DE2716768C2

DE2716768C2 - Method and device for producing a metal strip by ultrasonic forging

Info

Publication number: DE2716768C2
Application number: DE19772716768
Authority: DE
Inventors: Semen Petrovi&ccaron; Kundas; Me&ccaron;islav Nikolaevi&ccaron; Los; Valentin Jurievi&ccaron; Serenkov; Michail Dominikovi&ccaron; Tyavlovsky; Nikolai Vladimirovi&ccaron; Minsk Vy&scaron;insky
Original assignee: MINSKIJ RADIOTECHNICESKIJ INSTITUT MINSK SU
Current assignee: MINSKIJ RADIOTECHNICESKIJ INSTITUT MINSK SU
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1982-08-26
Also published as: DE2716768A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbandes durch Ultraschallschmieden entsprechend dem OberbegriffThe invention relates to a method and an apparatus for producing a metal strip by Ultrasonic forging according to the generic term

der Patentansprüche 1 und 3.of claims 1 and 3.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus dem SU-Urheberschein 313 593 bekannt Dabei besteht der Draht aus leicht bearbeitbaren Metallen und Legierungen. Das Ultraschallbearbeiten eines Drahtes wird in der Luft ausgeführt, ohne die Werkzeuge und das Werkstück zu erwärmen Entsprechend diesem Verfahren gelangt der Draht zwischen zwei Matrizen, von denen eine stationär ist, während die .0 andere auf den Draht Ultraschallschwingungen überträgt Entsprechend diesem Verfahren ist es unmöglich, ein Metallband von zufriedenstellender Qualität zu erzielen, wenn das Metallband aus Wolfram, Rhenium und derer. Legierungen besteht, und zwar infolge der großen Härte, Sprödigkeit und der Tendenz zum Aufschichten bei einer Kaltbearbeitung. Beim Schmieden des Drahtes unter Vakuum- und Hochtemperaturbedingungen, wenn Vakuum und Wärme die Schweißvorgänge des zu bearbeitenden Metalls und des Werkzeuges stark intensivieren, wirkt sich daher der bis auf hohen Temperatur erwärmte, im Vakuum befindliche Draht leicht und schnell an die statisch unbewegliche Matrize anschweißen lassen, wodurch der Schmiedevorgang des Bandes unmöglich wird.Such a method and such a device are known from the SU copyright certificate 313 593 The wire consists of easily machinable metals and alloys. The ultrasonic machining of a wire is carried out in the air without heating the tools and workpiece accordingly This process passes the wire between two dies, one of which is stationary while the .0 others transmit ultrasonic vibrations to the wire According to this method, it is impossible to to achieve a metal strip of satisfactory quality if the metal strip is made of tungsten, rhenium and those. Alloys exists, due to the great hardness, brittleness and the tendency to Piling up during cold working. When forging the wire under vacuum and high temperature conditions, when vacuum and heat intensify the welding processes of the metal to be processed and the tool, the up to Wire heated to a high temperature and located in a vacuum to the statically immobile wire easily and quickly Let the die weld on, which makes forging the strip impossible.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, gemäß denen die Qualität des hergestellten Metallbandes bei erhöhter Durchschlußrate auch dann verbessert wird, wenn Metalle wie Wolfram, Rhenium und deren Legierungen verwendet werden.The object of the invention is therefore to provide a method and a device of the type mentioned at the beginning Kind of creating according to which the quality of the manufactured metal strip with increased penetration rate It is also improved when metals such as tungsten, rhenium and their alloys are used will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 3 ergebenden Merkmale gelöst. Gemäß der Erfindung übertragen beide Werkzeuge, d. h. der Amboß und der Hammer Ultraschallschwingungen auf den Draht. Außerdem erfolgt das Erwärmen und Verformen des Drahtes im Vakuum oder in einem anderen inerten Medium.This object is achieved according to the invention by what emerges from the characterizing part of patent claims 1 and 3 resulting features solved. According to the invention, both tools, i. H. the Anvil and the hammer ultrasonic vibrations on the wire. In addition, the heating takes place and Deforming the wire in a vacuum or in another inert medium.

-to Die Bearbeitung des Drahtes mit Ultraschallschwingungen von beiden Bearbeitungswerkzeugen erlaubt die Erhöhung der Plastizität des zu verformenden Metalles. Daraus resultiert ein intensiverer und gleichmäßig verflußtes Metall und eine Herabsetzung der Reibungskräfte auf den Arbeitsflächen. Dies erlaubt eine Erhöhung des Verformungsgrades des Drahtes während des Durchlaufes. Als Ergebnis der Herabsetzung der Berührungskräfte erfolgt eine Erhöhung der Glättungsgeschwindigkeit und folglich eine Erhöhung der Durchschlußrate. Schließlich wird die Qualität des hergestellten Metallbandes verbessert. Dies bedeutet, daß das Metallband eine gleichmäßige Breite aufweist. Außerdem stellt sich eine geringere Rauhigkeit auf den Arbeitsflächen ein.-to the processing of the wire with ultrasonic vibrations of both machining tools allows increasing the plasticity of the to be deformed Metal. This results in a more intensive and evenly fluxed metal and a reduction in the Frictional forces on the work surfaces. This allows the degree of deformation of the wire to be increased during the run. As a result of the reduction in contact forces, there is an increase in the Smoothing speed and consequently an increase in the penetration rate. Ultimately, the quality of the produced metal band improved. This means that the metal strip has a uniform width. In addition, there is less roughness on the work surfaces.

Dadurch, daß die Ultraschallschwingungen von beiden Arbeitswerkzeugen ausgeht, wird das Verschweißen des Ambosses mit dem Draht bei der auftretenden Erwärmung verhindert, und dabei die Bearbeitungsgenauigkeit und Feinheit erhöht. Dabei können die Ultraschallschwingungen in Phase als auch in Gegenphase den Arbeitswerkzeugen zugeführt werden.Because the ultrasonic vibrations emanate from both work tools, the welding is done of the anvil with the wire in the event of heating prevented, and thereby the Machining accuracy and fineness increased. The ultrasonic vibrations can be in phase as well are fed to the working tools in opposite phase.

Gemäß einer der Varianten der Erfindung können zur Schwingungsrichtung des Sattels und zur Bewegungsrichtung des Drahtes senkrechte Ultraschallschwingungen dem Amboß erteilt werden. Höchst wirksam ist diese Zuführung der Ultraschallschwingungen bei der Herstellung von dünnen Bändern erhöhter Bearbei-According to one of the variants of the invention, the direction of oscillation of the saddle and the direction of movement vertical ultrasonic vibrations of the wire are given to the anvil. Is highly effective this supply of ultrasonic vibrations in the production of thin strips increased machining

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tungsgenauigkeit und -feinheit aus Werkstoffen, die eine genügende Festigkeit und Bildsamkeit aufweisen.accuracy and fineness from materials that have sufficient strength and malleability.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung können zur Schwingungsrichtung des Sattels senkrechte und zur Bewegungsrichtung des Drahtes paralle'e Ultraschall-Schwingungen dem Amboß mitgeteilt werden. Dieses Schema zur Zuführung der Ultraschaiischwingungen ist mit verhältnismäßig kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes bei der Herstellung des Bandes aus hochfesten schwer verformbaren Metallen und Legierungen am wirksamsten.In a further variant of the invention can for Direction of oscillation of the saddle perpendicular and parallel to the direction of movement of the wire ultrasonic oscillations be communicated to the anvil. This scheme for supplying the ultrasonic vibrations is with relatively low speeds of movement of the wire in the manufacture of the tape high-strength, difficult-to-deform metals and alloys are most effective.

In gewissen Fällen ist es zweckmäßig, Ultraschallschwingungen, die mit der Schwingungsrichtung des Sattels übereinstimmen, dem Amboß zu erteilen. Dieses Schema der Ultrtschallzufuhr an die Verformungszone des Drahtes ist mit hohen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes bei der Herstellung des Bandes aus hinreichend bildsamen und festen Metallen und legierungen überaus wirksam. Außerdem ist dieses Schema der Ultraschallzufuhr auch mit kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes bei der Herstellung des Bandes auch hochfesten und wenig bildsamen Metallen und Legierungen »weckmäßig.In certain cases it is advisable to use ultrasonic vibrations that coincide with the direction of vibration of the Saddle agree to give the anvil. This scheme of ultrasonic supply to the deformation zone The wire is made with high speeds of movement of the wire in the manufacture of the tape sufficiently flexible and solid metals and alloys extremely effective. Besides, this is Scheme of ultrasound feed also with low speeds of movement of the wire during manufacture of the tape also high-strength and less malleable metals and alloys »wake-up.

Es ist höchst zweckmäßig, dem Amboß Torsionsschwingungen zu erteilen. Dieses Schema der Ultraschallzufuhr an die Formänderungszone des Drahtes ist sowohl mit kleinen als auch mit hohen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes gleich wirksam und kann folglich bei der Herstellung des Bandes aus Metallen und Legierungen realisiert werden, die sowohl hohe Festigkeit und erniedrigte Bildsamkeit als auch hohe Bildsamkeit und erniedrigte Festigkeit aufweisen.'It is most convenient to impart torsional vibrations to the anvil. This scheme of ultrasound delivery to the deformation zone of the wire is at both low and high speeds of movement of the wire is equally effective and can consequently be used in the manufacture of the strip from metals and alloys can be realized which have both high strength and lowered ductility as well as high Showing malleability and degraded firmness. '

Bei der Zufuhr der Ultraschallschwingungen an die Formänderungszone des Drahtes, wenn ein oder zwei Arbeitswerkzeuge unter einem von 90⁰C differierenden Winkel zur Bewegungsrichtung des Drahtes geneigt sind, entstehen waage- und senkrechte Vektorkomponenten der Schallwellen. Die durch die Vertikalkomponenten gekennzeichneten Kräfte bewirken das Schmieden des Drahtes, während die durch die Horizontalkomponenten gekennzeichneten Kräfte für den Vorschub des Drahtes in die Formänderungszone sorgen. Das ist beim Schmieden von besonders dünnen Bändern aus hochplastischen und wenig festen Metallen, wo die Einwirkung von großen Zugkräften auf das Band unzulässig ist, höchst wirksam.In supplying ultrasonic vibrations to the shape-changing zone of the wire, if one or two working implements are inclined at an angle of 90 ⁰ C differing to the moving direction of the wire, level surface and vertical vector components of the sound waves produced. The forces identified by the vertical components cause the wire to forge, while the forces identified by the horizontal components ensure that the wire is advanced into the deformation zone. This is extremely effective when forging particularly thin strips made of highly plastic and low-strength metals, where the effect of large tensile forces on the strip is inadmissible.

Es ist überaus zweckmäßig, den Draht und die Arbeitswerkzeuge in einem geschlossenen Raum mit einem Unterdruck von nicht weniger als 10~⁴ mm Q.S. unterzubringen.It is most convenient to keep the wire and work tools in an enclosed space with a vacuum of not less than 10 ~ ⁴ mm QS.

Die Anwendung von Vakuum bietet die Möglichkeit, die Wechselwirkung von insbesondere schwerschmelzbaren und leichtoxydierenden Metallen mit aktiven Gasen (Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff u. a.) während der Hochtemperaturbehandlung des Drahtes voilständig auszuschließen.The application of vacuum offers the possibility of the interaction of particularly difficult to melt and easily oxidizing metals with active gases (oxygen, nitrogen, hydrogen, etc.) during completely exclude the high temperature treatment of the wire.

Der Einsatz eines Edelgases als Inertmedium bietet die Möglichkeit, die Wechselwirkung von Metallen mit aktiven Gasen während der Hochtemperaturbehandlung des Drahtes wesentlich herabzusetzen.The use of a noble gas as an inert medium offers the possibility of the interaction of metals with active gases during the high temperature treatment of the wire significantly reduce.

Erfindungsgemäß weist die Einrichtung, welche Arbeitswerkzeuge, d. h. einen Amboß und einen mit einer Ultraschallquelle starr verbundenen Sattel, beiderseits der Arbeitswerkzeuge angeordnete antreibende Ab- und Aufwickelspulen und eine Vorrichtung zur Bandspannungskontrolle enthält, eine zusätzliche Ultraschallquelle auf, die mit dem Amboß in starrer Verbindung steht, der derart ausgeführt ist, daß dabeiAccording to the invention, the device, which work tools, d. H. an anvil and one with an ultrasound source rigidly connected saddle, on both sides of the working tools arranged driving Contains pay-off and take-up reels and a device for belt tension control, an additional ultrasonic source on, which is in rigid connection with the anvil, which is designed such that it

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65 der Stehwellenbetrieb für die gegebene Frequenz der zusätzlichen Ultraschallquelle gewährleistet wird. Ebenso ist eine hermetische Arbeitskammer vorgesehen, in der die erwähnten Arbeitswerkzeuge und Mittel zur Erwärmung der Arbeitswerkzeuge und des Drahtfs Platz finden. 65 the standing wave operation is guaranteed for the given frequency of the additional ultrasonic source. A hermetic working chamber is also provided, in which the mentioned working tools and means for heating the working tools and the wire can be accommodated.

Es ist zweckmäßig, wenn die Schwingungsfrequenz der mit dem Amboß verbundenen Ultraschallquelle höher als die der mit dem Sattel verbundenen Ultraschallquelle istIt is useful if the oscillation frequency of the ultrasonic source connected to the anvil higher than that of the ultrasonic source connected to the saddle

Die Anwendung der vorliegenden Einrichtung ermöglicht es, das Walzen und das Breiten im Vakuum mit Hilfe von Walzwerken gegen das Ultraschallbreiten im Vakuum zu ersetzen, wodurch das Anhaften des Werkstoffes an den Bearbeitungswerkzeugen vollständig beseitigt wird. Das bietet die Möglichkeit, die Bearbeitungsfeinheit und -genauigkeit des Bandes beträchtlich zu erhöhen. Der Reibungskoeffizient zwischen dem Band und den Arbeitswerkzeugen nimmt stark ab, was zur Herabsetzung der Durchziehkraft führt und folglich ein Abreißen des Bandes verhindert Aufgrund der Bildsamkeitserhöhung der zu bearbeitenden Werkstoffe, die durch die Erwärmung des Drahtes und die UltraschaUschwingungen der Arbeitswerkzeuge gegeben ist, wird der Stauchgrad des Bandes größer und das Bandgefüge qualitativer. Unter Verwendung der vorliegenden Einrichtung kann das Band mit einem hohen Stauchgrad in einem Stich aus verschiedenen Metallen und Legierungen, schwerbearbeitbare und leichtoxydierende (Wolfram und seine Legierungen, Rhenium, Niob und andere) miteinbegriffen, hergestellt werden. 'The application of the present device enables rolling and spreading in a vacuum with Using rolling mills to replace ultrasonic widening in a vacuum, which prevents the Material is completely eliminated from the processing tools. That offers the possibility of the Increase the processing fineness and precision of the strip considerably. The coefficient of friction between the belt and the working tools decreases sharply, which leads to a reduction in the pull-through force leads and consequently prevents tearing of the tape Materials produced by the heating of the wire and the ultrasonic vibrations of the work tools is given, the degree of compression of the band is greater and the band structure is qualitative. Using the The present device can produce the tape with a high degree of compression in a stitch of various Metals and alloys, difficult to machine and easily oxidizing (tungsten and its alloys, Rhenium, niobium and others). '

Falls die Einrichtungen in einer hermetischen Kammer untergebracht sind, findet vorzugsweise ein Inertgas als Schutz- oder neutrales Medium Verwendung. Dabei werden die Anforderungen an Luftdichtigkeit der Arbeitskammer herabgesetzt. Außerdem sind keine Hochleisiungsmittel zum Evakuieren der Kammer nötig.If the devices are housed in a hermetic chamber, one preferably takes place Use inert gas as protective or neutral medium. Thereby the requirements for airtightness the working chamber reduced. In addition, there are no high-performance means for evacuating the chamber necessary.

Es ist überaus zweckmäßig, wenn die Amboßlänge durch die halbe Wellenlänge der zusätzlichen Ultraschallquelle teilbar ist. ■It is extremely useful if the anvil length by half the wavelength of the additional ultrasound source is divisible. ■

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden ■ Erfindung werden nachstehend anhand von konkreten schematischen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtFurther features and advantages of the present invention will be described below with reference to concrete schematic embodiments of the present invention and the accompanying drawings explained. It shows

Fig. 1, 3, 5, 7, 9, 11 verschiedene Varianten der Ultraschallzufuhr an die Arbeitswerkzeuge und Kennlinien der Schwingungsamplitudenhübe längs der Länge der Arbeitswerkzeuge,Fig. 1, 3, 5, 7, 9, 11 different variants of the Ultrasonic supply to the work tools and characteristic curves of the vibration amplitude strokes along the length the work tools,

Fig. 2, 4, 6, 8, 10, 12 Vektordiagramme der Schallschnellen der Arbeitswerkzeuge und der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes,Figs. 2, 4, 6, 8, 10, 12 are vector diagrams of the sound velocities of the work tools and the speed of movement of the wire,

Fig. 13 eine Einrichtung zur Verwirklichung des erfindungegemäßen Verfahrens (im Vertikalschnitt),13 shows a device for realizing the inventive method (in vertical section),

Fig. 14 eine Hochvakuumarbeitskammer (im Horizontalschnitt), 14 shows a high vacuum working chamber (in horizontal section),

Fig. 15 eine Vorvakuumaufnahmekammer (im Horizontalschnitt), 15 shows a fore-vacuum receiving chamber (in horizontal section),

Fig. 16 einen Sattel und einen Amboß mit einer Profiliernut,16 shows a saddle and an anvil with a profiling groove,

Fig. 17 eine Variante der Einrichtung, bei der die Spulen und die Vorrichtung zur Bandspannungskontrolle außerhalb der hermetischen Kammer angeordnet sind,Fig. 17 shows a variant of the device in which the Coils and the device for tape tension control are arranged outside the hermetic chamber are,

Fig. 18 eine Variante der Einrichtung, bei der ein Inertgas als Arbeitsmedium Verwendung findet,18 shows a variant of the device in which a Inert gas is used as the working medium,

Fig. 19, 20 Mikrobilder der Ausgangsoberfläche des Drahtes und der Oberfläche des erzeugten Metallbandes. 19, 20 micrographs of the output surface of the Wire and the surface of the metal strip produced.

F i g. 1 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr an den Sattel 1 und den Amboß 2, wobei die Schwingungen senkrecht zur Achse des Drahtes 3 dem Sattel 1 und senkrecht zur Schwingungsrichtung des Sattels 1 und zur Bewegungsrichtung des Drahtes 3 dem Amboß 2 zugeführt werden, sowie die Kennlinie des Schwingungsamplitudenhubes A längs der Länge L der Arbeitswerkzeuge I₁ 2.F i g. 1 shows the scheme of the ultrasonic supply to the saddle 1 and the anvil 2, the vibrations perpendicular to the axis of the wire 3 to the saddle 1 and perpendicular to the direction of vibration of the saddle 1 and the direction of movement of the wire 3 to the anvil 2, as well as the characteristic curve of the Vibration amplitude stroke A along the length L of the work tools I ₁ 2.

In diesem Fall sind der Sattel 1 und der Amboß 2 in zwei gegenseitig senkrechten Ebenen angeordnet. Es ist aus F i g. 1 ersichtlich, daß der Sattel 1 zur Ebene des Ambosses 2, über die sich der Draht 3 bewegt, normale hin- und hergehende Bewegungen ausführt. Seinerseits führt der Amboß 2 Mikroschwingungen aus, deren Vektor V₂ in gleicher Ebene mit dem Bewegungsvektor V3 Des Drahtes 3 liegt und senkrecht dazu verläuft.In this case the saddle 1 and the anvil 2 are arranged in two mutually perpendicular planes. It is from FIG. 1 that the saddle 1 performs normal reciprocating movements in relation to the plane of the anvil 2 over which the wire 3 moves. For its part, the anvil 2 performs micro-vibrations, the vector V _{2 of} which lies in the same plane with the motion vector V3 of the wire 3 and runs perpendicular thereto.

Da der Amboß 2 aufgrund der Schwingungen seine AugenblicksteHung hinsichtlich des Drahtes 3 kontinuierlich ändert, so bietet dies die Möglichkeit, das Verschweißen des Drahtes 3 mit dem Amboß 2 vollständig zu verhindern.Since the anvil 2 has its momentary position with respect to the wire 3 continuously due to the vibrations changes, this offers the possibility of welding the wire 3 to the anvil 2 to prevent completely.

Das erwähnte Schema ist bei der Herstellung von besonders dünnen Metallbändern erhöhter Bearbeitungsgenauigkeit und -feinheit am wirksamsten.The scheme mentioned is in the production of particularly thin metal strips of increased processing accuracy and fineness most effective.

F i g. 2 zeigt ein Vektordiagramm der Schallschnellen Vl und V₂ der Werkzeuge 1 und 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3.F i g. 2 is a vector diagram of the sound velocities Vl and _V2 of the tools 1 and 2 and shows the moving speed V3 of the wire. 3

Es ist aus F i g. 2 zu ersehen, daß der Vektor Vj der Schallschnelle des Ambosses 2 senkrecht hinsichtlich des Vektors V\ der Schallschnelle des Sattels 1 und des Vektors V₃ der Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtes 3 angeordnet istIt is from FIG. 2 that the vector Vj of the sound velocity of the anvil 2 is arranged perpendicularly with respect to the vector V \ of the sound velocity of the saddle 1 and the vector V _{3 of} the speed of movement of the wire 3

Wie aus dem in Fig.2 dargestellten Diagramm ersichtlich ist, bewirkt der Sattel 1 beim Ausführen nach dem Vektor Vi gerichteter Ultraschallschwingungen das Schmieden des Drahtes 3, wobei die nach dem Vektor V2 gerichteten Ultraschallschwingungen des Ambosses 2 das Verschweißen des Drahtes 3 mit dem Amboß 2 verhindern.As from the diagram shown in Fig.2 can be seen, causes the saddle 1 when running after the vector Vi directed ultrasonic vibrations the forging of the wire 3, the following the vector V2 directed ultrasonic vibrations of the anvil 2, the welding of the wire 3 to the anvil 2 impede.

Die Ultraschallschwingungen können auch senkrecht zur Schwingungsrichtung des Sattels 1 und parallel zur Bewegungsrichtung des Drahtes 3 dem Amboß 2 zugeführt werden, falls der Sattel 1 und der Amboß 2 in zwei gegenseitig senkrechten Ebenen liegen. Dieses Schema der Ultraschallschwingungen wird mit verhältnismäßig kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes 3 am wirksamsten sein.The ultrasonic vibrations can also be perpendicular to the direction of vibration of the saddle 1 and parallel to the Direction of movement of the wire 3 are fed to the anvil 2 if the saddle 1 and the anvil 2 in two mutually perpendicular planes lie. This scheme of ultrasonic vibrations is proportionate with small speeds of movement of the wire 3 will be most effective.

F i g. 3 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr an den Amboß 2 in einer Richtung, die mit der Schwingungsrichtung des Sattels 1 übereinstimmt. Der Satte! 1 and der Amboß 2 sind gleichachsig in einer Ebene angeordnet und können sowohl in Phase als auch in Gegenphase schwingen.F i g. Fig. 3 shows the scheme of ultrasonic supply to the anvil 2 in a direction coincident with the direction of vibration of the saddle 1 matches. The satiated one! 1 and the anvil 2 are coaxially arranged in a plane and can be both in phase and in Swing in antiphase.

F i g. 4 zeigt das Vektordiagramm der Schallschnellen Vi des Sattels 1 und V₂ des Ambosses 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3 für das in F i g. 3 dargetellte Schema.F i g. 4 shows the vector diagram of the sound velocities Vi of the saddle 1 and V _{2 of} the anvil 2 and the movement speed V3 of the wire 3 for the in FIG. 3 shown scheme.

Wie aus dem Diagramm (Fig.4) ersichtlich ist, wird der Kontakt zwischen dem Amboß 2 und dem Draht 3 intermittierend sein. Aufgrund einer winzig kurzen Zeitspanne des Kontaktierens der Oberfläche des Ambosses 2 mit der Oberfläche des Bandes ist ein Verschweißen miteinander nicht möglich.As can be seen from the diagram (Fig. 4), the contact between the anvil 2 and the wire 3 can be intermittent. Because of a tiny short The period of contact of the surface of the anvil 2 with the surface of the belt is a Welding together not possible.

Das in Fi g. 3 dargestellte Schema der Ultraschallzufuhr ist mit hohen Bewegvmgsgeschwindigkeiten des Drahtes 3 am wirksamsten, wobei der Wirkungsgrad der Ultraschallschwingungen mit der Geschwindigkeitserhöhung des Drahtes 3 zunimmt. The in Fi g. 3, the ultrasound feed is shown at high speeds Wire 3 is most effective, the efficiency of the ultrasonic vibrations increasing as the speed of the wire 3 increases.

Fig.5 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr, bei dem der Sattel 1 und der Amboß 2 in zwei gegenseitig senkrechten Ebenen angeordnet sind.Fig.5 shows the scheme of the ultrasound supply, at which the saddle 1 and the anvil 2 are arranged in two mutually perpendicular planes.

In diesem Fall führt der Sattel 1 zu der Mantellinie der zylindrischen Arbeitsfläche des Ambosses 2, über die sich der zu bearbeitende Draht 3 bewegt, normale hin- und hergehende Verschiebungen aus. Zu gleicher Zeit führt der Amboß 2 Torsionsschwingungen Oh in einer zu 'der Achse des Ambosses 2 senkrechten Ebene aus.In this case, the saddle 1 performs normal reciprocating displacements to the generatrix of the cylindrical working surface of the anvil 2, over which the wire 3 to be processed moves. At the same time, the anvil 2 performs torsional vibrations Oh in a plane perpendicular to the axis of the anvil 2.

F i g. 6 zeigt das Vektordiagramm der Schallschnellen Vi, üh des Sattels 1 und des Ambosses 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3 für das in F i g. 5 dargestellte Schema.F i g. 6 shows the vector diagram of the sound velocities Vi, üh of the saddle 1 and the anvil 2 and the movement speed V3 of the wire 3 for the in FIG. 5 shown scheme.

Wie aus dem Diagramm (Fig.6) zu ersehen ist, verhindern die Torsionsschwingungen das Verschweißen des Drahtes 3 mit dem Amboß 2.As can be seen from the diagram (Fig. 6), the torsional vibrations prevent welding of the wire 3 with the anvil 2.

Die Zufuhr der Torsionsschwingungen ah nach dem in F i g. 5 gezeigten Schema ist sowohl mit kleinen, als auch mit hohen Geschwindigkeiten des Drahtes 3 wirksam.The supply of the torsional vibrations ah after the in F i g. 5 is effective with both small and high speeds of the wire 3.

F i g. 7 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr, bei dem der Sattel 1 und der Amboß 2 gleichachsig in ein und derselben Ebene liegen. In diesem Fall führt der Sattel 1 hin- und hergehende Bewegungen aus, die zur Achse des Drahtes 3 senkrecht sind. Zu gleicher Zeit führt der Amboß 2 Torsionsschwingungen W₂ in einer zu einer Schwingungsrichtung des Sattels 1 senkrechten Ebene aus.F i g. 7 shows the scheme of the ultrasound supply, in which the saddle 1 and the anvil 2 lie coaxially in one and the same plane. In this case, the saddle 1 performs reciprocating movements that are perpendicular to the axis of the wire 3. At the same time, the anvil 2 executes torsional vibrations W ₂ in a plane perpendicular to a direction of vibration of the saddle 1.

F i g. 8 zeigt das Vektordiagramm der Schallschnellen Vi, ah des Sattels 1 und des Ambosses 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3.F i g. 8 shows the vector diagram of the sound velocities Vi, ah of the saddle 1 and the anvil 2 and the movement speed V3 of the wire 3.

Durch die Zufuhr der Torsionsultraschallschwingungen wird in diesem Fall das Verschweißen des AmbossesIn this case, the supply of torsional ultrasonic vibrations causes the anvil to be welded

2 mit dem Draht 3 ebenfalls verhindert Dieses Schema ist mit hohen Bewegungsgeschwindigkeiten des Drahtes2 with the wire 3 also prevented This scheme is with high speeds of movement of the wire

3 wirksam.3 effective.

F i g. 9 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr, wobei zumindest eines der Arbeitswerkzeuge 1 oder 2, z. B. der Amboß 2 unter einem von 90° differierenden Winkel zur Bewegungsrichtung des Drahtes 3 geneigt ist·F i g. 9 shows the scheme of the ultrasonic supply, with at least one of the working tools 1 or 2, e.g. B. the Anvil 2 is inclined at an angle different from 90 ° to the direction of movement of the wire 3

Fi g. 10 zeigt das Vektordiagramm der Schalischnei-Ien Vi und V₂ des Sattels 1 und des Ambosses 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3.Fi g. 10 shows the vector diagram of the Schalischnei-Ien Vi and V _{2 of} the saddle 1 and the anvil 2 and the speed of movement V3 of the wire 3.

Wie aus dem Diagramm (Fig. 10) zu ersehen ist, zerfällt der Vektor der Schallschnelle V₂ in zwei Komponenten Vx₂ und Vj₂- In der ersten Schwingungshalbperiode des Ambosses 2 sorgen die durch die Vektoren Vx, und Vi gekennzeichneten Kräfte für die plastische Verformung, d. h. das Schmieden des Drahtes 3, während die durch den Vektor Vy₂ gekennzeichnete Kraft dsTi Vorschub des Drahtes 3 in seine Fnrmänderungszone fördert In der zweiten Schwingungshalbperiode des Ambosses 2 steht die durch den Vektor VJr₂ gekennzeichnete Kraft dem Verschweißen des Drahtes 3 mit dem Amboß 2 im Wege. Beim Schema der Ultraschallzufuhr, wo eines der Arbeitswerkzeuge zur Bewegungsrichtung des Drahtes 3 geneigt ist, tritt also eine durch den Vektor Vy₂ gekennzeichnete Kraft auf, die den Draht 3 in die Formänderungszone hineinzustoßen sucht, d.h. sie trägt zu seiner Beförderung bei. Außerdem tritt eine durch den Vektor Vxi gekennzeichnete Kraft auf, die gemeinsam mit der durch den Vektor Vi gekennzeichneten Kraft die plastische Verformung des Drahtes 3 verwirklicht, d.h. sein Schmieden begünstigtAs can be seen from the diagram (Fig. 10), the vector of the speed _{of sound V 2} breaks down into two components _{Vx 2} and _{Vj 2} - In the first half-cycle of the anvil 2, the forces identified by the vectors Vx, and Vi ensure the plastic deformation, ie forging of the wire 3, while the force DSTI indicated by the vector Vy ₂ feed of the wire 3 in its Fnrmänderungszone promoting in the second oscillation half-period of the anvil 2 force the direction indicated by the vector VJR ₂ is the welding of the wire 3 with the Anvil 2 in the way. In the ultrasonic supply scheme, where one of the working tools is inclined to the direction of movement of the wire 3, a force, characterized by the vector Vy ₂ , occurs which tries to push the wire 3 into the deformation zone, ie it contributes to its transport. In addition, there occurs a force identified by the vector Vxi which, together with the force identified by the vector Vi, realizes the plastic deformation of the wire 3, that is to say promotes its forging

Das in Fig. 9 und 10 dargestellte ReaSsierungssche-The reaction scheme shown in FIGS. 9 and 10

ma des Schiniedevorgangs des Bandes ist bei der Herstellung des Bandes aus Metallen erhöhter Bildsamkeit wirksam, wenn die unnütz hohen Spannkräfte des Drahtes 3 dessen unerwünschte Verformung verursachen können.The process of splicing the band is in the manufacture of the band from metals of increased plasticity effective when the unnecessarily high tension forces of the wire 3 cause its undesired deformation can.

Fig. 11 zeigt das Schema der Ultraschallzufuhr, bei dem die beiden Arbeitswerkzeuge, der Sattel 1 und der Amboß 2, unter einem von 90° differierenden Winkel zur Bewegungsrichtung des Drahtes 3 geneigt sind. ·Fig. 11 shows the ultrasound feed scheme at the two working tools, the saddle 1 and the anvil 2, at an angle different from 90 ° are inclined to the direction of movement of the wire 3. ·

Fig. 12 zeigt das Vektordiagramm der Schallschnel· len Vi und V₂ des Sattels 1 und des Ambosses 2 und der Bewegungsgeschwindigkeit V3 des Drahtes 3 für das Schema der Ultraschallzufuhr gemäß Fig. 11.FIG. 12 shows the vector diagram of the sound waves Vi and V _{2 of} the saddle 1 and the anvil 2 and the movement speed V3 of the wire 3 for the scheme of the ultrasonic supply according to FIG. 11.

Im Diagramm (Fig. 12) ist auch die Vektorzerlegung der Schallschnellen Vi und V2 in die Komponenten Vx\, Wt', Vyu Vyi', Vx₂, Vx₂, Vy₂, VyJ veranschaulicht.·The diagram (Fig. 12) also shows the vector decomposition of the sound velocities Vi and V2 into the components Vx \, Wt ', Vyu Vyi', Vx ₂ , Vx ₂ , Vy ₂ , VyJ .

in der ersten Haibperiode der Gieichtaktschwingung bewirken die durch die Komponenten Vy\ und Vy₂ gekennzeichneten Kräfte den Vorschub des Drahtes 3 in die Formänderungszone, während die durch die Komponenten Wi und Vx₂ gekennzeichneten Kräfte das Schmieden des Drahtes 3 ausführen. -In the first half period of the common clock oscillation , the forces characterized by the components Vy \ and Vy ₂ cause the wire 3 to be advanced into the deformation zone _{, while the forces characterized by the components Wi and Vx 2} carry out the forging of the wire 3. -

in der zweiten Halbperiode verhindern die durch die Komponenten Wi' und Vx₂ gekennzeichneten Kräfte das Verschweißen des Drahtes 3 mit den Arbeitswerkzeugen 1 und 2, während die durch die Komponenten Vi' und Vt gekennzeichneten Kräfte die Rückführung des Sattels 1 und des Ambosses 2 bewirken.'In the second half-period, the forces identified by the components Wi 'and Vx ₂ prevent the welding of the wire 3 with the working tools 1 and 2, while the forces identified by the components Vi' and Vt bring about the return of the saddle 1 and the anvil 2. '

Das erwähnte Realisierungsschema des Verfahrens zur Bandherstellung ist beim Schmieden von besonders dünnen Mikrobändern aus überaus bildsamen Metallen erniedrigter Festigkeit, wenn die Mikrobänder aus diesen Metallen keine Einwirkung von hohen mechanischen Kräften auf sich selbst zulassen, höchsi wirksam und allein annehmbar.The aforementioned implementation scheme of the process for the production of strips is special in the forging of thin microbands made of extremely malleable metals of reduced strength when the microbands are made These metals do not allow high mechanical forces to act on themselves, highly effective and alone acceptable.

Fig. 13 zeigt eine Einrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens..13 shows a device for implementing the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält einen Sattel 1 und einen Amboß 2, zwischen denen ein Draht 3 angeordnet wird. Der Sattel 1 ist mit einer Ultraschallquelle — einem magnetostriktiven Wandler 4, dessen Resonanzfrequenz /22 kHz beträgt, — starr verbunden. Der Amboß 2 steht mit einem magnetostriktiven Wandler 5 (Fig. 14), dessen Resonanzfrequenz /=35 kHz ist, in starrer Verbindung. Dabei ist die Länge /des Ambosses 2 durch die halbe Wellenlänge λ des magnetostriktivenJWandlers 5 teilbar. ■The device according to the invention comprises a saddle 1 and an anvil 2, between which a wire 3 is arranged. The saddle 1 is rigidly connected to an ultrasound source - a magnetostrictive transducer 4, the resonance frequency of which is 22 kHz. The anvil 2 is rigidly connected to a magnetostrictive transducer 5 (FIG. 14), the resonance frequency of which is / = 35 kHz. The length / of the anvil 2 can be divided by half the wavelength λ of the magnetostrictive converter 5. ■

, λ- η - c , λ- η - c

wobeiwhereby

η . Teilbarkeit durch 1, 2, 3 ..,
/ Schwingungsfrequenz der Ultraschallquelle,
c Schallgeschwindigkeit im Werkstoff, aus dem der Amboß besteht, sind. η. Divisible by 1, 2, 3 ..,
/ Vibration frequency of the ultrasonic source,
c are the speed of sound in the material of which the anvil is made.

Unter Verwendung eines speziellen (nicht dargestellten) Anpassungsgliedes kann die Länge /des Ambosses 2 auch nicht durch die halbe Wellenlänge der Ultraschallquelle teilbar sein. Dieses Glied kann in Form eines Stabes ausgeführt werden, der mit dem Amboß 2 starr verbunden und aus einem Werkstoff hergestellt ist, in dem sich die Schallgeschwindigkeit vod der im Werkstoff des Ambosses 2 unterscheidet. Dabei muß sich die akustische Güte des Stabwerkstoffes auch von dem Werkstoff des Ambosses 2 unterscheiden. Die Konstruktion des Ambosses 2 mit dem Anpassungsglied gewährleistet darin den Stehwellenbetrieb für die gegebene Frequenz des mit dem Amboß 2 verbundenen magnetostriktiven Wandlers 5. Die Wandler 4 und 5 werden von Ultraschallgeneratoren mit einer Ausgangsleistung von 400W gespeist (in Fig. 13 nicht dargestellt). Der Breitungsvorgang findet in einer Hochvakuumarbeitskammer 6 statt, in der der Sattel 1, der Amboß 2, ein Mittel zum Erwärmen der Arbeitswerkzeuge, das aus zwei auf Untersätzen 8 aus Isolierstoff angeordneten und von einer (nicht dargestellten) Speisequelle mit regelbarer Ausgangsspannung gespeisten Infrarothellstrahlern 7 besteht, untergebracht sind.Using a special adapter (not shown), the length / anvil 2 also cannot be divisible by half the wavelength of the ultrasonic source. This link can take shape a rod which is rigidly connected to the anvil 2 and made of a material, in which the speed of sound differs from that in the material of the anvil 2. It must the acoustic quality of the bar material also differs from the material of the anvil 2. the Construction of the anvil 2 with the adapter ensures the standing wave operation for the therein given frequency of the magnetostrictive transducer 5 connected to the anvil 2. The transducers 4 and 5 are fed by ultrasonic generators with an output power of 400W (not in FIG. 13 shown). The spreading process takes place in a high vacuum working chamber 6 in which the saddle 1, the anvil 2, a means for heating the working tools, which consists of two on bases 8 Insulating material arranged and from a (not shown) supply source with adjustable output voltage fed infrared bright radiators 7 is housed.

Zur Verminderung der Wärmeverluste in der Formänderungszone sind die Infrarotlampen 7, der Sattel ί und der Amboß 2 in einen rviolybdänrückstrahischirm 9 geschlossen, der mittels Untersätze 11 an einer Grundplatte 10 befestigt ist. Die Grundplatte 10 ist in der Arbeitskammer 6 auf Untersätzen 12 angeordnet. In der Arbeitskammer 6 befindet sich auch eine Vorrichtung zur Kontrolle der Spannung des Bandes 3, die drehbare Lager 13 mit (nicht dargestellten) Führungsnuten an der Außenfläche und zwei Tensobalken mit Dehnungsmeßstreifen 14 (F ig. 14) enthält. Mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen 14 wird die Verschiebung eines in Vertikalebene beweglichen Lagers 15 (F i g. 13), d. h. die Spannung des Bandes 3, verfolgt. Das Ausgangssignal der Dehnungsmeßstreifen 14 wird einer (nicht dargestellten) Brückenmeßschaltung zugeführt. -To reduce the heat losses in the deformation zone, the infrared lamps 7, the Saddle ί and anvil 2 in a rviolybdenum backshield 9 closed, which is fastened to a base plate 10 by means of bases 11. The base plate 10 is in the working chamber 6 is arranged on bases 12. A device is also located in the working chamber 6 to control the tension of the belt 3, the rotatable bearing 13 with (not shown) guide grooves on the outer surface and two tenso bars with strain gauges 14 (Fig. 14). With the help of Strain gauges 14 are the displacement of a movable in the vertical plane bearing 15 (FIG. 13), d. H. the Tension of belt 3, tracked. The output signal of the strain gauges 14 is a (not shown) Bridge measuring circuit supplied. -

Zum Einstellen des Spaltes zwischen dem Amboß 2 und dem Sattel 1 dient ein Werk, das zwei Keile 16 und 17 aufweist an denen eine Grobvorschubschraube 18 und eine Feinvorschubschraube 19 für den Sattel 1 befestigt sind. Der Sattel 1 ist mit einer Feder 20 abgefedert die in einer Federkappe 21 angeordnet ist und zum Heben des Sattels 1 in die Ausgangsstellung nach Abschluß der Breitung sowie zum Ausgleich des Luftdruckes, dem der Sattel 1 ausgesetzt wird, dient In der Federkappe 21 ist auch eine Dehnbüchse 22 angeordnet die als Vakuumdichtung für den Sattel 1 dient Das Keilwerk ist mit Hilfe von Konsolen 23 an der Kammer 6 befestigt.To adjust the gap between the anvil 2 and the saddle 1 is a work that has two wedges 16 and 17 has a coarse feed screw 18 and a fine feed screw 19 for the saddle 1 are attached. The saddle 1 is cushioned with a spring 20 which is arranged in a spring cap 21 and to raise the saddle 1 into the starting position after the completion of the expansion and to compensate for the The air pressure to which the saddle 1 is exposed is used. An expansion sleeve 22 is also located in the spring cap 21 arranged which serves as a vacuum seal for the saddle 1 The wedge is with the help of brackets 23 on the Chamber 6 attached.

Der Amboß 2 (Fig. 14) wird durch einen Stutzen 24, auf den ein wassergekühltes Kupferrohr 25 aufgewikkelt ist in den Vakuumraum der Kammer 6 eingeführt Durch die Abkühlung des Stutzens 24 wird eine Überhitzung einer (nicht dargestellten) Fluoroplastdichtung des Ambosses 2 verhindert Zur Erhöhung der Steifigkeit des Systems (Amboß 2 — Sattel 1) beim Breiten des Drahtes ist der Amboß 2 auf Untersätzen 26 montiert Um dem Band das erforderliche Profil zu geben, kann die Nut 27 (Fig. !6) in dem Amboß 2 eingearbeitet werden. Die Form der Nutenform ist von dem zu erzeugenden Bandprofil abhängig..The anvil 2 (Fig. 14) is connected by a connecting piece 24, A water-cooled copper tube 25 is wound onto it and introduced into the vacuum space of the chamber 6 The cooling of the connecting piece 24 causes overheating of a fluoroplastic seal (not shown) of the anvil 2 prevents To increase the rigidity of the system (anvil 2 - saddle 1) at Width of the wire, the anvil 2 is mounted on bases 26 in order to give the band the required profile can give the groove 27 (Fig.! 6) in the anvil 2 be incorporated. The shape of the groove shape depends on the strip profile to be produced.

Die Einrichtung enthält auch eine Vorvakuumbeschickungskammer 28 und eine Vorvakuumaufnahmekammer 29, die mittels einer Rohrschlange 30 mit einem Kühlmittel (F i g. 15) gekühlt wird. In der Kammer 29 ist eine Aufwickelspule 32 auf einer Achse 31 montiert Die Achse 31 wird in der Kammer 29 mit Hilfe einer Wilson-Dichtung 33 abgedichtet Die Achse 31 ist in Lagern 34 und 35 montiert Das Lager 35 ist starr auf einer Platte 36 angeordnet die an den Wänden der Aufnahmekammer 29 befestigt ist^N The apparatus also includes a fore-vacuum charge chamber 28 and a fore-vacuum receiving chamber 29 which is cooled by a coil 30 with a coolant (Fig. 15). In the chamber 29 a take-up reel 32 is mounted on an axle 31 The axle 31 is sealed in the chamber 29 with the aid of a Wilson seal 33 The axle 31 is mounted in bearings 34 and 35 The bearing 35 is arranged rigidly on a plate 36 the is attached to the walls of the receiving chamber 29 ^N

Die Drehbewegung wird von einem (nicht dargestellten) Motor über eine Kupplung 37 auf die Spule 32 übertragen. Abgesehen von der Rohrschlange 30 ist dieThe rotary movement is controlled by a (not shown) The motor is transmitted to the coil 32 via a coupling 37. Apart from the coil 30 is the

Konstruktion der Vorvakuumbeschickungskammer 28 der der Aufnahmekammer 29 ähnlich. Zwischen der Beschickungskammer 28 und der Hochvakuumarbeitskammer 6 befindet sich ein Absperrventil 38, das Fluoroplastjalousien 38', 39 enthält, die in einer Übergangsrohrleitung 40 angeordnet sind. Mit der oberen Jalousie 39 steht ein Schraubenpar 41, 42 in Verbindung. Das Schraubenpaar 41, 42 ist an einer Konsole 43 befestigt, die ihrerseits an dem (in Fig. 13 nicht dargestellten) Körper einer Dichtung 44 der beweglichen Achse 42 des Schraubenpaares 41, 42 befestigt ist. _s The construction of the fore-vacuum charging chamber 28 is similar to that of the receiving chamber 29. A shut-off valve 38, which contains fluoroplastic louvres 38 ′, 39, which are arranged in a transition pipe 40, is located between the charging chamber 28 and the high vacuum working chamber 6. A screw section 41, 42 is connected to the upper blind 39. The pair of screws 41, 42 is fastened to a bracket 43 which in turn is fastened to the body of a seal 44 (not shown in FIG. 13) of the movable axis 42 of the pair of screws 41, 42. _s

An das Absperrventil 38 ist ein Mittel zum Erwärmen des Drahtes - eine Erwärmungseinrichtung 45 vom Wirkwiderstandstyp — angeschlossen. Die Erwärmungseinrichtung 45 ist in einem Rückstrahlschirm 46 geschlossen und in ein Röhr 47 eingesetzt. Zur besseren Wärmedämmung ist ein Wärmedämmstoff 48 zwischen dem Rohr 47 und dem Schirm 46 eingeschüttet. Als Wärmedämmstoff kann ein beliebiger Wärmedämmstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. AI2O3-PUI-ver. Verwendung finden. Das Rohr 47 wird mit durch eine Rohrschlange 49 fließendem Wasser gekühlt. Wassergekühlte Stromeinführungen 50, 51 dienen der Spannungszufuhr an die Erwärmungseinrichtung 45. .On the shut-off valve 38 is a means for heating the wire - a heater 45 from Resistance type - connected. The heating device 45 is in a reflective screen 46 closed and inserted into a tube 47. For better thermal insulation, a thermal insulation material 48 is between the tube 47 and the screen 46 poured. Any thermal insulation material can be used as thermal insulation material with low thermal conductivity, e.g. B. AI2O3-PUI-ver. Find use. The pipe 47 is cooled with water flowing through a coil 49. Water-cooled power leads 50, 51 are used to supply voltage to the heating device 45.

An den Ausgang der Arbeitskammer 6 ist ein wassergekühltes Kupferrohr 52 mit Mantel 53 abgeschlossen. Das Wasser wird durch Stutzen 54 und 55 durchgelassen. Zwischen dem wasergekühlten Kupferrohr 52 und der Vorvakuumaufnahmekammer 29 ist das Absperrventil 38 angeordnet Die öffnungen in den Übergangsstücken 40, der innere Durchgangskanal der Erwärmungseinrichtung 45, das Kupferrohr 52 bilden den Durchziehkanal für den Draht, d. h. das Band 3.At the exit of the working chamber 6, a water-cooled copper pipe 52 with a jacket 53 is closed. The water is passed through nozzles 54 and 55. Between the water-cooled copper pipe 52 and the fore-vacuum receiving chamber 29, the shut-off valve 38 is arranged. The openings in the Transition pieces 40, the inner through-channel of the heating device 45, form the copper tube 52 the pull-through channel for the wire, d. H. the tape 3.

In den Einlaufstutzen 56,57 der Beschickungskammer 28 und der Aufnahmekammer 29 sind Führungshülsen 58 und 59 angeordnet, die aus einem Lagerwerkstoff, z. B. Esteran, bestehen. Flanschverbindungen 60,61, 62, 63, 64, 65, 66 sind mit Gummieinlagen, Flanschverbindungen 67, 68, 69 mit Fluoroplasteinlagen abgedichtet (die Dichtungen sind nicht dargestellt).In the inlet connection 56,57 of the loading chamber 28 and the receiving chamber 29 are guide sleeves 58 and 59, which are made of a bearing material, z. B. Esteran exist. Flange connections 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 are with rubber inserts, flange connections 67, 68, 69 sealed with fluoroplastic inserts (the seals are not shown).

Die Beschickungskammer 28 und die Aufnahmekammer 29 weisen Schaulöcher 70 und 7i auf. Die Erwärmungstemperatur des Drahtes 3 wird mit Hilfe eines »Platin-Rhodium-PIatin«-Thermoelements 72 überwacht dessen Signal einem (nicht dargestellten) Potentiometer und mit Hilfe eines Pyrometers durch einen Stutzen 73 zugeführt wird. Die Anwärmungstemperatur der Arbeitswerkzeuge 1, 2 wird mit einem »Chromel-Alumel«-Thermoelement 74 und einem (nicht dargestellten) Potentiometer überwacht Die Vakuumkammern 6,28,29 werden durch Stutzen 75,76 (F i g. 13) Olid 77 (Fig. 14) mit Hufe einer mechanischer. Pumpe und öldampfstjahlpumpen (nicht dargestellt) evakuiert'The loading chamber 28 and the receiving chamber 29 have inspection holes 70 and 7i. the The heating temperature of the wire 3 is set with the aid of a “platinum-rhodium-platinum” thermocouple 72 monitors its signal with a (not shown) potentiometer and with the help of a pyrometer a nozzle 73 is supplied. The heating temperature of the work tools 1, 2 is set with a "Chromel-Alumel" thermocouple 74 and a (not shown) potentiometer monitors the vacuum chambers 6,28,29 are connected by nozzles 75,76 (Fig. 13) Olid 77 (Fig. 14) with a mechanical hooves. pump and oil steam jet pumps (not shown) evacuated '

Beim Breiten von besonders dünnen Bändern mit Mikronschnitten, die ein kleines Wärmebeharrungsvermögen besitzen, d. h. sich nach Erwärmung und Breitung bis auf Temperaturen, bei denen keine Oxydation der in Fig. 17 gezeigten Einrichtung vorliegt, schnell abkühlen, ist es zweckmäßig, die Einrichtung in der in F i g. 17 dargestellten Ausführungsvariante zu verwenden. In der hermetischen Kammer 6 befinden sich nur die Arbeitswerkzeuge 1,2, das Mittel 7 zu ihrer Erwärmung und das Mittel 46 zur Erwärmung des Drahtes 3. Die Ab-Tind Aufwickelspulen 32 und die Vorrichtung zur Kontrolle der Spannung des Bandes 3 befinden sich außerhalb der Kammer 6. Das Drahtband 3 wird durch (in Fig. 17 nicht dargestellte) Sonderdichtungen ein- und aus der hermetischen Kammer 6 herausgeführt.When spreading particularly thin ribbons with micron cuts, which have a small heat retention capacity own, d. H. after warming and spreading cool quickly to temperatures at which there is no oxidation of the device shown in FIG. 17, it is expedient to install the device in the manner shown in FIG. 17 to use the variant shown. In the Hermetic chamber 6 is only the work tools 1, 2, the means 7 for their heating and the means 46 for heating the wire 3. The Ab-Tind Take-up reels 32 and the device for controlling the tension of the tape 3 are located outside the chamber 6. The wire band 3 is connected by special seals (not shown in FIG. 17) and taken out from the hermetic chamber 6.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Breitungsvorgang auch in einer Inertatmosphäre erfolgen. In diesem Fall ist eine Variante der Einrichtung (F i g. 18), bei der die Arbeitswerkzeuge 1,2, das"Mittel 7 zu ihrer Erwärmung, die Erwärmungseinrichtung 45 des Drahtes, die Ab- und Aufwickelspulen 32, die Bandspannungskontrollvorrichtung (in Fig. 18 nicht dargestellt) in ein und derselben hermetischen Kammer 6 untergebracht sind, annehmbarer. Das Einlassen von Gas erfolgt durch den Stutzen 77. Als Inertmedium kann ein beliebiges Edelgas, z. B. Argon, Verwendung finden.In the device according to the invention, the spreading process can also take place in an inert atmosphere take place. In this case, a variant of the device (FIG. 18) in which the working tools 1, 2, the "means 7 for heating them, the heating device 45 of the wire, the unwinding and winding reels 32, the tape tension control device (not shown in FIG. 18) in one and the same hermetic chamber 6 are housed, more acceptable. The inlet of gas takes place through the nozzle 77. As an inert medium any noble gas, e.g. B. argon, use.

Die Einrichtung arbeitet wie folgtjThe facility works as follows:

In der Beschickungskammer 28 (Fig. 13) wird die Abwickelspule 32 mit dem Draht 3 und in der Aufnahmekammer 29 eine leere Spule 32 angeordnet. Mit Hilfe eines speziellen, (nicht dargestellten) Durchziehwerkzeuges wird der Draht 3 in die Vorvakuumaufnahmekammer 29 durchgezogen und das Drahtende an der Spule 32 befestigt. Die Vakuumkammern 6, 28, 29 werden hermetisch abgedichtet und danach mit Hilfe einer Vorvakuumpumpe bis zu einem Druck von 1 χ 10~² Torr evakuiert. Die Unterdruckgröße wird mit Hilfe eines (in F i g. 1 nicht dargestellten) thermoelektrischen Ionisationsvakuummeters kontrolliert Darauf wird das Ventil des Hochvakuum-Öldampfstrahlaggregats geöffnet und die Arbeitskammer 6 bis zu einem Druck von 1 χ 10-⁵ evakuiert. Danach wird eine Spannung der Infrarothellstrahlern 7 zugeführt, und die Arbeitswerkzeuge 1,2 werden auf eine Temperatur von etwa 500⁰C erwärmt. Dann werden dem Sattel 1 und dem Amboß 2 Ultraschallschwingungen zugeführt und die Antriebsmotoren der Ab- und Aufwickelspulen 32 eingeschaltet. Durch Änderung ihrer Drehzahl wird die Vorspannung des Drahtes 3 eingestellt Nach dem Anlassen der Elektromotoren wird die Haupterwärmungseinrichtung 45 des Drahtes 3 eingeschaltet, und die erforderlichen Erwärmungsbedingungen des Drahtes 3 durch Regeln der Speisespannung der Erwärmungseinrichtungen 45, 7 und der Durchziehgeschwindigkeit eingestellt Die Erwärmungstemperatur des Drahtes 3 und der Arbeitswerkzeuge 1,2 wird mit Hilfe von (nicht dargestellten) Potentiometern überwacht und automatisch geregelt Nach dem Einschalten der Erwärmungseinrichtungen 7,45 läßt man Wasser in die Rohrschlangen 49,25,52,30 fließen. Durch Drehen der Feinvorschubschraube 19 und Einstellen der notwendigen Amplitude der Ultraschallschwingungen des Sattels 1 wird der erforderliche Spalt zwischen dem Amboß 2 und dem Sattel 1, d. h. der Stauchgrad des Drahtes 3, hergestellt Muß der Sattel 1 schnell gehoben werden, so wird die Grobvorschubschraube 18 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht Unter dem Einfluß der Feder 21 wird sich der Sattel 1 nach oben verschieben. Nach der Einstellung der technologischen Breitungsbedingungen wird die Vorrichtung zur Kontrolle der Bandspaimung eingeschaltet, die die Spannung des Banddrahtes 3 überwacht und bei der Abweichung des Spannungsgrades von dem Nennwert ein Signal den Elektromotoren zuführt, die durch die entsprechende Änderung der Drehzahl die Spannung des Banddrahtes 3 ausgleichen. Der Abwickelvorgang der Spule 32 kann durch das Schauloch 70 beobachtet werden. Bei der vorliegenden Einrichtung werden die Spulen 32 ohne Vakuumdichtwerden der Hochvakuumarbehskammer 6 ausgewechselt Dazu werden die Antriebsmotoren der Spulen 32 bei den letzten Drahtwindungen abgestellt Es kann ein automatisches System zur Überwachung des Abwik-The supply reel 32 with the wire 3 is arranged in the loading chamber 28 (FIG. 13) and an empty reel 32 is arranged in the receiving chamber 29. With the aid of a special pulling tool (not shown), the wire 3 is pulled through into the fore-vacuum receiving chamber 29 and the wire end is fastened to the spool 32. The vacuum chambers 6, 28, 29 are hermetically sealed and then evacuated by means of a pre-vacuum pump to a pressure of 1 χ 10 ^-2 Torr. The vacuum size (g in F i. 1, not shown) by means of a thermoelectric ion gauge controlled Thereupon, the valve is of the high vacuum oil vapor jet assembly opened and evacuating the working chamber 6 to a pressure of 1 χ 10- ^5. A voltage is then supplied to the infrared bright radiators 7, and the work tools ^{1, 2 are} heated to a temperature of approximately 500.degree. Then the saddle 1 and the anvil 2 are supplied with ultrasonic vibrations and the drive motors of the unwinding and winding spools 32 are switched on. The pretension of the wire 3 is adjusted by changing its speed of rotation.After starting the electric motors, the main heating device 45 of the wire 3 is turned on, and the required heating conditions of the wire 3 are set by regulating the supply voltage of the heating devices 45, 7 and the pulling speed.The heating temperature of the wire 3 and the working tools 1, 2 is monitored and automatically regulated with the aid of potentiometers (not shown). After the heating devices 7, 45 have been switched on, water is allowed to flow into the coils 49, 25, 52, 30. By turning the fine feed screw 19 and setting the necessary amplitude of the ultrasonic vibrations of the saddle 1, the required gap between the anvil 2 and the saddle 1, ie the degree of compression of the wire 3, is produced turned clockwise Under the influence of the spring 21, the saddle 1 will move upwards. After the technological spreading conditions have been set, the device for checking the band sparing is switched on, which monitors the tension of the band wire 3 and, if the voltage level deviates from the nominal value, sends a signal to the electric motors, which compensate for the tension in the band wire 3 by changing the speed accordingly . The unwinding process of the bobbin 32 can be observed through the viewing hole 70. In the case of the present device, the coils 32 are exchanged without the high vacuum working chamber 6 becoming vacuum-tight.

kelns und Abstellens der Elektromotoren verwendet werden. Durch Drehen der Schraubenpaare 41, 42 werden die Durchgangsöffnungen der Übergangsstücke 40 durch die Fluoroplastjalousien 38, 39 überdeckt, wobei darin der Banddraht 3 eingespannt wird. Durch diese Manipulationen wird die Hochvakuumarbeitskammer 6 von den Vorvakuumkammern 28, 29 getrennt. Nach dem Absperren der Evakuierhauptleitungen der Vorvakuumkammern 28, 29 werden diese vakuumdicht gemacht und die Spulen 32 ausgewechselt. Die Drahtenden werden verbunden, die Kammern 28, 29 hermetisch abgedichtet und (nicht dargestellte) Ventile der Vorvakuumevakuierhauptleitungen geöffnet. Beim Erreichen des erforderlichen Unterdrucks werden die Absperrventile 38 geöffnet, und der Breitungsvorgang wird weiter fortgesetzt, nachdem man die technologischen Breitungsbedingungen des Drahtes 3 eingestellt worden sind. ·kelns and turning off the electric motors can be used. By turning the pairs of screws 41, 42 the passage openings of the transition pieces 40 are covered by the fluoroplastic blinds 38, 39, wherein the ribbon wire 3 is clamped therein. Through these manipulations, the high vacuum working chamber 6 separated from the fore-vacuum chambers 28, 29. After shutting off the main evacuation lines of the fore-vacuum chambers 28, 29, these are made vacuum-tight and the coils 32 are replaced. The wire ends are connected, the chambers 28, 29 are hermetically sealed and (not shown) Pre-vacuum main line valves open. When the required negative pressure is reached the shut-off valves 38 are opened and the spreading process continues after the technological spreading conditions of the wire 3 have been set. ·

Die Hochtemperaturbehandlung des Drahtes in Vakuum oder einem anderen Medium, das die Wechselwirkung von aktiven Gasen mit dem zu bearbeitenden Werkstoff bei hohen Temperaturen ausschließt, gewährleistet vollständige Ausschaltung der Metalloxydation. Die Verwendung von Vakuum an Stelle eines Edelgases ist aus folgendem Grunde bevorzugter.The high temperature treatment of the wire in a vacuum or other medium that the Interaction of active gases with the material to be processed at high temperatures excludes, ensures complete elimination of metal oxidation. The use of vacuum on Instead of a rare gas is more preferable for the following reason.

Der Gehalt an Beimischungen in einem Inertgas von 99,9 95%iger Reinheit nimmt im Vergleich zu ihrem Gehalt in der Luftatmosphäre fast um ein Zwanzigtausendfaches, in einem Vakuum von 10~⁶ mm Q. S. hingegen um ein 760 000 OOOfaches ab. Das heißt, daß der Gehalt an sonstigen Gasbeimengungen in einem hochreinen Edelgas um ein 38 OOOfaches höher als in einem Vakuum von 10-⁶ Q. S. ist.The content of admixtures in an inert gas of 99.9 95% purity decreases compared to their content in the air atmosphere by almost twenty thousand times, in a vacuum of 10 ~ ⁶ mm QS, however, by 760,000,000 times. That is, the content of other gas contained in a high purity inert gas to a 38 OOOfaches is higher than in a vacuum of 10- ⁶ QS.

Im Vergleich zu den bisherigen Verfahren und Einrichtungen werden durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung zur Bandherstellung folgende Vorteile gewährleistet: Die Möglichkeit, Bänder und Mikrobänder mit Qualitätsgefüge, von hoher Bearbeitungsgenauigkeit und -reinheit aus beliebigen Metallen und Legierungen, Schwerbearbeitbare, hochschmelzbare und leichtoxydierende Metalle _t miteinbegriffen, herzustellen, was aus dem Vergleich von Mikrobildern der Oberfläche des Ausgangsdrahtes (Fig. 19) und der bearbeiteten Oberfläche des Bandes (F i g. 20) anschaulich zu ersehen ist. Aus dem Mikrobild (F i g. 19) — 760fache Vergrößerung — ist zu ersehen, daß die Oberfläche des Drahtes viele Unebenheiten, Anrisse und sonstige mechanische Fehler aufweist. ..Compared to previous methods and devices, the use of the method according to the invention and the device for tape production ensures the following advantages: The possibility of tapes and micro-tapes with a high-quality structure, of high processing accuracy and purity from any metals and alloys, difficult to work, high-fusible and easily oxidizing Metals _t included, which can be clearly seen from the comparison of micrographs of the surface of the starting wire (FIG. 19) and the machined surface of the strip (FIG. 20). From the micrograph (Fig. 19) - 760 times magnification - it can be seen that the surface of the wire has many unevenness, cracks and other mechanical defects. ..

Aus dem Mikrobild (F i g. 20) - 500fache Vergrößerung — ist zu ersehen, daß die erzeugte Oberfläche des Bandes keine obenerwähnten Fehler aufweist, es gibt nur unbedeutende Mikrounebenheiten, die durch die Reinheit der Arbeitswerkzeuge 1,2 gegeben sind. Diese Oberfläche des Metallbandes hält allerlei äußeren Einflüssen — sowohl korrosions- und oxydationsfördernden chemischen Reagenzien als auch mechanischen Kräften, die Ermüdungserscheinungen und den Bandbruch verursachen, — viel besser stand. Durch die Trennung der Hochvakuumkammer von den Vorvakuumkammern während der Wiederaufladung der Spulen wird die Abpumpzeit der Einrichtung verkürzt und die Bedienung der Einrichtung vereinfachtFrom the micrograph (Fig. 20) - 500x magnification - it can be seen that the surface of the Tape does not have the above-mentioned defects, there are only insignificant micro-imperfections caused by the The cleanliness of the work tools 1.2 is given. This surface of the metal band holds all sorts of external ones Influences - both corrosion and oxidation promoting chemical reagents as well as mechanical ones Forces that cause signs of fatigue and the breakage of the belt - much better. Through the Separation of the high vacuum chamber from the fore vacuum chambers while the coils are being recharged the pumping time of the device is shortened and the operation of the device is simplified

Hierzu 8 Blatt ZeichnungenIn addition 8 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of manufacturing a metal strip by ultrasonic forging by cutting a metal wire guided between an anvil and a hammer and this by means of the hammer at an angle to Ultrasonic oscillations directed along the longitudinal axis of the wire are given, characterized in that that the wire is in an inert medium to the temperature of the plastic Deformation of the metal of the wire is heated and that at the same time the wire also on the part of the Ultrasonic vibrations directed at an angle to the longitudinal axis of the wire are given to the anvil.

2. The method according to claim 1, characterized in that the vibrations at least one the tools (1, 2) are directed at an angle of 90 ° to the direction of movement of the wire (3).

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 and 2 for producing a Metal band by ultrasonic forging, with a hermetically sealed chamber, an anvil and a hammer connected to an ultrasonic source, with one between the anvil and the metal wire introduced by the hammer, which by means of the hammer at an angle to its longitudinal axis directed ultrasonic vibrations are issued, characterized in that the metal wire (3), the hammer (1) and the anvil (2) in one of the metal of the wire (3) and the Material of the hammer (1) and the anvil (2) are opposite inert medium that a Means for heating the tools and the wire (3) is provided, and that the anvil (2) for the simultaneous application of additional ultrasonic vibrations to the wire at an angle its longitudinal axis is connected to an ultrasound source (5).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the frequency of the anvil (2) to the vibrations to be imparted is higher than that of the vibrations to be imparted to the hammer (1).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the vibrations of the anvil (2) are directed perpendicular to those of the hammer (1) and to the direction of movement of the wire (3).

6. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the vibrations of the anvil (2) perpendicular to those of the hammer (1) and parallel to the direction of movement of the wire (3) are directed.

7. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the vibrations of the anvil (2) and the saddle (1) are directed perpendicular to the direction of movement of the wire.

8. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the vibrations at least one of the tools (1,2) directed at an angle of 90 ° to the direction of movement of the wire (3) are.