DE3210304A1

DE3210304A1 - Verfahren zum strangpressen bzw. fliesspressen von werkstuecken aus rohteilen aus titan oder einer titanlegierung

Info

Publication number: DE3210304A1
Application number: DE19823210304
Authority: DE
Inventors: Alfred 4150 Krefeld Flamang; Edmund 4130 Moers Gräff
Original assignee: GF Flamm Metallspritz GmbH
Current assignee: GF Flamm Metallspritz GmbH
Priority date: 1982-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DE3210304C2

Description

Verfahren zum Strangpressen bzw. Fließpressen
von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpresseh bzw. Fließpressen von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung, wobei Kupfer als SchwierS mittel dient.
Im allgemeinen werden vor dem Strangpressen bzw. Fließ pressen die Rohteile vorbehandelt.bo erfolgt bei Walzstahl eine Wärmebehandlung, die derart geführt ist, daß im Hinblick auf die Anforderungen des Umformvorganges ein entsprechendes Werkstoffgefüge hergestellt wird.Die Oberflächenbehandlung sorgt für eine wirksame Trennschicht zwischen Werkstückstoff und Werkzeugstoff.Für das Kaltfließpressen von Stahl und hochfesten Aluminium-Werkstoffen werden Phophatschichten und Oxalatschichten als Schmierstoffträger-schichten benötigt.Als Schmierstoffe werden vorwiegend Metalls earate,MoSn - oder Graphitschmierstoffe verwendet.
Beim Strangpressen von Stahl ist Glas als chmiermittel bekannt.
Für die Auswahl aer dchmierstoffe bzw. der Eaftvermittler und der entsprechenden Schmierstoffe bzw. chmiermittel sind im allgemeinen keine theoretischen Voraussagen möglich.Der i'achmann muß vielmehr durch einen glücklichen Griff aus einer Vielzahl von möL,lichen Lösungen für das anstehende Problem den optimalen Haftvermittler bzw. den optimalen Schmierstoff bzw. beide bestimmen, wobei eine für den einen Werkstoff gute Lösung bei einem anderen völlig versagen kann.
bohwierigkeiten ergeben sich insbesondere beim btrangpressen bzw. Fließpressen von Titan und seinen Legierungen.
Titan wird vor allem in der Luftfahrt, in der Weltraumtechnologie und im Reaktorbau eingesetzt, da es bzw. seine Legierungen die }'estigkeit von btahl mit dem niedrigen Gewicht der Leichtmetalle verbindet (verbinden).Titan und seine Legierungen haben jedoch eine große Affinität zu bauerstoff und stickstoff, sodaß sich schon bei Raumtemperaturen auf blanken, frisch gereinigten Oberflächen sehr rasch Oxid - und Nitridschichten bilden.Es zeigte sich auch, daß beim Strangpressen und Fließpressen von bei Xaumtemperaturen gelagerten Rohteilen während des Pressens aus der Oberfläche Wasser austreten kann, was auf eine Hydratbildung rückschließen läßt,Di! Reaktionsmechanismen sind jedoch im einzelnen noch nicht geklärt.
Es ist bekannt, zum btranfWressen bzw. Fließpressen von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan bzw. Titanlegierungen als behmiermittel Kupfer zu verwefld0n.Zudiesem Zwecke werden über die Rohteile Kupferhülsen bzw. Kupferkappen gezogen.Im allgemeinen handelt es sich hierbei um zylindrische Rohteile.Bei hohlzylindrischen Rohteilen werden in die Bohrungen Hülsen , die ebenfalls aus Kupfer bestehen , eingesetzt, die sich mit einem umlaufenden Flansch auf der einen Stirnfläche des Rohteils abstützen, sodaß die Hülse während des Pressens nicht verrutschen kann.
Beim btrangpressen bzw. iließpressen stellte es sich jedoch heraus, daß sich zwar ein chmiermittelfilm aus Kupfer bildet, dieser jedoch des öfteren reißt, was einerseits zu einer hohen Ausschußquote an Werkstücken und andererseits zu einem hohen Werkzeugverschleiß führte.
Ein unzusammenhängender Schmiermittelfilm aus Kupfer führt dazu, daß die Werkstücke, im allgemeinen sind es Rohre aus Titan oder aus einer Titanlegierung Riefen zeigten, die eine weitere Verarbeitung ausschließen.
Die Effekte, die zum Abreißen des chmiermittelfims führen, sind im einzelnen noch nicht geklärt.Lie Ursache kann darin liegen, daß keine feste bzw. hinreichend feste Verb.
dung zwischen dem Kupfer und dem Titan bzw. der Titanverbindung vorliegt, was zum Abreißen bzw. Einreißen des chmiermittelfilms führen könnte.Eventuell bilden sich zwischen den Kupferhülsen und den Rohteilen dünne Luftschichten oder Lufteinschlüsse, die dann während aes trang- bzw, des Fließpressens zu chemischen und/oder physikalischen Grenzschichteffekten führen.
ber Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum btranpressen bzw. kließpressen von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan bzw. einer Titanlegierung zu schaffen, das ein Auf- ( Sin-)reißen des Schmiermittelfilms aus Kupfer vermeidet und durch das die Xohteile vom Hersteller soweit vorbereitet sind, daß sie vom Verarbeiter ohne weitere vorbereitende Verfahrensschritte dem trang-bzw. Fließpressen unterzogen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohteile auf eine Temperatur zwsichen 400 C und 1000 C erwärmt werden, durch oandstrahlen der erwärmten Rohteile eine blanke Oberfläche auf den Rohteilen hergestellt wird, auf der erwärmten Oberfläche zur Erzeugung des chmiermittelfilms aus Kupfer während des btrang- bzw. des Fließpressens durch Metallspritzen eine Kupferschicht aufgebracht wird und aaß nach dem trang- bzw. Fließpressen das auf aem Werkstück befindliche Kupfer elektrolytisch entfernt wird.
Unter Metallspritzen sind im sinne der Erfindung die üblichen Verfahren zum Aufbringen von Metallachichten auf einem substrat zu verstehn, wie zum Beispiel Flammspritzen, Lichtbogenspritzen, Plasmaspritzen.Es stellte sich heraus, daß unter den gegebenen Bedingungen das Flammspritzen zu sehr guten Resultate führte.
Unter Rohteilen sind im sinne der Erfindung vollzylinw arische oder hohlzylindrische Materialabschnitte aus Titan oder Titanlegierungen verstehen.Bei den vollen Materialabschnitten bilden die Zylinderfläche und die beiden btirnflächen die mit Kupfer zu beschichtende Oberfläche, während bei hohlzylindrischen Materialabschnitten noch die Innenwandung einzubeziehen ist.Falls der Innendurchmesser im Vergleich zur Länge hinreichend grOß ist, wird erfindungsgemäß auch der Innenmantel beschichtet, sodaß wie ein voller Mater ial82chnitt der hohlzylindri sche Materialabschnitt völlig von Kupfer umhüllt ist und somit gegen sauerstoff und stickstoff abgeschirmt ist.Derttige vollständig erf:.ldungsgema)ß mit Kupfer umhüllte Rohteile können beliebig lange gelagert werden.
Bei zu geringem Innendurchmesser der hohlzylindrischen Rohteile werden zum btrang.-bzw. i'ließpressen in an sich bekannter Weise Hülsen eingesetzt, falls durch Metallspritzen auf der Innenwandung nie Herstellung einer zusammenhängenden Kupferschicht nicht möglich ist.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es nicht an rotationssymmetrische gohteile gebunden ist.bie können zum Beispiel kubisch sein, wobei je nach den Bedingungen beim btrang.- bzw. Fließpressen Kupferschichten aufgebracht werden können, die beispielsweise an den Kanten ouer Ecken erheblich dicker sind.
Die erfindungsgemäße Lösung ist für den Iachmann völlig überraschend , da er erwarten mußte, daß eine Kupfer schicht nach dem Metallspritzverfahren nicht ausreichena haftet.o ist es bei der Herstellung von haftfesten metallischen Uberzügen aus Titan oder Titanverbindungen bekannt, zunächst eine Zwischenschicht aus Molybdän, Nickel oder Nickelaluminid auf der blanken Titanfläche bzw. blanken Fläche der Titanlegierung nach dem Upritzschweißverfahren aufzubringen, wobei es sich als unumgänglich erwiesen hat, z.B. vor dem Aufbringen der Molybdänschicht zunächst ein unterschnittenes Nutennetz auf der blanken Oberfläche herzustellen, um durch die hierdurch erzielte zusätzliche Verankerung eine ausreichende Haftfestigkeit zu erzielen ( BE-Ad 24 42 742 ).
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den großen Vorteil,daß das Kupfer auf den Werkstücken problemlos elektrolytisch entfernt werden kann.

Claims

Verfahren zum btrangpressen bzw. Piießpressen von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung Patentanspruch Verfahren zum Strangpressen bzw. Fließpressen von Werkstücken aus Rohteilen aus Titan oder einer Titanlegierung, wobei Kupfer als chmiermittelfilm dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohteile auf eine t'emperatur zwischen 400 C und 1000 C erwärmt werden, durch Sandstrahlen der erwärmten Rohteile eine blanke Oberfläche auf den Rohteilen hergestellt wird, auf der erwärmten 0-berfläche zur Erzeugung des bohmiermittelfiles während des btrang- bzw. Fließpressens durch Metallspritzen eine Kupferschicht aufgebracht wird und daß nach dem Strang- bzw. Fließpressen das auf dem Werkstück befindliche Kupfer elektrolytisch entfernt wird.