DE2648864A1

DE2648864A1 - Verfahren zum strangpressen von metallen mit hoher dickenabnahme

Info

Publication number: DE2648864A1
Application number: DE19762648864
Authority: DE
Inventors: Koshiro Aoyagi; Susumu Mizunuma; Kouki Numbu; Samon Yanagimoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1977-09-15
Also published as: FR2329366A1; IT1091051B; US4074557A; DD128426A5; FR2329366B1; GB1552814A

Description

Dr. Werner Haßler Lüdenscheid, 27. Oktober 1976

D-5880 Lüdenscheid _{A 76}

Patentanwalt

Dipl.-Chem. Frithjof Schrumpf

D-5160 Düren

Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation 6-3» Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku Tokio, Japan

Verfahren zum Strangpressen von Metallen mit hoher Dickenabnahme

Die Erfindung ist anwendbar beim Strangpressen von Metallen,wo Blöcke zu Platten oder Formteilen mit entsprechender Querschnittsform gepreßt werden. Die Erfindung ist insbesondere beim Strangpressen von Stahl anwendbar.

Beim Vorwalzen von Knüppeln oder Formsta'.i. mit Längungen zwischen 4- und 7 sind 6 bis 10 Stiche auf einem Reversiergerüst erforderlich. Dieses Walzverfahren im Reversierbetrieb bringt jedoch nur eine geringe Produktivität. Der Temperaturabfall im Walzgut während des Walzens ist groß, was als Nachteil des Revers ierverfahrens bekannt ist. Zur Erhöhung der Produktivität des Walzvorgangs ist ein kontinuierliches Walzverfahren in Gebrauch gekommen, wobei 6 bis 10 Walzgerüste hintereinander ange· ordnet sind. Nach diesem Verfahren kann man die Nachteile des Seversierverfahrens ausschalten. Jedoch steigen die Investitions kosten sehr stark an. Es treten Probleme hinsichtlich der Überwachung des Walzbetriebes und des hohen Personaleinsatzes auf. Zur Behebung der genannten Nachteile kennt man auch Sonderwalzwerke wie Planetenwalzwerke oder Pendelwalzwerke sowie spezielle Strangpreßverfahren. Diese Sondervorrichtungen haben einen komplizierten Aufbau und sind hinsichtlich der Wartung

709837/0580

26A8864

und Überwachung des Betriebes nicht zufriedenstellend. Insbesondere ist die Winkeligkeit der Kanten unzureichend, und die Oberflächenschicht zeigt Spiralmuster.

Das Strangpressen ist in der Form bekannt, daß ein heißer Block innerhalb eines Druckaufnehmers durch eine Preßvorrichtung unte Druck gesetzt und durch eine Matrize an einem Stirnende des Blockaufnehmers ausgepreßt wird. Das Auspreßende befindet sich der Preßvorrichtung gegenüberliegend. Dieses Strangpreßverfahren ermöglicht in einer Bearbeitungsstufe eine hohe Dickenabnahme. Es lassen sich auch komplizierte Querschnittsformen herstellen. Dagegen ist die erforderliche Verformungskraft im Vergleich zu anderen Extrusionsverfahren wie im Walzverfahren sehr groß. Es ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Lebensdauer der Matrize und der Schmierung. Eine kontinuierliche Massenfertigung wie bei einem Walzverfahren ist nur unter Schwierigkeiten zu verwirklichen. Die Ausbringung ist gering. Dieses sind Nachteile des herkömmlichen Verfahrens.

Denn bei einer herkömmlichen Strangpreßvorrichtung ist die Matrize fest an dem Blockaufnehmer angeordnet. Wenn folglich ein Block durch die Matrize zu einem Formteil unter hoher Querschnittsabnähme verformt werden soll, ist eine außerordentlich hohe Extrusionskraft erforderlich,- die sich im Hinblick auf die notwendigen Einrichtungen kaum erzielen läßt. Der Block wird unter hohem Druck dicht in den Aufnehmer eingepreßt. Eine Schmierung der Innenwandung des Aufnehmers und der Matrize ist kaum möglich. Infolgedessen treten Abnutzung und Verschleiß des Aufnehmers und der Matrize auf. Eine Reparatur und ein Ersatz der Bauteile ist häufig erforderlich. Wenn eine Extrusion mit hoher Abnahme durchgeführt werden soll, ist eine kleinere Extrusionsgeschwindigkeit unvermeidbar, so daß die Produktivität absinkt.

Zur Behebung dieser Nachteile ist bereits ein Verfahren bekannt wonach das Metall auf der Austrittsseite gekühlt und die For-

709837/0580

unter Anwendung einer Zugkraft von mehr als 30 % der Fließgrenze des Metalls durchgeführt wird. Dabei ist die Erzeugung einer Zugkraft und ein Verfahren für die Einrichtung einer Zugvorrichtung durch Arbeitswalzen anstelle der Matrize erforderlich. Es ergeben sich jedoch Probleme der Überfüllung und es können infolgedessen in Teilen des Formstücks, die nicht mit den Walzen in Berührung kommen, Narben auftreten. Hierdurch wird die Güte der Erzeugnisse gemindert, die Erzeugnisse werden unansehnlich. Die Erzeugnisse lassen sich nicht mehr vorteilhaft handhaben. Auch bei Verwendung des Erzeugnisses als Halbzeug, dessen Kanten rechtwinklig ohne Krümmungsradius verlaufen sollen, ist ein mehrfaches vValzen des Halbzeugs notwendig, damit man ein brauchbares Erzeugnis erhält. Damit keine Narben infolge des Walzens auftreten, sollen die Kanten eine Abkantung oder eine .Rundung haben.

Ziel der Erfindung ist die Herstellung von Strangpreßteilen mit untadeliger Oberfläche. Man will auch bei hoher Dickenabnahme in einem Arbeitsgang Formteile erhalten, die alle Güteanforderungen erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist eine solche Führung des Verfahrens zum Strangpressen von Metallen mit hoher Dickenabnahme, daß in dem Walzspalt der Arbeitswalzen, die dem Blockaufnehmer nach· geschaltet sind, keine Überfüllung auftritt,

l·'

Demzufolge sieht die Erfindung in einer Vorrichtung mit einem an beiden Stirnseiten offenen Blockaufnehmer und auf der Austrittsseite desselben anschließenden, einen Matrizenspalt (Walzspalt) bildenden Arbeitswalzen vor, daß der Block unter Yermeidung einer Überfüllung des Walzspaltes kontinuierlich eingestoßen wird, daß eine Extrusionsspannung von mehr als dem 1,0-fachen der Fließgrenze bei der Walztemperatur erzeugt wird lind daß die Walzendrehzahl so eingestellt wird, daß ein Maximalwert der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze einem Mini-

709837/0580

-ν

malwert der Oberflachengeschwindigkeit des Blockes in Umfangsrichtung der Arbeitswalzen auf dem Kontaktbogen der Arbeitswalzen entspricht.

Durch Einhaltung und Festlegung der Verfahrensgrößen in der angegebenen Weise erhält man Formstücke mit untadeliger Oberfläche, weil keine TJberfüllung des Walzspaltes auftritt. Dadurcl erreicht man eine hohe Produktivität.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen darstellen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der im Rahmen der Erfindung verwendeten Matrize,

Fig. 3 eine Stirnansicht einer Anordnung von Arbeitswalzen, ·

Fig. M- eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Matrize für die Walzen nach Fig. 3»

Fig. 5 eine Darstellung der Verformungsbedingungen des Blocks,

Fig. 6 ein Schaubild der Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen und der Extrusionskraft,

Fig. 7 ein Schaubild der Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswajzren und der Querschnittsform des Walzerzeugnisses,

Fig. 8 eine Darstellung der Querschnittsform des Walzprodukts für verschiedene Arbeitsbedingungen,

Fig. 9 eine Darstellung der Beziehung zwischen an dem Block angreifenden Kraft im Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis jeder Walze und der Überfüllung für verschiedene Betriebsbedingungen,

709837/0580

Fig. 10 ein Schaubild für die Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Walze und dem Formfaktor,

Fig. 11 eine Erläuterung des Winkels θ im Kantenbereich des Blockes bei der Formung,

Fig. 12 eine Erläuterung der Blockquerschnitte für verschiedene Stufen der Formung,

Fig. 13 ein Schaubild der Beziehung zwischen dem

mittleren Winkel θ und dem Verformungswiderstand T,

Fig. 14 ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehung

zwischen dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis der Walze und der Längung und zur Erläuterung der Überfüllungsgrenzlinie,

Fig. 15

und 16 Flußdiagramme zur Erläuterung des gesamten Verfahrens nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Die Vorrichtung umfaßt einen Blockaufnehmer 1 mit in Extrusionsrichtung beidseitig offenen Stirnseiten und eine Preßvorrichtung 2 mit einem Preßstempel 3 und einem Pressenzylinder 4 sowie ein Paar Horizontalwalzen 6 und ein Paar Vertikalwalzen 7, deren Stirnseiten sich aneinander abwälzen und damit eine ringsum geschlossene Matrize 5 mit sich drehenden Wänden bilden. Die Horizontalwalzen 6 und die Vertikalwalzen 7 bilden damit einen Matrizenspalt oder Walzenspalt 14 gemäß Fig. 3 in einer gemeinsamen Ebene.

Die Horizontalwalzen 6 und die Vertikalwalzen 7, also die Arbeitswalzen, sind.über nicht dargestellte Wellen und ebenfalls nicht dargestellte Antriebsgerüste mit einer Antriebsvorrichtung verbunden. Die Walzen können damit zwangsweise angetrieben werden. Eine entsprechende Kupplung ermöglicht auch die Unterbrechung des Antriebs, so daß die Walzen als Schleppwalzen laufen. Jedoch sollte mindestens eine Walze angetrieben sein.

109837/0580

Das Auspreßstirnende des Blockaufnehmers 1 liegt an der Matrize

5 *an. Zusätzlich kann man auch für jede Horizontalwalze 6 und jede Vertikalwalze 7 Stützwalzen vorsehen. Zwischen den Walzen

6 und 7 sitzt an der Außenseite des Blockaufnehmers 1 eine Matrize 8 die eine Verformung des Blocks 1 während des Auspressens und damit eine ÜberfüTlung der Matrize 5 verhindert.

Innerhalb des Blockaufnehmers 1 befindet sich ein Block 21, der zu einem Formteil 22 ausgeformt wird. Der Formteil 22 wird von einem Rollgang 11 übernommen, der das auf der Matrize 5 austretende Werkstück abtransportiert. Die Stirnseite des Formteils 22 kann von einer Zugvorrichtung 10 erfaßt werden.

Zum Strangpressen eines Metallwerkstücks unter hoher Dickenabnahme sind innerhalb einer Vorrichtung der beschriebenen Art die folgenden Verfahrensmaßnahmen erforderlich. Zunächst wird der auf die Strangpreßtemperatur erhitzte Block 21 in den Blockaufnehmer 1 gebracht und mithilfe der Preßvorrichtung 2 kontinuierlich gegen die Matrize 5 mit sich drehenden Wänden gepreßt. Die Größe der Extrusionskraft muß in diesem Zeitpunkt so groß sein, daß der Block 21 den Matrizenspalt 14 nach Fig. 3 füllt und daß eine plastische Formung leicht möglich ist. Zu diesem Zweck muß die Größe der Extrusionskraft so groß sein, daß die in dem Block 21 durch die Extrusionskraft erzeugte Druckspannung, also die Extrusionsspannung mehr als das 1,0-fache der Fließgrenze des Blocks 21 bei der Extrusionstemperatur erreicht, Die Auspressung des Blocks 21 in Richtung der Matrize 5 erfolgt* solange, bis der Block 21 von den Arbeitswalzen 6 und 7 gegriffen wird, sondern auch während der Formung des Blockes 21 durch die Matrize 5. Die Auspressung des Blocks 21 erfolgt mithilfe der Preßvorrichtung 2, die ein Hydraulikzylinder, eine Zahnstange mit einem motorgetriebenen Ritzel oder eine andere Vorrichtung

Die Auspreßkraft wird in der beschriebenen'Weise auf den Block 21 aufgebracht. Die Größe der Auspreßkraft erzeugt in dem Block

109837/0580

/10

21 eine Spannung, deren Wert größer als die Fließgrenze ist. Da der Block 21 eine langgestreckte Form hat, z.B. ein Knüppel oder eine Bramme, besteht die Gefahr, einer Überfüllung der Matrize oder einer Ausknickung des Blocks infolge einer Aufwölbung an einer Seite. Zur Unterdrückung dieser Überfüllung oder Ausknickung dient der Blockaufnehmer 1.

Im Hinblick auf die Arbeitsweise ist es zweckmäßig, den Blockaufnehmer 1 als vollwandigen, zusammenhängenden Kasten auszubilden. Dagegen kann ein Teil des Blockaufnehmers 1 zur Herabsetzung der Reibung zwischen den Blockaufnehmer 1 und dem Block 21 durch eine Anzahl von Stützwalzen ersetzt sein, die paarweise auf der Ober- und Unterseite sowie auf der rechten und linken Seite einander gegenüberstehen. Man kann auch Raupenketten an der Ober- und Unterseite sowie an der rechten und linken Seite vorsehen, die die Wände des Blockaufnehmers 1 ersetzen.

Der Blockaufnehmer 1 ist so angeordnet, daß die Stirnränder die Matrize 5 berühren. Jedoch bleiben in den Kanten des Matrizenspaltes 14 zwischen den Randteilen der Matrize 5 Spalte frei, die jeweils zwischen den Eckbereichen des Blockaufnehmers 1 und den benachbarten Walzen 6 und 7 offen sind. Der beim Auspressen aus den Blockaufnehmer 1 in diesen Spaltbereich eintretende Teil des Blockes 21 führt zu einer Überfüllung des WalzSpaltes zwischen den Arbeitswalzen 6 und 7, so daß dadurch die bekannten Überfüllungserscheinungen auftreten. Zur Unterdrückung dieser Überfüllung sieht die Erfindung eine Führung des Blockes 1 durch die Matrize 8 vor, die längs der Kantenlinien in Längsrichtung des Blockes 22 ausgerichtet ist.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer solchen Matrize 8. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Arbeitswalzen 6 und 7 mit Säulenform dargestellt, so daß sich ihre stirnseitigen Umfangskanten in einem Berührungspunkt 0 gegenseitig berühren. Eine Führungsfläche 9 der Matrize 8 konvergiert gleichmäßig

709837/058Ö

λ\

gegen die Kantenlinie 25 des Formteils 22, der einen kantigen Querschnitt hat. Demzufolge wird der Querschnitt in dem Block 23, der sich in dem Spaltbereich an der Außenkante des Blockaufnehmers 1 befindet, allmählich verringert, wenn der Block in den Matrizenspalt 14 ausgepreßt wird, damit sich der Querschnitt dem engsten Teil des Matrizenspaltes nämlich dem Querschnitt des Formteils 22 anpaßt. Die Führung des Blocks 21 beginnt gleichzeitig mit dem Greifen des Blocks 21 in dem Walzspalt, sobald der Block 21 in den Spaltbereich im Kantenbereich am Austrittseckpunkt D eintritt.Die Führung kann auch zurückverlegt werden und beispielsweise im Punkt E beginnen. Der Führungsendpunkt O¹ wird möglichst nahe an den Berührungspunkt 0 zwischen den Arbeitswalzen 6 und 7 gelegt. Er kann jedoch auch näher zur Seite des Blockaufnehmers gemäß Fig. 2 gerückt sein. Wenn der Führungs· endpunkt O¹ nicht mit dem Berührungspunkt 0 zusammenfällt, ergibt sich eine Führungskurve. Die Matrize 8 kann fest zusammenhängend mit dem Blockaufnehmer 1 ausgebildet sein.

In Fig. 2 sind säulenförmige Arbeitswalzen 6 und 7 dargestellt. Normalerweise haben die Arbeitswalzen kegelförmige Endabschnitte gemäß Fig. 3, um eine leichte Ausrichtung der Walzen zu erleichtern und eine Überfüllung, des Walzspaltes herabzusetzen. Innerhalb dieser kegelförmigen Abschnitte liegen jeweils benachbarte Arbeitswalzen 12 und 13 im Wälzeingriff aneinander an. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit den Arbeitswalzen 12 und 13 erfolgt die Führung des Blockes nach Fig. 4. Eine Matrize ist an der Stirnseite des Blockaufnehmers 1 angesetzt. Die Arbeit swalzen 12 nach Fig. 3 liegen in den Spaltabschnitten 16 und die Arbeitswalzen 13 in den Spaltabschnitten 17. Die Kantenbereiche des Blockes 21 werden durch die Führungsfläche 18 geführt und geformt. Die.Form des Blockes in diesem mittleren Übergangsbereich der Vorrichtung ist in den Figuren 5a und 5b in perspektivischer Ansicht und in der Stirnansicht dargestellt.

Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, wird der Block 21, der in den Matrizenspalt 14 zwecks Formung durch die sich drehende

709 8 37/0580

Al

Matrize 5 ausgepreßt wird, geformt, wobei die Arbeitswalzen 6 und 7 oder ein Teil dieser Arbeitswalzen drehend angetrieben werden. Dabei werden die Arbeitswalzen zwangsweise so angetrieben, daß der Maximalwert der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen einen größeren Wert als die minimale Oberflächengeschwindigkeit des Blockes (Blockgeschwindigkeit) in Umfangsrichtung der Arbeitswalzen über die Länge des Kontaktbogen c mit dem Block 21 hat. Dies bedeutet, daß mindestens auf einem Teil des Eingriffbogens die Walzenumfangsgeschwindigkeit größer als die Oberflächengeschwindigkeit des Blockes ist. Dies schließ auch den Fall ein, wo in allen Teilen des Eingriffbogens die Walzenumfangsgeschwindigkeit größer als die Blockgeschwindigkeit ist. In all denjenigen Teilen des Umfangsbogens, wo die Walzenumfangsgeschwindigkeit kleiner als die Blockgeschwindigkeit ist, wird von den Walzen eine Zugkraft auf den Block übertragen; eine Herabsetzung der Auspreßkraft läßt sich dann nicht erwarten. Die Anordnung läßt sich so treffen, daß mit Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen die Auspreßkraft von dem Block 21 kleiner wird.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen zur Austrittsblockgeschwindigkeit (der Geschwindigkeit des Formteils 22 am Austritt aus der Matrize 5)und der Auspreßkraft. Daraus läßt sich entnehmen, daß mit ansteigender Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen die Auspreßkraft merklich herabgesetzt werden kann.

Eine gute Querschnittsform des Erzeugnisses läßt sich durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen erzielen. Wenn beispielsweise ein Erzeugnis mit Quadratquerschnitt hergestellt werden soll, zieht man es vor, daß die Kantenbereiche des Erzeugnisses leicht abgerundet sind, damit das Erzeugnis besser gehandhabt werden kann. Durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen kann man die Kantenbereiche leicht in eine abgeflachte oder gerundete Form formen.

709837/0580

Unter Berücksichtigung der Auspreßkraft und der Formung der Kantenbereiche ist es im Rahmen der Erfindung vorzuziehen, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen mehr als das 0,5-fache der Austrittsblockgeschwindigkeit beträgt.

Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Matrize 5 durch zwei Paare zylindrischer Drehkörper mit paarweise einander gegenüberstehender paralleler Achsen gebildet. Die Ausführung der Matrize 5 ist nicht auf diese Form eingeschränkt. Im Rahmen der Erfindung kann man auch ein Paar oder drei und mehr Paare zylindrischer Drehkörper einsetzen. Nach Fig. 1 kann man durch Anwendung einer Zugspannung von mindestens dem 0,01-fachen der Fließgrenze des Blockes und weniger als dem 1,0-fachen auf dem Formteil 22 die Verformungsarbeit mit geringer Belastung und hoher Abnahme bewältigen. Diese Zugspannung wird durch eine Zugvorrichtung 10 auf der Abzugsseite aufgebracht. Die Zugspannung muß deshalb kleiner als die Fließgrenze gehalten werden, damit der Formteil 21 nicht auseinanderbrechen kann. Auch wenn die Zugspannung kleiner als das 0,01-fache der Fließgrenze ist, läßt sich die durch Anwendung einer Zugkraft erstrebte Wirkung nicht erreichen. Die Kurve der Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Wirksamkeit der Anwendung einer Zugkraft. Bei Anwendung eines Schmiermittels ist die Größe der Auspreßkraft bei Anwendung einer Zugkraft um 10 bis 30 % kleiner als in dem Fall, wo keine Zugkraft zur Anwendung kommt. Wenn eine Zugkraft zur Anwendung kommt, werden auch die Abnutzung ' der Verschleiß der Arbeitswalzen merklich herabgesetzt, da die Walzenbelastung verkleinert wird. Es zeigt sich ein merklicher Einfluß auf die Lebensdauer der Arbeitswalzen.

Nach der vorstehenden Beschreibung ist die Erfindung darauf ausgerichtet, daß der an den Blockaufnehmer angepaßte Block durch die Preßvorrichtung ausgepreßt wird, wobei der Block durch die Führungen geführt wird; der Block tritt dann durch die sich drehende Matrize, die durch mehrere Arbeitswalzen gebildet wird und am Ende der Austrittsseite des Blockaufnehmers angeordnet

709837/0580

ist; zusätzlich tritt der Block durch die Matrize unter Aufbringung einer Zugkraft, damit dadurch der Block gewalzt wird.

Im Rahmen der Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:

1. Wenn der Block mit gleicher Querschnittsabnahme geformt wird, läßt sich die Auspreßkraft merklich herabsetzen.

2. Die Herabsetzung der Austrittskraft läßt sich noch erhöhen, indem die Umfangsgeschwindigkeit der Matrize gegenüber der Blockgeschwindigkeit gesteigert wird, wozu eine Antriebsvorrichtung dient.

3. Das Erzeugnis wird mit hoher Querschnittsmaßhaltigkeit erhalten, ohne daß tJberfüllungseffekte auftreten.

4. Eine Schmierung der stationären Matrize beim herkömmlichen Strangpressen entsprechender Teile wird möglich, wodurch die Lebensdauer der Matrize vergrößert und die Verformungsarbeit gleichzeitig herabgesetzt wird. Wenn zusätzlich eine Ausziehkraft zur Anwendung kommt, läßt sich die Lebensdauer der Matrize noch mehr erhöhen.

Beim Strangpressen der beschriebenen Art tritt dann eine Überfüllung auf, wenn in Abhängigkeit von den Walzbedingungen zwischen den Arbeitswalzen und der Formmatrize ein Spalt frei bleibt. Wenn die Überfüllung vernachlässig werden kann, weil sie keine Probleme mit sich bringt, oder wenn sie nur so groß ist, daß sie durch einfaches Abschleifen beseitigt werden kann, trete]. keine Schwierigkeiten auf. Jedoch ist es im Hinblick auf die Verschlechterung der Güte des Erzeugnisses, die Unannehmlichkeiten bei der Handhabung derselben, im Hinblick auf die Bildung von Kratzern bei übermäßiger Überfüllung und im Hinblick auf die Entstehung von Narben beim Walzen vorzuziehen, die Kanten des Erzeugnisses mit einem Bogenradius abzurunden oder dieselben in einem gewissen Ausmaß abzuschrägen. Der Krümmungsradius der Kantenrundung des Erzeugnisses ist in der Praxis von außerordentlich großer Bedeutung. Bei Überprüfung dieser Frage für Einzelheiten des Walzverfahrens nach der Erfindung, was zwar im Vorhergehenden bereits kurz angeschnitten war, hat sich eine Arbeitsweise ergeben, wonach eine weitgehende Steuerung dea

709837/0580

AS

Krümmungsradius der Kantenrundung möglich ist. Diese Steuerungsmöglichkeit der Form der Kantenrundung des Erzeugnisses wird nunmehr in Einzelheiten erläutert.

Nach d.er vorstehenden Erläuterung hängt die Form des KantenbefeichS'des ausgepreßten und geformten Erzeugnisses von der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 6 und 7 ab. Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen und der Form des Kantenprofils, wenn ein Erzeugnis mit Quadratquerschnitt gewalzt wird. Die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen wird durch das Verhältnis zur Austrittsblockgeschwindigkeit dargestellt. Die Form des Kantenbereichs wird durch einen Formfaktor angegeben. Der Formfaktor ist als Verhältnis der Länge a einer Seitenfläche des Erzeugnisses zur Höhe b des Kantenbereichs gemäß Fig. 8 c angegeben. Die Höhe b des abgekanteten Kantenbereichs oder die Unterfüllung im Kantenbereich ist als negativer Wert angegeben. Nach Fig. 8 a ist die Höhe einer Überfüllung 36 durch einen positiven Wert von b dargestellt. Die Kurven I, II und III in Fig. 7 entsprechen jeweils den Kurven I, II, III in Fig. 6 unter gleichartigen Arbeitsbedingungen. Wenn nach Fig. 7 die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen gesteigert wird, wird der Formfaktor allmählich kleiner. Wenn z.B. nach Fig. 1 das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeitaiufer Arbeitswalzen zu der Austrittsblockgeschwindigkeit 0,3 ist, ergibt sich gemäß der Darstellung der Fig. 8 a eine Überfüllung;. wenn dieses Verhältnis den Wert 0,5 hat, ergeben sich nach Fig. 8 b rechtwinklige scharfe Kanten Wenn dann das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeit swalzen zur Austrittsblockgeschwindigkeit den Wert 1,0 erreicht, ergibt sich im Kantenbereich nach Fig. 8 c eine Kantenrundung 38. Diese allgemeine Erscheinung tritt auch bei anderen Profilformen als Knüppel mit Quadratquerschnitt beim Walzen auf. Ein Beispiel eines H-Formstahls ist in den Figuren 8 d, 8 e, 8 f gezeigt.

Die Erfindung ermöglicht die Erzeugung der gewünschten Form unte Ausnutzung dieser Beziehung zwischen der Umfangsgeschwindigkeit

709837/0580

der Arbeitswalzen, und der Form des Kantenbereichs bei entsprechender Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen. Die Ursache für die Entstehung der Unterfüllung im Kantenbereich wird im folgenden in Einzelheiten beschrieben. Zunächst sei von Fig. 5 ausgegangen. Fig. 5 b ist ein Querschnitt des Blockes unmittelbar im Bereich der Walzenebene. Die Oberflächen 27 und 28 nach Fig. 5 a entsprechend jeweils den entsprechenden Flächen in Fig. 5 b und stellen die Oberflächen dar, nach denen der Block durch die Arbeitswalzen und die Formmatrize extrudiert wird.

Wenn kein Spalt zwischen den Arbeitswalzen und der Formmatrize vorhanden ist, können die Kantenbereiche 31, 32, 33» 34- des Erzeugnisses mit rechten Winkeln gemäß Fig. 5 a geformt werden. Wenn allerdings nach den Figuren 7 und 8 das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen klein ist, tritt eine Überfüllung auf; dieses bedeutet, daß ein Spalt zwischen den Arbeitswalzen und der Formmatrize vorhanden ist. Wenn andererseits das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen groß ist, tritt eine Unterfüllung im Kantenbereich auf. Aufgrund dieser Unterfüllung im Kantenbereich ergibt sich eine Verringerung der Abmessung in Diagonalrichtung des Blockes beim Walzen; infolgedessen muß eine Zugkraft R innerhalb der Fläche 28 wirksam werden, wie dies in Fig. 5 a angegeben ist. Diese Zugkraft E wird durch die Antriebskraft F der Walzen und die Widerstandskraft T der Formmatrize erzeugt.

Nunmehr wird die Beziehung zwischen der Größe der Unterfüllung im Kantenbereich (also dem Wert der Zugkraft R) und dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen zur Blockgeschwindigkeit (U/V, U Walzenumfangsgeschwindigkeit, V Blockgeschwindigkeit) erläutert. Die auf dem Block beim Walzen wirksame Kraft ist im Hinblick auf das Verhältnis der Walzenumfangsgeschwindigkeit U/V im unteren Teil der Fig. 9 dargestellt mit P als Extrusionskraft, T als Widerstandskraft der Formmatrize, F/, als Walzenantriebskraft und Fo als Rei-

709837/0580

bungskraft an der Walzenoberflache. In der Zeichnung gibt die dickausgezogene Linie N-N die Lage an, wo die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen mit der Blockgeschwindigkeit übereinstimmt. Diese Linie gibt also die Fließscheide an. Die Fließscheide N-N ist normalerweise eine Kurve, kann jedoch aus Gründen der Vereinfachung als gerade Linie angenommen werden. Die Reibungskraft zwischen der Blockoberfläche und der Innenfläche des Blockaufnehmers hat auf diese Verhältnisse keinen Einfluß und kann daher weggelassen werden.

Wenn man zunächst U/V = 0 setzt, also die Walzen als feststehend betrachtet, ist auch die Walzenantriebskraft F₁ = 0 und infolgedessen die Zugkraft R=O. Der Block wölbt sich dann infolge der Verringerung der Oberfläche nach außen auf; wenn ein Spalt vorhanden ist, ergibt sich eine Uberfüllung. Die Kraft zur Erzeugung der aus der Verringerung der Oberfläche resultierenden Uberfüllung wird Überfüllungskraft genannt.

Wenn die Walzen angetrieben werden und 0<U/V<1,0 ist, bildet sich eine Fließscheide zwischen M-M-L-L aus. In diesem Fall wirken die Kräfte P und F₁ im Sinne einer Vorbewegung des Blockes und die Kräfte F₂ und T wirken dieser Bewegung entgegen. Im Kantenbereich nach den Zeichnungen wird aufgrund der Kräfte F₁ und T die Zugkraft R erzeugt. In dem Bereich, wo die Zugkraft R wirksam ist, tritt eine Breitenabnahme auf; wenn jedoch dieser Bereich verlassen wird, ist nicht länger eine Zugkraft vorhanden und es bildet sich eine Tendenz zur Breiten-dehnung (Uberfüllung aus. Wenn die Blockoberfläche in Berührung mit der Oberfläche der Matrize infolge der Breiten-dehnung kommt, ergibt sich eine Uberfüllung, wenn ein Spalt zwischen den Arbeitswalzen und der Formmatrize vorhanden ist. Diese Beziehung ist im unteren Teil der Fig. 9 dargestellt. Man erkennt aus der Zeichnung, je breite die Breitendehnung gemäß der schraffierten Linien ist, um so stärker wird die Wirkung zur Zurückhaltung der Uberfüllung inner halb des Dehnungsbereichs, so daß dadurch die Uberfüllung unterdrückt wird. Zusammengefaßt verschiebt sich die Fließscheide

709837/0580

nach der Austrittsseite, wenn u/v größer wird. Infolgedessen wird der Bereich mit Breitenabnahme, in dem die Zugkraft R wirksam wird, br elfter, und damit tritt eine Unterfüllung im Kantenbereich auf. "v_

Diese Unterfüllung im Kantenbereich gemäß der vorstehenden Beschreibung ist ein wichtiges Merkmal nach der Erfindung, das bei herkömmlichen Walzverfahren nicht bekannt ist. Aufgrund dieser Erscheinung kann man hohe Längungen um mehr als das 15-fache des Erzeugnisses mit einem entsprechenden Krümmungsradius der Kanten herstellen, wie unter Bezugnahme auf Fig. erläutert wird.

Im folgenden wird das Unterfüllungsverhalten im Kantenbereich bei unterschiedlicher Längung erläutert. Fig. 10 zeigt Messungen für unterschiedliche Änderungen der Längung.

Für die LängungenAvon 4,0; 7,1 und 15,6 ist die Beziehung zwischen dem Formfaktor b/a, der die Größe der Unterfüllung im Kantenbereich darstellt, und dem Verhältnis der Walzenumfangsgeschwindigkeit U/V dargestellt, wobei jeweils eine ähnliche Kurve mit gleicher Neigung entsteht.Von einem Formfaktor also einer Überfüllung 0 steigert sich der Wert U/V auf (U/V)*. U/V hängt oberhalb des Wertes (N/v)* nicht mehr von dem Formfaktor b/a ab, so daß sich dann der konstante Formfaktor (b/a)* ergibt.

Der Teil der Walzenantriebskraft F₁ nach Fig. 9 wird zur Überwindung der Widerstandskraft T der Formmatrize erzeugt. Infolgedessen hat die Zugkraft R die Tendenz, größer zu werden, wenn die Widerstandskraft T größer wird. Wenn jetzt die Größe der Widerstandskraft T erreicht ist, ist T nach der folgenden Gleichung proportional zu F/k , was in der Zeichnung benutzt wird.

709837/0580

mit F als Zugspannung

k als mittlerer Formänderungswiderstand /u als Reibungskoeffizient
θ als Mittelwert des Winkels nach Fig. 11

Andererseits kann man^T^etwa proportional zum Querschnitt der Fläche 28 in Fig. 5 ansetzen. Wenn der Querschnitt der Fläche 28 durch den Querschnitt des Blockes geteilt wird, erhält man Ί sn 9

j- (1 - j_o) · Demzufolge kann man T durch die folgende Formel ausdrücken:

T = k ( 1-S )² { ( 1 + fi ) in ( §°. )² + § qJ(2)

mit k als einer Konstanten.

(- ) hängt aus dem vorstehenden Grunde von der Größe T nach

der Formel (2) ab. Aus Fig. 10 ergibt sich, daß mit Vergrößerung des Wertes (—) die Längung Λ größer wird, weil in der

A 2
Formel (2) die Längung A (=(^) ) um so größer wird, je größer die Widerstandskraft T wird.

Nunmehr wird die Kurve zwischen(U/V) und (U/V) erläutert. Diese Kurve ist eine hyperbolische Kurve und wird näherungsweise durch die folgende empirische Formel dargestellt:

mit A, B, C als empirischen Konstanten der folgenden Bedeutung: A: Abhängig von (^) J je größer die Widerstandskraft T aufgrund der die Überfüllung verhindernden Matrize ist,, um so kleiner wird der Wert A (der absolute Wert von A ist groß). Normalerweise liegt dieser Wert zwischen -0,5 und 5,0. B: Abhängig von der Änderungsgröße der Zugkraft R aufgrund der Verschiebung der Fließscheide ist diese Größe eine Konstante. Der Wert liegt normalerweise zwischen 0 und 5,0.

709837/0580

C: Die Konstante hängt von der Widerstandskraft T ab. Normalerweise liegt der Wert zwischen O und 5,0.

Nunmehr wird die Abnahmebedingung der Formmatrize erläutert. Der Fall einer Blockdicke Ao = 2 h_Q,Dicke des Erzeugnisses a = 2h, Walzendurchmesser = 2r wird in Verbindung mit Fig. 12a betrachtet. Die in Fig. 12a angezeigten Vertikalschnitte werden durch die Figuren 12 b... f in Abhängigkeit vom Abstand zu der Walzenebene dargestellt. Die Innenfläche der Formmatrize muß an die Außenfläche der Arbeitswalzen in den Punkten Q,Q',Q^lf anschließen. Die Innenfläche der Formmatrize muß eine gekrümmte Fläche sein, die die gekrümmten Flächen innerhalb der Punkte Q-A'-Q¹'-Q¹'-Q-Q einschließt. Q ist nicht unbedingt ein Punkt unmittelbar in der Walzenebene wie dies aus der Darstellung der Fig. 2 deutlich wird; dieser Punkt kann auch mehr gegen die Blockseite hin liegen. Diese gekjrifinmte Fläche wird durch die Eckpunkte Q-Q'-Q^{1 f}-Q" '-Q" "-Q^'-Q' ^!-Q'-Q umrandet. Q¹''' entspricht der Kantenlage des Blockes beim Beginn des Walzens entsprechend der Innenfläche der Matrize. Dieser Punkt Q^MM muß im rückwärtigen Teil des Blockes entsprechend dem Abstand der gedrückten Länge Id von der Walzenebene sein, nämlich entsprechend der Querschnittsfläche S,-S,.

Wenn die Walze unmittelbar unterhalb dieser Stellung als Ausgangspunkt genommen wird und die Z-Koordinate in Rückwärtsrichtung des Blockes liegt, muß die Koordinate Z^I1M des Punktes Q¹¹" die Bedingungen nach der folgenden Formel erfüllen.

(4)

Q¹¹" ist der Punkt, wo die Innenfläche des Blockaufnehmers sich zu verengen beginnt. Diese Stellung legt die Vordergrenze des Preßstempels fest. Infolgedessen soll der Punkt Q"¹¹ vom praktischen Standpunkt nicht zu weit auf die Blockseite gerückt werden. Unter praktischen Gesichtspunkten soll die Bedingung eingehalten werden

Id + 2 ho = Z »« * Id (5)

709837/0580

Die Koordinaten können innerhalb des angegebenen Bereiches bestimmt werden.

Innerhalb des Bereiches der Formel (5) wird der optimale Wert von Z^tIM folgendermaßen festgelegt. Der mittlere Winkel θ in Fig. 11 wird durch folgende Formel dargestellt

α + „-1 f~gho - Tfg h
θ = tan ■»—

Wenn Z" = Id ist, vw,ird Q = Qo* gesetzt; für Z"" = .Id + 2h wird Q als Q₁ gesetzt.

Die Widerstandskraft T innerhalb der Verformungsmatrize wird aus der Formel (2) für/u =0,3 und 0,02 für einen Walzendurchmesser 2r=250 eine Blockdicke Ao=2ho = 100, eine Erzeugnisdicke a = 2h = 50 erhalten und der Verformungswiderstand ist in Fig. 13a angegeben. Der mittlere Winkel θ gilt für die Führungs fläche, wenn die schraffierte Fläche in Fig. 13a benutzt wird, da Qo als Obergrenze und entsprechend Q1 als Untergrenze anzusehen ist.

Aus dieser Zeichnung ergibt sich, daß für einen großen Reibungskoeffizienten Mt also ohne Schmierung, der Wert näher bei Qo liegt; die Führung zur Verhinderung der Überfüllung nach Fig. wird in diesem Fall bevorzugt eingesetzt. Wenn der Reibungskoeffizient μ näher beim Wert O liegt wie bei einer Glasschmierung, sieht man für die Matrize die Form nach Fig. 13b vor, was mehr bei dem Wert Q1 liegt und in diesem Fall vorzugsweise benutzt wird, so daß der Unterfüllungsbetrag im Kantenbereich(b/a) groß wird.

Fig. 14 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehung zwischen dem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen U/V und der Längung X, das auch die Grenzlinie der Überfüllung angibt. Die Umfangsgeschwindigkeit U/V beim Beginn der Überfüllung im Kantenbereich ist eine Funktion der LängungΛ , der Schmierung,

709837/0580

des Verhältnisses von Walzendurchmesser züfBlockbreite und wird

φ ■ '

durch folgende Formel (7) dargestellt

mit α, β, i als Konstanten abhängig von Walzbec|ingungen, nämlich der Schmierbedingungen, dem Verhältnis Walzendurchmesser/Blockbreite. Normalerweise können Werte in folgenden Bereichen angesetzt werden

0<a =1,5
OSß =10

Im Rahmen der Fig. 14 ist angesetzt α = 0,72, β = 1,47,/= 3,33. Die Steuerung der Kantenform wird aufgrund der zuvor beschriebenen Zusammenhänge erläutert. Zunächst wird die
empirische Formel im Hinblick auf die Formkonstante angegeben.

U3( TT τι· X /\ -L O

\ C U < /U\ D AiP

mx-c I₇) = ₇ = Ν.) - = -A + ff ν

(8)

mit (₇) <■ ₇ b _ (b\*^x y

a ^a'

mit φ

TT

Wert von ₇ beim Beginn der Unterfüllung des

Kantenbereichs. 0,5 = (₇) =1,0

Die Konstante hängt ab von der Längung, dem Walaendjrchmesser und dem Reibungskoeffizienten.

X* TJ

Wert von rr wenn der Unterfüllungsbetrag im Kantenbereich

U *■ ,υΛ

liegt von ₇ abhängt. 0,5 - Oy-) - 1,4

Konstante abhängig von der Längung, dem Walzendurchmesser und
dem Reibungskoeffizienten.

Wert von ^ für (₇) , Konstante abhängig von der Längung, dem Walzendurchmesser und dem Reibungskoeffizienten
- 0,3 S (I)"

709837/0580

- 2/r-

,1,.XX

A: Abhängig von (—) dementsprechend eine Konstante abhängig von der Längung, Walzendurchmesser und Reibungskoeffizient. 0 = A = 1,0 - JpP

B: Abhängig von der Änderungsgeschwindigkeit der Zugkraft R durch Verschiebung der Fließscheide und dementsprechend eine Konstante abhängig von der Längung, dem Walzendurchmesser und dem Reibungskoeffizienten 0 = B = 1,0

C: Abhängig von der Widerstandskraft T und dementsprechend eine Konstante abhängig von der Längung, dem Walzendurchmesser und der Reibungskraft. -1,O=C=O.

Als Beispiel für d^ese Konstanten sind Werte für die Parameter Λ = 4,0 υηήΜ= 15,6 aus Fig. 10 in der folgenden Tabelle angegeben:

Tabelle 1

^Konstanten Längung"--—_^	Tt X	*TT ^X**	Φ"	A	B	C
4,0	0,910	1,100	-0,080	0,306	0,164	-0,374
15,6	0,790	1,025	-0,145	0,201	0,0184	-0,699

Nach der Erfindung wird die Beziehung zwischen der Anfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen und der Form des Kantenbereichs wie in Fig. 10 dargestellt benutzt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen wird entsprechend der gewünschten Kantenform eingestellt. Im allgemeinen wird die Form des Kantenbereichs nach dem Auftrag des Benutzers bestimmt und eingehalten, damit man einen entsprechenden Wert im Bereich zwischen - 0,2 = b/a = 0 erhält. Bei einem Quadratquerschnitt wird ein Wert näher bei b/a = - 0,1 genommen. Bei einem

709837/0580

Η-Querschnitt oder einem umgekehrten Querschnitt wird ein negativer Wert in der Nähe von b/a = 0 eingestellt.

Bei der Verwirklichung der Erfindung wird ₍die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen folgendermaßen be£.$immt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen w^d der Formel (8) für die Austrittsblockgeschwindigkeit V entnommen die für entsprechende Linien und notwendige Kantenformen b/a erforderlich ist. Wenn die Abwandlung der Formel (8) entnommen ist, wird die folgende Formel zugrundegelegt

"it φ"«? ⁽⁹⁾

Diese Formel gibt die Beziehung zwischen dem Änderungsbetrag der Unterfüllung d«^s Kantenbereichs während des Walzens und dem Änderungsbetrag ^v der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze an. Entsprechend kann die Formel (9) zur dynamischen Steuerung des Unterfüllungsbetrages im Kantenbereich während des Walzbetriebes benutzt werden. Die Abweichung -^b und die Geschwindigkeit V des Erzeugnisses auf der Austrittsseite werden aus Messungen des Unterfüllungsbetrages im Kantenbereich mittels einer entsprechenden Nachweiseinrichtung beim Walzen erfaßt. Der Korrekturbetrag λ ν der Umfangsgeschwindigkeit ν der Arbeitswalzen wird anhand der Formel (9) erhalten. Es erfolgt eine Rückkoppelungsregelung so daß ^b = 0 wird.

Nach dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Matrize 5 aus zwei Paaren von Arbeitswalzen mit jeweils entgegengesetzt parallelen Achsen benutzt. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Erfindung kann auch durch ein einziges Walzenpaar oder drei und mehr Walzenpaare verwirklicht werden. Die Erfindung ist auch nicht nur bei Knüppeln oder H-Stahl anwendbar, sondern auch beim Walzen von Grobblech oder bei anderen Walzvorgängen etwa beim Walzen von Umkehrprofilen

709837/0580

— ·

oder Spundbohlen.

Nach der Erfindung kann die Form des Kantenbereichs des Erzeugnisses in großer Freizügigkeit geregelt werden, so daß man eine gewünschte Form erhält. Das Erzeugnis hat infolgedessen ein gutes Aussehen und kann ohne Schle-ifbehandlung aufgrund der Überfüllung hergestellt werden. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung der Produktivität. Die Regeljjag des Kantenbereichs kann allein durch Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen erzielt werden. Infolgedessen ist der Walzvorgang nach der Erfindung außerordentlich einfach und wirtschaftlich.

Die folgenden Vorteile werden durch die Formsteuerung nach der Erfindung erzielt:

1. Die Form des Erzeugnisses ist außerordentlich gut. Denn der Krümmungsradius im Kantenbereich kann auf einen gewünschten Wert geregelt werden.

2. Eine hohe Längung ist anwendbar.

Ϊ* ·
Aufgrund der hohen Längung wird nicht nur das Blockwalzwerk entbehrlich; vielmehr kann man auch ein Vorwalzwerk und ein Zwischenwalzwerk beim Walzen von Stabmaterial oder das Vorwalzwerk und das Zwischenwalzwerk beim Walzen von Formstahl ersetzen. Infolgedessen lassen sich in weitem Umfang Investitionskosten einsparen und die Arbeitsintensität kann gesteigert werden.

Die Figuren 15 und 16 zeigen Beispiele für die Anwendung des Strangpreßverfahrens nach der Erfindung mit hoher Dickenabnahme bei der Herstellung von Knüppeln und Formstahl. Beim Strangpressen mit hoher Dickenabnahme wird der Block in den gewünschten Querschnitt durch einen Stich mit hoher Längung ausgeformt. Durch Anwendung des Strangpreßverfahrens nach der Erfindung kann die Längung um mehr als das 4-fache gesteigert werden.

709837/0580

Nach Fig. 15 wird der Block in einem Wärmofen 41 auf die Formtemperatur erhitzt. Oberflächenfehler werden durch eine Putzmaschine 42 beseitigt. Der Block wird dann in einer Strangpreßvorrichtung 43 mit hoher Dickenabnahme geformt und in einem Fertiggerüst 44 fertiggewalzt.

Nach Fig. 16 ist eine Stranggießanlage 45 unmittelbar mit einer Strangpreßvorrichtung 48 mit hoher Dickenabnahme verbunden, so daß eine kontinuierliche Arbeitsweise möglicji ist. Der Block kommt aus der Stranggießanlage 45 und wirdjfin einem Tiefofen

46 durchgewärmt. Sodann wird der Block in^einer Putzmaschine

47 behandelt und gelangt anschließend in die Strangpreßvorrichtung 48 mit hoher Dickenabnahme sowie in ein Fertiggerüst 49

Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Stahl beschränkt, sondern kann auch bei Nichteisenmetallen zur Anwendung kommen. Wenn bei der Formung von Stahl ein Blockwalzen oder Vorwalzen erforderlich ist, lassen sich mit der Erfindung außerordentliche Einsparungen erzielen.

709837/0580

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Strangpressen von Metallen mit hoher Dickenabnahme, in einer Vorrichtung mit einem an beiden Stirnseiten offenen Blockaufnehmer und auf der Austrittsseite desselben anschließenden, einen Matrizenspalt (Walzspalt) bildenden Arbeitswalzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Block unter Vermeidung einer Überfüllung des Walzspaltes kontinuierlich eingestoßen wird, daß eine Extrusionsspannung von mehr als dem 1,Orfachen der Fließgrenze bei der Walztemperatur erzeugt wird und daß die Walzendrehzahl so eingestellt wird, daß ein"'Maximalwert der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalze einen Minimalwert der Oberflächengeschwindigkeit des Blockes in Umfangsrichtung der Arbeitswalzen auf dem Kontakt bogen der Arbeitswalzen entsprich·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchgang durch den Walzspalt auf den Block in Abzugsrichtung desselben eine Zugkraft zur Erzeugung einer Zugspannung zur Einwirkung gebracht wird, die größer als das 0,01-fache der Fließgrenze bei der Walztemperatur des Blocks und kleiner als das 1,0-fache ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Walzenumfangsgeschwindigkeit zur Blockgeschwindigkeit (U/V) in einem Bereich (U/V) = (U/V)^x gewählt wird, wobei der Wert (U/V)^x den Wert kennzeichnet, wo sich eine Unterfüllung im Kantenbereich erstmals ausbildet, wenn die Umfangsgeschwindigkeit (U) der Arbeitswalzen gegenüber der Blockgeschwindigkeit (V) gesteigert wird, und daß der Krümmungsradius oder die Rundung im Kantenbereich des Erzeugnisses auf einen gewünschten Wert geregelt wird.

ORIGIMAL INSPECTED

709837/0580

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (U/V) gemäß der folgenden Beziehung geregelt wird:

* =" U/V <c (U/IT)**

mit (U/V) * = U/V <c (U/V)** , Η = -a ₄

mit (U/V)^X/<U/V, ξ = (|)*^Λ

mit a: Seitenlänge des Erzeugnisses

b: Länge der Unterfüllung im Kantenbereich in Richtung einer Seitenlänge des Erzeugnisses

(U/V)*^ Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, wenn der Unterfüllungsbetrag im Kantenbereich nicht mehr von dem genannten Verhältnis abhängt, sobald das Verhältnis größer gemacht wird
A, B, C: Konstanter^abhängig von den Walzbedingungen wie

Längung, Walzendurchmesser, Reibungskoeffizient und mit Werten innerhalb der folgenden Bereiche O=A=I₅O
0 --B - 1,0
-1,0 = C = 0

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abweichung Δ b und die Geschwindigkeit V auf der Austrittsseite des Erzeugnisses mittels eines Probenwertes für den Unterfüllungsbetrag gemessen wird und daß diese Werte während des Walzvorgangs erfaßt werden, daß eine Korrektur Δ V der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen unter Anwendung der nachstehenden Formel zur Regelung der Abweichung des Unterfüllungsbetrages im Kantenbereich auf 0 mit Rückkoppelung des Unterfüllungsbetrages auf den Probenkörperwert und entsprechender Regelung erfolgt:

mit (U/V)^x = (U/V) = U/V), Z^U = -|(U/V +

mit (U/V)*<U/V, AU = 0

709837/0580

wobei A, B, C Konstanterfebhängig von den Walzbedingungen wie Längung, Walzendurchmesser, Reibungskoeffizient mit Werten innerhalb der folgenden Bereiche sind:

0 = A = 1,0

O=B =1,0

70983 7/0580 ORIGINAL INSPECTED