DE1602396B2 - Verfahren und Vorrichtung zum hydrostatischen Strangpressea - Google Patents

Description

fahren auf besonders einfache Weise zufriedenstellend 16 getrieben und die Druckflüssigkeit dadurch unter durchführbar. entsprechend hohen Druck gesetzt. Der hierdurch er-Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in zeugte hydrostatische Druck wirkt gemäß den Pfeilen der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei- 50 auf die Seitenflächen des Preßblockes 44 ein, spiels erläutert. Es zeigt 5 während das obere Ende des Preßblockes 44 durch Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer den Kupplungskopf 38 gegen den gemäß Pfeilen 52 Druckkammer mit Druckmittelfüllung, in Längsrichtung wirkenden Flüssigkeitsdruck abge-F i g. 2 einen Längsschnitt einer Ausführungsform schirmt bzw. durch die Klaue 36 abgestützt wird, der Vorrichtung. Hierzu wird auf die Stange 40 der Vorrichtung 34 In Fig. 1 ist eine Vorrichtung der üblichen Art io eine Kraft gemäß Pfeil 56 ausgeübt, welche die zum hydrostatischen Fließpressen dargestellt. Ein Längskomponenten gemäß Pfeilen 52 ganz oder teilaus schwer verformbarem bzw. sprödem Metall be- weise kompensiert. Hierbei kann z.B. eine verbleistehender Preßblock 4 ist hier in eine mit Flüssigkeit bende, abwärts gerichtete Längskraft geringer Größe gefüllte Druckkammer 5 innerhalb eines Druckgefä- eingestellt werden, welche den Preßblock 44 in Konßes 6 eingesetzt. Der zur Überführung in den fließfä- 15 takt mit der Matrize 20 hält, am Verformungsvorhigen Zustand erforderliche Überdruck der Druck- gang jedoch praktisch nicht mitwirkt. Der Preßblock flüssigkeit wird durch Einpressen eines Kolbens in 44 wird dann zumindest im wesentlichen allein durch die Druckkammer erzeugt. Der Preßblock 4 wird so- den allseitigen Radialdruck entsprechender Höhe in wohl an der Stirn-wie auch an den Seitenflächen mit fließfähigen Zustand versetzt und gemäß Pfeilen 9 dem hydrostatischen Druck beaufschlagt. Die auf ao durch die Matrize 20 getrieben, während der obere den Preßblock einwirkende Druckkraft setzt sich aus Endabschnitt des Preßblocks 44 durch die Vorricheiner Längskomponente gemäß Pfeil 7 und einer Ra- tung 34 festgehalten wird. In der Praxis hat sich gedial- oder Querkomponente gemäß Pfeil 8 in F i g. 1 zeigt, daß auf diese Weise jedenfalls bis zu den für zusammen. Der Schnittpunkt dieser Pfeile veran- die Einleitung des Fließvorganges erforderlichen schaulicht das Entstehen von Schubspannungen aus as Druckwerten das Auftreten unerwünschter Schubdiesen Komponenten. Solche Schubspannungen rufen spannungen verhindert werden kann. Insbesondere eine Neigung des unter Hochdruck stehenden Werk- hat sich dabei die vorteilhafte Möglichkeit äußerst stoffes zur Bildung von Sprüngen, Rissen und Spal- hoher Verformungsgeschwindigkeiten und Verforten hervor, wobei die Neigung zum Abscheren in be- mungsgrade in einem einzigen Arbeitsgang ergeben, sonders starkem Maße im Durchtrittsbereich des 30 Zum Beispiel wurden Werkstücke aus Kupfer bei Preßblockes in der Matrize wirksam wird. Diese Druckwerten bis zu 7000 atü in einem Arbeitsgang Schubspannungen können zu der sogenannten Schei- mit Querschnittsvennmderungen bis zu 80 % in kalbenbildung sowie zum Trennbruch und damit zum tem Zustand stranggepreßt. Ausschuß führen. Zur Ermittlung der optimalen Größe der Rückhal-

Das Strangpreßverfahren und die zugehörige Vor- 35 tekraft oder Gegenlängskraft gemäß Pfeil 56 sind richtung werden im folgenden anhand von Fig. 2 verschiedene Methoden anwendbar. Zum Beispiel näher erläutert. Die hier dargestellte Vorrichtung kann die resultierende Längskraft infolge des hydroumfaßt ein auf einem Sockel 10 angebrachtes Druck- statischen Druckes rechnerisch vorausbestimmt und gefäß 14 mit zentral angeordneter Druckkammer 16, die Gegenlängskraft gemäß Pfeil 56 so bemessen die mit einer geeigneten Druckflüssigkeit 18 gefüllt 40 werden, daß sich eine praktisch vollständige Längsist. Im unteren Bereich der Druckkammer 16 ist eine kraftkompensation ergibt. Weiterhin kann die optisich auf dem Sockel 10 abstützende Matrize 20 mit male Größe der Gegenlängskraft durch Versuchsreieiner zentralen, kegelstumpfförmig ausgebildeten hen empirisch festgelegt werden, wobei die Qualität Bohrung 22 angeordnet, durch welche der strangför- des stranggepreßten Preßblockes 44 in aufeinanderfolmig auszupressende Preßblock 44 getrieben wird. 45 genden Versuchen mit unterschiedlicher Gegenlängs-Zwischen der Matrize 20 und dem Druckgefäß 14 ist kraft bzw. Rückhaltekraft überwacht wird. Wenn die eine Hochdruckdichtung 24 angeordnet, die bei an- Qualität unter das geforderte Mindestmaß absinkt, so steigendem Innendruck verstärkt wirksam wird und muß die Gegenlängskraft erhöht werden, bis die geden Austritt von Druckflüssigkeit verhindert. Hierfür wünschte Qualität erreicht ist. Falls der eingestellte kommt eine Hochdruckdichtung bekannter Art in 5° Anfangswert bereits eine befriedigende Qualität des Betracht, zum Beispiel eine solche aus Tetrafluor- Produktes ergibt, so wird die Gegenlängskraft zweckäthylen od. dgl. mäßig in aufeinanderfolgenden Versuchen erniedrigt,

In dem oberen Abschnitt der Druckkammer 16 ist bis die vorgegebene Qualitätsgrenze unterschritten ein Kolben 26 verschiebbar eingesetzt, zwischen des- wird. Durch anschließende Erhöhung der Gegensen Umfangsfläche und dem Druckgefäß eine Hoch- 55 längskraft läßt sich dann ohne Schwierigkeit ein Opdruckdichtung 30 angeordnet ist. Eine plungerartig timum einstellen, bei welchem unnötig hohe Gegenausgebildete Vorrichtung 34 zur Längskraftübertra- längskräfte vermieden und damit möglichst hohe gung auf den Preßblock 44 durchgreift mit einer Verformungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Stange 40 eine zentrale Längsbohrung des Kolbens Hieraus ergibt sich ferner, daß die anzuwendende 26. Auch an dieser Durchtrittsstelle ist eine Hoch- 60 Gegenlängskraft in gewissen Grenzen verändert werdruckdichtung 42 angeordnet. Die Vorrichtung 34 den kann, und zwar in Abhängigkeit von der zugelasumfaßt ferner einen am unteren Ende der Stange 40 senen Qualitätsgrenze. Wenn z. B. eine vergleichsangebrachten Kupplungskopf 38, der einen verbrei- weise geringe Qualität des Produktes zulässig ist, so terten Kopfabschnitt 46 des Preßblockes 44 mit einer reicht eine weniger weitgehende Längskraftkompen-Klaue 36 hintergreift. Das untere Ende des Preß- 65 sation aus, womit sich entsprechend hohe resultieblockes 44 ist in die Matrize 20 eingeführt. rende Längskräfte in Durchlaufrichtung des Preß-

Durch eine nicht näher dargestellte Presse wird blockes 44 und damit hohe Verformungs- und Arder Kolben 26 gemäß Pfeil 48 in die Druckkammer beitsgeschwindigkeiten ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 . besondere für die Herstellung langer, gerader Profile Patentansprüche: aufwendig und in der Handhabung umständlich.

1. Verfahren zum hydrostatischen Strangpres- Überdies ändert auch diese Maßnahme nichts daran, sen schwer verformbarer Metalle, bei dem auf daß in dem unverändert durch das Druckmittel und das der Matrize abgewandte Ende des Preßblok- 5 gegebenenfalls durch eine zusätzliche Druckkraft bekes zusätzlich eine in der Preßachse wirkende aufschlagten Preßblock von der Matrize grundsätz-Kraft ausgeübt wird, dadurch gekenn- lieh Schubspannungen in der erläuterten Weise erzeichnet, daß, wie beim Walzen bekannt, die zeugt werden, so daß die genannten Schäden am Kraft entgegen der Austrittsrichtung des Stranges Werkstück auftreten können. Im Bereich der Durchwirkt, ίο trittssteile des Preßblockes in der Matrize treten be-

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- sonders starke innere Spannungen mit Axialkomporens nach Anspruch 1, mit einer den Preßblock nenten im Preßblock auf, welche nach dem Austritt vollständig aufnehmenden und der Matrize un- aus der Matrize wegen der Störung des Gleichgemittelbar vorgelagerten Druckkammer, dadurch wichts durch Wegfall der von der Matrize einwirkengekennzeichnet, daß eine mechanische Verbin- 15 den Kräfte zu Formänderungen und zu Rißbildungen dung zum Preßblock (44) durch die Wand der führen können. Der Gegendruck wirkt den bei vielen Druckkammer (16) hindurch besteht, mittels der Werkstoffen schädlichen Auswirkungen dieses plötzder Preßblock (44) von einer von außerhalb der liehen Spannungsabbaus nur unvollkommen entge-Druckkammer (16) eingeleiteten Rückhaltekraft gen.

beaufschlagt ist. 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß

bekannte Verfahren der eingangs genannten Art zum

hydrostatischen Strangpressen schwer verformbarer

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum hydro- Metalle so weiterzubilden, daß auf einen Druckbestatischen Strangpressen schwer verformbarer Me- hälter hinter der Matrize verzichtet werden kann talle, bei dem auf das der Matrize abgewandte Ende 25 und daß gleichzeitig Schubspannungen und damit die des Preßblockes zusätzlich eine in der Preßachse wir- Gefahr von Riß-, Spalten- und Scheibenbildung verkende Kraft ausgeübt wird, sowie eine zur Durch- mieden werden,
führung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Ver-

Beim hydrostatischen Strangpressen wird der zum fahren zum hydrostatischen Strangpressen schwer

Auspressen eines Preßblockes durch die Matrize not- 30 verformbarer Metalle, bei dem auf das der Matrize

wendige Druck durch den allseitig auf den Preßblock abgewandte Ende des Preßblockes zusätzlich eine in

wirkenden Druck eines hydrostatischen Druckmittels der Preßachse wirkende Kraft ausgeübt wird, da-

bewirkt. Hierbei wird die bekannte Erscheinung aus- durch gelöst, daß, wie beim Walzen bekannt, die

genutzt, wonach die Verformbarkeit bzw. die Fließ- Kraft entgegen der Austrittsrichtung des Stranges

fähigkeit zahlreicher Metalle durch Beaufschlagung 35 wirkt. Hierdurch werden die Längskomponenten im

mit entsprechend hohem hydrostatischem Druck in Preßblock, die im wesentlichen durch den auf die

starkem Maße erhöht werden kann. Bei dem bekann- Rückseite des Preßblockes wirkenden hydrostat!-,

ten Verfahren wird die Verformung des Preßblockes sehen Druck oder die zusätzlich aufgebrachte Druck-

entweder ausschließlich durch den hydrostatischen kraft erzeugt werden, kompensiert bzw. von der Ein-

Druck des Druckmittels auf den Preßblock erreicht, 40 wirkung auf das Werkstück ferngehalten. Durch das

oder es wird neben dem hydrostatischen Druck zu- Fehlen von Schubspannungen werden die nachteili-

sätzlich eine in Längsrichtung des Werkstücks wir- gen Auswirkungen der Scheibenbildung beim hydro-

kende Druckkraft auf die Rückseite des Preßblockes statischen Fließpressen ausgeschaltet oder auf ein

aufgebracht (vergleiche Zeitschrift »Metal Treat- unschädliches Maß verringert, da das Material des

ment«, Februar 1966, Seiten 75 bis 77). Das Auf- 45 Preßblockes in der Druckkammer einem im wesentli-

bringen der zusätzlichen Druckkraft dient dazu, den chen nur radial bzw. quer zur Durchlaufrichtung ein-

bei schwer verformbaren Metallen erforderlichen ho- wirkenden hydrostatischen Druck ausgesetzt wird,

hen hydrostatischen Druckmitteldruck in erforderli- Auf diese Weise läßt sich ein gleichmäßiger und nach

chen Grenzen halten zu können. kontinuierlich gekrümmten Fließlinien erfolgender

Es wurde festgestellt, daß sowohl beim reinen hy- 5° Durchtritt des Werkstoffes ohne wesentliche Bildung drostatischen Strangpressen als auch bei gleichzeiti- von Schubspannungen erreichen,
gem Aufbringen einer axialen Druckkraft auf die Aus der US-PS 1 618 515 ist es zwar bekannt, Preßblockrückseite nach der Überführung des Preß- beim Walzen eine Zugkraft auf das Walzgut aufzublockes in den fließfähigen Zustand durch die bringen, welche entgegen der Durchlaufrichtung des Druckeinwirkung die Längs- und Querkräfte zur Er- 55 Walzgutes gerichtet sein kann. Hierdurch soll jedoch zeugung von Schubspannungen und gegebenenfalls nicht etwa eine auf das Walzgut wirkende Längskraft zum gegenseitigen Abscheren einzelner Bereiche in- kompensiert werden, sondern sollen vielmehr umgenerhalb des Preßblockes führen. Diese Erscheinun- kehrt starke zusätzliche Längsspannungen im Walzgen treten besonders stark im Bereich der Durch- gut erzeugt werden.

trittsstelle des Preßblockes in der Matrize auf, was zu 60 Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch-

Riß-, Spalten- und der sogenannten Scheibenbildung führung des Verfahrens, mit einer den Preßblock

und damit zur Unbrauchbarkeit des Werkstückes vollständig aufnehmenden und der Matrize unmittel-

führenkann. bar vorgelagerten Druckkammer, zeichnet sich da-

Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, den durch aus, daß eine mechanische Verbindung zum

aus der Matrize austretenden Strang unmittelbar in 65 Preßblock durch die Wand der Hochdruckkammer

einem unter Druck stehenden Behälter einlaufen zu hindurch besteht, mittels der der Preßblock von einer

lassen. Eine derartige Anordnung ist jedoch im Hin- von außerhalb der Hochdruckkammer eingeleiteten

blick auf die bauliche Ausbildung des Behälters ins- Rückhaltekraft beaufschlagt ist. Damit ist das Ver-