgenommen wurde und der Seil E stellt den .Moment dar, bei dem ein neuer Knüppel in die Maschine zum Extrudieren eingelegt wurde, der Teil von F bis 0 zeigt den Wechsel der Extrudierbedingungen und im Teil J betrug die Extrueionskraft 21 Tonnen; ohne Anwendung des Vorwärtszuges war das Extrudieren unmöglich, jedoch bei Anwendung des Zuges durchführbar.

Die Kurve von P bis T zeigt dia Bedinungan, bei denen di· Extrudierkraft von 26 Tonnen konstant gahaltan wurde und der Vorwärtszug von 100 bi3 210 kg variiert wurde.

Die Fig. 13 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Extrudierkraft und der Geschwindigkeit bei einem Vorwärtsaug von 100 kg wenn die Extrudierkraft von 21 bis zu 27 Tonnen variiert wird, und

von
bei einer Extrudierkraft/21 Tonnen war das Extrudieren ohne Spannung unmöglich, wohingegen bei nur 100 kg Vorwärtszug das Extrudieren möglich wurde und bei einer Erhöhung von nur 5 Tonnen, das bedeutet eine Extrudierkraft von 21 bis 26 Tonnen, stieg die Extrudiergeschwindigkeit bis zum dreieinhalbfachen an, wobei der Anstieg der Extrudiergeschwindigkeit die auf dia Inderung dar Extrudierkraft bei konstantem Zug zurückzuführen ist, für die industrielle Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens von gro- j ßer Bedeutung ist· -···.,

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Mg. 14 gibt die Beziehung zwischen Extrudiergeschwindigkeit und Vorwärtszug in Abhängigkeit von der Extrudiertemperatur wieder, wobei OC ein Diagramm bei 585°0 zeigt, ß ein Diagramm bei 365°Cj was eine verhältnismäßig geringe Extrudiertemperatur ist, bei der sich das Extrudieren verhältnismäßig schwierig gestaltet· Die Extrudierkraft betrug dabei konstant 26 Tonnen und die Extrudiergeschwindigkeit wurde durch Erhöhung das Vorwärtszuges beträchtlich gesenkt, womit die Wirkung des Vorwärtszuges veranschaulicht ist. Bei einem Vorwärtszug im Falle <X von 100 kg betrug die Extrudiergeschwindkeit 50 mm/min, wogegen bei einem Vorwärtszug von 150 kg eine Extrudiorgeschwiadigkeit von 460 mm^iain auftrat, dies ist das 1s5£sche₉ so daß die Extrudiergeschwindigkeit bis zum 9»5fachen gesteigert wurde., was d®n bemerkenswerten Effekt das Vorwärtszuges veranschaulicht«

Bei einem Vorwärtszug im lalle ß von I50 kg betrug die Exbrudiergeschwindigkait 60 mm/sin, wogegen "bei 210 kg die Extrudiergeschwindigkeit auf 370 mm/min gesteigert wurde _? so daß die Estrudiergesohwindigkeit den 6₉Ifaehen ¥ert erreichte. Bei den b^und P Siagrammen_s wobei dia ®Qmperaturdiff©r©E,sen nur 60 betrugen und eia gleieAbldibenaer Vorwärts zug iron I50 kg zur Anwendusg kam_? zeigt das &l Eiagrama ein© Geschwindigkeit von 460 mm/min und das P Diagraißffl 60 ani/mln₅ so daQ die Extrudiergeschwindigkeit des ersteren etwa äom 7s7fa©h®n des letzteren entspricht. Durch die zusätzliche Anwendung des Torwartszuges wurde die Herstellung eines aus Aluminium und Stahl zusammengesetzten Drahtes auf dem Wege des Extru&iereas erstmalig möglich, und durch geeignete Wahl der Größe des Vorwärts zug© s und der Ixtrudierkraft bei höheren Temperaturen (400° bis 500° G), was für das Extrudieren günstig ist, kam die Extrudiergaschwindigkeit auf mehrere 10 Meter /min und gleichzeitig kann das Extrudierverhältnis größer gewählt werden, so daß das •pfindungsgemäß© Verfahren bei der MassenproduMon äußerst günstig angewendet werden kann.

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Aus der vorangegangenen Bar stellung geht klar hervor, daß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens infolge des erfindungsgemäßen. Vorwärtszuges die Extrudierkraft erheblich gesenkt werden kann, das Extrudieren erleichtert, und die Wirksamkeit der Verformung verbessert wird. Es ist ein großer Anwendungsbereich in der Industrie gegeben. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, beispielsweise nicht auf die besondere Vorrichtung, die zu extrudierenden Metalle und Legierungen, die Arbeitsweise und den Extrudierprozess, auch nicht auf das direkte oder indirekte Extrudieren·

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Claims

Patentansprüche

(λ] Verfahren zum Extrudieren von -Metallen und Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daS die Metalle und Legierungen während des Extrudierens einer angemessenen Zugkraft in Vorwärtsrichtung unterworfen werden, um die Extrudierkraft zu reduzieren, das Extrudieren komplizierter Formen zu erleichtern und gleichzeitig eine Korrektur und eine Formgebung des herzustellenden Gegenstandes während des Extrudierens zu ermöglichen*
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahans nach Anspruch 1, . gekennzeichnet durch die .Anordnung einer das Material beim Austritt aus einem Extruder, einer Stanzpresse einer Fließpresse oder einer Piatiervorrichtung ergreifender Zieheinrichtung, wobei die Zieh-Eichtung mit dar Austrittrichtung des Materials im wesentlichen übereinstimmt.

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