DE1452515C3 - Pressing die arrangement to form a hot extrusion - Google Patents

Pressing die arrangement to form a hot extrusion

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DE1452515C3 DE19631452515 DE1452515A DE1452515C3 DE 1452515 C3 DE1452515 C3 DE 1452515C3 DE 19631452515 DE19631452515 DE 19631452515 DE 1452515 A DE1452515 A DE 1452515A DE 1452515 C3 DE1452515 C3 DE 1452515C3
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Oscar R. Louisville Ky. Zipf (V.St.A.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
    • B21C25/02—Dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/04—Cooling or heating of press heads, dies or mandrels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

1 21 2

beim Anmelduiigsgegenstand zu einem Betriebs-Patentanspruch· zustand mit so wenig Reibung, daß die Matrize ausin the subject of the application for an operating patent claim condition with so little friction that the die came out

Beryllium-Kupfer-Legierung im Vergleich zu anderenBeryllium-copper alloy compared to others

Matrizenanordnung zum Warmstrangpressen geradezu »schlüpfrig« erscheint.Die arrangement for hot extrusion appears downright "slippery".

insbesondere hochschmelzender Werkstoffe wie 5 Die tatsächlich erforderliche Temperaturdifferenz Titan, Zirkon, Niob oder Molybdän, bei der zur ist in erster Linie abhängig von Größe und Gestalt Vermeidung des Festfressens des Preßwerkstoffes der Matrizenöffnung und von der Art der Metalle an der Matrizenoberfläche die Matrize eine und der Metallegierungen, die in der Strangpresse Kühleinrichtung aufweist, gekennzeichnet verarbeitet werden.especially refractory materials such as 5 The temperature difference actually required Titanium, zirconium, niobium or molybdenum, which is primarily dependent on size and shape Avoiding seizure of the press material of the die opening and of the type of metals on the die surface the die one and the metal alloys used in the extrusion press Has cooling device, marked processed.

durch die Verwendung einer Beryllium-Kupfer- io Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes Legierung als Matrizenwerkstoff und die Kühlung ist darin zu sehen, daß infolge des großen Tempeder Matrize auf eine Temperatur im Bereich von raturunterschiedes zwischen der Matrize und dem — 18 bis — 1800C. Material, welches in der Strangpresse verarbeitetby use of a beryllium-copper io Another advantage of the subject invention alloy as Matrizenwerkstoff and cooling can be seen in the fact that due to the large Tempeder die to a temperature in the range of raturunterschiedes between the die and the - 18 to - 180 0 C. Material that is processed in the extrusion press

wird, ein Gleitmittel für das Preßgut entbehrlich ist, χ 5 ein Festklemmen des Titans oder Zirkons in der Düsea lubricant for the pressed material is unnecessary, χ 5 clamping of the titanium or zirconium in the nozzle

vermieden wird und dementsprechend die Lebensdauer der Matrize erheblich erhöht wird.is avoided and, accordingly, the service life of the die is considerably increased.

Durch Erhöhung der Härte der Beryllium-Kupfer-Legierung der Matrize durch die Unterkühlung wirdBy increasing the hardness of the beryllium-copper alloy the die is caused by the undercooling

Die Erfindung betrifft eine Matrizenanordnung 20 schließlich auch noch die Reaktion zwischen dem zum Warmstrangpressen, die das Auspressen von herausgepreßten Metall und der Matrize verringert. Metallen, wie Titan, Zirkon, Molybdän, Niob, ermög- Benutzt man eine Matrize nach der Erfindung, dieThe invention relates to a die assembly 20, finally, the reaction between the for hot extrusion, which reduces the extrusion of extruded metal and the die. Metals such as titanium, zirconium, molybdenum, niobium, if a die according to the invention is used, the

licht. Diese Metalle sind äußerst reaktionsfähig, aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung besteht und haben hohe Schmelzpunkte und erfordern hohe auf eine Temperatur von mindestens —18° C ge-Strangpreßtemperaturen. 25 bracht worden ist, dann ergibt sich, daß das Strang-light. These metals are extremely reactive and consist of a beryllium-copper alloy and have high melting points and require high extrusion temperatures to a temperature of at least -18 ° C. 25 has been brought, then it follows that the strand

Es ist bereits bekannt (vgl. »Metal Industry«, preßerzeugnis sehr genaue Abmessungen und eine 7. März 1963, S. 328 bis 333, und »Metal Industry«, glatte Oberfläche hat. Das gilt beispielsweise auch bei 2. Juni 1950, S. 442), daß Kupfer-Beryllium-Legie- Titan, welches bisher als besonders schwierig durch rangen als besonders verschleiß- und abriebfest gelten Strangpressen zu verarbeiten galt. Auch die physika- und insbesondere die Neigung aufweisen, mit an- 30 lischen Eigenschaften des Preßlings sind ungewöhnderen Werkstoffen nicht zu verschweißen. Derartige lieh gut. Benutzt man gleichzeitig den erforderlichen Legierungen hat man daher bereits als Matrizen- Wärmeaustauscher und das richtige Kühlmittel, dann werkstoff für die Metallumformung, wie das Tief- erhält man eine Matrize, die über einen langen Zeitziehen oder Fließpressen, verwendet. raum zufriedenstellend arbeitet und erst verhältnis-It is already known (see. "Metal Industry", pressed product very precise dimensions and a March 7, 1963, pp. 328 to 333, and "Metal Industry", has a smooth surface. This also applies to, for example June 2, 1950, p. 442) that copper-beryllium alloy titanium, which so far has been particularly difficult by rangen extrusion presses were considered to be particularly wear and abrasion resistant. The physics and, in particular, have a tendency to have the properties of the pellet are more unusual Materials not to be welded. Such borrowed well. If you use the required one at the same time Alloys are therefore already available as die heat exchangers and the right coolant, then Material for metal forming, such as deep-drawing, you get a die that draws over a long period of time or extrusion is used. space works satisfactorily and only proportionally

Andererseits ist es bereits bekannt (vgl. USA.- 35 mäßig später überholt werden muß.
Patentschrift 2 135 195), insbesondere beim Strang- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in derOn the other hand, it is already known (see USA.- 35 has to be overhauled moderately later.
Patent 2,135,195), especially in the strand- An embodiment of the invention is in the

pressen von Aluminium, die Matrize in Abhängigkeit Zeichnung dargestellt. Es zeigt
von dem zu verpressenden Metall insbesondere mit Fig. 1 eine Rückansicht einer bevorzugten AusWasser stark zu kühlen, um die Gefahr des An- führungsform einer Matrize und
Schweißens des Preßwerkstoffes an die Matrizen- 40 Fig. 2 einen Schnitt nach LinieII-II der Fig. 1. oberfläche, welches die Ursache für eine unsaubere Der Eingangskonus aus Stahl ist in der Zeichnungpressing of aluminum, the die shown as a function of the drawing. It shows
of the metal to be pressed, in particular with FIG
Welding of the press material to the die 40 Fig. 2 a section along line II-II of Fig. 1. surface, which is the cause of an unclean surface. The input cone made of steel is shown in the drawing

Oberfläche des austretenden Stranges ist, zu ver- mit 1 bezeichnet. Die Matrize 2 aus einer Kupfermeiden. Beryllium-Legierung ist von dem Eingangskonus aus Die Erfindung betrifft nun eine Matrizenanord- Stahl durch eine dünne Schicht 3 aus Isoliermaterial, nung zum Warmstrangpressen hochschmelzender 45 wie Glimmer, thermohärtenden plastischen Stoffen Werkstoffe wie Titan, Zirkon, Niob oder Molydän, und dergleichen, isoliert ist, um einen hohen Tembei der zur Vermeidung des Festpressens des Preß- peraturgradienten zwischen dem Metallblock und der werkstoff an der Matrizenoberfläche die Matrize eine eigentlichen Matrize 2 aufrechtzuerhalten, der die Kühleinrichtung aufweist. Die neue Matrizenanord- Aufgabe hat, das Einfrieren des Metallblocks und nung ist durch die Verwendung einer Beryllium- 50 das Auftreten unerwünscht hoher Drücke zu verKupfer-Legierung als Matrizenwerkstoff und die Küh- hindern. Eine Leitbacke oder Leitplatte 4· aus Stahl lung der Matrize auf eine Temperatur im Bereich von ist an der Matrize 2 mit einer Kupfer-Hartlötschicht 8 — 18 bis—180° gekennzeichnet." befestigt und besitzt eine entsprechende Anpreßöff-Ein wesentlicher Vorteil der Strangpreßmatrize nung. Die Durchlässe 5 für das Kühlmittel (insbenach der Erfindung besteht darin, daß der Reibungs- 55 sondere flüssiges Gas) gehen durch die Leitbacke 4 koeffizient zwischen dem Metallblock und dem hindurch und führen in Ausnehmungen der Matrize. Matrizenmaterial infolge der großen Temperatur- Das flüssige Kühlmittel 6 steht über eine Rohrdifferenz erheblich verkleinert wird. Während es all- leitung mit den 'Durchlässen 5 in Verbindung. Mit gemein bekannt ist, daß der Reibungskoeffizient Hilfe einer Pumpe 7 wird das Kühlmittel angesaugt, größer wird, wenn die Temperaturen unterschiedlich 60 durch die Durchlässe gepumpt und kehrt in den gearteter Metalle zu einem Gleichgewicht kommen, Wärmeaustauscher zurück, der mit Hilfe- eines wird bei der Erfindung gerade das umgekehrte Prinzip üblichen Kühlkompressors auf einer Temperatur angewendet, und die große Temperaturdifferenz führt unter —18° C gehalten wird.The surface of the exiting strand is denoted by 1, for example. The die 2 from a copper meander. Beryllium alloy is made from the input cone. The invention now relates to a Matrizenanord- steel through a thin layer 3 of insulating material, Application for hot extrusion of high-melting 45 such as mica, thermosetting plastic materials Materials like titanium, zirconium, niobium or molybdenum, and the like, is insulated to a high Tembei to avoid the pressing temperature gradient between the metal block and the material on the die surface to maintain the die an actual die 2, which the Has cooling device. The new Matrizenanord- task has to freeze the metal block and In addition, the use of a beryllium alloy prevents undesirably high pressures from occurring as a copper alloy as a die material and prevents the cooling. A guide jaw or guide plate 4 · made of steel Development of the die to a temperature in the range of is on the die 2 with a copper brazing layer 8 - 18 to - 180 ° marked. "And has a corresponding pressure opening essential advantage of the extrusion die voltage. The passages 5 for the coolant (insbenach The invention consists in the fact that the friction 55 special liquid gas) go through the guide jaw 4 coefficient between the metal block and the through and lead into recesses in the die. Die material due to the high temperature The liquid coolant 6 is above a pipe difference is reduced significantly. While it is all-line with the 'passages 5 in connection. With It is common knowledge that the coefficient of friction is sucked in with the aid of a pump 7, gets greater when the temperatures are pumped through the passages and returns to the 60 different temperatures type metals come to an equilibrium, heat exchanger back, which with the help of a is in the invention just the opposite principle of the usual refrigeration compressor at one temperature applied, and the large temperature difference leads to below -18 ° C is kept.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 beim Anmelduiigsgegenstand zu einem Betriebs-Patentanspruch· zustand mit so wenig Reibung, daß die Matrize ausin the subject of the application for an operating patent claim condition with so little friction that the die came out Beryllium-Kupfer-Legierung im Vergleich zu anderenBeryllium-copper alloy compared to others Matrizenanordnung zum Warmstrangpressen geradezu »schlüpfrig« erscheint.Die arrangement for hot extrusion appears downright "slippery". insbesondere hochschmelzender Werkstoffe wie 5 Die tatsächlich erforderliche Temperaturdifferenz Titan, Zirkon, Niob oder Molybdän, bei der zur ist in erster Linie abhängig von Größe und Gestalt Vermeidung des Festfressens des Preßwerkstoffes der Matrizenöffnung und von der Art der Metalle an der Matrizenoberfläche die Matrize eine und der Metallegierungen, die in der Strangpresse Kühleinrichtung aufweist, gekennzeichnet verarbeitet werden.especially refractory materials such as 5 The temperature difference actually required Titanium, zirconium, niobium or molybdenum, which is primarily dependent on size and shape Avoiding seizure of the press material of the die opening and of the type of metals on the die surface the die one and the metal alloys used in the extrusion press Has cooling device, marked processed. d u r c h die Verwendung einer Beryllium-Kupfer- io Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes Legierung als Matrizenwerkstoff und die Kühlung ist darin zu sehen, daß infolge des großen Tempeder Matrize auf eine Temperatur im Bereich von , raturunterschiedes. zwischen der Matrize und dem — 18 bis — 1800C. ' Material, welches in der Strangpresse verarbeitetthrough the use of a beryllium-copper alloy. Another advantage of the subject matter of the invention as a die material and the cooling can be seen in the fact that, due to the high temperature of the die, a temperature in the range of, temperature difference. between the die and the - 18 to - 180 0 C. 'material which is processed in the extrusion press wird, ein Gleitmittel für das Preßgut entbehrlich ist, 15 ein Festklemmen des Titans oder Zirkons in der Düsea lubricant for the pressed material is dispensable, 15 clamping of the titanium or zirconium in the nozzle . vermieden wird und dementsprechend die Lebens-. is avoided and accordingly the life dauer der Matrize erheblich erhöht wird.duration of the die is increased significantly. . . Durch Erhöhung der Härte der Beryllium-Kupfer-. . By increasing the hardness of the beryllium copper . ■ _ ■ Legierung der Matrize durch die Unterkühlung wird. ■ _ ■ Alloy the die due to the undercooling Die Erfindung betrifft eine Matrizehanordnung 20 schließlich auch noch die Reaktion zwischen dem zum Warmstrangpressen, die das Auspressen von herausgepreßten Metall und der Matrize verringert. Metallen, wie Titan, Zirkon, Molybdän, Niob, ermög- Benutzt man eine Matrize nach der Erfindung, dieThe invention relates to a die assembly 20 and finally also the reaction between the for hot extrusion, which reduces the extrusion of extruded metal and the die. Metals such as titanium, zirconium, molybdenum, niobium, if a die according to the invention is used, the licht. Diese Metalle sind äußerst reaktionsfähig, aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung besteht und haben hohe Schmelzpunkte und erfordern hohe auf eine Temperatur von mindestens —18° C ge-Strangpreßtemperaturen. 25 bracht worden ist, dann ergibt sich, daß das Strang-light. These metals are extremely reactive and consist of a beryllium-copper alloy and have high melting points and require high extrusion temperatures to a temperature of at least -18 ° C. 25 has been brought, then it follows that the strand Es ist bereits bekannt (vgl. »Metal Industry«, preßerzeugnis sehr genaue Abmessungen und eine 7. März 1963, S. 328 bis 333, und »Metal Industry«, glatte Oberfläche hat. Das gilt beispielsweise auch bei 2. Juni 1950, S. 442), daß Kupfer-Beryllium-Legie- Titan, welches bisher als besonders schwierig durch rangen als besonders verschleiß- und abriebfest gelten Strangpressen zu verarbeiten galt. Auch.die physika- und insbesondere die Neigung aufweisen, mit an- 30 lischen Eigenschaften des Preßlings sind ungewöhnderen Werkstoffen nicht zu verschweißen. Derartige lieh gut. Benutzt man gleichzeitig den erforderlichen Legierungen hat man daher bereits als Matrizen- Wärmeaustauscher und das richtige Kühlmittel, dann werkstoff für die Metallumformung, wie das Tief- erhält man eine Matrize, die über einen langen Zeitziehen oder Fließpressen, verwendet. raum zufriedenstellend arbeitet und erst verhältnis-It is already known (see. "Metal Industry", pressed product very precise dimensions and a March 7, 1963, pp. 328 to 333, and "Metal Industry", has a smooth surface. This also applies to, for example June 2, 1950, p. 442) that copper-beryllium alloy titanium, which so far has been particularly difficult by rangen extrusion presses were considered to be particularly wear and abrasion resistant. Also the physics and, in particular, have a tendency to have the properties of the pellet are more unusual Materials not to be welded. Such borrowed well. If you use the required one at the same time Alloys are therefore already available as die heat exchangers and the right coolant, then Material for metal forming, such as deep-drawing, you get a die that draws over a long period of time or extrusion is used. space works satisfactorily and only proportionally Andererseits ist es bereits bekannt (vgl. USA.- 35 mäßig später überholt werden muß.
Patentschrift 2 135 195), insbesondere beim Strang- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in derOn the other hand, it is already known (see USA.- 35 has to be overhauled moderately later.
Patent 2,135,195), especially in the strand- An embodiment of the invention is in the pressen von Aluminium, die Matrize in Abhängigkeit Zeichnung dargestellt. Es zeigt
von dem zu verpressenden Metall insbesondere mit F i g. 1 eine Rückansicht einer bevorzugten AusWasser stark zu kühlen, um die Gefahr des An- führungsform einer Matrize und
Schweißens des Preßwerkstoffes an die Matrizen- 40 Fig. 2 einen Schnitt nach LinieII-II der Fig. 1. oberfläche, welches die Ursache für eine unsaubere Der Eingangskonus aus Stahl ist in der Zeichnungpressing of aluminum, the die shown as a function of the drawing. It shows
of the metal to be pressed, in particular with FIG. 1 shows a rear view of a preferred out of water to cool strongly in order to avoid the risk of the cited form of a die and
Welding of the press material to the die 40 Fig. 2 a section along line II-II of Fig. 1. surface, which is the cause of an unclean surface. The input cone made of steel is shown in the drawing Oberfläche des austretenden Stranges ist, zu ver- mit 1 bezeichnet. Die Matrize 2 aus einer Kupfermeiden. . Beryllium-Legierung ist von dem Eingangskonus aus Die Erfindung betrifft nun eine Matrizenanord- Stahl durch eine dünne Schicht 3 aus Isoliermaterial, nung zum Warmstrangpressen hochschmelzender 45 wie Glimmer, thermohärtenden plastischen Stoffen Werkstoffe wie Titan, Zirkon, Niob oder Molydän, und dergleichen, isoliert ist, um einen hohen Tembei der zur Vermeidung des Festpressens des Preß- peraturgradienten zwischen dem Metallblock und der werkstoff an der Matrizenoberfläche die Matrize eine eigentlichen Matrize 2 aufrechtzuerhalten, der die Kühleinrichtung aufweist. Die neue Matrizenanord- Aufgabe hat, das Einfrieren des Metallblocks und nung ist durch die Verwendung einer Beryllium- 50 das Auftreten unerwünscht hoher Drücke zu verKupfer-Legierung als Matrizenwerkstoff und die Küh- hindern. Eine Leitbacke oder Leitplatte 4 aus Stahl lung der Matrize auf eine Temperatur im Bereich von ist an der Matrize 2 mit einer Küpfer-Hartlötschicht 8 — 18 bis —180° gekennzeichnet.· befestigt und besitzt eine entsprechende Anpreßöff-Ein wesentlicher Vorteil der Strangpreßmatrize nung. Die Durchlässe 5 für das Kühlmittel (insbenach der Erfindung besteht darin, daß der Reibungs- 55 sondere flüssiges Gas) gehen durch die Leitbacke 4 koeffizient zwischen dem Metallblock und dem hindurch und führen in Ausnehmungen der Matrize. Matrizenmaterial infolge der großen Temperatur- Das flüssige Kühlmittel 6 steht über eine Rohrdifferenz erheblich verkleinert wird. Während es all- leitung mit den Durchlässen 5 in Verbindung. Mit gemein bekannt ist, daß der Reibungskoeffizient Hilfe einer Pumpe 7 wird das Kühlmittel angesaugt, größer wird, wenn die Temperaturen unterschiedlich 60 durch die Durchlässe gepumpt und kehrt in den gearteter Metalle zu einem Gleichgewicht kommen, Wärmeaustauscher zurück, der mit Hilfe eines wird bei der Erfindung gerade das umgekehrte Prinzip üblichen Kühlkompressors auf einer Temperatur angewendet, und die große Temperaturdifferenz führt unter —18° C gehalten wird.The surface of the exiting strand is denoted by 1, for example. The die 2 from a copper meander. . Beryllium alloy is made from the input cone. The invention now relates to a Matrizenanord- steel through a thin layer 3 of insulating material, Application for hot extrusion of high-melting 45 such as mica, thermosetting plastic materials Materials like titanium, zirconium, niobium or molybdenum, and the like, is insulated to a high Tembei to avoid the pressing temperature gradient between the metal block and the material on the die surface to maintain the die an actual die 2, which the Has cooling device. The new Matrizenanord- task has to freeze the metal block and As a result of the use of a beryllium alloy, undesirably high pressures to copper alloy can occur as die material and the cooling hinders. A guide jaw or guide plate 4 made of steel Development of the die to a temperature in the range of is on the die 2 with a Küpfer brazing layer 8 - Marked 18 to -180 °. · Fastened and has a corresponding Anpreßöff-Ein essential advantage of the extrusion die voltage. The passages 5 for the coolant (insbenach The invention consists in the fact that the friction 55 special liquid gas) go through the guide jaw 4 coefficient between the metal block and the through and lead into recesses in the die. Die material due to the high temperature The liquid coolant 6 is above a pipe difference is reduced significantly. While it is all-line with the passages 5 in connection. With It is common knowledge that the coefficient of friction is sucked in with the aid of a pump 7, gets greater when the temperatures are pumped through the passages and returns to the 60 different temperatures Kind of metals come to an equilibrium, heat exchanger back, which with the help of a is in the invention just the opposite principle of the usual refrigeration compressor at one temperature applied, and the large temperature difference leads to below -18 ° C is kept. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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