DE1644983B1 - Lubricants for the heat treatment of metals and alloys - Google Patents

Lubricants for the heat treatment of metals and alloys

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Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen und Legierungen durch Auspressen.The invention relates to a lubricant for heat processing of Metals and alloys by extrusion.

Die wirksamsten bekannten technologischen Schmiermittel, die zur Wärmebearbeitung von Metallen durch Auspressen angewendet werden, sind zur Zeit Glas- und kristalline Schmiermittel. So sind z. B. Glasschmiermittel bekannt, die in den französischen Patentschriften 1014 362 und 1152 757, in der britischen Patentschrift 814 558 und in den UdSSR-Urheberscheinen 148190 und 121647 beschrieben sind.The most effective known technological lubricants used for heat processing of metals applied by extrusion are currently glass and crystalline Lubricant. So are z. B. Glass lubricants known in the French U.S. Patent Nos. 1014 362 and 1152 757, British Patent 814 558 and are described in USSR Copyrights 148190 and 121647.

Alle angeführten Patentschriften und Urheberscheine sehen im Grunde die Anwendung der Glasschmiermittel auf der Grundlage von Glas verschiedener chemischer Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Metallart und der Bearbeitungstemperatur vor. Dies ist auf die Änderung der physikalischen Eigenschaften des Glases in Abhängigkeit von der Temperatur zurückzuführen. Die Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur läßt sich durch eine allmähliche Kurve wiedergeben. Der Kurvenverlauf wird durch die chemische Zusammensetzung des Glases bestimmt. Das Glas kommt in verschiedener Form, z. B. als Glasgewebe, Pulver mit Korngröße bis 0,8 mm, Glasscheiben zur Anwendung.All cited patents and copyrights basically see the application of glass lubricants based on glass of various chemical Composition depending on the type of metal and the processing temperature before. This is dependent on the change in the physical properties of the glass attributed to the temperature. The change in viscosity as a function of the temperature can be represented by a gradual curve. The course of the curve is determined by the chemical composition of the glass. The glass comes in different shape, e.g. B. as glass fabric, powder with grain size up to 0.8 mm, glass panes to use.

Zu den mit dem Glaszustand zusammenhängenden Nachteilen der Glasschmiermittel gehört der weite Temperaturbereich der Viskositätsänderung von der Erweichungstemperatur des Glases bis zur Verformungstemperatur des Metalls. Die Erweichungstemperatur der Mehrzahl der als Schmiermittel angewandten Gläser -liegt in einem Bereich von 500 bis 700° C, während die Bearbeitungstemperatur der Mehrzahl der Stahltypen 1000 bis 1250° C beträgt.On the glass-related disadvantages of glass lubricants The wide temperature range of the viscosity change belongs to the softening temperature of the glass up to the deformation temperature of the metal. The softening temperature the majority of glasses used as lubricants are in the range of 500 to 700 ° C, while the machining temperature of the majority of steel types is 1000 up to 1250 ° C.

Das im Preßvorgang zu deformierende Metall führt, indem es mit der auf die Matrize zur Schmierung der Außenrohroberfläche aufgelegten Glasscheibe in Kontakt kommt, zum Schmelzen der Glasschicht und drängt Glas durch das Matrizenloch ab. Die Glasschicht ist in der Regel recht umfangreich, weil das Glas bis in die Tiefe hinein erweicht. Das Vorhandensein einer dicken Schmierschicht auf der Kontaktoberfläche führt zur Senkung der Qualität der Oberfläche der Preßstücke.The metal to be deformed in the pressing process leads by being with the glass pane placed on the die for lubrication of the outer tube surface in Contact occurs, melting the glass layer and forcing glass through the die hole away. The glass layer is usually quite extensive because the glass extends into the Depth softened into it. The presence of a thick smear layer on the contact surface leads to a decrease in the quality of the surface of the pressed pieces.

Es wurden auch kristalline Schmiermittel auf Basaltgrundlage entwickelt, die wegen ihrer technologischen Eigenschaften die Glasschmiermittel übertreffen, weil sie eine bessere Qualität der Oberfläche der Preßstücke sowie eine größere Geschwindigkeit des Preßvorganges gewährleisten.Crystalline lubricants based on basalt have also been developed, which, because of their technological properties, surpass glass lubricants, because they have a better quality of the surface of the pressed pieces as well as a larger one Ensure the speed of the pressing process.

Die kristallinen Schmiermittel auf der Grundlage der Naturbasalte weisen den Nachteil auf, daß deren Herstellungsweise mit großem Arbeitsaufwand verbunden ist. Die als Rohstoffe zur Herstellung der kristallinen Schmiermittel dienenden Basalterze haben eine hohe Schmelztemperatur von 1250 bis 1.300° C und zeichnen sich durch eine inkonstante chemische Zusammensetzung aus. Die Herstellungsweise schließt deshalb folgende Vorgänge ein: Umschmelzen der Naturbasalte, Mahlen des Ausgangsrohstoffes, Korrektur der chemischen Zusammensetzung, Schmelzen der korrigierten Zusammensetzung, thermische Behandlung, Mahlen. Eine derart komplizierte Herstellung der kristallinen Schmiermittel auf Basaltgrundlage erfordert den Aufbau einer speziellen Produktion und erschwert die breite Anwendung dieser Schmiermittel.Crystalline lubricants based on natural basalts have the disadvantage that their production method is associated with a great deal of work is. Those used as raw materials for the production of crystalline lubricants Basalt ores have a high melting temperature of 1250 to 1,300 ° C and draw are characterized by an inconsistent chemical composition. The manufacturing method therefore includes the following processes: remelting the natural basalts, grinding the Raw material, correction of chemical composition, melting of the corrected Composition, thermal treatment, milling. Such a complicated manufacture The crystalline basalt-based lubricant requires the construction of a special one Production and complicates the wide application of these lubricants.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und ein Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen durch Auspressen anzugeben, das es ermöglicht, die Qualität der Preßstücke zu erhöhen, die Gewinnung kristalliner Schmiermittel wesentlich zu vereinfachen und eine breite Aalwendung des Warmpressens von Metallen und Legierungen zugänglich zu machen.It is the object of the present invention to address the disadvantages mentioned to eliminate and a lubricant for heat processing metals by pressing indicate that makes it possible to increase the quality of the pressed pieces, the extraction Crystalline lubricant to simplify significantly and a wide eel turn the hot pressing of metals and alloys.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Verwendung der Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps als Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen durch Auspressen vor. Dieses Schmiermittel kann sowohl unmittelbar nach Mahlung bis zur Körngröße von 0,8 mm als auch nach der Aufbereitung in einer Erzaufbereitungsfabrik in Pulverform des Datolith- oder Danburitkonzentrats verwendet werden.To solve this problem, the invention proposes the use of Natural borosilicate rocks of the datolith or danburite type as a lubricant for heat processing of metals by pressing out. This lubricant can be both immediate after grinding to a grain size of 0.8 mm as well as after processing in one Ore processing plant used in powder form of datolith or danburite concentrate will.

Die Naturborosilikatgesteine werden in Abhängigkeit von der Verformungstemperatur des Metalls und der Schmelztemperatur und Struktur des angewandten Gesteins ausgewählt.The natural borosilicate rocks are depending on the deformation temperature of the metal and the melting temperature and structure of the rock used.

Der chemischen Zusammensetzung nach sind Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps hauptsächlich aus den Oxyden B203, S'02, Cu0 aufgebaut.According to their chemical composition, they are natural borosilicate rocks of the datolith or danburite type mainly composed of the oxides B203, S'02, Cu0.

Zum Unterschied von Gläsern, die ihre Viskosität allmählich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, weisen die Borosilikatgesteine des Datolith-und Danburittyps wegen ihrer Kristallstruktur praktisch nur eine Phasenübergangstemperatur, die Schmelztemperatur auf. Diese Tatsache sichert beim Pressen eine dünnere Schicht des Schmiermittels mit der erforderlichen Viskosität und eine hohe Qualität der Preßstücke. Wegen verschiedener Schmelztemperaturen von Borosilikatgesteinen des Datolith- und Danburittyps haben sie einen genügend großen Anwendungsbereich als Schmiermittel beim Warmauspressen von Metallen und Legierungen.In contrast to glasses, which gradually depend on their viscosity from the temperature change, the borosilicate rocks exhibit the datolith and danburite types Because of their crystal structure, there is practically only one phase transition temperature, the melting temperature on. This fact ensures a thinner layer of the lubricant during pressing with the required viscosity and a high quality of the pressed pieces. Because of various Have melting temperatures of borosilicate rocks of the datolith and danburite types they have a sufficiently large area of application as a lubricant in hot extrusion of metals and alloys.

Im Preßvorgang soll das Schmiermittel sich zwischen Hülse und Werkzeug befinden, und zwar a) zwischen der Innenoberfläche des Behälters und der Außenoberfläche der Hülse, b) zwischen der Nadel und der Innenoberfläche der Hülse, c) zwischen der Matrize und dem Preßstück. Das Schmieren zwischen der Aufnehmeroberfläche und der Hülse wird durch Abrollen der erwärmten Hülse auf dem Schrägetisch auf einer Schicht des Schmiermittelpulvers mit Korngrößen bis 0,4 mm erreicht.During the pressing process, the lubricant should be between the sleeve and the tool are located, namely a) between the inner surface of the container and the outer surface of the sleeve, b) between the needle and the inner surface of the sleeve, c) between the die and the press piece. The smear between the transducer surface and the sleeve is made by rolling the heated sleeve on the inclined table on a Layer of lubricant powder with grain sizes up to 0.4 mm is achieved.

Das Schmieren zwischen der Nadel und der Hülse wird durch Einbringen des Schmiermittelpulvers mit Korngrößen bis 0,4 mm in die Hülse beim Abrollen auf dem Tisch gesichert. Das Schmieren der Matrize wird mit Hilfe von Schmierscheiben durchgeführt, die aus dem Pulver des vorgeschlagenen Schmiermittels mit Korngrößen bis 0,8 mm und Natriumsilikatlösung hergestellt werden.The lubrication between the needle and the sleeve is achieved by insertion of the lubricant powder with grain sizes up to 0.4 mm into the sleeve as it rolls off secured to the table. The die is lubricated with the help of lubricating washers carried out that from the powder of the proposed lubricant with grain sizes up to 0.8 mm and sodium silicate solution can be produced.

Die Technologie des Mahlens und der Anwendung der Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps unterscheidet sich nicht von der Technologie des Mahlens und der Anwendung von Glasschmiermitteln. Die Kosten des vorgeschlagenen Schmiermittels sind bedeutend niedriger als die der Basalt- und Glasschmiermittel.The technology of milling and application of natural borosilicate rocks of the datolith or danburite type does not differ from the technology of the Grinding and the application of glass lubricants. The cost of the proposed Lubricant are significantly lower than those of basalt and glass lubricants.

Die durchgeführten Prüfungen von Naturborosilikaten des Datolith- und Danburittyps als Schmiermittel bei der Herstellung von Metallrohren haben ergeben, daß die Qualität der Innen- und Außenoberflächen der Rohre nicht niedriger als im Falle des Basaltschmiermittels und höher als im Falle des Glasschmiermittels ist.The tests carried out on natural borosilicates of the datolith and Danburite types as lubricants in the manufacture of metal pipes have shown that the quality of the inner and outer surfaces of the pipes is not lower than in the Case of basalt lubricant and higher than that of glass lubricant.

Zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung sollen folgende Beispiele dienen.The following are intended to explain the present invention in greater detail Examples serve.

Beispiel 1 Die Rohrherstellung wurde durch Auspressen unter Anwendung von Danburit als Schmiermittel für die Matrize und von Datolith zum Einbringen in die Hülse und Abrollen ihrer Außenoberfläche durchgeführt.Example 1 Pipe manufacture was carried out by extrusion using of danburite as a lubricant for the die and of datolith for introduction into carried out the sleeve and unrolling its outer surface.

Die Temperatur des Halbzeugs betrug 1180 bis 1190°C. Der rostfreie Stahl war -vom Typ 18-10. Der Aufnehmerdurchmesser betrug 200 mm. Die Preßgeschwindigkeit lag bei 450 mm/s. Die Abnahmekoeffizienten von ausgepreßten Rohren lagen in einem Bereich von 15 bis 23. Die hergestellten Rohre hatten eine saubere und glatte Oberfläche, während die unter Anwendung von Glasschmiermitteln gepreßten Rohre große Blasen (Unebenheiten) aufwiesen.The temperature of the semi-finished product was 1180 to 1190 ° C. The stainless one Steel was of type 18-10. The transducer diameter was 200 mm. The pressing speed was 450 mm / s. The decrease coefficients of extruded pipes were in one Range from 15 to 23. The pipes produced had a clean and smooth surface, while the tubes pressed with the use of glass lubricants have large bubbles (Bumps).

Beispiel 2 Die Rohrherstellung wurde durch Auspressen schwerverformbarer Nickellegierung unter Anwendung von Datolith als Schmiermittel für die Matrize durchgeführt. Die Temperatur des Halbzeugs war 1080° C. Der Aufnehmerdurchmesser betrug 200 mm. Die Preßgeschwindigkeit lag bei 150 mm/s. Der Abnahmekoeffizient betrug 9.Example 2 Pipe production became more difficult to deform by extrusion Nickel alloy carried out using datolith as a lubricant for the die. The temperature of the semifinished product was 1080 ° C. The transducer diameter was 200 mm. The pressing speed was 150 mm / s. The decrease coefficient was 9.

Die hergestellten Rohre hatten eine zufriedenstellende Qualität der Oberfläche, während die unter Anwendung von Glasschmiermitteln gepreßten Rohre große Blasen hatten und Querrisse am vorderen Rohrende aufwiesen.The pipes produced were of satisfactory quality Surface, while the pipes pressed with the use of glass lubricants are large Had blisters and had transverse cracks at the front end of the pipe.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Verwendung von Naturborosilikatgesteinen des Datolith- oder Danburittyps als Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen und Legierungen durch Ausspressen, insbesondere zur Herstellung von Rohren aus Stahl oder schwer verformbarer Nickellegierung. Claims: 1. Use of natural borosilicate rocks from the Datolith or Danburite type as a lubricant for the heat treatment of metals and alloys by extrusion, especially for the production of pipes made of steel or heavy deformable nickel alloy. 2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturborosilikatgesteine unmittelbar nach einer Mahlung bis zu Korngrößen von weniger als 0,4 bis 0,8 mm zur Anwendung gelangen. 2. Use according to claim 1, characterized in that that the natural borosilicate rocks immediately after grinding up to grain sizes of less than 0.4 to 0.8 mm are used. 3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturborosilikatgesteine nach der Erzaufbereitung in Form von konzentriertem Datolith- oder Danburitpulver zur Anwendung gelangen. 3. Use according to claim 1, characterized in that the natural borosilicate rocks after ore processing in the form of concentrated datolith or danburite powder are used. 4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Naturborosilikatgesteinspulver mit Korngrößen bis 0,8 mm und Natriumsilikatlösung hergestellte Schmierscheiben, die zum Auftragen des Schmiermittels auf die Matrize dienen, zur Anwendung gelangen.4. Use according to one of claims 1 to 3, characterized in that from the natural borosilicate rock powder with grain sizes up to 0.8 mm and sodium silicate solution Manufactured grease washers that are used to apply the lubricant to the die serve, apply.
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