DE1602371A1 - Verfahren zum Herstellen eines laenglichen Produktes,wie eines Drahtes,eines Kabels oder einer Stange,aus Kohlenstoffstahl,mit hoher Bruch- und Dehnungsfestigkeit,sowie nach diesem Verfahren hergestellte Produkte - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines laenglichen Produktes,wie eines Drahtes,eines Kabels oder einer Stange,aus Kohlenstoffstahl,mit hoher Bruch- und Dehnungsfestigkeit,sowie nach diesem Verfahren hergestellte Produkte

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DE1602371A1 DE1967T0034876 DET0034876A DE1602371A1 DE 1602371 A1 DE1602371 A1 DE 1602371A1 DE 1967T0034876 DE1967T0034876 DE 1967T0034876 DE T0034876 A DET0034876 A DE T0034876A DE 1602371 A1 DE1602371 A1 DE 1602371A1
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Description

NEUE UNTERLAGEN
Patentanmeldung P 16 02 37t.5
Trefileries & cableries de Bourg et du Havre
Verfahren zum Herstellen eines länglichen Produktes. wie eines Drahtes, eines Kabels oder einer Stange. aus Kohlenstoffstahl, mit hoher Bruch- und Dehnungsfestigkeit, sowie nach diesem Verfahren hergestellte
Produkte
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines länglichen Produktes, wie eines Drahtes, eines Kabels oder einer Stange, aus Kohlenstoffstahl mit hoher Bruch- und Dehnungsfestigkeit, sowie die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte.
Es ist bekannt, ein Verfestigen industriell durch Kaltwalzen von Stahlprodukten durchzuführen, beispielsweise Drähte oei Umgebungstemperatur dadurch zu verformen, daß sie zwischen zwei Walzzylindern durchlaufen.
Ebenfalls ist es bekannt, derartige Produkte bei einer Temperatur heiß zu walzen, die oberhalb der Umkristallisations-Temperatur des Stahles liegt. Im allgemeinen wird dieses Heißwalzen oberhalb des Punktes ACJ des Stahles durchgeführt, d.h. oberhalb derjenigen Temperatur, bei welcher der Stahl von der kubischzentrierten Struktur zu der kubischen Struktur mit zentrierten Flächen übergeht.
Da der Stahl bei Umgebungstemperatur nur eine geringe
(Art 11' AtIS, 4 Nr. l \mu Λ aeu Ancfcrunyuaua. J. <». «·
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Plastizität aufweist, macht das Kaltwalzen eine stufenweise Verminderung des Querschnitts in zahlreichen Stufen erforderlich, welche sogar in gewissen Fällen durch Umkristallisationsperioden und eventuell durch Ausglühen oder Patentieren unterbrochen werden müssen.
Demgegenüber gestattet das Heißwalzen bei einer Temperatur, bei welcher der Stahl spontan umkristallisiert, größere Verformungen, jedoch haben die derartig bei hoher Temperatur gewalzten Stähle nur eine relativ geringe mechanische Festigkeit.
Aus dem britischen Patent 748 357 (SOMERSET) ist ein Verfahren bekannt, kalt gezogene Drähte zu ziehen, wobei man den Draht, nachdem man ihn auf 120 bis 5000C und vorzugsweise 250 bis 3100C erwärmt hat, hinreichend stark in Längsrichtung zieht, um ihn dauerhaft zu strecken, während er bei der genannten Temperatur gehalten wird.
Mit diesem Verfahren kann man Stahldrähte mit mittlerem oder höherem Kohlenstoffgehalt erhalten, welche eine hohe Zugfestigkeit haben und unter Zug ihre Spannung beibehalten, d. h., deren Elastizitätsgrenze sehr nahe der Grenze des Bruchwiderstandes liegt.
Dieses bekannte Verfahren gestattet es nicht oder nur unter sehr schwierigen Umständen, Drähte oder ähnliche Produkte zu erhalten, welche einen anderen als einen kreisförmigen Querschnitt haben, was einen erheblichen Nachteil darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren aines länglichen Produktes aus Kohlenstoffstahl anzugeben, welches eine hohe Bruch- und Dehnungsfestig-
009832/0539
keit aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein längliches Produkt aus Stahl, nach einer Patentierungsbehandlung und nach einem mechanischen Kaltverformen, bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Umkristallisationstemperatur des Stahles walzt und dann wieder auf Raumtemperatur abkühlt.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich daher von dem Verfahren, das in der britischen Patentschrift 7^8 357 beschrieben ist, durch die Tatsache, daß ein Patentieren vor dem Kaltverformen vorgesehen ist, und durch die Tatsache, daß der Draht gewalzt und nicht durch ein Ziehen in Längsrichtung einer permanenten Streckung unterworfen wird, während er sich bei einer Temperatur über der Umgebungstemperatur und unter der Umkristallisationstemperatur des Stahles befindet.
Erfindungsgemäß liegt die Walztemperatur beispielsweise zwischen 100 und 5000C, wobei das Walzen eine Querschnittsverminderung und/oder eine Querschnittsveränderung des Drahtes Dewirkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf alle länglichen Stahlprodukte angewandt werden, insbesondere auf Drähte, Stangen, Stäbe, Bündel paralleler Drähte, Litzen, Kabel oder Rohre.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die aufgezählten länglichen Produkte, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt sind.
Diese länglichen Produkte können beispielsweise einen abgeplätteten oder einen Z-förmigen Querschnitt aufweisen.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die erhaltenen Produkte sind in den Zeichnungen erläutert; es zeigen: ,
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum 009832/053 9
- 4 Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2, 2a, 2b, 2c und 2d Darstellungen verschiedener Drahtquerschnitte, die bei einem einzigen Walzvorgang erhalten werden.
Fig. 3, 3a, ^b, 3c eine Litze oder ein Bündel aus
ν parallelen Drähten, welche(s) erfindungsgemäß durch Verformen des Bündels hergestellt ist,
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Durchführen eines abgeänderten erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Herstellen eines Drahtes mit erhöhtem .Fließvermögen.
Erfindungsgemäß geht man von einem harten oder mittelharten, auf konventionelle Weise durch Heißwalzen hergestellten Kohlenstoff-Stahldraht aus. Diesen Draht patentiert man, indem man ihn bei ungefähr 900°C austenisiert und dann schnell auf 5000C abkühlt, dann führt man ein Beizen und eine Oberflächenbehandlung durch, indem man ihn beispielsweise auf konventionelle Weise phosphatiert, und schließlich verfestigt man diesen Draht in kaltem Zustand.
Gemäß Fig. 1 richtet man dann den Draht bei Umgebungstemperatur, indem man ihn durch Rollenstraßen 2 und 3» die gegeneinander um 9O0 versetzt sind, und/oder durch Führungen leitet.
Die Rollen 2 und 3 und/oder die Führungen erlauben es, den Draht in geradlinigem Zustand den nachfolgenden Bearbeitungsstellen zuzuführen.
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Nach diesem Richten wird der Draht erfindungsgemäß auf eine Temperatur von beispielsweise 300°C erhitzt, indem er eine Selbstinduktionsheizvorrichtung durchläuft.
Hierauf wird der Draht erfindungsgemäß in einem einzigen Durchgang bei der genannten Temperatur zwischen zwei Walzzylindern 5 gewalzt.
Der platte, so erhaltene Draht gemäß Fig. 2b wird während seines Durchganges durch eine Kühlvorrichtung 6 auf Raumtemperatur abgekühlt und hierauf auf eine Haspel 7 oder auf eine gleich wirkende Wickelvorrichtung aufgewickelt.
Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zu zeigen, wird im folgenden eine besondere Ausführungsform dieses Verfahrens dargestellt.
Man geht aus von einem Walzdraht, welcher heiß gewalzt wurde und einen kreisförmigen Querschnitt von 8 mm Durchmesser hat. Dieser Draht besteht aus einem Stahl mit
einem Kohlenstoffgehalt von 0 einem Magnesiumgehalt von 0,65$ und einem Gehalt an Schwefel und Phosphor von 0,06#, und
im übrigen aus Elsen und den üblichen Verunreinigungen handels üblicher Stähle.
Erfindungsgemäß wird dieser Draht durch Austenisieren bei 9000C und Abkühlen auf 5000C patentiert.
Danach wird der Draht gebeizt und phosphatiert, und schließlich wird er auf konventionelle Weise kalt auf einer Ziehmaschine gezogen und in mehreren Durchgängen sein Durch-
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- 6 messer von 8mm auf 5mm reduziert.
Nach dem beschriebenen Walzen bei 3OO°C erhält man einen platten Draht mit den folgenden Eigenschaften:
Breite 9 mm,
Dicke 1,9
mechanische Festigkeit 150 kg/mm ,
Elastizitätsgrenze 13^ kg/mm ,
Dehnung 5,3 %.
Das erfindungsgemSße Verfahren ermöglicht eine bedeutende Ersparnis bei der Herstellung eines derartigen Drahtes abgeplatteter Form.
Gegenüber einem kalt gewalzten Draht hat der beschriebene flache Draht verbesserte Eigenschaften in bezug auf die Dehnung, das Kriechen, das Entspannen und die Festigkeit! .
Diese Vorteile ergeben sich aus der folgenden Gegenüberstellung:
Ziehen u. Kaltziehen und an-Walzen in schließendes Warmwal· der Kälte zen bei 3000C
Dehnung über 500 mm .... 3Ji 5,3Ji
Kriechen in 2 Stunden bei
der Bruchlast 0,050# 0,008 %
RUckdehnung in 120 Stunden
bei 70# der Bruchlast ....
Ein schwaches Kriechen ist sehr interessant für die Anwendung bei Federn, die bei konstanter Belastung arbeiten,
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denn je schwächer das Kriechen und die elastische Deformation im Betrieb sind, desto größer ist entsprechend die Lebensdauer der Feder.
Die geringen Werte der Rückdehnung der gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Drähte sind interessant bei Federn, die bei konstanter Verformung belastet werden, sowie in denjenigen Fällen, in denen die Drähte benutzt werden, um Beton unter Druck zu setzen (Stähle für Spannbeton).
In diesen beiden Fällen werden die unter Spannung gesetzten Drähte ihre Spannung im Laufe der Zeit viel weniger verringern, wenn sie gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem dann anwendbar, wenn der gewünschte Querschnitt eine komplizierte. Form mit konkaven und konvexen Teilen hat. In diesem Fall geht der vorher auf eine Temperatur zwischen 10O0C und der Umkristallisationstemperatur des Stahles erwärmte Draht zwischen Walzzylindern durch, die konvexe und konkave Zonen aufweisen, welche den konkaven und konvexen Zonen entsprechen, die beim endgültigen Querschnitt des Drahtes gewünscht werden.
Die Fig. 2, 2a, 2b, 2c und 2d zeigen verschiedene Querschnitte, die man mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens einem Draht geben kann.
Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen je einen rechteckigen, runden und ovalen Querschnitt, den man einem Kabel mit dem in Fig. 3 dargestellten Querschnitt geben kann.
..Bei= dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 macht der Draht zwei Verformungsdurchgänge bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Umkristallisationstemperatur mit.
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Nachdem der Draht die Richtwalzen 2, J> oder Führungen durchlaufen hat, wird er in der Selbstinduktionsheizvorrichtung
4 auf die Walztemperatur erhitzt. Hierauf wird der Draht 1 durch die Zylinder 5 das erste Mal gewalzt, geht über eine Winde 7.. und wird dann in eine zweite Selbstinduktionsheizvorrichtung ^1 geführt, bevor er ein neues Walzen durch eine aus vier nicht angetriebenen Walzen bestehende Walzvorrichtung
5 erleidet. Schließlich wird der Draht in einer Kühlvorrichtung
6 abgekühlt und dann auf einer Wickelvorrichtung oder einer Spule 72 aufgewickelt.
Gemäß Fig. 5 wird nach dem Walzen bei einer Temperatur " oberhalb der Umgebungstemperatur und unterhalb der Umkristal4&tionstemperatur ein Hämmern oder eine Verformung des Querschnittes bei Umgebungstemperatur durchgeführt. Hierzu wird der Draht 1 zunächst gerichtet, dann in die Selbstinduktionsheizvorrichtung 4 eingeführt, wo er auf eine Temperatur zwischen 1000C und der Umkristallisationstemperatur gebracht wird, wonach er zwischen den Zylindern 5 gewalzt wird.
Der Draht 1 wird dann in der Vorrichtung 6 abgekühlt, hierauf wird er bei Räumte'raperatür durch Ziehen durch eine Ziehdüse 9 verfestigt, bevor er auf eine Spule oder Spindel aufgewickelt wird.
Diese Ausführungsform des Verfahrens eignet sich insbesondere zum Herstellen eines Drahtes von höherem Fließvermögen, da die Elastizitätsgrenze des Drahtes gegen Ende des Verfahrens durch das Verfestigen bei Umgebungstemperatur gesenkt wird.
Diese Ausführungsform des Verfahrens eignet sich gut zum Herstellen eines Drahtes komplexer Form mit höherem Fließvermögen; eine angenäherte Form des Drahtes erhält man durch Walzen bei einer Temperatur oberhalb von 100°C und
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■ - 9 -.
unterhalb der Umkristallisationstemperatur des Stahles, danach wird die Elastizitätsgrenze des Drahtes durch ein Verfestigen in der Endstufe des Verfahrens bei Raumtemperatur gesenkt, wodurch man ebenfalls die endgültige Form des Drahtes erhält.
Ein anderes Verfahren, um einen Draht komplexer Form und erhöhten Fließvermögens herzustellen, besteht darin, den endgültigen Querschnitt durch Walzen des Drahtes bei einer Temperatur zwischen 10O0C und der Umkrista'llisationstemperatur des Stahles zu erhalten und dann die Elastizitätsgrenze des ä Drahtes dadurch zu vermindern, daß man ihn bei Umgebungstemperatur wechselnd biegt, indem man ihn zwischen gegeneinander versetzten Walzen durchlaufen läßt·
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Claims (4)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines länglichen Produktes aus Kohlenstoffstahl mit mindestens einem Draht und mit erhöhter Bruch- und Dehnungsfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man ein längliches Produkt aus Stahl, nach einer Patentierung behandlung und nach einem mechanischen Kaltverformen, bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Umkristallisationstemperatur des Stahles walzt und dann wieder auf Raumtemperatur abkühlt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
das
durchführt.
daß man das Walzen bei einer Temperatur oberhalb von 1000C
3. Verfahren zum Herstellen eines länglichen Produktes aus Kohlenstoffstahl mit mindestens einem Draht und mit erhöhter Bruchfestigkeit, mit erhöhter Streckbarkeit (Elongation) und Plastizität, dadurch gekennzeichnet, daß man das nach Anspruch 1 oder 2 erhaltene Produkt einer mechanischen Kaltverformung unterwirft.
4. Längliches Produkt aus Stahl mit mindestens einem Draht, dadurch gekennzeichnet, daß es nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt ist.
5· Produkt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine abgeplattete oder eine Z- oder X-förmige Form aufweist.
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f .
Leerseite
DE1967T0034876 1966-10-04 1967-09-26 Verfahren zum Erhöhen der Dehnung von Strangmaterial Expired DE1602371C3 (de)

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DE1602371B2 DE1602371B2 (de) 1979-04-12
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