DE2044079B2 - Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Behälters aus einem Stahlblechrohling, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Stahlblech zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Behälters aus einem Stahlblechrohling, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Stahlblech zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Herstellen eines nahtlosen Behälters aus einem Stahlblechrohling mit einem Überzug aus Zinn auf beiden Seiten, bei dem der Stahlblechrohling mittels eines Stempels durch ein Gesenk getrieben wird, wobei er einem Tiefziehvorgang und einem Abstreckvorgang ausgesetzt ist Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Stahlblech zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren als Rohling für das Tiefziehen und nachfolgende Abstrecken, das auf beiden Seiten mit einem Überzug aus Zinn versehen ist. .
Beim Ziehen und Pressen dünnwandiger zylindrischer Wandungen, z. B. nahtloser Behälter aus Stahl, ist man bestrebt dünne Wände mit einer geringeren Anzahl von Verformungs-Arbeitsgängen und mit einem größeren Ausstoß herzustellen. Die plastische Verformung, die bei dieser Art der Metallbearbeitung auftritt, wird durch zwei Faktoren begrenzt: das Auftreten von Brüchen und Ungleichmäßigkeiten durch Änderungen der Reibungsbedingungen.
Es sind nach der US-PS 33 60 157 ein Verfahren und ein Stahlblech der eingangs erwähnten Art bekannt. Die US-PS 33 60 157 beschreibt ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bei dem der Stahlblechrohling durch ein Gesenk getrieben wird. Dabei dienen sowohl der metallische Überzug als auch ein öliges Schmiermittel, mit dem dieser imprägniert ist, zur Schmierung. Von einer unterschiedlichen Schmierung zwischen Stempelseite und Gesenkseite ist jedoch nicht die Rede. Bei diesem bekannten Verfahren ist die durch den Abstreckvorgang mögliche Verjüngung der Außenwand nicht für alle Anwendungen geeignet. Ferner sind bei dem nach der US-PS 33 60 157 bekannten Blech die Überzüge auf beiden Seiten gleichmäßig ausgebildet. Die Dicke der Überzüge ist dabei so stark gewählt, daß beide Seiten auch nach dem Tiefziehen und nachfolgenden Abstrecken vollständig bedeckt sind. Beim Tiefziehen werden die beiden Seiten zwar verschiedenen Beanspruchungen ausgesetzt, jedoch hat man die Überzüge auf beiden Seiten gleichmäßig ausgebildet
Man hat zwar schon für das Tiefziehen erkannt, daß die Schmierung auf der Gesenkseite größer sein muß als die Schmierung auf der Stempelseite (Blech 2 [1955} Nr. 4, Seite 55; Werkstattstechnik und Maschinenbau 46. Jahrgang, Heft 7, Juli 1956, Seite 323 und 326). jedoch hat man dies dadurch zu erreichen versucht, daB man auf der Stempelseite gar keinen ZiehfUm oder einen Ziehfilm nur in einem begrenzten Bereich aufgetragen hat Es ergaben sich jedoch dann Korrosionsschwierigkeiten auf der Stempelseite des tiefzuziehenden Bleches.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Tiefziehen und Abstrekken nahtloser Behälter aus einem Stahlblechrohling mit Oberflächenüberzügen aus Zinn auf beiden Seiten anzugeben, das trotz differenzierter Schmierung einen Korrosionsschutz auf beiden Seiten vorsieht Femer sollen eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Stahlblech zur Verwendung in einem solchen Verfahren angegeben werden. Ein besonderes Problem ist es dabei ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine maximale differenzierte Schmierung beim Abstrekken sowie Korrosionsschutz für den Rohling gegeben wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Behälters aus einem Stahlblechrohling mit einem metallischen Überzug auf beiden Seiten nach Anspruch 1 gelöst Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben. Ein Stahlblech der eingangs erwähnten Art zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 gegeben.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, gezogene und gestreckte nahtlose Behälter günstig herzustellen, indem eine vollständig unterschiedliche Reibung vorgesehen wird. Es werden mindestens 50% Wanddickenabnahme in einem einzigen Durchgang erreicht Das erfindungsgemäße Verfah ren ermöglicht eine stärkere Verjüngung bei einer geringeren Anzahl von Gesenken, was eine bessere Verteilung des Metalls an der Behälterseitenwand zur Folge hat.
Das erfindungsgemäße Blech weist auf der einen Seite einen Überzug auf mit einer Zinnmenge von 0,11 g/m2 bis 0,56 g/m2, wobei diese Menge nicht ausreicht, daß ein gleichmäßiger Überzug nach dem Tiefzieh- und Abstreckvorgang vorhanden ist Jedoch ist dies unmaßgeblich, da der Überzug so beschaffen ist daß er einen Korrosionswiderstand für den Rohling vor dem Tiefziehen und Abstrecken darstellt und während des Tiefziehens und Abstreckens keine Schmierwirkung entfaltet. Somit wird eine maximal differenzierte Schmierung während des Abstreckvorgangs zusammen mit einem Korrosionsschutz vor dem Tiefzieh- und Abstreckvorgang erreicht. Es wird auch eine erhebliche Einsparung an Zinn erreicht. Die Zinnüberzüge lassen sich genau bemessen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Bleches lassen sich günstige Abstreckverhältnisse ohne Bodenabrisse erreichen. Besonders günstig sind die Abstreckverhältnisse dann, wenn eine Vorrichtung mit einem Abstreckgesenk mit einem Halbkonus-
winkel verwendet wird, das eine schräge Eingangsfläche aufweist, die einen Winkel zwischen 2° und 8° mit der Wand des Stempeis einschließt
Ausführaingsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 stellt eine Teilschnittansicht der Vorrichtung dar, die zur Herstellung nach der Erfindung ausgebildeter Gegenstände verwendet wird;
F i g. 2 stellt ein Diagramm der in einem Teil des nach der Erfindung hergestellter« Gegenstands auftretenden Spannungen dar;
Fig.3 ist eine grafische Darstellung des Einflusses der Differenzreibung auf die Wandverjüngung, und
F i g. 4 ist ein« grafische Darstellung, die den Einfluß des Gesenlovinkels auf die Verringerung der Wanddikke darstellt
Eine Untersuchung der mechanischen Vorgänge beim Pressen dünnwandiger zylindrischer Ummantelungen zeigt, daß erhebliche Vorteile erzielt "/erden, wenn eine Differenzreibung bzw. Reibungsdifferenz auftritt Es ist insbesondere offensichtlich, daß eine starke Verjüngung beim Pressen in einem einzigen Gesenk erzielt werden kann. Durch Versuche wurden praktische Verfahren zur Ausbildung einer Differenzreibung beim Pressen ermittelt
Das Diagramm nach F i g. 1 stellt die mechanischen Spannungen dar, die beim Pressen einer zylindrischen Wandung mit einem sich bewegenden Stempel 10 und einem ruhenden Gesenk 11 auftreten. Ein ruhender Stempel und ein sich bewegendes Gesenk bewirken praktisch den gleichen Spannungszustand in der Verformungszone, doch ist es aus praktischen Erwägungen günstiger, einen sich bewegenden Stempel zu verwenden. Der radiale Spielraum Ha zwischen dem Preßgesenk und dem Stempel ist kleiner als die Dicke des Ausgangsmaterials Hb- Die Dicke des Materials wird daher verringert, während es sich durch die Form hindurchbewegt Es kann angenommen werden, daß die Änderung des mittleren Manteldurchmessers von Db auf DA aufgrund der Wandstreckung vernachlässigbar und daher die Umfangs- oder Bereifungsspannung sehr gering ist. Es wird daher angenommen, daß die Verformung des Materials wie bei ebener Deformation erfolgt.
Nach F i g. 2 ist angenommen, daß der senkrecht auf die Oberflächen wirkende Druck ρ auf der Gesenk-Seite und der Stempel-Seite der gleirhe ist, da die Mantelwand sehr dünn irt Ferner ist angenommen, daß die Längszugspannung az und der senkrechte Druck ρ Hauptspannungen sind. Dies setzt jedoch voraus, daß der Halbkonuswinkel λ klein ist. Es ist ferner angenommen, daß die Längszugspannung az gleichförmig über die gesamte Wand des Mantels bzw. der Ummantelung verteilt ist Es ist klar, daß die Längszugspannung az die maximal erreichbare Wandverjüngung bestimmt Das Material dringt in das Gesenk mit der Geschwindigkeit VA ein, und nach dem Pressen verläßt es das Gesenk mit der Geschwindigkeit Vg. Eine wesentliche Eigenschaft dieses Preßvorgangs besteht darin, daß der Stempel sich sowohl gegenüber dem Material, das verformt wird, als auch gegenüber dem ruhenden Gesenk bewegt. Infolgedessen ist die Geschwindigkeit Vp des Stempels in jedem Abschnitt der Deformationszone »abcd« größer als die Geschwindigkeit des Materials, das verformt wird. Nachdem das Pressen abgeschlossen ist, bewegen sich das Material und der Stempel mit der gleichen Geschwindigkeit, d. h. Rn = Vn. In dem Material, das verformt wird, tritt daher eine Relativgeschwindigkeit auf der Stempel-Seite auf, die der Stempel-Bewegung entgegengerichtet ist Dies ruft eine Reibungsscherspannung τρ zwischen dem Material und dem Stempel in Richtung der Stempelbe-ί wegung hervor. Infolgedessen unterstützt die Reibungsbeanspruchung aufgrund dieser Scherspannung τ> den Preßvorgang insofern, als sie zu einer negativen Komponente der gesamten Preßbeanspruchung wird. Die Reibungsbeanspruchung entlastet daher einen Teil
ίο der in der Ummantelungswandung auftretenden Zugspannung oz, die für das Auftreten eines Bruches verantwortlich ist Es sei darauf hingewiesen, daß die Reibungsscherspannung Xd auf der Gesenkseite des Materials in einer Richtung wirkt, die der Stempelbewe-
ir) gung entgegengerichtet ist Dies ist eine Folge der Tatsache, daß das Material, das deformiert wird, sich auf der Gesenk-Seite in der gleichen Richtung bewegt wie sich der Stempel in bezug auf das ruhende Gesenk bewegt Es muß daher eine Preßbelastung aufgebracht
χ werden, um die Reibung auf der Gesenk-Seite zu überwinden. Eine größere Wandverjüngung pro Preßvorgang wird möglich, wenn die durch die Scherspannung τρ bewirkte Komponente der Stempelbelastung gegenüber der durch die Scherspannung r</ bewirkten
2") Komponente der Stempelbelastung zunimmt
Die durch einen Preßvorgang erzielbare Verjüngung wird durch die Zugfestigkeit des Materials auf der Ausgangsseite des Gesenks begrenzt Die maximale Verjüngung wird erreicht wenn die Wandzugspannung
κι in der Ummantelung den Wert der Materialfließgrenze bei ebener Deformation erreicht Wenn der Wert der Wand-Zugspannung die Materialfließgrenze bei ebener Deformation überschreitet dann tritt ein Bruch beim Einsetzen des Preßvorgangs auf. Das Gesenkprofil und
ii die Reibungsverhältnisse haben einen erheblichen Einfluß auf die maximal erreichbare Wandverjüngung. Wenn die Stempelreibung größer als die Gesenk-Reibung ist, gestattet die Verwendung geringerer Gesenk-Halbkonus-Winkel eine größere Wandverjüngung. Ein
4(i Bruch tritt auf bei einem Preßvorgang, nachdem die Seitenwand teilweise gepreßt wurde und ist offensichtlich eine Folge von Änderungen der Reibungsverhältnisse, die durch Störungen der Gleitfähigkeit oder Schmierverhältnisse verursacht werden, während das
4r) Pressen fortgesetzt wird. Eine Schmiermittelunterbrechung scheint stets auf der Außenseite der Ummantelung aufzutreten. Beim Pressen ist die Verformung auf der Gesenk-Seite kritischer als auf der Stempel-Seite. Ferner scheint die Gleitfähigkeit oder Schmierung zum
-,ii Ende eines Preßvorgangs (eines Stiches) hin auszufallen. Man schließt daraus, daß der Reibungskoeffizient zunimmt, wenn das Pressen fortgesetzt wird, und daß der Reibungskoeffizient auf der Gesenk-Seite schneller als auf der Stempel-Seite zunimmt Bislang hat man
v-, dafür gesorgt, daß der Reibungskoeffizient mit zunehmender Wandverjüngursg zunimmt und daß diese Zunahme auf der Gesenk-Seite größer ist Daraus folgt, daß die Differenzreibung während eines Preßvorgangs nicht konstant bleibt (unter Preßvorgang soll hier eine
Wi einmalige Preßbewegung oder ein einmaliger Preßhub oder Stich verstanden werden) und der Reibungskoeffizient in irgendeinem Preßstadium auf der Gesenk-Seite gegenüber seinem Anfangswert stärker zugenommen hat als auf der Stempel-Seite. Dies hat zur Folge, daß die
hi maximal erzielbare Wandverjüngung und mithin die Seitenwandbrüche nach einer teilweisen Pressung verringert werden. Es wurde auch festgestellt, daß eine allmähliche Verstärkung der Seitenwand (Zunahme der
Seiienwanddicke) beim Ziehen von tassenförmigen Behältern eine Zunahme der Preßbeanspruchung bei der Fortsetzung des Pressens zur Folge hai, die ebenfalls das Auftreten von Bedingungen unterstützt, die einen Bruch oder Riß der Behälter-Seitenwand, wie oben beschrieben, zur Folge haben.
Das für Rohlinge entwickelte Stahlblech zum Ziehen und Pressen nahtloser Behälter nach der Erfindung enthält ein Stahlsubstrat, das mit einem korrosionsbeständigen, metallischen Überzug auf der einen Seite überzogen ist, der eine Gleitfähigkeit hat. die nicht größer als die des Substrats ist, und auf der anderen Seite einen korrosionsbeständigen, metallischen Überzug mit höherer Gleitfähigkeit aufweist. Mit »metallischer Überzug mit höherer Gleitfähigkeit« ist ein rneiä'iäscner überzug mit einer Gleitfähigkeit gemeint, die wesentlich größer als die des Stahlsubstrats ist. Die Gleitfähigkeit oder Schmierfähigkeit eines festen Films oder dünnen metallischen Überzugs ist im wesentlichen eine Funktion seiner Scherfestigkeit und Dicke. Zu metallischen Überzügen mit einer höheren Gieit- oder Schmierfähigkeit als die von Stahl gehören Überzüge aus Zinn. Überzüge mit einer Gleitfähigkeit, die nicht größer als die des Grundsubstrats ist, und Überzüge mit höherer Gleitfähigkeit können aus Überzügen des gleichen Metalls, das in verschiedenen Dicken auf das Stahlsubstrat aufgebracht ist, bestehen. Man hat Versuche mit verschiedenen duktilen, korrosionsbeständigen, metallischen Überzügen, wie Messing, Zink, Kupfer, Zinn, Chrom-Chromoxid und anderen, durchgeführt Die meisten Versuche wurden mit Zinnüberzügen durchgeführt, weil ein derartiger Überzug sehr häufig für Nahrungsmittel- und Getränkebehälter verwendet wird.
Es ist bekannt, beide Seiten eines Bleches mit gleichschweren Überzügen zu überziehen, um eine Korrosionsbeständigkeit auf beiden Seiten zu erzielen und auch um die Oberflächen zur Emaillierung vorzubereiten. Wie jedoch aus Tabelle 1 zu ersehen ist. ergaben gleiche Gewichte von Zinn, z. B. 5,61 g/m2 auf beiden Seiten, eine zulässige Wandverjüngung von nur etwa 36%. Nach der Erfindung ist es jedoch möglich. Wandverjüngungen von mehr als 50% zu erzielen.
Der Einfluß der Zinnüberzugdicke auf Wandverjüngungen wurde untersucht durch Überziehen von Schwarzblech-Rohlingen auf nur einer Seite mit Zinn-Überzugsgewichten von 1,12; 2,81; 5,61; 8,41; 11,22; 15.2 g/m2. Die Rohlinge wurden dann durch herkömmliche Mittel mit der nichtüberzogenen Schwarzblech-Oberfläche auf der Stempel-Seite zu zylindrischen Ummantelungen gezogen und gepreßt. Ein auf Seife basierendes Schmiermittel hat man in der Presse umlaufen lassen, um die gewünschte Gleitfähigkeit während des Pressens zu eruelen. Ein wirksamer Schmiermittelfilm bei einer plastischen Verformung von Metall hat zwei wichtige Eigenschaften: 1. bewirkt er einen Film mit geringer Scherfestigkeit, um die Reibung zu verringern, und Z verhindert er ein Verschweißen während der Verformung. Wie bereits erwähnt, bildet Zinn einen Überzug mit niedriger Scherfestigkeit, die das Problem der Schmierung beim Pressen erheblich verringert. Ein reiner Zinnüberzug erfordert eine bestimmte Art der Schmierung beim Pressen, um ein Verschweißen zu verhindern. Das bei den nach der Erfindung durchgeführten Versuchen zusammen mit Zinn und anderen metallischen Überzügen verwendete, auf Seifenbasis gebildete Schmiermittel enthielt bis zu 95% Wasser und verhinderte ein Verschweißen während des Pressens. Es unterstützte auch die Ableitung der Wärme, die in dem Werkzeug aufgrund der plastischen Verformung gebildet wurde. Die in der Tabelle 1 aufgeführten Ergebnisse lassen erkennen, daß eine Wandverjüngung von bis zu 62% erreichbar ist. Es sei darauf hingewiesen, daß eine Erhöhung der Überzugsdicke über 11,22 g/m2 keine weitere Zunahme der maximal erreichbaren Wandverjüngung zur Folge hatte.
Im Hinblick auf die ungünstige Korrosionsbeständigkeit einer Schwarzblech-Oberfläche wurden Versuche durchgeführt, um festzustellen, welche Zinn-Überzugsdicke auf der Stempel-Seite eines Bleches zulässig ist, um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, ohne die Differenzreibungsverhältnisse beim Pressen wesentlich zu ändern. Verschiedene Schwarzbiech-Rohiinge wurden unterschiedlich mit Zinn überzogen, und zwar mit 2,81 g/m2 und 5,61 g/m2 Zinnüberzug auf der einen Seite und unterschiedliche Mengen von Zinnüberzug auf der anderen Seite, wie aus der Tabelle I und Fig.3 zu ersehen ist. Die Rohlinge wurden dann zu seichten Tassen-Vorformen gezogen und durch ein einziges Preßgesenk mit Hilfe herkömmlicher Mittel hindurchgepreßt, und zwar mit der leichter überzogenen Oberfläche auf der Stempelseite. Zinn-Überzugsgewichte bis zu etwa 0,56 g/m2 auf der Stempel-Seite des Rohlings änderten die Differenzreibungsverhältnisse während des Pressens nicht wesentlich, so daß praktisch die gleichen Wandverjüngungen mit den 2J&X g/m2 und 5,61 g/m2-Proben mit unterschiedlichen (differentiellen) Zinnüberzugsgewichten erzielt wurden.
Weitere Untersuchungen unterschiedlicher Zinnüberzugsgewichte, wie aus Tabelle 1 zu ersehen ist, zeigen, daß unabhängig von der Dicke des Überzugs günstige Verjüngungen erreichbar sind, solange sich die Gleitfähigkeit auf der Gesenk-Seite gegenüber der auf der Stempel-Seite erheblich unterscheidet Letztlich bestimmt die Verwendung des Behälters die Menge des Überzugs, die zu verwenden ist, wobei berücksichtigt werden sollte, daß auch wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Rolle spielen können.
Der Einfluß anderer metallischer Überzüge als Zinn, wie Zink, Kupfer und Nickel, ist ebenfalls in der Tabelle 1 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Einflüsse unterschiedlicher Überzugsgewächte, die sich bei diesen anderen Metallüberzügen ergeben, ähnlich denjenigen waren, die sich bei Zinn ergaben. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß, wenn die Überzugsgewichte auf beiden Seiten des Bleches gleich waren, und zwar unabhängig von der Art des Überzugs, die Verjüngung durch ein einziges Preßgesenk wesentlich geringer als bei den Untersuchungen mit verschiedenen Überzugsgewichten von Gesenk-Seite zu Stempel-Seite war.
Außerdem wurden Versuche mit Rohlingen durchgeführt, die auf der einen Seite mit 5,61 g/m2 Zinn und auf der anderen Seite mit Chrom überzogen waren. Bei dem Chrom-Überzug handelte es sich um einen sehr dünnen, z. B. 1,016 Mikrozentimeter starken Chromüberzug, und wegen der natürlichen Diskontinuit?» dieses dünnen Überzugs wurde zusätzlich ein Überzug aus Chromoxid aufgebracht, um eine kontinuierliche korrosionsbeständige Oberfläche zu gewährleisten.
Die theoretische Untersuchung der Differenzreibung beim Pressen dünnwandiger Ummantelungen zeigt, daß kleinere Gesenkwinkel größere maximale Wandverjüngungen ergeben. Bei kleineren Gesenkwinkeln nimmt die Fläche zu, auf die die Reibungsscherkraft an der Stempel-Material-Grenzfläche einwirkt, so daß der
Beitrag der Reibungsbeanspruchung auf die Gesamtpreßbeanspruchung zunimmt. Dies hat zur Folge, daß die für das Reißen oder Zerbrechen der Seitenwand maßgebende Wand-Zugspannung verringert wird.
Der Einfluß des Gesenkwinkels auf die maximale Wandverjüngung bei Differenzreibung ist in Pig.4 dargestellt. Die Differenzreibung wurde dadurch erzielt, daß nur auf der einen Seite des Rohlings ein Zinnüberzug von 5,61 g/m2 aufgebracht wurde. Die Ergebnisse zeigen, daß die maximale Wandverjüngung zunimmt, wenn der Gesenkwinkel von 8° auf 4° verringert wird. Wenn der Gesenkwinkel abnimmt, nimmt jedoch die radiale, elastische Dehnung des Gesenks zu. Dies trägt dazu bei, daß bei kleineren Gesenkwinkeln ein höherer Druck in Normalen-Richtung auftritt. Man hat daher festgestellt, daß ein Gesenk mit einem Halbkonuswinkel von 2° einer zu hohen radialen Expansion bzw. Dehnung unterliegt, und als Folge davon verringerte sich die maximal erreichbare Wandverjüngung bis unter denjenigen Weri, der sich bei einem Gesenk mit einem Halbkonuswinkel von 4° ergab. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Verringerung der maximal erreichbaren Wandverjüngung bei. Verwendung eines Gesenks mit einem Halbkonuswinkel von 2° eine Folge der Zunahme der radialen Dehnung des Gesenks und nicht des Auftretens eines Bruches oder Risses in der Seitenwand ist. Bei einem Halbkonuswinkel, der größer als 2° ist, wird Jedoch die maximal erreichbare Wandverjüngung durch das Brechen oder Reißen der Seitenwand begrenzt. Die in F i g. 4 aufgetragenen Ergebnisse zeigen jedoch, daß ein Gesenk mit einem Halbkonuswinkel α = 4° bis 6° optimal ist Dies gilt unabhängig davon, ob die Oberfläche des Gesenk-Eingangs eine gerade Schräge, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, oder gekrümmt ist, in welchem Falle der Eingangswinkel die Steigung der
Sehne des Bogens zwischen dem Berührungspunkt a des Ummantelungsmaterials, das in das Preßgesenk It eintritt, und dem Punkt c ist, wo der gerade Stegteil des Gesenks mit dem Bogen an der Auslaßöffnung des Gesenks zusammentrifft.
Es ist offensichtlich, daß das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung überzogener, nahtloser Behälter aus Stahlblech-Rohlingen mit einem metallischen Überzug auf der einen Seite des Rohlings, der eine Schmier- oder Gleitfähigkeit aufweist, die nicht größer als die des Substrats ist, und einem metallischen Überzug auf der anderen Seite mit höherer Schmier- oder Gleitfähigkeit sowohl praktisch als auch wirtschaftlich ist. Das Verfahren hat den Vorteil, daß es weniger Hersteüungsschritte beim Pressen durch ein einziges Gesenk erfordert, was einen kürzeren Preßstoß und eine höhere Herstellungsgeschwindigkeit oder Ausstoßrate zur Folge hat. Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei diesem Verfahren die Flanschfläche des Behälters wesentlich dicker bleiben kann als der Hauptbehälterkörper, und es hat sich gezeigt, daß die geringere Bearbeitungshärtung des Flanschbereichs, die durch dieses Verfahren erzielt wird, das Auftreten von Flansch-Brüchen oder -Rissen beseitigt.
Dieses Verfahren wird zum Ziehen und Pressen von nahtlosen, dünnwandigen, im wesentlichen zylindrischen Gegenständen angewandt, die die erforderliche Überzugskombination aufweisen, bei der sich das Überzugsgewicht auf der Gesenk-Seite gegenüber dem auf der Stempel-Seite wesentlich unterscheidet und/ oder der Überzug auf der Stempel-Seite eine Gleitoder Schmierfähigkeit aufweist, die nicht größer als die des Grundsubstrats ist und der Überzug auf der Gesenk-Seite eine wesentlich größere Gleit- oder Schmierfähigkeit aufweist als das Grundsubstrat.
Tabelle
Art des Überzugs Überzugsgewicht pro Seite - 11.22 g/m-1 EinfluU ( Presse Pressen auf die maximal erziclbare Prozentuale
(1/2 ]b./bh Stempelscitc Jer verschiedenen Parameter Wand Wandver
Ciesenk- des Rohlings Wandverjüngung beim dicke Wand jüngung
scitc des MaIb- vor dem dicke
Rohlings konus- Pressen nach dem
winkel Pressen
des Bliss') (in 2.54 cm) 36
0.50 Ciesenks Bliss 0.0107 (in 2.54 cm) 57
Zinn-Überzug 0,50 frei (Ci rad) Bliss 0.0107 0.0068 57
Zinn-Überzug O.lü frei 6 Bliss 0,0107 0,0046 57
Dicke 0.25 frei 6 Bliss 0,0107 0.0046 57
0.50 frei 6 Bliss 0,0107 0.0046 62*)
0,75 frei 6 Bliss 0.0107 0.0046 62
1,00 frei 6 Bliss 0.0107 0.O041 62
1.35 frei 6 Swifr) 0,0107 0,0041 55
1.80 frei 6 Swift 0,0100 0,0041 55
Unterschiedlicher 0,50 0.01 6 Swirl 0,0100 0,0045 55
Zinn-Überzug 0,50 0.02 8 Swift 0.0100 0,0045 55*)
0,50 0,05 8 Swift 0,0100 0,0045 56
0.50 0,00 8 0.0103 0.0045
0,25 8 0.0045
6
ίο
l-'orlsoi/.uni!
Λ rl des Üher/ugs liher/ugsgewichl pro Seile ι Ι1,22μ/ην) Kinllul.l d er verschiedenen Parameter Presse :ini Pressen aul die m aximal er/ielbare cm) 56
(l/2lb./hh SIempeIsei Ic Wandverjüngung Ik W a nd- 49
(iesenk- des Rohlings I IaIh- dicke Wand- Prozentuale 49
seite des koiius- vor dem dick e Wand ve r- 40
Kohlii.gs wiiikel Pressen nach dem jüngung 40
des Pressen 57
Gesenks SwiTt (in 2,54 cm) 57
0,U38 (Ci nid) Swifl 0,0103 (in 2,54 51
Unterschiedlicher 0,25 0,07 6 Swift 0,0103 0.Ü045 51
Zinn-Überzug 0,25 0,116 6 Swift 0,0103 0,0053 39
0,25 0,155 6 Swift 0,0103 0,0053 51
0,25 0,25 6 Bliss 0,0103 0,0062 51
0,25 0,05 6 Bliss 0,0107 0,0062 39
0,10 1,016 μ cm 6 Bliss 0,0107 0,0045 47
Zinn/Chrom-Überzug 0,50 frei 6 Bliss 0,0107 0,0046 47
Zink-Überzug 0,25 0,02 6 Bliss 0,0107 0,0052 39
0,25 0,25 6 Bliss 0,0107 0,0052 52
0,25 frei 6 Bliss 0,0107 0,0065 57
Kupfer-Überzug 0,25 0,01 6 Bliss 0,0107 0,0052 58
0,25 0,25 6 Bliss 0,0107 0,0052 52
0,25 frei O Bliss 0,0107 0,0065
Nickel-Überzug**) 0,25 0,02 6 Bliss 0,0107 0,0057
0,25 0,25 6 Bliss 0,0107 0,0057
0,25 frei 6 Bliss 0,0107 0,0065
Zinn-Überzug-Wirkung 0,50 frei 8 Bliss 0,0107 0,0051
des Gesenkprofils 0,50 frei 6 Bliss 0,0107 0,0046
0,50 frei 4 0,0107 0,0045
0,50 2 0,0051
*) Nur Teilerfolg.
**) Mit Nickel überzogene Dosen zeigten leichte Abnutzung.
Bemerkung: Obige Zahlenangaben gelten für etwa 10 Proben von jeder angegebenen Kombination von Überzugsgewichten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines nahtlosen Behälters aus einem Stahlblechrohling mit einem Oberzug aus Zinn auf beiden Seiten, bei dem der Stahlblechrohling mittels eines Stempels durch ein Gesenk getrieben wird, wobei er einem Tiefziehvorgang und einem Abstreckvorgang ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling, der auf der einen Seite einen Überzug mit einer Zinnmenge von 1,12 g/m2 bis 8,41 g/m2 und auf der anderen Seite einen Überzug mit einer Zinnmenge von 0,1 ί g/m2 bis 0,56 g/m2 aufweist, derart durch das Gesenk getrieben wird, daB sich der dickere Oberzug an seiner Außenseite befindet
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Abstreckgesenk mit einem Halbkonuswinkel, das eine schräge Eingangsfläche aufweist, die einen Winkel zwischen 2° und 8° mit der Wand des Stempels einschließt,
3. Stahlblech zur Verwendung bei einem Verfah ren nach Anspruch 1 als Rohling für das Tiefziehen und nachfolgende Abstrecken, das auf beiden Seiten mit einem Überzug aus Zinn versehen ist, dadurch gekennzeichnet daß die Zinnmenge des Überzugs auf der einen Seite von 1,12 g/m2 bis 8,41 g/m2 und daß die Zinnmenge des Überzugs auf der anderen Seite von 0,11 g/m2 bis 0,56 g/m2 beträgt.
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