DE3231110A1

DE3231110A1 - Verfahren zum walzen von metallenen knueppeln

Info

Publication number: DE3231110A1
Application number: DE19823231110
Authority: DE
Inventors: Evgenij A. Charitonov; Anatolij V. Demidov; Petr M. Finagin; Petr I. Poluchin; Ivan N. Moskva Potapov; Vladimir Ya. Elektrostal Moskovskoi oblasti Zimin
Original assignee: Moskovsky Institut Stali I Splavov
Current assignee: Moskovsky Institut Stali I Splavov
Priority date: 1982-07-20
Filing date: 1982-08-20
Publication date: 1984-02-23
Also published as: JPS5924501A; FR2530502B1; SE8204213L; SE8204213D0; SE450818B; FR2530502A1

Description

PATENTANWALT DipL-Phys HICHARÖ UJYKEN

" P 90 201-M-61

- 3 - 20. Aug. 1982

BESCHREIBUNG ^L/HW

Die Erfindung bezieht sich auf die spanlose Formgebung von Metallen insbesondere auf ein Verfahren zum Walzen von metallenen Knüppeln.

Besonders eignet sich die vorliegende Erfindung für die Herstellung von runden Knüppeln und Formwalzgut aus Eisen- und NE-Metallen, darunter aus stranggegossenem Metall.

Heutzutage gewinnt der Strangguß von Stählen eine zunehmende Bedeutung. Die Einführung dieses Verfahrens ermöglicht es_t solch arbeitsaufwendige Stufen im metallurgischen Prozess wie das Vergießen des Metalls in Kokillen und das Walzen von Knüppeln im Blockwalzwerk miteinander zu verbinden.

Fortschritte bei der Meisterung der Stranggießteohnik sind jedoch vor allein mit der Produktion von Walzgut aus Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen verknüpft. Dies liegt darin begründet, dauerst einmal(bIcIi^die Qualität eines Stranggußblockes bei einer Erhöhung des Legierungsgehaltes des Metalls stark verschlechtert und zum anderen kein wirksames Verfahren zur Verformung des stranggegossenen Metalls vorliegt. Hierbei muß berücksichtigt werden, daß der Gesamtverformungswert bei der Produktion von Walzgut aus stranggegossenen Knüppeln abnimmt, was mit deren -im Vergleich zu den Blöcken ~ kleineren Abmessungen zusammenhängt.

Die herkömmliche Verfahrenstechnik bei der Produktion von Formprofilen ausgehend von stranggegosseneniMetall

zeigt sich in einer Formänderung von Knüppeln durch Längswalzen bzw. Schmieden. Als Nachteil des Längswalzens gilt wenig wirksame⁸Durcharbeiten des Metallgefüges im

Querschnitt, was durch eine geringe Streckung (1,2 bis 1,5) la einem Stich sowie die Metall-Formänderungsbedingungen verursacht wird.

Der Schmiedeprozeß ist nioht kontinuierlich, wenig produktiv, die darin hergestellten Stangen weisen eine geringe Genauigkeit der geometrischen Maße auf ^d^^ beachtliche Verarbeitungskosten und einen geringen Ausstoß gekennzeichnet.

Der grundsätzliche Trend bei der Entwicklung von neuen

cJjaatelit

Verfahren zur Formänderung eines stranggegossenen Metalls ^* in einer Vergrößerung der Stichabnahme»

Auf dem Schmiedeprinzip beruht eine Anzahl von neuentwiokelten Verfahren zur bildsamen Formgebung in Aggregaten mit einer besonderen Ausführung wie ttadial-Schmiede- und Hämmermaschinen jSchra ie de-Walzanlagen u.a.m. ("Iron aod Steel", Eng., 1981, 5ö N .6, S. 55-56).

Einen anderen Trend stellt die Entwicklung von Planeten- »alzverfahren dar. in einem Planetenwalzwerk für das Längswalzen und einem Planetenwalzwerk mit kegelförmigen Schrägwalzen findet das Walzen allerdings bei hohen Gesamtabnahmen bei jedem Stich_f/^t3afur bei geringen Einzelabnahmen statt, wodurch das Durcharbeiten des Gußgefüges in der Mitte des Knüppels erschwert wird ("Iron and oteel" Eng., 19Ü0, May, S. 45-5?).

Bei diesen i/Zalzv erfahr en herrscht ein Fließen des gesamten Metallvolumens längs der Stangenaohse vor, wobei keine intensiven Schubverformungen feststellbar sind. Eine solche Art der Formänderung des Knüppels bewirkt bei den erwähnten Verfahren eine wenig wirksame Durcharbeitung des Metallgefüges und eine hohe Anisotropie der Eigenschaften sowohl über den Querschnitt der Stange, als auoh in Längs- und Querrichtung.

in diesem Zusammenhang ist die Notwendigkeit entstanden, ein Verformun&sverfahren zu entwickeln, das eine intensive Entwicklung von SchubVerformungen im ganzen Metallvolumen sowie ein wirksames Durcharbeiten des Gußgefüges bewirkt.

2Q Am besten erfüllt diese Forderungen das Spiralwalzverfahren. Unter dem Spiralwalzverfahren ist ein Prozeß zu verstehen, bei welchem der Umfangsgeschwindigkeitsvektor der Walze im Bereich dei Berührung mit dem Knüppel unter einem Winkel ψ gerichtet ist, der nicht gleich O bzw. 90° ist. Sobald <f- 0 ist, findet ein Längswalzen statt, und bei <f = 90° handelt es sich um ein Querwalzen.

üa der Praxis und Theorie des Spiralwalzens bedient man sich des öfteren des Begriffes ^MVorachubwinkel"fß),

der sich im allgemeinen Fall als Winkel zwischen dem Umfangsseschwindigkeitsvektor der Walze an der Berührungsstelle mit dem Knüppel in einem auf einer Geraden dee kürzesten Abstandes zwischen der Walzenachse und der des Knüppels liegenden Punkt und der B'oene der normalen Walzachse, also

ß = 90 - f
definieren läßt.

Bei Trommelwalzwerken gilt als Vorschubwinkel der Drehwinkel der Trommel relativ zu ihrer Achse, die von der Walzachse gekreuzt wird. Bei Walzwerken, bei denen die Anordnung des Umf anggeschwind igke itsvektors der Walze unter einem Winkel zur Knüppelachse durch eine Versetzung der Walzenachse relativ zu der Walzachse erreicht wird, sowie bei Walzwerken mit Drehscheibe wird der Vorschubwinkel nach bekannten Formeln errechnet.

Eb ist bereits ein Verfahren zum Spiralwalzen von metallenen Knüppeln bekannt, das eine Formänderung des zu bearbeitenden Knüppels durch drei Walzen vorsieht, bei welcher dem letzteren eine rotierende und forschreitende Bewegung dank einer Drehung der Walzen um einen Vorschubwinkel von nicht über 12° erteilt wird, während die Walzen gemeinsam mit dem Knüppel eine Formänderungszone ausbilden, die einen Stauch- und einen Kalibrierabschnitt umfaßt, wobei die JBinzelabnähme über der gesamten Länge des Stauchabschnittes praktisch konstant bleibt (A.I.Zelikow et al. "Spezialwalzwerke·¹, Moskau, Verlag "Metallurgla", 1973, S. 56-57).

Unter Einzelabnahme versteht man einen Abnahmewert JO des Knüppels bei dessen Drehen um 1/3 der Umdrehung. Dieses Verfahren wird für die Herstellung von veränderlichen Querschnitten verwendet, jedoch verteilt sich infolge eines geringen VorschubwinkeIs (bis 12°), der einen kleinen Einzelabnahmwert (10 bis 13%) bewirkt, die Verformung ungleiohmäßig über dem Querschnitt. Intensive Schubverformungen werden nahe der Oberfläche des Knüppels lokalisiert und dringen in dessen Mittenschichten nicht ein, wo hauptsächlich Fehler eines stranggegossenen Knüppels konzentriert sind.

Hinzu kommt, daß ein geringer Vor schub winkel eine geringe Höhe der ziehenden Reibungskräfte ergibt, well der Geschwindigkeitsvektor der Walze im Berei"cinderen Berührung mit dem Knüppel von der zur Walzaohse senkrecht verlaufenden Richtung unwesentlich abweicht. Im vorliegenden Fall ergibt die Senkung der Reserve der ziehender Reibungskräfte eine Verschlechterung des Spannungszustandes des Metalls, was seinerseits zu einer Zerstörung des Knüppels führen kann.

IQ Bekannt ist fernerhin ein Verfahren zum Walzen von metallenen Knüppeln, das darin besteht, daß ein zu bearbeitender Knüppel durch drei Walzen verformt wird, wobei dem Knüppel eine rotierende und fortschreitende Bewegung infolge einer Drehung der Walzen um einen Vorschübwinkel von 3 bis 7° erteilt wird, während die Walzen zusammen mit dem Knüppel eine Formänderungszone bilden, die einen Stauch- und einen Kallbrierabschnltt aufweist, die iSlnzelabnähme in der Kintritteaone des ßtauchabaohnlttes ein MehrfacheV^ifl8f^rals die größtmögliche Elnzelabnahme in der Formänderungszone (A.F. Danilow et al· "Warmwalzen und Strangpressen von Rühren", Moskau, Verlag "Metallurgia¹¹, 1972, S. 350,365).

Dieses Verfahren wird zum Strecken von Hohlkörpern zum Fertigrohr über eine Stange auf Assel-Walzwerken eingesetzt.

Beim Walzen eines Vollquerschnittsknüppels und bei der Herstellung ungeteilten Walzgutes runden Querschnittes weist dieses Verfahren eine Anzahl von Mangeln auf. Ein geringer Vorschubwinkel (4 bis 7°) bedingt einen geringen Axialvorschub des Metalls pro Verformungszyklus (1/3 der Umdrehung des Knüppels )· ils Folge hiervon herrscht trotz des innerhalb der Formänderungszone vorhandenen Stauchabsohnittes, wo die Einzelabnahmen über dem Durchmesser I^ bis 18 % erreichen können, ein tangentlales Fließen des Metalls vor. Unter diesen Bedingungen erstreckt sicn die intensive plastische Formänderung nicht bis zur Mitte des Knüppels, wodurch sich das Durcharbeiten und Verdichten des Gußgefüges des Metalls er-

- 7 schweren.

Hinzu kommt, daß die Einzelabnahmen in der Eintrittszone des Abnahmeabschnittes beim Walzen nach diesem Verfahren viel geringer(um ein IO bis 2Ofaches) sind als die größtmöglichen Einzelabnahmen und nicht über 0,7 bis 2% liegen.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum Walzen von metallenen Knüppeln, bei dem eine Formänderung eines zu bearbeitenden Knüppels durch drei Walzen erfolgt, wobei diesem eine rotierende und fortschreitende Bewegung dank einer Drehung der Walzen relativ zur Walzachse um einen Vorschubwinkel von 15 bis 35° erteilt wird, während die Walzen gemeinsam mit dem Knüppel eine Formänderungszone mit einem Stauch- und einem Kalibrierabschnitt ausbilden (UdSSR-Urheberschein 223164, B21 b 19/02).

Nach diesem Verfahren werden Vollquerschnittsknüppel zu Hohlkörpern gelocht.

Eine Vergrößerung dee Vorschub«*inkele trägt allerdinge

zor Erhöhung von Einzel abnähme η und/ifiner Verminderung der

undy .. ungleichmässigen Verformung bei rreicht weiter für eine intensive Verdichtung des Gußgefüges des Metalls im Axialbereich des Knüppels nicht aus» In diesem Pail gewinnt die Verteilung der Einzel abnahmen über die Länge der Formänderungsζone eine entscheidende Bedeutung. Sollten die Einzelabnahmen längs des Stauchabschnitt praktisch gleichmäßig verteilt werden, wie das durch das Verfahren vorgesehen ist, ergibt deren Erhöhung eine starke Verschlechterung der Greifbedingungen, eine Senkung, der Reserve der ziehenden Heibungskräfte, eine Störung des stabilen Walzvorgaoges, ein erhöhtes Gleiten des Metalles bezüglich der WaIzIn^ eine Verschlechterung der Obenflachebeschaffenheit und der Güte des Durcharbeitens des Metallgefüges.

Darüber hinaus erfolgt das Walzen naoh diesem Verfahren bei einer Stichabnahme von höchstens 25% (wie das beim Lochen der Fall ist), was sich als nicht ausreichend für ein volles Durcharbeiten des Gefüges von Knüppeln aus Bau- und Werkzeugstählen erweist. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit, das Walzen in mehreren Stichen durchzufüh-

ren, wodurch die Produktivität des Verfahrens sinkt und die Masse sowie der Kostenaufwand für die erforderlichen Ausrüstungen erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Walzen von metallenen Knüppeln zu schaffen, das eine wesentliche Erhöhung von Einzel- und Gesamtabnahmen eines Knüppels £ολ einem Durchgang sicherstellt·

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zum Walzen von Knüppeln, "bei dem eine Formänderung eines zu bearbeitenden Knüppels durch drei Walzen erfolgt, wobei dem Knüppel eine rotierende und fortschreitende Bewegung infolge einer Drehung der Walzen relativ zur Aalzachse um den Vor sch üb winkel erteilt wird und das Walzen des Knüppels in einer durch die WaI-zen und den Knüppel gebildeten, einen Stauch- und einen Kalibrier abschnitt umfassenden Formänderungszone stattfindet, gemäß der Erfindung das Walzen des Knüppels bei einem Vorsohubwinkel von 15 bis 55° und Einzelabnahmen in der Eintrittszone des Stauchabschnittes, die ein Mehrfaches kleiner sind als die größtmöglichen Einzel abnähme η in der Formänderungszone, vorgenommen wird.

Eine Verminderung der Einzelabnahmen, in der Eintrittszone des Stauchabschnittes sichert eine stabile Durchführung des Walzvorganges bei größeren Vorsohubwinkeln und gestattet es die größtmöglichen Einzelabnahmen stark zu vergrößern» Als Folge hiervon wird der gesamte Querschnitt des Knüppels einer intensiven plastischen Verformung ausgesetzt, wobei die günstigsten Bedingungen für ein intensives Durcharbeiten und Verdichten des Metallgefüges beim Walzen geschaffen werden.

Der gewählte Bereich der Vorsohubwinkeländerung und die gewählte Verteilung der Einzelabnahmen sorgen für ein Schema des iJpannungzustandes, das dem dreiaxialen Zusammendrücken nahekommt, was ebenfalls zur Beseitigung von Innenfehlern eines Knüppels beiträgt. Eine Verminderung der Vorschubwinkel auf einen Wert von unter 15° ergibt eine Senkung der Einzelabnahmen, eine erhöhte Verformungsungleiclimäßigkeit und ein schlecht er es Durcharbeiten des Metallgefüges. Eine Erhöhung des Vorschubwinkels auf über

55° läßt das Spiralwalzen dem Längswalzen nahekommen, wobei die Große der Schubverformungen und die Intensität des Durcharbeitens des Metallgefüges zurückgehen.

Gemäß einer Ausfüiirungsform der Erfindung vollzieht sich das Walzen in der Eintrittazone des Stauohabschnittes bei Einzelabnahmen von 0,20 bis 0,50 bezogen auf die Größteinzelabnalimen in der Formänderungszone . Bei solch einem Verhältnis der Einzelabnahmen zueinander werden die günstigsten Bedingungen für die Behebung von Fehlern des Gußgefüges des Metalls über der ganzen Länge der -iJ'ormänderungszone geschaffen.

Das wirksame Durcharbeiten des Gußgefüges beim Walzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gestattet es, Knüppel einer breiten Sorten-Palette (praktisch aus allen Stählen und Legierungen, die einer warmen spanlosen Formgebung ausgesetzt werden") zu verformen und hochqualitatives Walzgut beliebiger Abmessungen zu erhalten.

Die konkrete Größe des genannten Verhältnisses richtet sich nach der Stanl- (L^b'ierungs-) sorte und der Qualität des Ausgangskriüppel3o Eine Verminderung der JSinzelabnahmen in der Eintrittszone des Stauchabschnittes auf unter 0,20 bezogen auf die Größteinze!abnähme ergibt ein schlechteres Durcharbeiten des Metallgefüges, während eine Erhöhung der genannten Einzelabnähmeη auf über 0,50 bezogen auf die Gr ößteinzel abnähme schlechtere Greif bedingungen für den Knüppel sowie eine Semciing der reserve der ziehenden Reibungskräfte zur Folge nat.

Es ist besonders zweck^m^—3$§s Walzen von Knüppeln im Stauchabschnitt unter größtmöglichen Einzelabnahmen von bis 40% durchzuführen. Für Knüppel einer breiten Stahl- und Legierungssorten-Palette reichen derartige Einzelabnähme-

bis>

werte aua, damit sich die plastische Verformungfan die Mitte des Knüppels erstreckt, was für die Behebung von eben in der Knüppelmitte lokalisierten Fehlern des Gußgefüges vonnöten ist. Das helikoidale (schraubenlinige) Metallfließen in Verbindung mit nohen Einzelabnahmen und einem Verdrillen des Knüppels in der Formänderungszone sorgt für eine Erhöhung des Niveaus und eine Senkung der Anisotropie

- io -

der physikalisch-mechanisohen Eigenschaften sowohl über dem Querschnitt des Walzgutes, als auch in Längs- und Querrichtung. Die Durchführung des Walzvorganges bei Größteinzalabnahoien von 20 bis 40% ermöglicht/T die Berührungsflache zu vermindern, die Formänderungszone einzugrenzen, linergie- und Kr aft werte des Wal ζ ν or gang es zu vermindern und die Masse sowie die Abmessungen der Walzwerke zu verringern.

Eine Verminderung der Größteinzelabnanmen auf unter 20% ergibt eine erhöhte Verformungsungleichmäßigkeit, während eine Erhöhung auf über 40% durch die verfahrenstechnische Metallduktilität und die für die Verformung erforderliche Erwärmungserhöhung beschränkt ist.

Es ist zweckmäßig, das Walzen von Knüppeln in der JEintrlttszone des Stauohabschnittes bei einer Durchmesserabnahme von 0,03 bis 0,4 bezogen auf die Gesamtabnähme

je b'tich durchzuführen. Im vorliegenden Fall geschieht die hauptsächliche Verformung des Knüppels bei maximalen iSinzelabnahmen, wobei die Bedingungen für die Behebung von in der Axialzone vorhandenen Fehlern die günstigsten sind.

Hinzu kommt, daß in der ISintrittszone des Stauchabschnittes eine solohe Reserve der ziehenden .Reibungskräfte erzielt wird, die eine Erhöhung der Stichabnahme bis auf ceones 90 bis 95% ermöglicht« Dadurch können Knüppel^—ι ganzen Sortimentes in einem Durchgang heruntergewalzt werden, so daß die Produktivität gesteigert wird»

Eine Erhöhung der Durchmesserabnähme in der Eintrittszone des Stauohabschnittes um mehr al^B, 4/^ΐΐτ^&θ samt abnähme }Q in einem Stich fünrt eine Verschlechterung des Durcharbeitens des Metallgefüges in der Axialzone des Knüppels herbei. Eine Verminderung der Durchmesser abnähme in der iäJintrittszone des Stauchabschnittes erschwert die Abrundung der Knüppel mit unterschiedlicn gestaltetem Querschnitt und verringert die Reserve der ziehenden Reibungskräfte sowie die Produktivität des Walzvorganges.

Es empfiehlt sich, beim Walzen von Knüppeln die Länge des Kalibrier abschnitt es zwischen 0,3 und 0,6 bezogen auf die Länge der Formänderungszone zu wählen. Dank einer

solchen Länge des Kalibrierabschnittes wird<yollig)einer Unrundheit des Knüppels/Degegnet, die sion,im Stauohabschnltt ausbildet, und ein sehr genaues rundes Walzgut erhalten. Bei einer kürzeren Länge des Kalibrierabsohnittes geht die Genauigkeit der geometrischen Maße zurüok, während bei einer größeren Länge eine ungünstige Zunahme der Ballenlänge (der Lange des Arbeitsteiles) der Walze und der Abmessungen des Walzwerkes feststellbar ist.

Bs ist ebenfalls zweckmäßig, beim Walzen nach dem vorliegenden Verfahren Knüppel unrunden Querschnittes bei einem Verhältnis Größtmaß/Kleinstmaß von 1,1 bis 1,35 zu benutzen.

Beim Walzen eines Knüppels, dessen Querschnittsform von der runden abweicht, indem das Verhältnis des GrÖßtmasses zum Kleinstmaß im genannten Bereich liegt, erfährt die Axialzone des Knüppels infolge einer unterschiedlichen Abnahme in verschiedenen Richtungen im Zuge der Herstellung eines Rundprofils zusätzliche Öchubverformungen, wodurch das Durcharbeiten des Metallgefüges ebenfalls verbessert wird.

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der eingehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen hervor, in denen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Formänderungszone mit einem stranggegossenen Knüppel;

Fig. 2 ein Diagramm für die Verteilung der Einzelabnahmen über die Lange der Formänderungszone.

Das Verfahren zum Walzen von metallenen

Knüppeln besteht in folgendem«,

Ein runderj vielkantiger oder quadratischer metallener Vollquerschnittsknüppel mit abgerundeten Ecken wird in ein duroh drei, um einen Vorschubwinkel von 15 bis 35° relativ zur Walzaohse gedrehte Walzen 1, 2, 3 (Fig. 1) ausgebildetes Kaliber eingegeben, wobei der Umfangsgeschwindigkeitsvektor jeder Walze 1,2, 3 mit der Walzaohse an der Berührungsstelle mit dem Knüppel einen Winkel von 55 bis Ü5° bildet. Eine solche Anordnung des Geschwindigkeitsvektors der Walze relativ zu der Walzachse bewirkt eine rotierende und fortschreitende Bewegung des Knüppels. In der Eintritts-

zone (A) des Stauchabschnittes (C), In weloher die Sinzelabnahmen ein Mehrfaches^ sind als die Größte in ze 1 abnahmen (Pig. 2), findet eine Abrundung des Profils des Ausgangsknüppels statt, während das Verhältnis Größtmaß/Kleinstmaß einem Wert von 1,05 bis 1,15 nahekommt.

Beim Walzen eines runden Knüppels wird dessen».Profil in der Eintrittε zone A eine Unrundheit verliehen, die der genannten nahekommt. Neben der Profiländerung in der üln-

trittszone A geschient ein sicheres .Erfassen des Knüppels esy

undfwird eine Keserve der ziehenden .Reibungskräfte geschaffen, die für eine stabile Durchführung des Walzvorganges auf dem Stauch- und Kalibrierabschnitt notwendig ist.

Es ist hierbei zweckmäßig, das Walzen in der Eintritt szone A des Stauchabschnittes C so durchzuführen, daß je ^θ*-^ηθ Binzelabnahma 0,2 bis 0,5 bezogen auf die größtmögliche Einzelabnahme in der Formänderungszone (Fig. 2) beträgt« Im vorliegenden Fall geschieht in der Eintrittszone A ein intensives Durcharbeiten, Zertrümmern und Verdichten des Gefüges der peripheren Metallschichtan. Nach dem WaI-zen in der Eintrittszone A bildet sich im Knüppel eine an der Peripherie anliegende ringförmige Zone, in welcher daa Metallgefüge am besten verdichtet und durcharbeitet ist. Anschließend gelangt der Knüppel mit einer gewissen Reserve an ziehenden Üeibungskrafte^ zur Hauptformänderungszone B (Fig. 1, 2), wo die hauptsächliche Verformung des Metalls unter maximalen Kinze!abnahmen stattfindet. In der IlauptformänderuxLgszone ß steifen die Einzelabnahmen schnell an, wobei deren Wert 20 bis 40% erreicht (Fig. 2). Unter Einwirkung der Heibungekräfte wird in der Hauptformänderungs-JO zone B ein günstiges Schema des Spannun^szustandes erreicht, das dem dreiaxialen Zusammendrücken nahekommt. Hinzu kommt, daß die am Knüppel vorhandene periphere ringförmige Zone mit verdichtetem Gefüge, die als Fortsetzung des Verformungswerkzeuges dient, zu einer wesentlichen Verringerung der Verformungsungleichmäßigkeit beiträgt.

Demnach schaffen der große äinzelabnahmewert, das Vorhandensein der peripheren Zone mit verdichtetem Gefüge und das günstige Schema des Spannungszustandes optimale Bedin-

gungen ^zur Behebung der Fehler des gegossenen Metalls über dem ganzen Umfang des Knüppels« Die Durchführung des Walzvorganges auf dem Stauchabschnitt C bei hohen Einzelabnahmen ermöglicht eine Verkürzung der Ballenlänge der Walze^^me Verminderung der Querverformungs-, Energie- und Kraftgrösse im Walzvorgang. Dadurch findet das Walzen bei einer iitichabnahme von ca.9Q^ statt, uo daß die Anzahl der Stiche reduziert und die Leistung des Prozesses erhöht wird. Durch das Walzen der Knüppel auf dem Stauchabschnitt C werden Metalli'ehler völlig behoben. Die wirksame Behebung der Fehler hängt neben den genannten Faktoren auch von dem Durchmesserabnähmewert in der Eintrittszone A des Stauohabschnittes C ab, die 0,05 bis 0,40 bezogen auf die Gesamtdurchmesserabnähme in je einem Durchgang beträgt. Dies bedeutet, daß die hauptsächliche Verformung des Knüppels über dessen Durchmesser in der Zone B stattfindet, wo die Einzelabnahmen ihren Größtwert erreionen, und die günstigsten Bedingungen für die Behebung von Fehlern geschaffen werden. Nach dem Walzen auf dem Gtaucliabschnitt gelangt der Knüppel zum Kalibrierabschnitt D (Fig.l), wo infolge mehrfacher Bearbeitung jedes Oberflächenelementes des Knüppels die Unrundheit beseitigt und ein rundes Stangenprofil ausgebildet wird. Die Beseitigung der Unrundheit des vorgewalzten Walzgutes hängt mit der jeweiligen Verformungszykluszahl auf dem Kalibrierabschnitt zusammen.

Beim Walzen mit einem großen Axialvorschub von Metall (der Vorschubwinkel ist gleich 15 bis 35^c(?^s^-^tedie Länge des Kalibrierabschnittes D 0,5 bis 0,6 bezogen auf die Länge der Formänderungszone (Fig.l) ausmachen. Bei einer kürzeren Län-S® des Kalibrierabschnittes D geht die Genauigkeit der geometrischen Maße zurück, während bei einer größeren Länge des Kalibrierabschnittes eine ungünstige Zunahme der Ballenlänge der Walze zu verzeichnen ist.

Die Verwendung eines Ausgangsknüppels, dessen Querschnitt der fiundform des Kalibers nicht entspricht, das duroh die Walzen bei einem Verhältnis Größtmaß/Kleinstmaß von 1,1 bis 1,55 Cwenn z.B. die Knüppel einen quadratischen, rechtwinkligen, unrunden oder vieikantigen Querschnitt aufweisen)

ausgebildet let, veranlaßt aln erhöhtes Niveau von Schub-Verformungen in eier Knüppelmitte und verbessert das Duroharbeiten des Gefüges. Je höher das Verhältnis Größtmaße/ Kleinstmaße des KnüppelquerSchnitts liegt, desto besser ist das Durcharbeiten des Gefüges der Mittenlagen des Knüppels. Eine Erhöhung dieses Verhältnisses auf über 1,35 ergibt eine Verschlechterung der Greifbedingungen und der Drehung des Knüppels in der j?ormänderungszone< > Beispiel 1

Stranggegossene Knüppel mit entwickelter axialer Porosität (mit in der Knüppelmitte angeordneten Poren und Unterbrechungen des Zusammenhanges) mit einem Durchmesser von 130 mm werden auf einem Spiral-Dreiwalzwerk heruntergewalzt ■> Die Drehung der Trommel mit den Walzen um einen Vor3ohubwinkel von 25° läßt den Umfangs&eachwindiekeitsvektor der Walze bei deren Berührung mit dem Knüppel in einem Winkel zur Walzaohse zur Geltung kommen. Das Walzen f indetinS Kaliber statt, das einen ütauch- und einen Kalibrierabschnitt bildet. Die Erzeugende der Eintrittszone des Stauchabscnnittes A weist einen Neigungswinkel relativ zur Walzaohse von 10° auf und die Erzeugende der liauptverformungezone B hat einen Neigungswinkel von 30° relativ zur Walzachse, die Länge des Kalibrierabsclinittes beträgt 100 mm.

Durch das Walzen wird eine stange mit einem Durohmesser von 50 mm bei einer Gesamtabnahme in einem Stich von 61,5& hergep'elltj wobei die Abnahme in der Sintrittszone A des Stauchabscnnittes 23% ausmacht. Hierbei erreichten die Größteinz el abnähme η einen A'ert von 36% und in der .Eintrittszone A des Stauohabschnittes (J einen Wert von 9,5%.

Das Walzen stranggegossenen Metalls nach dem erfin-

dungs^^^erfahren gestattet es, in der Knüppelmitte innere Fehlstellen von ca. 8 mm voll zu beseitigen. Die tatsächliche Abweichung des Durchmessers über dem Querschnitt und der Länge der Stange liegt nicht über 0,15 nun· Beispiel 2

Zum Walzen naoh dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren verwendet man einen quadratischen Knüppel mit einem Querschnitt von 114 χ 114 mm und einem Halbmesser der Winkel-

abrundung von 25 mm_o Das Verhältnis Größtmaße/Kleinstmaße des Querschnittes (Diagonal- und Seitenlänge) belief sioh auf 1, 23. Die iOrmanderunt, des quadratischen Profils zu einem Hundprofil vollzog sich in der Eintrittszone des Stauchabschnittes. Das Walzen eines derart ausgestalteten Knüppels geschieht stabil, ohne Bildung von Walzhäuten und Einmalzungen und ohne Verschlecht er ιιηκ der Genauigkeit der geometrischen Maße.

Die Wirksamkeit der Gefügeverdichtung liegt in diesem ^aIl höher vor als beim Walzen eines Rundknüppels·

Claims

PATENTANWALT OJ^PI^s,; RICHARD LUYKEN

Moskovsky Institut stall i eplavov Moskau/UdSSR

P 90 201-M-61 20. Aug. 1982 L/HW

VERFAHREN ZUM WALZEN VON METALLBNBN KNÜPPELN

-. PATENTANSPRÜCHE

/1. Verfahren zum Walzen von metallenen Knüppeln, bei dem eine Verformung eines zu bearbeitenden Knüppele durch drei Walzen (1, 2, 3) erfolgt, wobei dem Knüppel

eine rotierende und fortschreitende Bewegung infolge einer Drehung der Walzen (1, 2, 3) relativ zur Walzachse um den Vorschub* inkel erteilt wird, und das Walzen des Knüppels in einer durch die Walzen (1, 2, 3) und den Knüppel gebildeten, einen Stauch-(C) und einen Kalibrierabschnitt (D) umfassenden Formänderungszone stattfindet, dad uroh gekennze lehnet, daß das Walzen des Knüppels bei einem Vorschubwinkel von 15 bis 35° und Einzelabnahmen in der Eintrittszone CA) des Stauchabschnittes (C), die ein Mehrfaches^sfn«? als die größtmöglichen Einzelabnahmen in der Formänderungszone, vorgenommen wird«

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Walzen in der Eintrittszone (A) des Stauchabschnittes (C) bei Einzelabnähmeη von 0,20 bis 0,50 bezogen auf die größtmöglichen Einzelabnahmen In der Formänderungszone durchgeführt wird·

odex^ 3» Verfahren nach Ansprüchen 1 f 2, dad u r c h

gekennze i c h η e t, daß das Walzen auf α em Stauchabschnitt (C) bei größtmöglichen Einzelabnahmen von 20 bis 40 % durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1

bis ^, dadurch gekennzeichnet! daß das Walzen in der Eintrittszone (A) des Stauohabachnittes (C) bei einer Durchmesserabnahme von 0,03 bis 0,4 bezogen auf die Gesamtdurchmesserabnähme in einem Stich durchgeführt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e-

k e η η ζ e lehnet, daß beim Walzen des Knüppels die Länge des Kalibrierabschnittes (D) zwischen 0,3 und 0,6 bezogen auf die Länge der Formänderungszone gewählt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch g e-

kennzeichnet, dati beim Walzen Knüppel

unrunden Querschnittes bei einem Verhältnis Größtmaß/Kleinstmaß von 1,1 bis 1,35 benutzt werden.