-
Verfahren und Vorrichtung zum Warm ziehen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warmziehen von Metalldrähten, insbesondere
aus schwierig zu bearbeitenden Stahllegierungen unter Verwendung einer induktiven
Aufheizung des zu ziehenden Materials.
-
Bei der Herstellung von Drähten werden am häufigsten sogenannte Kaltzieh-Verfahren
angewandt. Jedoch werden auch seit langem Versuche zum Warm ziehen insbesondere
von schwierig zu behandelnden Materialien durchgeführt, wobei folgende Verfahren
angewandt werden: 1. Bei einem Verfahren werden die Drahtstäbe zuvor in einem Ofen,
beispielsweise
einem Verbrennungsofen unt er Verwendung von Schwer-oder Leichtöl, oder in einem
elektrischen Widerstands ofen erwärmt und danach gezogen.
-
2. Bei einem zweiten Verfahren werden die Drahtstäbe einer elektrischen
Widerstandsbeheizung unterworfen, bei welcher ein elektrischer Strom direkt durch
den Stab geleitet wird.
-
3. Bei einem dritten V erfahren erfolgt die Erwärmung der Drahtstäbe
durch direkte Beheizung mit einer Gasflamme.
-
4. Bei einem vierten Verfahren werden die Stäbe durch Induktionsbeheizung
unter Anwendung eines hochfrequenten Wechselstrom es erwärmt.
-
Jedes dieser Verfahren besitzt eine Reihe von Nachteilen. Das seit
langem beim Ziehen angewandte Verfahren 1 führt beispielsweise zu einer ungleichmäßigen
Temperaturverteilung, zur Oxydation und Deformation der Drahtstäbe, zu einer ungleichmäßigen
Auftragung des Gleitmittels. Das Heizverfahren 2 wird praktisch zur Erwärmung von
Drähten unter 650 OC angewandt, und hierfür sind auch entsprechende Geräte auf dem
Markt. Die Verwendung von Gleitel ektroden führt jedoch zur Ausbildung von Funkenlöchern
in den Drahtstäben aufgrund der elektrischen Entladung in den Berührungspunkten
zwischen der Elektrode und dem Stab.
-
Daher kann dieses Verfahren nicht bei höheren Temperaturen durchgeführt
werden, weil Oxydationen der Staboberflächen eintreten. Ein Gleitmittel kann nicht
nach der Erwärmung aufgebracht werden, so daß bei ungleichmäßiger Verteilung des
Gleitmittels eine Temperàturerniedrigung oder
Anfressungen am Ziehstein
auftreten. Aus diesen Gründen ist dieses Verfahren für einen praktischen Einsatz
ungeeignet.
-
Das Verfahren 3 ist zum Warm ziehen von Wolframdrähten angewandt
worden. Es führt zu einer ungenügend gleichmäßigen Temperaturverteilung und ist
zum Ziehen von Stahldrähten mit notwendiger Warmbehandlung ungeeignet.
-
Das Verfahren erlaubt eine gegenüber den Verfahren 1 bis 3 wesentlich
schnellere Aufheizung der Drahtstäbe, es treten jedoch bei seiner Anwendung zum
Ziehen der Drähte noch eine Reihe vqn ungelösten Problemen auf.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Warm ziehen unter Anwendung der hochfrequenten induktiven Beheizung des zu ziehenden
Materials aufzuzeigen, bei dem die genannten Nachteile nicht auftreten und Metalldrähte
aus insbesondere schwierig zu ziehenden Stahllegierungen kontinuierlich hergestellt
werden können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Material
vor seiner induktiven Beheizung mit einem Gleitmittel beschichtet wird, daß es danach
auf eine optimale Ziehtemperatur gebracht und gleichzeitig das Gleitmittel zu einem
festen zähen Film ausgebildet wird, wobei 0 die Beheizung auf die optimale Warmziehtemperatur
zwischen 650 C und der Erweichungstemperatur der Stahllegierung erfolgt, und daß
danach das erwärmte Material bei dieser optimalen Ziehtemperatur gezogen wird.
-
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens
anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Seitenansicht der Vorrichtung zum Warmziehen eines Drahtstabes, Fig. 2 a, 2 b Einrichtungen
zum Beschichten des Drahtstabes mit dem Schmiermittel im Längsschnitt, Fig. 3 ein
Diagramm der Bearbeitbarkeit eines Schnellstahles, Fig. 4 ein erfindungsgemäß eingesetztes
Induktionsheizgerät mit verstellbarer Bewegung der Induktionsspule und des Ziehsteins
im vertikalen Längsschnitt, Fig. 5 a eine Ausführung des erfindungsgemäß verwendeten
Ziehsteins im Vertikalschnitt, Fig. 5 b ein Einzelteil des Ziehsteins nach Fig.
5 a in perspektivischer Darstellung.
-
Vor der ausführlichen Beschreibung der Ausführungsbeispiele werden
im folgenden die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und die
entsprechenden Wirkungsweisen der Vorrichtung beschrieben: 1. Zur Verhinderung von
Anfressungen im Ziehstein wird ein Gleitmittel auf den auf eine erhöhte Temperatur
erwärmten Drahtstab gleichmäßig
aufgetragen und eine für schwierig
zu ziehende Drähte optimale Ziehtemperatur eingestellt.
-
2. Auf der Oberfläche des zu 7iehenden Materials wird ein gleichmäßiger
Gleitmittelfilm ohne Abbrennen des Gleitmittels ausgebildet, durch den erfindungsgemäß
ein kontinuierliches Warm ziehen von schwierig zu behandelnden Materialien möglich
wird.
-
Zur verbesserten Durchführung des kontinuierlichen Warmziehvorganges
sind folgende Merkmale von Bedeutung: 3. eine gleichmäßige Aufheizung des zu ziehenden
Materials unmittelbar vor dem Ziehvorgang im Stein; 4. ein Abschrecken des Ziehdrahtes
nach dem Ziehvorgang am Austrag des Ziehsteines zur Vergrößerung seiner Zugfestigkeit.
-
Zur Verwirklichung dieser Merkmale wird erfindungsgemäß zum kontinuierlichen
Warm ziehen von schwierig zu behandelnden Materialien vorgeschlagen, diese Merkmale
mit dem herkömmlichen Abwickeln des Drahtstabes, dem Umformen und dem Aufspulen
des gezogenen Drahtes zu kombinieren. Als Ziehsteine können erfindungsgemäß a) ein
Stein mit konischer Bohrung, b) ein Doppelrollenstein mit einer elliptischen oder
einer Rundbohrung und c) zwei Rollensteine mit einer Tüllenbohrung verwendet werden.
-
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtun g ist die Durchlaufrichtung
des Drahtes 1 von dem Abwickelgerät 2 zu einer Aufwickelmaschine
7
durch einen Pfeil gekennzeichnet. Der Drahtstab 1 wird zuerst in einer Richtmaschine
3 zwischen vertikalen und horizontalen Rollen ausgerichtet. Danach durchläuft er
ein Gerät 4 zum gleichmäßigen Aufbringen einer opti malen Menge eines Gleitmittels
auf seine Oberfläche. Der Drahtstab wird anschließend in einem Induktionsheizgerät
5 schnell erwärmt und dabei ein Gleitmittelfilm ausgebildet. Der Abstand zwischen
dem Induktionsheizgerät 5 und dem Ziehstein 6 kann zur Erzielung einer gleichmäßigen
Temperaturverteilung zwischen der Drahtoberfläche und dem Drahtinneren eingestellt
werden. Der aufgeheizte und mit einer gleichmäßigen Gleitmittelschicht versehene
Drahtstab wird dann durch den Ziehstein 6 gezogen, unmittelbar anschließend abgeschreckt
und in der Aufwickelmaschine 7 aufgespult.
-
Die bei dem erfindungsgemäßen Warm ziehen verwendete Abwickelmaschine
2 und die Aufspulmaschine 7 sind ebenso wie die Rollen-Ausrichtmaschine 3 aus der
herkömmlichen Drahtzieherei bekannt. In der Richtmaschine 3 sind zwei Satz Richtrollen
mit 4 bis 6 Drehs cheiben vorgesehen, in deren Außenumfang eine V-förmige Nut eingearbeitet
ist und die in einer gegeneinander versetzten Bahn angeordnet sind, um eine wechselnde
vertikale Biegewirkung auf die Drahtstäbe auszuüben, wobei zwei weitere Satz horizontale
Richtrollen zur Biegung des Drahts in dieser Richtung vorgesehen sind. Beispielsweise
kann ein Satz Richtrollen in der Vertikalen und ein weiterer Satz in der Eirizontalen
zur Erzielung einer kreuzweisen Anordnung vorgesehen sein. Die Wellen der jeweiligen
Rollen können sog. freidrehende Wellen sein. Zur Behandlung dicker Drahtstäbe kann
eine angetriebene Kupplung, beispielsweise eine Überholkupplung oder eine Greifkupplung
vorgesehen werden.
-
Selbstverständlich unterscheidet sich das beim Warm ziehen verwendete
Gleitmittel
vom beim Kaltziehen bei Raumtemperatur eingesetzten Gleitmittel. Wird das ölige
oder wäßrige Gleitmitt el beim Warm ziehen auf die Drahtstange nach deren Erwärmung
auf eine vorgegebene Temperatur entweder in einem eingangs erläuterten Heizofen
(1) oder bei der elektrischen Widerstandsbeheizung durch direktes Einleiten eines
elektrischen Stromes in den Draht (2) aufgebracht, haftet es in beiden Fällen- nicht
auf der Stangenoberfläche, weil eine sofortige Verdampfung des Öles und der Feuchte
aufgrund der hohen Oberflächentemperatur eintritt. Ebenso wird auch ein pulverförmiges
Gleitmittel nicht an der Stangenoberfläche haften bleiben, was zum Anfressen des
Ziehsteins führt. Wird dagegen das Gleitmittel vor der Heizbehandlung auf den Drahtstab
aufgebracht, verbrennt oder verzundert es beim Aufheizen im Ofen nach dem vorgeschlagenen
Verfahren 1. Bei der Beheizung des Drahtstabes durch direktes Einl eiten eines elektrischen
Stromes nach dem Verfahren 2 entsteht ein mangelhafter Kontaktschluß mit der Elektrode,
durch den das Gleitmittel im Kontaktbereich mit der Elektrode abgestreift wird.
Bei Anwendung der Gasflammenheizung nach dem Verfahren 3 wird der Drahtstab vor
der Aufwärmung mit einer wäßrigen Lösung aus koloidalem Graphit benetzt. Dabei entsteht
ein unebener Gleitmittelfilm auf der Staboberfläche, weil keine gleichmäßige Gleitmittelauftragung
stattfindet.
-
Demgegenüber wird gemäß der Erfindung das Gleitmittel in einer zum
Warm ziehen ausreichenden Menge gleichmäßig auf die Oberfläche des Drahtstabes bei
Raumtemperatur aufgebracht, danach der Drahtstab erhitzt und von anderen fremden
Einflüssen und-einer auf ihn einwirkenden Reibung ferngehalten. Im Gegensatz zu
der eingangs erläuterten Aufheizung (3), bei der das zu ziehende Material von außen
durch den bereits
aufgebrachten Gleitmittelfilm hindurch erwärmt
wird, erfolgt die erfindungsgemäße Aufheizung des Drahtstabes von innen, so daß
eine Gleitmittel-Überhitzung vermieden wird. Die angewandte Induktionsbeheizung
ermöglicht eine sehr schnelle Erwärmung, und die Entstehung eines dichten und festen
Gleitmittelfilms an der Drahtstangenoberfläche, der ein erfolgreiches Warm ziehen
auch von schwierig zu behandelnden Materialien gewährleistet.
-
Bei der Erfindung ist es wesentlich, daß das Gleitmittel vor der
Erwärmung auf den Drahtstab aufgebracht wird, während gleichzeitig die Induktionsbeheizung
des Stabes erfolgt. Insbesondere bei Verwendung eines öl- oder wasserhaltigen Gleitmittels,
eines pulverförmigen Gleitmittels, einer wäßrigen Lösung aus kolloidalem Graphit
und/oder eines pastenförmigen Gleitmittels od. dgl. kann der zu ziehende Drahtstab
mit mindestens einem dieser Gleitmittel beschichtet werden, und zwar durch Aufsprühen
des Gleitmittels auf den Drahtstab und/oder Durchziehen oder Eintauchen des Stabes
durch das Gleitmittel, wonach der Stab induktions-erwärmt wird. Beim Erfindungsgegenstand
erfolgt das Aufbringen des Gleitmittels besonders vorteilhaft bei ausreichender
Zentrierung des Drahtstabes durch die Keilwirkung eines pastenförmigen Schmiermittels
vor einer Durchgangsöffnung derart, daß ein gleichförmiger Schmiermittelauftrag
auf dem Stab entsteht.
-
Dieser Schmiermittelauftrag kann besonders gleichmäßig durch die
in den Fig. 2 a und 2 b dargestellten Ausführungen erreicht werden. In diesen Auftragseinrichtungen
wird der zu ziehende Drahtstab durch eine Gleitmittelpaste 12 hindurchbewegt und
danach das an der Staboberfläche anhaftende überscltissige Gleitmittel durch eine
Öffnung oder eine trichterförmige
Auftragsdüse 8, deren Innendurchmesser
0,01 bis 1,0 mm größer als der Stabdurchmesser ist, entfernt, so daß ein gleichmäßiger
Gleitmittelfilm über die gesamte Oberfläche des Drahtstabes 1 entsteht.
-
Ist der Innendurchmesser der Gleitmittel-Auftragsdüse um 0,01 mm kleiner
als der Drahtstangendurchmesser, ergeben sich Schwierigkeiten beim gleichmäßigen
Auftragen des Schmiermittels auf die Drahtstangenoberfläche, die zu dem nachteiligen
Anfressen des Ziehsteines führen können. Wenn dagegen der Innendurchm esser der
Schmiermittel-Auftragsdüse um mehr als 1,0 mm größer als der Drahtstangendurchmesser
ist, führt dies zu einer ungenügenden Zentrierung des Drahtstabes durch die Keilwirkung
des Gleitmittelfilmes. Demzufolge sollte der Innendurchmesser der Gleitmittel-Auftragsdüse
vorzugsweise um 0,01 bis 1,00 mm größer als der Durchmesser der Drahtstange sein.
-
Die beste Zentrierwirkung der Drahtstange wird erreicht, wenn der
Innendurchmesser der Gleitmittel-Auftragsdüse ca. 0,1 mm größer als der Drahtstangendurchmesser
ist, wodurch eine außerordentlich gleichmäßige Verteilung des Gleitmittels entsteht.
In Fig. 2 a sind eine stationäre Gleitmittel-Auftragsdüse und in Fig. 2 b eine drehbare
Auftragsdüse dargestellt.
-
Die Drahtstange wird mit ihrem zum Ziehen präparierten Ende durch
ein das Austreten des Gleitmittels verhinderndes Rohr 11 an der Vorderseite-eines
Gleitmittelbehälters 9 und danach durch das Gleitmittel 12 bewegt, so daß sich dieses
an seiner Oberfläche ansetzt. Eine optimale Menge an Gleitmittel befindet sich an
der Drahtstangenoberfläche, wenn die Stange 1 die Gleitmittel-Auftragsdüse 8 durchläuft,
die einen konischen Führungsteil 13 aufweist. Ein Sitz 14 für die Düse 8 ist im
Austragsteil des Gleitmittelbehälters 9 ausgebildet und weist drei RingschuI-tern
zur
Zentrierung der Düse auf. Ein Düsenhalter 15 mit einem Sechskant-Ansatz 16 zum Ansetzen
eines Spannschlüssels und Festziehen der Düse 8 ist in den Austragsansatz eingeschraubt.
Diese Düsenanordnung kann für eine feste, ebenso wie für eine verdrehbare Düse angewandt
werden.
-
Bei der in Fig. 2 b dargestellten, verdrehbaren Düsenanordnung ist
ein Gehäuseteil 17 z. B. durch Bolzen an dem Gleitmittelbehälter 9 befestigt und
eine Spindel 19 in einem Kugellager 18 gelagert. Ein auf der Spindel 19 fest montiertes
Schneckenrad 20 wird durch eine an der Abtriebswelle eines Antriebes 21 sitzende
Schnecke angetrieben. Eine Öldichtung 22 verhindert das Austreten des Gleitmittels.
Zum Einstellen der Gleitmittel-Viskosität kann eine Heizung 10 vorgesehen sein.
-
Die Übertragung der Drehbewegung auf die Spindel braucht nicht durch
einen Schneckentrieb, sondern kann auch durch andere geeignete Getriebe, z. B. Ketten,
Bänder od. dgl., erfolgen. Ebenso können statt der Kugellager auch Rollenlager oder
Gleitlager vorgesehen sein.
-
Ruht ein zu ziehender Drahtstab in einer dieser Auftragseinrichtungen,
dann wird bei der fest eingespannten Auftragsdüse nach Fig. 2 a die Außenfläche
des Drahtes mit der Düseninnenkante an einer Stelle in Berührung kommen, d. h. in
diesem Punkt ist das radiale Spiel gleich Null.
-
Wird jedoch der Drahtstab durch die Einrichtung hindurchgezogen, dann
tritt durch die Viskosität des plastischen Gleitmittels eine Keilwirkung unter Ausbildung
eines Filmes auf. Diese Keilwirkung und damit auch die auf sie zurückzuführende
Zentrierung ist um so größer, je kleiner das Radialspiel zwischen der Düse und dem
Drahtstab ist. Durch Einstellung der Viskosität des plastischen Gleitmittels kann
ein gleichmäßiger Gleitmittelfilm
von einer bestimmten Dicke auf
den Drahtstab ausgebildet werden, der den Warmziehvorgang in keiner Weise beeinträchtigt.
-
Bei der drehgetriebenen Auftragsdüse nach Fig. 2 b sind zwei Relativbewegungen
vorhanden, und zwar eine zwischen dem Drahtstab und der Gleitmittel-Auftragsdüse
und die andere zwischen dem durchlaufenden Drahtstab und der sich um ihre zur Durchlaufrichtung
parallele Mittelachse verdrehenden Düse. Dadurch ergibt sich auch bei sehr geringer
Durchziehgeschwindigkeit oder bei stillstehendem Drahtstab eine stärkere Zentrierung
gegenüber der Ausführung nach Fig. 2 a, so daß der Viskositätsbereich des Gleitmittels
erweitert und ein außerordentlich gleichmäßiger Gleitmittelauftrag auf dicke Drahtstäbe
vorgenommen werden kann.
-
Der mit dem Gleitmittel gleichmäßig beschichtete Drahtstab wird danach
während seines Durchlaufes durch eine Induktionsheizung schnell aufgewärmt, wobei
durch diese induktive Beheizung die Wärmeenergie im Inneren des Drahtstabes erzeugt
und so eine Überhitzung des Gleitmittels mit Sicherheit vermieden wird. Die sehr
schnelle Erwärmung ermöglicht ferner die Ausbildung eines dichten und zähen Gleitmittelfilms
auf dem Drahtstab, worauf sich unmittelbar danach der Ziehvorgang als nächste Bearbeitungsstufe
anschließt. Die Erfindung ermöglicht somit ein Warmziehen bei einer entsprechend
der jeweiligen Stahlart optimalen Bearbeitungstemperatur.
-
In Fig. 3 sind Versuchsergebnisse der Bearbeitbarkeit eines JIS-SKH-9-Schnellstahles
dargestellt. Die Temperatur, bei der ein Schnellstahl auf Molybdänbasis seine beste
Bearbeitbarkeit besitzt, liegt bei
780 OC. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren kann eine optimale Temperatur bei der Bearbeitung eines Stahles eingehalten
werden, wobei der Stahl bei dieser Temperatur warmgezogen wird.
-
In der folgenden Tabelle 1 sind die optimalen Temperaturen zum erfindungsgemäßen
Warm ziehen verschiedener Stähle angegeben: Stahls orte Optimale Ziehtemp. (Oc)
Werkzeugstahl 650 - 750 Cr legierter rostfreier Stahl 700 - 800 Schnelldrehstahl
750 - 850 Wärmefester Stahl u. a. 700 - 1200 Die Querschnittsverringerung des Drahtstabes
erfolgt bei einer geeigneten Warmziehtemperatur durch einen Ziehstein. Beim Warmziehen
ist die gleichmäßige Erwärmung des Drahtstabes unmittelbar vor dem eigentlichen
Ziehen von besonderer Bedeutung, da durch sie eine bessere Stabilität des kontinuierlichen
Warmzieh-Vorganges auch bei an sich schwierig zu ziehenden Drahtstäben möglich wird.
Bei der Induktionsbeheizung des Drahtstabes nach dem gleichmäßigen Auftragen des
Gleitmittels fließt an der Materialoberfläche ein konzentrierter Heizstrom aufgrund
des Oberflächeneffektes der induktiven Beheizung, so daß eine Temperaturdifferenz
zwischen den äußeren Drahtteilen und seinem Mittelteil am Auslauf des Induktors
auftritt, wobei die Oberflächentemperatür höher als die Innentemperatur ist. Würde
der Draht unmittelbar nach dieser Behandlung gezogen, dann träten schalenförmige
Sprünge im mittleren Teil des Drahtstabes auf. Wird jedoch der Draht
nach
einem gewissen Stillstand gezogen, so daß seine Oberflächentemperatur aufgrund der
Abkühlung und Wärmeabgabe an der Oberfläche unter seine Innentemperatur gesunken
ist, dann treten feine Haarrisse in der Oberfläche des gezogenen Drahtes auf.
-
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es ein weiteres Merkmal der Erfindung,
daß der Abstand zwischen dem Induktor in der Induktionsheizung und dem Ziehstein
optimal auf den Durchmesser des Drahtstabes und die Ziehgeschwindigkeit abgestimmt
wird. In Fig. 4 ist ein Induktions-Heizgerät mit einer Einrichtung zum Einstellen
des Abstandes zwischen dem Induktor und dem Ziehstein dargestellt. Der Drahtstab
1 durchläuft ein Isolierrohr 23 zum Schutz gegen Feuchtigkeit und Gase, z. B.
-
CO und CH, das in einer wassergekühlten Induktionsspule 24 angeordnet
ist. Die vorderen und hinteren Teile dieses Isolierrohres 23 sind an einer Grundplatte
durch Spreizringe oder Manschetten 25 aus einem wärmeisolierenden Material befestigt.
Ferner ist die Induktionsspule elektrisch mit einem nicht dargestellten Hochfrequenz-Oszillator
verbunden. Eine im unteren Teil der wärmeisolierenden Grundplatte 26 angewdnete
Überwurfmutter 27 wirkt mit einer Spindel 28 derart zusammen, daß bei einer Verdrehung
des Spindelendes 29 durch beispielsweise einen Schlüssel der Induktor über die gesamte
Länge eines Führungsstabes 30 hin- und herbewegt und damit der Abstand zwischen
dem Ziehstein 6 und dem Induktor eingestellt werden kann. Oberhalb des Induktors
ist eine Schutzhaube 31 vorgesehen.
-
Der durch den Induktor erwärmte Drahtstab ist durch den Gleitmittelfilm
gegen einen Luftkontakt und damit gegen Oxydation geschützt und gelangt mit einer
nur sehr geringen Temperaturdifferenz zwischen seinem
Inneren und
den Oberflächenlagen zur nächstfolgenden Behandlungsstufe, d. h. zum Ziehstein.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 wird die Induktionsbeheizung in der Durchlaufrichtung
des Drahtstabes zum Einstellen des Abstandes zwischen der Induktionsspule und dem
Ziehstein verschoben.
-
Statt dieser Anordnung kann jedoch auch zur Erzielung der gleichen
Funktionen der Ziehstein längsbeweglich ausgebildet und angeordnet sein. Ferner
kann statt des dargestellten Spindeltriebes auch ein Zahnstangent rieb verwendet
werden.
-
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der mit einem Gleitmittel
beschichtete Drahtstab auf eine geeignete Warmzieh-Temperatur durch Induktionsbeheizung
nach seiner Gleitmittelbeschichtung erwärmt.
-
Der Abstand zwischen dem Induktions-Heizgerät und dem Ziehstein wird
danach zur Regelung der radialen Temperaturverteilung im Draht eingestellt, so daß
er eine gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist undkontinuierlich zu einem qualitativ
hochwertigen Ziehprodukt warmgezogen werden kann.
-
In dem in Fig. 5 a dargestellten Ziehstein wird ein Drahtstab mit
einem Durchmesser D1 zu einem Runddraht mit dem kleineren Durchmesser D2 gezogen.
Beim Warm ziehen ist die Drahttemperatur am Austrag des Ziehsteines beträchtlich,
wodurch sich die Zugfestigkeit des Drahtes verringert. Soll der gleiche Ziehgrad
wie bei einem Kaltziehvorgang erreicht werden, dann übersteigt die am Austrag des
Ziehsteins erforderliche Ziehkraft die Zugfestigkeit des Drahtes, so daß der Draht
am Ausgang des Ziehsteines bricht.
-
Erfindungsgemäß wird die Rückfläche, d. h. die Austragseite, des
Ziehsteines
gekühlt und dadurch der gezogene Draht im Austragsbereich des Ziehsteins abgeschreckt,
wodurch sich seine Zugfestigkeit nach dem Warm ziehen erhöht und somit auch ein
hoher Ziehgrad möglich wird.
-
Alternativ kann auch der Ziehstein durch ein Kühlmedium gekühlt und
damit der gezogene Draht durch diesen gekühlten Ziehstein abgeschreckt bzw. gehärtet
werden. Zur intensiveren Abschreckung des gezogenen Drahtes kann auch ein Kühlmedium
direkt auf den Draht am Ausgang des Ziehsteines geblasen bzw. gesprüht werden oder
der Draht kann unmittelbar nach seinem Warm ziehen durch ein Kühlmedium hindurchgeführt
werden.
-
Fig. 5 zeigt eine Ausführung eines Ziehsteines mit einer besonders
wirksamen Kühl- und Abschreckeinrichtung für den gezogenen Draht und den Stein.
Der Ziehstein 34 ist durch eine im Gehäuse 32 befestigte Scheibe 33 und durch eine
Schraubkappe 35 festgelegt, wobei die Zylinderfläche und die Rückfläche des Steins
34 durch einen Kühlwasserstrom 37 gekühlt werden, der durch einen oberen Anschluß
zuströmt.
-
Eine leckage wird durch O-Dichtungsringe 36 verhindert. Das den Stein
34 kühlende Wasser strömt gedrosselt durch den mittleren Teil der Ziehsteinrückseite
als Düsenstrahl aus und schreckt dabei gleichzeitig den gezogenen Draht ab.
-
Eine weiter verbesserte Abschreckwirkung des Ziehdrahtes kann am
Steinausgang mit einem Kühlwasserstrom erreicht werden, wenn die Ziehstein-Scheibe
so ausgebildet wird, daß ihre Oberfläche näher an den Ziehstein heranreicht und
somit dichter an seiner Mittelbohrung anliegt.
-
In Fig. 5b ist eine derartige erfindungsgemäß eingesetzte Ziehstein-Scheibe
dargestellt.
-
In der Tabelle 2 sind die Werte eines kaltgezogenen, eines in bekannter
Weise unter Anwendung der direkten elektrischen Beheizung warmgezogenen und eines
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren warmgezogenen Drahtes einander gegenübergestellt,
wobei der aus einem Schnellstahl (JIS SKH-9), der für schwierig zu bearbeitende
Stähle typisch ist, bestehende Drahtstab von 5,5 mm auf einen Durchmesser von 2,0
mm gezogen wurde.
-
Tabelle 2 Kaltgezogen in bekannter erfindungs-Weise gezogen gemäß
gezoqen Ziehtemperatur Raum (Oc temperatur 400 - 650 750 - 800 Ziehgeschwindigkeit
schnell langsam schnell Ziehgrad (%) 15 20 20 Anzahl der möglichen Durchläufe 2
3 unbegrenzt Zahl der Anlaßvorgänge 7 5 2 Härte abgeschreckt bei 1200 OC 750 - 780
780 - 800 850 - 880 getempert bei 560 OC Verhältnis der Herstellungskosten 1 0,9
0,45
Bei dem erfindungsgemäßen Warmziehverfahren ist außer vor
und nach dem Ziehvorgang ein Anlassen oder Glühen nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße
Verfahren führt somit zu einem vergrößerten Durchlauf-Reduktionsgrad, d. h. Ziehgrad
in %, und zu einer höheren Ziehgeschwindigkeit, wobei weder eine Begrenzung der
einzelnen Durchläufe noch ein Zwischenglühen erforderlich sind. Dadurch sind die
Herstellungskosten nur halb so hoch wie beim herkömmlichen Warm ziehen unter Anwendung
einer direkten elektrischen Beheizung und liegen gegenüber dem Kaltziehen noch günstiger.
Durch die freie Wahl der hohen Ziehtemperatur entsprechend den jeweiligen Materialeigenschaften
können auch schwierig zu ziehende Materialien heißgezogen werden. Auch wenn der
Draht unter gleichen Bedingungen wie bei einem herkömmlichen Verfahren abgeschreckt
und getempert wird, ist die Härte des erfindungsgemäß gezogenen Drahtes doch Einher
als bei auf bekannte Weise hergestellten Drähten. Der erfindungsgemäß hergestellte
Draht besitzt somit eine gute Härtbarkeit. Obwohl in der Tabelle 2 die entsprechenden
Werte eines erfindungsgemäß behandelten Schnellstahls angegeben sind, können die
gleichen Merkmale, Funktionsweisen und Vorteile auch bei anderen Stählen, z. B.
Cr-legierte rostfreie Stähle und wärmebeständige Stähle, die schwierig zu ziehen
sind, erhalten werden.
-
Die Erfindung erlaubt somit ein kontinuierliches Warm ziehen ohne
Zwischenglühen von schwierig zu behandelnden Materialien, z. B. von Schnellstählen
od. dgl. unter Anwendung einer zum Warmziehen optima-Ien Temperatur.