DE2214768A1

DE2214768A1 - Verfahren zur herstellung von blankstahl

Info

Publication number: DE2214768A1
Application number: DE19722214768
Authority: DE
Inventors: Fuenter Schuh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-25
Filing date: 1972-03-25
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE2214768B2; DE2214768C3

Description

Verfahren zur Herstellung von Blankstahl nt. Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blankstahl aus warm gewalzten Stahldrähten oder Stahlstäb@n, vorzugsweise mit rundem Querschnitt, durch Kaltverfestigung.
@@ ist bekannt, zur Erzeugung von Blankstahl warm gewalzte Drähte oder Stäbe einem Verfahren zu unterwerfen, bei dem in l aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen zunächst die an der Oberfläche haftende Oxydschicht (Zunder) mittels eines Sandstrahlgebläses oder in anderer ge@ignetbr W@ise entfernt und der Draht oder Stab alsdann mittels @ines Zi@hvorganges eine Verlängerung und Querschnittsänderang erfährt, wodurch eine durch die bleibende Versetzung der Gefügeelemente bedinte Kaltverfestigung erzielt wird.
Durch die wirkung der Zugkraft und die durch das Formwerkzeug - im allgemeinen ein Locheisen - hervorgerufenex Verformung tritt eine charakterische Verteilung der inneren Materialspannungen auf, wobei die Gefügeelemente ausschliesslich in Richtung der Längsachse gestreckt werden.
An dem so bearbeiteten Werkstoff ist dann hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften eine bevorzugte Richtung festzustellen. Die so bearbeiteten Drähte oder Stäbe zeigen insbesondere eine Erhöhung ihrer Zugfestigkeit sowie der Streckgrenze, ferner eine bessere Spanbarkeit und eine Verbesserung der Maßhaltigkeit, Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem unter gleichzeitiger Verringerung des Arbeitsaugwandes eine gegenüber dem bisherigen Verfahren weitergehende Verbesserung der durch eine Kaltverformung von wars gewalzten Drähten oder Stäben ersielten mechanisohen Eigenschaften erreicht wird.
Gemäss der Erfindung wird ein beliebiger Abschnitt eines vorzugsweise warm gewalsten Drahtes oder Stabes ohne Vorbehandlung durch eine Verdrilleinrichtung ua seine Längeachse mindestens in einer Richtung so weitgehend tordiert, dass die äusseren Zonen seines querschnitteis über die Fliessgrenze hinaus beansprucht werden. Nach Beendigung des Torsionsvorganges kann das Werkstück beispielsweise durch kaltwalzen gerichtet werden. Während des Tordierens springt die Oxydschicht ab, ohne dass hierfür besondere Maßnahmen erforderlich - sind.
Ein derart bearbeiteter Stab weist in seinem Gefüge über seinen ganzen Querschnitt Tangentialspannungen auf und die Gefüge elemente sind in einer schräg zur Richtung der Längsachse verlaufenden Richtung gestreckt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, im Anschluss an einen ersten Torsionsvorgang den Werkstoff einem zweiten Torsionsvorgang zu unterwerfen, und zwar in der dem ersten Vorgang entgegengesetzten Drehrichtung, Durch einen solchen Retorsionsvorgang kann der Verfestigungsgrad noch erhöht werden. Die mechanischen Eigenschaften des !lerk3toffes können darüber hinaus noch verbessert werden, wenn man in Weiterbildung der Erfindung nach Beendigung des ersten Torsionsvorganges den Draht oder Stab sich soweit entspannen lässt, wie dies der in dem nicht bis zur Fliessgrenze beanspruchten inneren Zonen noch vorhandenen elastischen Spannung entspricht, ihn alsdann in Richtung der Längsachse reckt, bis der elastische Bereich der Zugspannung überschritten ist, und anschliessend die Retordierung, d.h. die torsion im Gegensinn zum ersten Torsionsvorgang, vornimmt. Dieses Recken kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden, beispielsweise durch einen reinen Ziehvorgang in Längsachsenrichtung, oder auch durch ein Kaltwalzen mittels einer Walzenanordnung von mindestens drei Walzen, deren Drehachsen derart gegeneinander versetzt sind, dass das Walzgut nacheinander in verschiedenem Sinn auf Biegung beansprucht wird.
Bei dieser Behandlung des Werkstoffes bleibt ein Restspannungsfeld bestehen, das sowohl aus Längs-, als auch aus Tangentialspannungen besteht, die sich über den gesamten Querschnitt und über die Gesamtlänge des Drahtes oder Stabes verteilen, da die Gefügeelemente, bzw. die Orientierungsachsen der Kristalle eine von der ursprünglichen Längsrichtung mehr oder weniger abweichende Lage einnehmen. Als Folge der in verschiedenen, beim zuletzt beschriebenen Verfahren in drei Richtungen, durchgeführten Verforsungen erhält das Gefüge also einen polyaxialen Spannungszustand, Das Verfahren lässt in seiner Anwendung weitgehende Difterenslerungen zu, Je nach dem angestrebten Ergebnis.
Insbesondere ist es möglich, das Tordieren allein oder im Zusammenhang mit einem Reckvorgang dazu auszuützen, um beispielsweise vorgegebene Querschnittsabmessungen zu erzielen.
ibschliessend können die gemäss der Erfindung behandelten Drähte oder Stäbe noch durch Kaltwalzen gerichtet werden.
Ausserdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, sie einem Querprägevorgang zu unterwerfen, d.h. einem Ealtwalzvorgang, durch den eine Verringerung und gleichzeitige Oberflächen- und Formverbesserung, sowie eine Erhöhung der Maßhaltigkeit erzielt wird.
Durch die vorbeschriebenen Verformungen wird erreicht, dass insbesondere die Mangansulfld-, Blei- und Wismuteinschlüsse wendelförmig ausgerichtet sind, was namentlich für Automatenstähle eine verbesserte Spanbarkeit bedingt.
Durch das Kaltverfestigungsverfahren für Blanlcstahl ,emäss der Erfindung und den hierbei erzielten polyaxialen Spannungazustand ergeben sich eine Reihe von Vorteilen: Durch die Verlängerung der Oberflächenelemente springt die Oxydschicht (der Zunder) ab. Diese Wirkung wird gegebenenfalls besonders unterstützt durch die zweite gegensinnige Tordierung (Retorsion). Ein besonderer Arbeitsgang zur Erzielung einer blanken Oberfläche entfällt daher.
Ausserdem ist ein kontinuierlicher Arbeitsprozess möglich, weil bei Verwendung von Spannzangen beliebig lange Stäbe oder auch vom Ring abgewickelte Drähte abschnittsweise bearbeitet werden können. Diejenigen Abschnitte, die bereits ier@ggéwtsllt sind, lassen sick gegehenenfalls bereits in der Tordierungsvorrichtung auf Längenmaß schneiden, indem sie unter Ausnutzung der Drehbewegung an beiden Enden abgestochen werden.
Bb hat sich gezeigt, dass die nach dem Verfahren gemäss der Erfindung erhaltenen Blankstähle eine erhöhte Querdehnungsfestigkelt aufweisen.
Die Torsionsbeanspruchung bringt zugleich eine Prüfung auf Längsrisse, deren Klaffen sie bewirkt. Darüberhinaus kann das Verütungsverfahren gemäss der erfindung zur gleichzeitigen Kontrolle und Prüfung der behandelten Drä} -und Stäbe herangezogen werden, z.B. um Oberflächenfehler oder auch innere Fehler, wie Strukturfehler der Werkstücke durch Änderung und Registrierung der Drehmomentbelastung der dem Antrieb der Verdrilleinrichtung dienenden Arbeits-Maschine erkennbar zu machen.
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das Werkstück kann andererseits während des Vergütungsvorganges durch die zuätzlich zu der ohnehin entstehenden Verformungswärme noch entstehende Joule'sche Wärme eine künstliche Alterung des Werkstoffes bewirkt werden.

Claims

Patentanmeldung "Verfahren zur Her-

stellung von Blankstahl" Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Blankstahl durch Ealtverfestigung, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiger Abschnitt eines vorzugsweise warm gewalzten Drahtes oder Stabes durch eine Verdrilleinrichtung um seine Längsachse mindestens in einem Drehsinn so weitgehend tordiert wird, dass die äusseren Zonen seines Querschnittes über die Fliessgrenze beansprucht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht oder Stab einem zweiten Torsionsvorgang im Gegensinn zum ersten Torsionsvorgang unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, zwischen den beiden Torsionsvorgängen der Draht oder Stab soweit entspannt wird, wie dies der in den nicht bis zur Pliessgrenze beanspruchten inneren Zonen noch vorhandenen elastischen Spannung entspricht, und dass der Draht oder Stab alsdann vor dem zweiten Tordierungsvorgang in Richtung der Längsachse bis zum Überschreiten des elastischen Bereichs der Zugspannung gereckt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Kenntlichmachung von Oberflächen- oder Strukturfehlern das von der Arbeitsmaschine der Verdrilleinrichtung während der Durchführung des Verfahrens ausu,eübte Drehmoment variiert und aufgezeichnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wahrend des Arbeitsvorganges eine elektrische Spannung an das Werkstück gelegt wird.