DE3390150T1 - Process for the manufacture of metal products - Google Patents

Process for the manufacture of metal products

Info

Publication number
DE3390150T1
DE3390150T1 DE19833390150 DE3390150T DE3390150T1 DE 3390150 T1 DE3390150 T1 DE 3390150T1 DE 19833390150 DE19833390150 DE 19833390150 DE 3390150 T DE3390150 T DE 3390150T DE 3390150 T1 DE3390150 T1 DE 3390150T1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating
deformation
forming
blank
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19833390150
Other languages
German (de)
Inventor
wird später genannt Erfinder
Original Assignee
Ufimskij aviacionnyj institut imeni Sergo Ordžonikidze, Ufa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SU823506684A external-priority patent/SU1182065A1/en
Priority claimed from SU823503475A external-priority patent/SU1186633A1/en
Application filed by Ufimskij aviacionnyj institut imeni Sergo Ordžonikidze, Ufa filed Critical Ufimskij aviacionnyj institut imeni Sergo Ordžonikidze, Ufa
Publication of DE3390150T1 publication Critical patent/DE3390150T1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/32Lubrication of metal being extruded or of dies, or the like, e.g. physical state of lubricant, location where lubricant is applied

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

DEAA-31771-5DEAA-31771-5

Benennung der Erfindung VEHFAHBEN ZUR HERSTELLUNG VON METALLERZEUGNISSEN Naming of the invention METHOD OF MANUFACTURING METAL PRODUCTS

Gebietder TechnikField of technology

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Druckumformung von Metallen und betrifft insbesondere ein verfahren zur Herstellung von Metallerzeugnissen. The present invention relates to the field the pressure forming of metals and relates in particular to a process for the production of metal products.

Vorhergehender Stand der TechnikPrevious prior art

Bekannt ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Rohlingen durch Pressen (GB-PS Nr. 1393143), welches die Yorbeschichtung des Rohlings mit einem Feststoff, die Erzeugung eines Schmierfilms aus flüssigem Material zwischen dem beschichteten Rohling und dem Aufnehmer sowie das Hindurchschieben durch eine Öffnung im Werkzeug unter Einwirkung des Druckes im flüssigen Material bei der Bewegung des Plungers im Kontakt mit dem flüssigen Material einschließt.A method for machining blanks is known by pressing (GB-PS No. 1393143), which is the Yor coating of the blank with a solid, the creation of a lubricating film of liquid material between the coated blank and the transducer and Pushing it through an opening in the tool under the action of the pressure in the liquid material during movement of the plunger in contact with the liquid material.

Im bekannten Verfahren werden der Aufnehmer und der Rohling erwärmt, um einen flüssigen Schmierfilm durch das Aufschmelzen der vorher aufgetragenen Beschichtung entweder auf den Aufnehmerwänden oder auf dem Rohling zu. erzeugen·In the known method, the transducer and the blank are heated to create a liquid lubricating film the melting of the previously applied coating either on the transducer walls or on the blank to. produce·

Dieses Verfahren hat eine Reihe von Nachteilen. Einer von diesen ist eine ,schlechte Qualität der Erzeugnisse beim Umformen mit Erwärmung, weil die Wahl der Erwärmung stemperatur die Erzeugung des flüssigen Schmiermittels durch Aufschmelzen erfordert. Dabei können auf der Oberfläche und im Inneren des Erzeugnisses Bruchzonen sowie Risse in der Feststoffbeschichtung entstehen. Zusätzlich sei eine schlechte Oberflächengüte des Fertigerzeugnisses beim Einsatz von Schmiermitteln in Form von geschmolzenem Material infolge der bereits genannten Risse erwähnt.This method has a number of disadvantages. One One of these is poor quality of products when forming with heating because of the choice of heating temperature is the production of the liquid lubricant required by melting. You can use the Fracture zones on the surface and inside of the product as well as cracks in the solid coating. In addition, the finished product has a poor surface quality when using lubricants in the form of molten material as a result of those already mentioned Cracks mentioned.

Außerdem besitzen die in dieser Patentschrift genannten Feststoffbeschichtungen einen beschränkten Plastizität svorrat, wodurch ihre Geschlossenheit beeinträchtigt und als Folge die Rißbildung in der BeschichtungIn addition, the solid coatings mentioned in this patent specification have a limited plasticity s reserve, which affects its closeness and, as a consequence, the formation of cracks in the coating

"bei großen Umformgraden beschleunigt, die Qualität der Erzeugnisse verschlechtert und die Standzeit des Preßwerkzeugs verkürzt wird. "With high degrees of deformation, the quality of the Products deteriorate and the life of the press tool is shortened.

Bekannt ist ebenfalls ein isostatisches Warmpreßverfahren (US-PS Nr. 4077109), in dem der als Schale ausgebildete Aufnehmer für das isostatische Warmpressen aus Legierungen hergestellt wird, die bei Preßtemperaturen superplastisch sind. Dieses Verfahren besitzt eine Reihe von Nachteilen, die für das Pressen in Schalen charakteristisch sind, u.zw. eine ungenügende Genauigkeit der Preßteile infolge einer ungleichmäßigen Verformung der Schale, ein erhöhter Verbrauch an Schalenwerkstoff im Falle, wenn die Verhältnisse für eine gleichmäßige Verformung des Preßguts sichergestellt sind, ein eingeschränkter Einsatz des bekannten Verfahrens nur auf dem Gebiet der Formung von Halbzeug aus Pulver st offen, das für die Erzeugung von Qualitätsteilen mit vorgegebenen Eigenschaften eine Nachbearbeitung erfordert· Bekannt ist ebenfalls ein Verfahren zum isothermisehen Pressen von Metallen und Legierungen (SU-Urheberschein Nr. 651868.), nach dem der mit einem Schmiermittel versehene Rohling erwärmt und in einem Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich gepreßt wird, in dem der Werkstoff des Rohlings selbst superplastisch ist, wobei die Oberflächenschicht vor dem Pressen bis zur Ausbildung eines feinkörnigen Gefüges "behandelt wird. Durch das Verfahren wird der Widerstand der Reibungskräfte und die ungleichmäßige Verformung infolge einer hohen technologischen Umformbarkeit der Oberflächenschicht reduziert, die sich beim Pressen im superplastischen zustand befindet. Im bekannten Verfahren entsprechen die den Bedingungen der Superplastizrcät des ein feinkörniges Gefüge aufweisenden Werkstoffes des Rohlings entsprechenden Temperatur- und Geschwindigkeitsverhälrnisse beim Pressen in der Regel jedoch nicht den Temperatur- und Geschwindigkeitsverhältnissen, die für die Umformung der mittleren Schichten erforderlich sind, in denen ein feinkörniges Gefüge nicht erzeugt worden ist. Deswegen sind die Möglichkeiten einerAlso known is a hot isostatic pressing process (US Pat. No. 4,077,109) in which the as a shell trained transducers for hot isostatic pressing is made of alloys that are at press temperatures are superplastic. This method has a number of disadvantages, which are common to tray pressing are characteristic, u.zw. insufficient accuracy of the pressed parts due to uneven deformation the shell, an increased consumption of shell material in the case when the ratios for a uniform deformation of the pressed material are ensured, a limited use of the known method only in the field of Forming of semi-finished products from powder is open, which requires post-processing for the production of quality parts with specified properties A method for isothermal vision is also known Pressing of metals and alloys (SU copyright no. 651868.), after which the with a lubricant provided blank is heated and pressed in a temperature and speed range in which the material of the blank itself is superplastic, with the surface layer being formed prior to pressing a fine-grain structure "is treated The method is the resistance of the frictional forces and the uneven deformation as a result of a high level of technological deformability of the surface layer, which reduces is in the superplastic state when pressed. In the known method, they correspond to the conditions the superplasticity of the material of the blank, which has a fine-grain structure, corresponding to the temperature and speed ratios when pressing in the However, it does not rule the temperature and speed conditions that are required for the forming of the middle layers are required in which a fine-grain structure has not been created. Therefore the possibilities are one

Steuerung der Umformverhältnisse für die mittleren Schichten erschwert, was zu einer Qualitätsminderung der Erzeugnisse führt. Die Qualitätsminderung kommt darin zum Ausdruck, daß durch das Verfahren derartige Qualitätsanforderungen wie erhöhter Umformgrad, hohe Maßgenauigkeit, vorgegebener Verfestigungsgrad und Ausbildung eines "bestimmten Gefüges des Preßerzeugnisses nicht erfüllt werden.Control of the forming conditions for the middle layers difficult, which leads to a reduction in the quality of the products. The decrease in quality comes into play Expression that the process has such quality requirements such as increased degree of deformation, high dimensional accuracy, specified degree of solidification and formation of a "certain structure of the pressed product is not fulfilled will.

Ein wesentlicher Machteil des bekannten Verfahrens ist das Vorhandensein einer Adhäsionswechselwirkung zwischen der im Zustand der Superplastizität befindlichen Oberflächenschicht des Rohlings und der Kontaktoberfläche, des Werkzeugs beim isothermischen Pressen unter Bedingungen der Feststoffreibung. Dadurch wird die Cberflächengüte der Erzeugnisse verschlechtert und die Standzeit des Werkzeugs verkürzt. .A major disadvantage of the known method is the presence of an adhesive interaction between the surface layer of the blank and the contact surface in the state of superplasticity, of the tool during isothermal pressing under conditions of solid friction. This increases the surface quality of the products deteriorates and the service life of the tool is shortened. .

Bekannt ist letztlich ein Verfahren zum Umformen von Metallrohlingen (GB-PS Nr. 1411999), in dem eine elektrolytische Fällung der Oberflächenschichten auf den Rohling vorgesehen ist, wodurch dessen Umformung erleichtert wird.Ultimately, a method for reshaping metal blanks is known (GB-PS No. 1411999), in which a electrolytic precipitation of the surface layers the blank is provided, thereby facilitating its deformation will.

Die Oberflächenschicht, durch die die Umformung erleichtert wird, enthält entsprechend über 99*99% Reinaluminium, Kadmium, Indium oder Zink und wird auf den Rohling im sauerstofffreien,wasserfreien Organometallelektrolyten elektrolytisch gefällt. Die Umformung kann durch Pressen, Formpressen, Fließpressen und Ziehen durchgeführt werden, wobei die Oberflächenschicht vor der Umformung wärmebehandelt werden kann. Die Umformung wird dabei durch die Vergrößerung des zulässigen Umformgrades und die Verlängerung der Standzeit des Arbeitswerkzeugs infolge einer besseren technologischen Umform— barkeit der eingesetzten galvanischen Überzüge im Vergleich zu den bekannten Überzügen erleichtert,die bei- spielsweise bei der Kaltumformung eingesetzt werden und als Träger zäher Schmiermittel dienen.The surface layer through which the deformation facilitates contains accordingly over 99 * 99% pure aluminum, Cadmium, indium or zinc and is applied to the blank in the oxygen-free, anhydrous organometallic electrolyte electrolytically like. The forming can be done by pressing, compression molding, extrusion and drawing be carried out with the surface layer in front the forming can be heat treated. The forming is achieved by increasing the permissible degree of forming and extending the service life of the work tool as a result of better technological forming— the availability of the galvanic coatings used compared to the known coatings, which both For example, they can be used in cold forming and serve as a carrier for viscous lubricants.

Durch das bekannte Verfahren werden jedoch die Rei-However, by the known method the travel

bungskräfte im Vergleich zum obengenannten Verfahren zur Oberflächenbehandlung bei der Kaltumformung sowie die ungleichmäßige Verformung über den Erzeugnisquerschnitt nicht verringert, wodurch die Heratellung von Qualitätserzeugnissen mit vorgegebenen physikalisch-mechanischen Eigenschaften erschwert wird. Ein weiterer Nachteil des Verfahrens ist ein eingeschränktes Einsatzgebiet hinsichtlich der Temperaturen der isothermischen Umformung infolge eines beschränkten Temperaturbereichs der Wärmestabilität der eingesetzten galvanischen Überzüge. Außerdem behalten die galvanischen Überzüge nicht ihre·Geschlossenheit bei hohen Umformgraden infolge eines beschränkten Plastizitätsvorrates, wodurch die Fertigungsgenauigkeit der Erzeugnisse verringert, die Ungleichmäßig- keit der Verformung zusätzlich vergrößert, die Oberflächengüte verschlechtert und die Standzeit des Werkzeugs verkürzt werden. Es sei ebenfalls erwähnt, daß durch das Verfahren die unmittelbare Adhäsionswechselwirkung zwischen dem galvanischen Metall Und dem Werkzeug während der Umformung infolge einer erhöhten Fähigkeit der Oberflächenschicht zum Preßschweißen nicht ausgeschlossen ist, wodurch die Qualität des Erzeugnisses weiterhin verschlechtert wird. Durch die genannten Nachteile wird das Anwendungsgebiet für das Verfahren begrenzt,das hauptsächlich für die Herstellung von galvarnisch beschichteten Erzeugnissen aus Blech- bzw. Bandmaterial bei geringen Graden der plastischen Verformung eingesetzt wird.exercise forces compared to the above procedure for surface treatment during cold forming as well as the non-uniform deformation across the product cross-section does not decrease, whereby the manufacture of Quality products with specified physical-mechanical Properties is made more difficult. Another disadvantage of the process is a limited area of application in terms of isothermal temperatures Forming as a result of a limited temperature range of the thermal stability of the galvanic coatings used. In addition, the galvanic coatings do not retain their closedness at high degrees of deformation due to a limited plasticity stock, which reduces the manufacturing accuracy of the products, the uneven- Deformation is also increased, the surface quality deteriorates and the service life of the tool is reduced be shortened. It should also be mentioned that through the process the direct adhesion interaction between the electroplated metal and the tool during the forming due to an increased ability the surface layer for pressure welding is not excluded is, whereby the quality of the product is further deteriorated. Due to the disadvantages mentioned the field of application for the method is limited mainly for the production of galvanically coated products from sheet metal or strip material with low degrees of plastic deformation is used.

Das Einsatzgebiet dieses Verfahrens ist zusätzlich dadurch eingeschränkt, daß die genannten Werkstoffe nur durch die elektrolytische Fällung aufgetragen werden können, wodurch die fertigungstechnischen Parameter des Verfahrens verschlechtert werden·The field of application of this process is also limited by the fact that the materials mentioned only can be applied by electrolytic precipitation can, as a result of which the manufacturing parameters of the process are worsened

Wesen der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Herstellung eines Metaller/.eugnisses durch plastische Verformung des Rohlings zu ent-Essence of the invention The invention is based on the object of such a Process for the production of a metal product to be removed by plastic deformation of the blank

wickeln, bei dem die Bedingungen für die maximale Verringerung von Reibungsverlusten während der Umformung sichergestellt werden.winding in which the conditions for the maximum reduction in frictional losses during forming be ensured.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Herstellung von Wet aller Zeugnissen etui* cn plastische verformung eines Rohlings auf dessen Oberfläche eine metallische Überzugsschicht gebildet wird, durch die. die umformung erleichtert wird und daß die plastische Verformung durch Druckumformung durchgeführt wird, erfindungsgemäß als Material für die metallische Schicht Werkstoffe eingesetzt werden, welche bei Temperaturen unter der Schmelztemperatur des Rohlingswerkstoffes superplastische Eigenschaften aufweisen,und die Druckumformung bei einer Umformtemperatur und -geschwindigkeit durchgeführt wird, bei denen im Überzugsmaterial ein superplastischer zustand entsteht. The problem posed is achieved in that in the production of Wet all certificates case plastic deformation of a blank on the surface of which a metallic coating layer is formed by the. the deformation is facilitated and that the plastic deformation is carried out by pressure deformation, According to the invention, materials are used as the material for the metallic layer, which at temperatures below the melting temperature of the blank material have superplastic properties, and the pressure forming at a forming temperature and speed is carried out in which a superplastic state is created in the coating material.

Die Vorteile eines derartigen Verfahrens bestehen darin, daß unter den genannten Bedingungen , die metallische Schicht beim Übergang in einen superplastischen Zustand eine Trennschicht (ein Schmiermittel) zwischen den Kontaktoberflächen des Rohlings und des Umformwerkzeugs bildet. Die Trennschicht weist unter den Bedingungen der Superplastizität eine einzigartige Kombination von Eigenschaf ten auf: eine anomal hohe Plastizität des Überzugsmaterials (um 2 bis 3 Größenordnungen höher als bei Normalbedingungen) nebst niedrigen Werten des Verformungswiderständes des Überzugsmaterials (um 1 Größenordnung niedriger im Vergleich zu Normalbedingungen). Durch eine derartige Kombination von Eigenschäften der Trennschicht wird während der Bearbeitung der unmittelbare Kontakt des umzuformenden Werkstoffes mit dem Werkzeug bei beliebig hohen Graden der plastischen Verformung vermieden und die Re ibungs spannungen infolge anomal niedriger Werte des Verformungswiderstandes des Uberzugsmaterials werden vermindert. Durch die verminderten Reibungsspannungen wird die ungleichmäßig-The advantages of such a method are that, under the conditions mentioned, the metallic layer forms a separating layer (a lubricant) between the contact surfaces of the blank and the forming tool during the transition to a superplastic state. Under the conditions of superplasticity, the separating layer has a unique combination of properties: an abnormally high plasticity of the coating material (2 to 3 orders of magnitude higher than under normal conditions) and low values of the deformation resistance of the coating material (1 order of magnitude lower than normal conditions) . Such a combination of properties of the separating layer avoids direct contact of the material to be formed with the tool at any high degree of plastic deformation during processing and the frictional stresses due to abnormally low values of the deformation resistance of the coating material are reduced. Ibungsspannungen is reduced by R s the ungleichmäßig-

keit der Verformung verringert, was seinerseits zur Erhöhung der Umformbarkeit infolge einer vollständigeren Ausnutzung der Plastizitätsresonanz des umzuformenden Werkstoffs führt. Somit wird durch die fehlende Adhäsionswechselwirkung., niedrigen Werte der Reibungsspannungen und hohe Umformbarkeit eine bessere Bearbeitungsqualität ,u.zw. Maßgenauigkeit, Oberflächengüte und Gleichartigkeit der Eigenschaften sichergestellt. Als Material für die metallische Schicht werden Metalle oder legierungen gewählt, in denen bei unter der Schmelztemperatur des Eohlingswerkstoffes liegenden Temperaturen der Superplastizitätseffekt auftritt. Die genannte Einschränkung ist darauf zurückzuführen, daß die Umformtemperatur während der Herstellung unter der Schmelztemperatur des Eohlingswerkstoff es liegen soll, weil anderenfalls eine plastische Verformung des Rohlings nicht möglich ist. Andererseits wird es durch das Vorhandensein einer großen Gruppe von Metallen und legierungen, die bei Temperaturen von 20°C bis zur Schmelztemperatur des Eohlingswerkstoffes Superplastizitätseffekt aufweisen, möglich, einen Tiinsichtlich des Adhäsionsvermögens, der Wärmestabilität.und des fertigungsgerechten Auftragens optimalen überzug zu wählen.deformation speed decreases, which in turn increases it the formability as a result of a more complete utilization of the plasticity resonance of the to be formed Material leads. Thus, due to the lack of adhesion interaction., low values of the frictional stresses and high formability a better machining quality, u.zw. Dimensional accuracy, surface quality and similarity of properties is ensured. Be used as the material for the metallic layer Metals or alloys selected in which are below the melting temperature of the Eohlingswerkstoffes Temperatures the superplasticity effect occurs. The said Limitation is due to the fact that the deformation temperature during manufacture is below the melting temperature of the Eohlingswerkstoff it should be, because otherwise a plastic deformation of the Blank is not possible. On the other hand, due to the presence of a large group of metals and alloys, those at temperatures from 20 ° C to the melting temperature of the Eohlingswerkes superplasticity effect have, possible, a Ti with regard to the adhesiveness, the heat stability and the production-ready To choose the optimal coating.

Als Material für die metallische Schicht können Metalle und Legierungen verwendet werden, dessen Temperaturbereich der Superplastizität mit der Ümformtemperatur übereinstimmt. So wird beispielsweise für die plastische Kaltverformung eine Legierung eingesetzt, die in Masseprozent: Nickel - . 0,5 bis 2,1 Zink - 35 bis 76Metals and alloys can be used as the material for the metallic layer, their temperature range the superplasticity with the mold temperature matches. For example, for the Cold plastic deformation is an alloy used, which in percent by mass: Nickel -. 0.5 to 2.1 Zinc - 35 to 76

Kadmium - Rest enthält.Contains cadmium - remainder.

Diese Zusammensetzung gewährleistet eine Verbesserung der Abschirmeigenschaften und eine Erweiterung des Temperaturbereichs für die Arbeitsfähigkeit der metallischen Schicht.This composition ensures an improvement the shielding properties and an extension of the temperature range for the workability of the metallic Layer.

Durch die Einführung von Nickel in die Zusammensetzung des Schmiermittels werden die Abschirmeigen-By introducing nickel into the composition of the lubricant, the shielding properties

schäften hinsichtlich einer Verhinderung der Wasserstoffaufnahme durch die Rohlingsoberfläche bei der elektrolytischen Fällung des Schmiermittels verbessert, weil der Wasserstoff dabei durch die Kickelteilchen absorbiert wird. Andererseits trägt das Vorhandensein von Nickelteilchen in der genannten zusammensetzung dazu bei, daß die Körner auf eine Größe von 0,5 bis 2 Jim zerkleinert werden und ein Gefüge gebildet wird, das bei Erwärmung bis auf 30O0C gegen das Kornwächstum beständig ist, wodurch ein hoher Superplastizitätsvorrat des Überzuges (relative Dehnung 500 <fi) und eine geringe Schubfestigkeit (3,0 bis 4,0 MPa) erzielt werden und der Temperaturbereich der Arbeitsfähigkeit entsprechend auf 3000C erweitert wird. Die Erwärmung der oberflächenschichten auf die genannten Temperaturwerte findet durch die bei der Verformung von Metallen bei hohen Graden und Geschwindigkeiten der plastischen Kaltumformung entstehende Wärme statt.Shafts are improved in terms of preventing hydrogen uptake by the blank surface during the electrolytic precipitation of the lubricant, because the hydrogen is absorbed by the kickel particles. On the other hand, the presence of nickel contributes in said composition in that the grains are crushed to a size of 0.5 to 2 Jim and a structure is formed which up to 30O 0 C r on heating against the Ko nwächstum is resistant, whereby a high superplasticity reserve of the coating (relative elongation 500 <fi) and a low shear strength (3.0 to 4.0 MPa) can be achieved and the temperature range of the working capacity is extended accordingly to 300 ° C. The heating of the surface layers to the specified temperature values takes place through the heat generated during the deformation of metals at high degrees and speeds of plastic cold deformation.

pur die Halbwarmumformung bei Temperaturen bis 3000C wird zweckmäßigerweise eine Legierung verwendet, die in Masseprozentpurely the warm forming at temperatures up to 300 0 C an alloy is expediently used, which in mass percent

Aluminium - 2 bis 30 Zink - 70 bis 98 enthält.Contains aluminum - 2 to 30 zinc - 70 to 98.

Bei Umformtemperaturen von 400 bis 7000C wird eine Legierung eingesetzt, die in MasseprozentAt forming temperatures of 400 to 700 0 C, an alloy is used that is expressed in percent by mass

Kupfer - 50 bis 62 Zink - 38 bis 50 enthält.Contains copper - 50 to 62 zinc - 38 to 50.

Dieser überzug gewährleistet die Schmierwirkung und verbessert somit die Oberflächengüte des Fertigteils.This coating ensures the lubricating effect and thus improves the surface quality of the finished part.

Dieser auf das Werkstück aufgetragene überzug besitzt gleichzeitig eine Schutzwirkung und verhindert bei Erwärmung die Bildung von Hartoxyden, die, wenn sie in die Werkstückoberfläche eingedrückt werden, während der plastisehen verformung Risse und andere Fehler verursachen.This has a coating applied to the workpiece at the same time a protective effect and prevents the formation of hard oxides when heated when they get into the workpiece surface can be dented, causing cracks and other defects during plastic deformation.

9 ■-' ■: ' ■;;;■ ■9 ■ - '■:' ■ ;;; ■ ■

Der itfetallüberzug nach dem erf indungsgeiaäßen Verfahren kann nach verschiedenen bekannten Verfahren (elektrolytische Fällung, Behandlung in Warmlösungen, Tauchen in ein geschmolzenes Material usw.) aufgetragen werden, die eine ausreichende Haftfestigkeit '.,., des Überzugs mit dem Rohlingswerkstoff gewährleisten.The metal coating according to the inventive method can be carried out using various known processes (electrolytic precipitation, treatment in warm solutions, Dipping in a molten material, etc.) that ensure sufficient adhesive strength '.,., of the coating with the blank material.

Bei der Herstellung von Erzeugnissen durch räumliche Verformung in mehreren Stuf en wird der Überzug durch Aufsprühen einer Suspension während der Umformung des Bohlings aufgetragen. Dadurch wird der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Erzeugnisse verringert und in einer Reihe von Fällen die Korrosionsbeständigkeit der Erzeugnisse erhöht.In the manufacture of products through spatial deformation in several stages, the coating applied by spraying on a suspension during the reshaping of the blank. This reduces the amount of work involved in manufacturing the products and in a number of cases increased the corrosion resistance of the products.

Für Umformtemperaturen bis 4000C wird eine Suspension eingesetzt, die in Masseprozent Titan - 0,026 bis 0,052 Gallium - 2t3 dis 5 Aluminium - 10 bis 20 Mineralöl - Rest
enthält.
For forming temperatures of up to 400 ° C., a suspension is used which contains titanium in percent by mass - 0.026 to 0.052 gallium - 2 t 3 dis 5 aluminum - 10 to 20 mineral oil - remainder
contains.

Durch die genannte Suspension werden die Abschirmeigenschaften bei der plastischen Verformung und die Oberflächengüte des Fertigerzeugnisses verbessert. Diese Wirkung wird durch die Verformung eines Festfüllstoffs im Zustand der Superplastizität erzielt. Die Superplastizität der Aluminium-Titan-Legierung mit dem superfeinkörnigen Gefüge entsteht bei der Diffusion von flüssigem Gallium in die Legierung und ist auf die Bildung einer leichtschmelzenden Grenzschicht der Aluminium-Gallium-Festlösung an den Korngrenzen zurückzuführen. Through the suspension mentioned, the shielding properties during plastic deformation and the Surface quality of the finished product improved. This effect is due to the deformation of a solid filler achieved in the state of superplasticity. The superplasticity the aluminum-titanium alloy with the superfine-grain The structure arises from the diffusion of liquid gallium into the alloy and is due to the formation of an easily melting boundary layer of the aluminum-gallium solid solution attributed to the grain boundaries.

Beim mehrstufigen Formpressen, das neben der plastischen Verformung Trennvorgange einschließt, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht ausgeschlossen, daß zur Verringerung der Preßkräfte und zur Verbesserung der Qualität der erzeugten Werkstücke der Metallüberzug, durch den bei den Temperatur- und Geschwindigkeitsverhältnissen der Entstehung des Superplastizitätserffekts der Reibungs-When multi-stage compression molding, which includes in addition to the plastic deformation separation precedent, is not excluded by the present method, that of reducing the compressive forces and to improve the quality of the workpieces produced the metal coating, by the n in de temperature and velocity conditions, the formation of the Superplastizitätserffekts the Frictional

faktor in der Kontaktzone zwischen dem Rohling und dem Werkzeug wesentlich verringert, die Kräfte beim Vorgang der plastischen Verformung herabgesetzt; und der Spannung s zu st and beim Umformen optimiert wird, bei den Trennvorgängen in den geschmolzenen Zustand überführt werden kann, wodurch eine wesentliche adsorptive Festigkeitsabnahme erreicht wird und folglich die Trennungskräfte stark verringert werden· factor in the contact zone between the blank and the Tool significantly reduced, the forces in the process of plastic deformation reduced; and the Tension s is optimized to st and during the forming process, transferred to the molten state during the separating processes can be, whereby a substantial adsorptive strength decrease is achieved and consequently the separation forces are greatly reduced

Im speziellen Pail wird beim Einsatz des Verf ahrens zur Herstellung von Erzeugnissen durch mehrstufige Verformung,bei der die Oberflächenverfestigung auf der abschließenden Umformstufe vorgesehen ist, die Umf ormgeschwindigkeit der Überzugsschicht auf den vorhergehenden Stufen innerhalb des gesamten Bereichs der Superplastizität des Überzugsmaterials gewählt, und auf der abschließenden Stufe wird die Umformgeschwindigkeit der Schicht auf einen Wert innerhalb des Superplastizitäts"bereichs beschränk!;, der eine vorteilhafte Verformung der Überzugsschicht sicherstellt.A special pail is used when using the procedure for the manufacture of products through multi-stage deformation in which the surface solidification on the final deformation stage is provided, the deformation speed of the coating layer on the previous one Levels are chosen within the entire range of superplasticity of the coating material, and the final stage is the deformation speed the layer to a value within the superplasticity range restrict!; which ensures an advantageous deformation of the coating layer.

2Ö Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Einsatz von flüssigen und hochzähen Schmiermitteln (neben dem Metallüberzug) nicht ausgeschlossen, die den Reibungsfaktor herabsetzen, das Anhaften des Überzugs an dem Werkzeug verhindern usw.2Ö The method according to the invention makes the use of liquid and highly viscous lubricants (in addition to the metal coating), which the Reduce the friction factor, the adhesion of the coating prevent the tool, etc.

Somit ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren zweckmäßig, das Schmiermittel unmittelbar vor der plastischen Verformung auf den Überzug aufzutragen·It is therefore expedient in the method according to the invention the lubricant immediately before the plastic To apply deformation to the coating

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung anhand von konkreten Durchführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. Es zeigt:In the following, the invention will be explained with reference to concrete Implementation examples of the method according to the invention explained with reference to the accompanying drawing. It shows:

Fig. 1 - in schematischer Darstellung einen Rohling, der in ein Preßwerkzeug für die erfindungsgemäße Bearbeitung eingelegt ist.Fig. 1 - a schematic representation of a blank, which is inserted into a press tool for machining according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe eines Preßwerkzeuges durchgeführt werden, das einen Stempel 1 und eine'.Matrize" 2 enthält f in die ein Rohling 3 The inventive method may be a pressing tool carried out by means which comprises a punch 1 and eine'.Matrize "f 2 in which a blank 3

mit der darauf aufgetragenen Uberzugsschicht 4 aus einem Werkstoff eingelegt ist, durch den die plastische Verformung gefördert und erleichtert wird. Nachstehend werden ausführliche Beispiele für verschieb dene Ü"berzugsstoffe angeführt. Bevor die Fragen der Wahl des einen oder des anderen Werkstoffs erläutert v/erden, werden die Fragen der Überzugsdicke erörtert.with the coating layer 4 applied thereon a material is inserted through which the plastic deformation is promoted and facilitated. Detailed examples of shift are given below different covering materials listed. Before the questions of the Before the choice of one or the other material is explained, the questions of the coating thickness are discussed.

Bevorzugte Durchführungsvariante der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die Ausgangsdicke des Schmierüberzuges nach dem erfindungsgemäßen verfahren." wird gemäß dem AusdruckThe initial thickness of the lubricating coating according to the method according to the invention "is according to the expression

Δ 0 = A - η e /cL (1) Δ 0 = A - η e / cL (1)

gewählt, wobei .chosen, where.

Δ - Äusgangsdicke des Überzugs in jum; A - konstanter Faktor, der einen Wert von 10 bis 15 hat;Δ - the initial thickness of the coating in jum; A - constant factor, which has a value from 10 to 15;

η - durchschnittliche Korngröße, die für dieη - average grain size required for the

Erzeugung des Superplastizitätseffektes erforderlich ist,in jum;Generation of the superplastic effect is required, in jum;

6 — Intensität der Überzugsverformung während der Umformung sind.6 - The intensity of the deformation of the coating during the deformation.

Der Ausdruck (1) ist aufgrund folgender Voraussetzungen abgeleitet worden: The expression (1) has been derived on the basis of the following assumptions:

- beim Pressen stellt der Überzug in seiner Anfangs- und Endform einen Hohlzylinder mit Durchmessern bzw.einer Querschnittsfläche- during pressing, the coating in its initial and the final shape is a hollow cylinder with diameters or a cross-sectional area

D, "En, db, d, fn D, "E n , d b , d, f n

dar, wobeidar, where

Dj3, D - Innen-bzw. Außendurchmesser des Überzugs im Ausgangszustand;
^n ~ Querschnittsfläche des Überzugs im Aus-*
Dj 3 , D - inside or. Outer diameter of the coating in the initial state;
^ n ~ cross-sectional area of the coating in the *

gangszustand;initial state;

djj, d - Innen- bzw. Außendurchmesser des Überzugs nach dem Pressen;djj, d - inside and outside diameter of the coating, respectively after pressing;

f "" Querschnittsflache des Überzugs nach dem Pressen.f "" cross-sectional area of the coating after Press.

■rr- - das PlSchenv erha'ltni s wird in Form eines■ rr- - the PlSchenv erha'ltni s is in the form of a

n Verhältnisses der Produkte der entsprechenden durchschnittlichen Durchmesser zu deren Dicke, d.h. in n ratio of the products of the corresponding average diameter to their thickness, ie in

ausgedrückt, worin λ o bzw* Δ - die Überzugsdicke vor und nach dem Pressen sind;
der Ausdruck (2) wird zu
expressed in which λ o and * Δ - are the coating thickness before and after pressing;
the expression (2) becomes

umgewandelt j -ρ _converted j -ρ _

im Ausdruck (3) werden 1 -JP- = T (wahre relativein expression (3) 1 -JP- = T (true relative

- Dv, + D n
Einschnürung) und In .. = <5r (wa}ire Radialverformung)
- Dv, + D n
Constriction) and I n .. = <5 r ( wa} ire radial deformation)

ersetzt· _replaces _

_ - ausgehend aus der Volumenkonstanz werden ¥ und φ durch die wahre Dehnung _cT ausgedrückt» dabei werden die bekannten Eelationen fr - f υ ^—_ - starting from the constant volume, ¥ and φ are expressed by the true elongation _cT »the known elations fr - f υ ^ -

angewandt japplied j

~ die Werte ο werden durch die Intensität der Verformung ausgedrückt. Im vorliegenden Fall beträgt die Intensität der Verformung £, - / <§j .~ the values ο are expressed by the intensity of the deformation. In the present case, the intensity of the deformation is £, - / <§j.

Nach den durchgeführten Substitutionen wird der Ausdruck (3) folgendermaßen aussehen«After the substitutions made, the Expression (3) look like this «

oder Δο = Δθ· .e. O) or Δ ο = Δ θ · .e. O)

- die minimale Dicke, bei der die superplastische Verformung gewährleistet wird, wird gemäß dem Ausdruck Δο = A . η (6)- the minimum thickness at which the superplastic deformation is ensured is determined according to the expression Δ ο = A. η (6)

gewählt.chosen.

Der Δ - Wert von IO bis I5 entspricht der minimalen Kornanzahl, bei der der Komgrenaschlupf bei derThe Δ value from IO to I5 corresponds to the minimum Number of grains at which the Komgrenaschlupf at the

superplastischeii Verformung erfolgt;superplastic deformation occurs;

- die durchschnittliche Korngröße ( in Mikron), die für die superplastische Verformung erforderlich ist. ...·■■■■■ - the average grain size (in microns) required for superplastic deformation . ... · ■■■■■

Durch die Substitution von (6) und (5) erhält man den Ausdruck (1).Substituting (6) and (5) gives expression (1).

Gemäß (1) bleibt seine Enddicke unabhängig von dem Umformgrad des Überzugs für das superplastische Fließen ausreichend, wodurch die Arbeitsstabilität des Überzugs sowie seine Geschlossenheit während des gesamten Vorgangs des isothermischen Pressens gewährleistet werden, was aus der Ableitung des Ausdrucks (1) ersichtlich ist.im Ergebnis wird es klar, daß in diesem Fall die isothermische Umformung im qualitätsmäßig optimalen Temperatur- und Geschwindigkeitsbereich bei hoher technologischer Umformbarkeit der kontaktnaheη Schichten vor sich geht· Dabei wird neben der Verringerung des Widerstandes der Reibungskräfte und der Ungleichmäßigkeit der Verformung die Erzeugung von Qualitätserzeugnissen bei hohen Umformgraden, mit einer hohen Maßgenauigkeit, einem vorgegebenen Verfestigungsgrad, einem bestimmten Gefüge usw. in Abhängigkeit von den jeweiligen Anfoiderungen an die Qualität der Erzeugnisse gewährleistet. Die Geschwindigkeitsabstimmung, d.h., die Abstimmung der durch die Qualität des Preßteils bedingten Umformgeschwindigkeit mit der für die Entstehung des superplastischen Fließens erforderlichen Umformgeschwindigkeit, wird im erfindungsgemäßen Verfahren durch die Möglichkeit einer differenzierten Auswahl des Überzugsmaterials so— wie durch die spezifischen Spannungszustände des Überzugs leicht erzielt, wodurch der Superplastizitätsbereich in Richtung höherer technologischer Umformgeschwindigkeiten erweitert wird. According to (1), its final thickness remains independent of that Degree of deformation of the coating for superplastic flow sufficient, which ensures the working stability of the coating, as well as its cohesion during the entire process of isothermal pressing can be ensured, as can be seen from the derivation of expression (1) as a result it becomes clear that in this case the isothermal forming in the optimal temperature in terms of quality and speed range with high technological formability of the near-contact layers goes up · This is done in addition to reducing the resistance the frictional forces and the unevenness of the Deformation contributes to the production of quality products high degrees of deformation, with a high degree of dimensional accuracy, a specified degree of solidification, a certain Structure, etc. is guaranteed depending on the respective requirements for the quality of the products. the Speed coordination, i.e. the coordination of the deformation speed caused by the quality of the pressed part with that for the creation of the superplastic Flow required deformation speed, is in the method according to the invention by the possibility a differentiated selection of the coating material as well as the specific stress states of the coating easily achieved, whereby the superplasticity range is expanded in the direction of higher technological deformation speeds.

Durch eine differenzierte Auewahl von Überzügen, können Werkstoffe als Überzugsmaterial gewählt werden, die nicht dazu neigen, bei Temperaturen der isothermischen Umformung an dem Werkstoff des Werkzeugs anzuhaften..Through a differentiated selection of coatings, materials can be selected as the coating material that do not tend to be at isothermal temperatures Deformation to adhere to the material of the tool ..

Außerdem wird durch das Vorhandensein eines superplastischen Überzugs, dessen Geschlossenheit während des gesamten Vorgangs der Formänderung beibehalten bleibt, die Haftung des Rohlingswerkstoff es mit dem Werkstoff des Werkzeugs verhindert.In addition, the presence of a superplastic coating ensures that it is closed During the entire deformation process, the adhesion of the blank material is maintained with it the material of the tool prevented.

Nachstehend werden konkrete Durchführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Seispiel 1.
Specific examples of implementation of the invention are explained below.
Example 1.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden formgebende Sechskantmatrizen aus einem Stahl (C - 0,80 bis 0,88%; Cr - 3,8 ton 4,4%; W - 5,5 "bis 6,5%; V-1,7 bis 2,1%; Mo- 5i0 bis 5,5%; Fe - Rest) durch Kaltfließpressen hergestellt · Durch die Qualität sanforderungen wurdeAccording to the method according to the invention, shaping Hexagonal dies made of a steel (C - 0.80 to 0.88%; Cr - 3.8 ton 4.4%; W - 5.5 "to 6.5%; V-1.7 to 2.1%; Mo-50 to 5.5%; Fe - rest) by cold extrusion Manufactured by the quality requirements

eine Maßgenauigkeit der 1. Genauigkeitsklasse und eine Oberflächenrauhigkeit von 0,032 Jim festgelegt. Die Kontaktoberfläche des Rohlings wurde mit einer Kädmium-Zink-lfikkel-Legierung mit einer Zusammensetzung in Masseprozent: Cd - 64,0; zn - 35,0 und Hi - 1,0 entsprechend vorbeschichtet. Der Überzug wurde durch elektrolytische Fällung aufgetragen, die Ausgangsdicke des Überzugs betrug 15-i 20/im, die durchschnittliche Korngröße 0,5 lim. Durch Anwendung der elektrolytischen Fällung, durch die die für das Auftreten des Superplastizitätseffekts in der genannten Legierung erforderliche durchschnittliche Korngröße von 1-2 um erreicht wird, wird eine spezielle Behandlung zur Bildung eines feinkörnigen Gefüges vermieden. Das Fließpressen wurde bei Raumtemperatur durchgeführt, die mit der Temperatur der Entstehung des Superplastizitätseffektes in der Cd-Zn-Ni-Legierung über einst; immt. Für das Fließpressen wurde eine hydraulische Presse mit einem Einstellbereich der Umformgeschwindigkeit von O bis 26 mm/s eingesetzt. Bei der Herstellung betrug die Umformgeschwindigkeit 20 mm/s. Das Meisterwerkzeug wurde aus einem Werkzeugstahl nach der 1. Genauigkeitsklasse hergestellt.a dimensional accuracy of the 1st accuracy class and a Surface roughness set at 0.032 Jim. The contact surface The blank was made with a cadmium-zinc-lfikkel alloy with a composition in percent by mass: Cd - 64.0; zn - 35.0 and Hi - 1.0 precoated accordingly. The coating was made by electrolytic precipitation applied, the initial thickness of the coating was 15-i 20 / in, the average grain size 0.5 lim. By using electrolytic precipitation, by which the for the occurrence of the superplasticity effect in the said Alloy required average grain size of 1-2 µm is achieved, a special treatment is required avoided to form a fine-grain structure. The extrusion was carried out at room temperature with the temperature of the emergence of the superplasticity effect in the Cd-Zn-Ni alloy over once; immt. For the Extrusion was a hydraulic press with an adjustment range of the forming speed from 0 to 26 mm / s used. During production, the deformation speed was 20 mm / s. The master tool became made of a tool steel according to the 1st accuracy class.

Nach dem Fließpressen genügen die Maße und die Oberflächengüte der Gravur den gestellten AnforderungenAfter extrusion, the dimensions and surface quality of the engraving meet the requirements

(Oberflächengüte beträgt 0,032 jam ) ,Maßgenauigkeit nach der 1. Klasse. Dabei wird die Fließpreßkraft im Vergleich zum Fließpressen unter Einsatz von Feststoffüberzügen und hochzähen Schmiermitteln um 40 f0 reduziert. (Surface finish is 0.032 jam ), 1st class dimensional accuracy. The extrusion force is reduced by 40 f 0 compared to extrusion using solid coatings and highly viscous lubricants.

Beispiel 2.Example 2.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden formgebende Blindmatrizen aus einem Stahl (C- 0,80 bis 0,88%; Cr - 3,8bis 4,4%j W -5,5 bis 6,5%; V - 1,7 bis 2,1%; Mo - 5,0 bis 5,5%; Fe -Rest) durch Halbwarmfließpressen hergestellt. Die Oberfläche des Rohlings wurde mit einer Cu-Zn-Legierung vorbeschichtet. Unter Berücksichtigung der erforderlichen Umformtemperatur von 8000C wurde für den Feststoffüberzug eine Cu-39Zn-Legierung mit 61% Cu und .5%Zn eingesetzt, in der bei Temperaturen von 780 bis 8000C der Superplastizitätseffekt auftritt. Der überzug wurde durch elektrolytische Fällung aufgetragen, die Dicke des Überzugs betrüg 9 bis 12 Jim, die Korngröße im überzug 0,5.Jim, wodurch sich die Nachbehandlung zur Bildung eines feinkörnigen (jefüges erübrigte. Das Fließpressen wurde auf einer hydraulischen Presse durchgeführt. Die Umformgeschwindigkeit betrug 15 mm/s. Die Qualitätsverbesserung kommt dabei durch das Fehlen einer Adhäsionswechselwirkung auf der Kontaktoberfläche zum Ausdruck, wodurch eine hohe Qualitätsgüte der inneren Oberfläche bei ·hohen Graden der plastischen Verformung erreicht wird.According to the method according to the invention, shaping blind dies made of a steel (C- 0.80 to 0.88%; Cr - 3.8 to 4.4% j W -5.5 to 6.5%; V - 1.7 to 2 , 1%; Mo - 5.0 to 5.5%; Fe - remainder) produced by warm extrusion. The surface of the blank was precoated with a Cu-Zn alloy. Taking into account the necessary deformation temperature of 800 0 C a Cu-39Zn alloy with 61% Cu and .5% Zn was used for the solid coating occurs in the at temperatures from 780 to 800 0 C the superplasticity effect. The coating was applied by electrolytic precipitation, the thickness of the coating was 9 to 12 Jim, the grain size in the coating 0.5 The deformation speed was 15 mm / s. The improvement in quality is expressed in the absence of an adhesion interaction on the contact surface, as a result of which a high quality of the inner surface is achieved with high degrees of plastic deformation.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt im vergleich zu bekannten Verfahren folgende Vorteile: The application of the method according to the invention results the following advantages compared to known methods:

Eine Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit der Erzeugnisse bei hoher Oberflächengüte, wodurch der Aufwand für die mechanische Nachbearbeitung beträchtlich verringert wird;An increase in the manufacturing accuracy of the products with a high surface quality, which reduces the effort for mechanical post-processing is considerably reduced;

die Möglichkeit, Erzeugnisse mit den erfordernchen , eine Nachbehandlung ausschließenden, physikalischmechanischen Eigenschaften herzustellen. the possibility of manufacturing products with the required physical-mechanical properties that exclude post-treatment.

Eine Auswertung der Möglichkeiten des erfindungsge-' mäjSen Verfahrens aufgrund der angeführt;en Beispiele mitAn evaluation of the possibilities of the invention mäjSen procedure based on the examples given with

dem Verfahren gemä'ss dem Urheberschein Nr. 65I868 hat gezeigt, dass durch die vorliegende Erfindung:the procedure according to the copyright certificate no. 65I868 has demonstrated that by the present invention:

1) bei der Herstellung von Sechskantmatrizen mit tiefen Hohlräumen der Arbeitsaufwand um das 15fache verringert, deren Standzeit im Betrieb um ein 1,5 bis 2faches verlängert, der Metallausnutzungskoeffizient des Erzeugnisses um 40% erhöht wird;1) in the production of hexagonal dies with deep cavities reduce the workload by 15 times, their service life in operation by 1.5 to 2 times lengthened, the metal utilization coefficient of the product is increased by 40%;

2) bei der Herstellung Von formgebenden Matrizen mit tiefen Hohlräumen der Arbeitsaufwand um 30 bis 40% verringert, der Metallausnutzungskoeffizient des Erzeugnisses um 40% erhöht und die Fertigungskosten um 30% reduziert werden.2) in the production of shaping dies with deep cavities the workload by 30 to 40% is reduced, the metal utilization coefficient of the product is increased by 40% and the manufacturing cost is increased by 30% off.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird in der Metallurgie und im Maschinenbau bei der Herstellung von Präzisionsteilen mit vorgegebenen Betriebscharakteristiken eine breite Anwendung finden. Beispiel 3 : The method according to the invention will find wide application in metallurgy and in mechanical engineering in the manufacture of precision parts with predetermined operating characteristics. Example 3 :

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wurde ein Befestigungsteil aus einer Titanlegierung (Al - 5,5 bis 6,5%; Mo- 2 bis 3%; Cr - 0,8 bis 2,3%. Si - 0,2 bis 0,4%- Fe - 0,2 bis 0,7%. Ti - Best) durch direktes Fliesspressen hergestellt. Durch die Qualitätsanforderungen wurde eine Maßgenauigkeit der 1. Genauigkeitsklasse und einä Oberflächenrauhigkeit von O,O32jim festgelegt.According to the method according to the invention, a fastening part made of a titanium alloy (Al - 5.5 to 6.5%; Mo- 2 to 3%; Cr - 0.8 to 2.3%. Si - 0.2 to 0.4% - Fe - 0.2 to 0.7%. Ti - Best) by direct Extrusion produced. By the quality requirements A dimensional accuracy of the 1st accuracy class and a surface roughness of O, O32jim was specified.

•Die Ausgangsrohlinge mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 18,2 mm wurden mit Elektrokorund einer Sariktrahlbehandlung unterzogen und dann durch Metallisierung mit einem überzug aus einer Aluminium-zink-Legierung mit 78 ic Zn und 22 # Al versehen. Der TJtaformgrad beim Fließpressen betrug 0,7. Zur Bildung eines feinkörnigen Gefüges des Überzugs wurde die Oberfläche auf 3000C erwärmt, während 5 s gehalten und im Wasser abgekühlt. Die durchschnittliche Korngrösse im überzug nach der Behandlung betrug 1,0 jum. Die Ausgangsdicke des Überzugs betrug 25 jum» was mi^ dem nach der Formel (1) ermittelten• The starting blanks with a diameter of 12 mm and a length of 18.2 mm were blasted with electro corundum and then provided with a coating of an aluminum-zinc alloy with 78 ic Zn and 22 # Al by metallization. The TJtformgrad during extrusion was 0.7. To form a fine-grain structure of the coating, the surface was heated to 300 ° C., held for 5 s and cooled in water. The average grain size in the coating after the treatment was 1.0 µm. The initial thickness of the coating was 25 jum "wa s i m ^ determined according to the formula (1)

Zl "Wert übereinstimmt. Die Umformung wurde bei Temperatur- und Geschwindigkeitsverhältnissen der Superplastizitat der Zn-Al-Legierung der genannten Zusammensetzung,Zl "value matches. The deformation was carried out at temperature and speed ratios of superplasticity the Zn-Al alloy of the specified composition,

u.zw. "bei einer Temperatur von 260°C und einer durch-u.zw. "at a temperature of 260 ° C and a

— λ —1 schnittlichen Umformgeschwindigkeit von 10 -^s auf einer hydraulischen Presse durchgeführt. Das formgebende Werkzeug wurde aus einem Stahl (C - 0,80 bis 0,88%; Cr - 3,8 bis 4,4%; W - 5>5 bis 6,5%; V - I1? bis 2,1%; Mo - 5,0 bis 5,5%; Fe - Rest) hergestellt.- λ - 1 average forming speed of 10 - ^ s carried out on a hydraulic press. The forming tool was made of a steel (C - 0.80 to 0.88%; Cr - 3.8 to 4.4%; W - 5> 5 to 6.5%; V - I 1 ? To 2.1 %; Mo - 5.0 to 5.5%; Fe - remainder).

Als flüssiges Schmiermittel wurde ein Gemisch aus öl und 35% Molybdändisulfid verwendet.A mixture of oil and 35% molybdenum disulfide was used as the liquid lubricant.

Die Qualität der Erzeugnisse nach der Umformung entsprach den gestellten Anforderungen. Beispiel 4.The quality of the products after forming corresponded the requirements. Example 4.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Versuchspartie von Selbstsicherungsmuttern mit einer Ellipsenabnahme hergestellt. Die Bearbeitung umfaßte folgende vorgänge-A test batch was made according to the method according to the invention made of self-locking nuts with an ellipse decrease. The processing included the following processes

- eine Vorbehandlung der Oberfläche der Aus&angsstangen aus einem Stahl ( C - 0,14 bis 0,18%; Cr- 0,8 bis 1,1%; Si - 0,8 bis 1,2%; Ni - 0,9 bis 1,1%; i'e - Rest) mit einem Durchmesser von 17»3 nun durch chemische Entfettung, Warm- und Kaltspülen im Wasser, Ätzen und Kaitspülen im Wasser;- a pre-treatment of the surface of the starting bars from a steel (C - 0.14 to 0.18%; Cr - 0.8 up to 1.1%; Si - 0.8 to 1.2%; Ni - 0.9 to 1.1%; i'e - rest) with a diameter of 17 »3 now by chemical degreasing, Warm and cold rinsing in water, etching and cold rinsing in water;

- ein Stauchen auf einem Kaltstauchautomaten in 6 Stufen-, u.zw. Ablängen der Rohlinge von der Stange, Stauchen der Stangenabschnitte, Stauchen der Rohlinge unter - an upsetting on a cold upsetting machine in 6 Step, u.zw. Cutting the blanks to length from the rod, upsetting the rod sections, upsetting the blanks underneath

2-1? Bildung der Gewindegangfase, Fließpressen des zylindrischen Teils, Vorformen des Sechskantes und des zylindrischen Teils, Fertigformen des Sechskantes, Lochen; 2- 1 ? Formation of the thread bevel, extrusion of the cylindrical part, pre-forming of the hexagon and the cylindrical part, finishing of the hexagon, punching;

- Gewinderollen auf der inneren Oberfläche der gelochten öffnung auf einem Muttergewinderollautomaten; - Ellipsenabnahme des zylindrischen Teils der Mutter. - Thread rolling on the inner surface of the perforated opening on a nut thread rolling machine; - Reduction in the ellipse of the cylindrical part of the nut.

Während der Stauch- und Rollvorgänge wurde eine Wassersuspension des feindispergierten Metallpulvers der Kadmium-Zink-Nickel-Legierung, die in Masseprozent 64,0% Kadmium, 35,0% Zink und 1 % Nickel enthält, mit einer Teilchengröße von 8-10 Jim. und einer Korngröße im Teilchen von ca. 0,5 jam zugeführt. Das Verhältnis des Metallpulvers zum destillierten Wasser betrug 1:10. Die SuspensionDuring the upsetting and rolling processes, a water suspension of the finely dispersed metal powder of the cadmium-zinc-nickel alloy, which in percent by mass contains 64.0% cadmium, 35.0% zinc and 1% nickel, with a particle size of 8-10 μm. and a grain size in the particle of about 0.5 μm. The ratio of the metal powder to the distilled water was 1:10. The suspension

wurde separat zubereitet und in die Kühlsysteme der Kaltstauch- und des Muttergewinderollautomaten entsprechend eingefüllt. Die Suspension wurde durch Zerstäubung mit Hilfe einer im Kühlsystem eingebauten pumpe zugeführt.was prepared separately and fed into the cooling systems of the cold heading and nut thread rolling machines accordingly filled. The suspension was atomized with the aid of a pump built into the cooling system fed.

Beim Stauchen wurde während des Fließpressens des zylindrischen Teils der Mutter und des Lochens die volle Umformkraft durch eine Meßeinheit, erfaßt, die eine Meßdose mit aufgeklebten, in eine Brückenschaltung ohne Verstärker geschalteten Dehnstreifengebern sowie einen Oszillografen enthielt. Durch die Meßeinheit können die Kräfte während des gesamten Fließpreßvorgangs mit einer relativen Abweichung von max. 1 $ kontinuierlich aufgezeichnet werden. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.When upsetting was during extrusion of the cylindrical Part of the nut and the hole, the full forming force is detected by a measuring unit, which has a load cell glued on, in a bridge circuit without Amplifier-switched stretch-strip encoders and an oscilloscope included. Through the measuring unit, the Forces during the entire extrusion process with one relative deviation of max. 1 $ can be continuously recorded. The measurement results are in the table specified.

Nach der Herstellung wurden die Werkstücke auf ihr Aussehen und ihre Korrosionsbeständigkeit geprüft. Das Aussehen wurde visuell kontrolliert, um Aufblähungen, Poren und Abschaltungen der überzüge festzustellen.After production, the workpieces were tested for their appearance and corrosion resistance. The Appearance was checked visually to determine any puffiness, pores and disconnection of the coatings.

Die Korrosionsbeständigkeit wurde nach einer Schnellprüfmethode in einer Salznebelkammer getestet. Die Expositionszeit in der Kammer wurde maximal gewählt und betrug 144 h. Die Werkstücke, auf deren oberfläche nach Verlauf der Expositionszeit keine Rostspuren festgestellt wurden, gelten als erfolgreich geprüft. Die prüfergebnisse über das Aussehen und die Korrosionsbeständigkeit sind ebenfalls in der Tabelle in dem Abschnitt "Erfindungsgemäßes Verfahren" angegeben.Corrosion resistance was tested using a rapid test method in a salt mist chamber. The exposure time in the chamber the maximum was chosen and amounted to 144 h. The workpieces on whose surface after No traces of rust found during the exposure time are considered to have been successfully checked. The test results on the appearance and corrosion resistance are also given in the table in the section "Process according to the invention".

- νέ'- - νέ'-

2020th

Tabelletable

Kraftwerte und Qualität der nach verschiedenen Verfahren hergestellten WerkstückeForce values and quality of the workpieces manufactured using various processes

Lfd.Serial Herstellungsverfahrenproduction method KraftwerteForce values 55 66th beimat the )) BemerBemer Nr.No. beimat the LochenPunch kungenkungen FließFlow 77th pressenpress 44th 11 22 33 11 Erfindungsgeinäßes VerInventory Ver 5555 fahrendrive 8080 22 Verfahren mit AuftragenProcedure with application 6565 von Aluminiumof aluminum 9393 33 Verfahren mit AuftragenProcedure with application eines phosphatiertenone phosphated 6363 ÜberzugsCoating 120120 Tabelle (Forts.Table (cont. Aussehen KorrosionsbeständigAppearance Resistant to corrosion keitspeed 11

1 gebrauchsfertig1 ready to use

2 Geschlossenheitsfehler auf der Stirnseite und der Gewindeoberfläche2 closure errors on the Face and the thread surface

3 gebrauchsfertig3 ready to use

vorhanden Rostquellen auf der Stirnseite, dem Gewinde und dem zylindrischen Teil vorhandenThere are sources of rust on the face, the thread and the cylindrical part

Um die Prüfergebnisse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und nach den. Verfahren gemäß den punkten 2 und zu vergleichen, wurden Versuchs partien der gleichen yerkstücke nach zwei Verfahren gemäß den punkten .2 und 3.gefertigt, die in der einheimischen und der ausländischen Produktion von Befestigungsteilen am häufigsten verwendet v/erden. . ,To the test results according to the invention Procedure and according to the. Procedure according to points 2 and To compare, test batches of the same workpieces were used manufactured according to two processes according to points 2 and 3, most widely used in domestic and foreign production of fasteners v / earth. . ,

Die Ergebnisse der Vergleichsanalyse zeigen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Teile den Anforderungen in bezug auf die Oberflächengüte und die Korrosionsbeständigkeit genügen, wobei die Kräfte auf den stufen mit der höchsten Belastung um ca. 15$ im Vergleich zum Prototyp und um 36 # beim Fließpressen und um . ca. 13 io beim Lochen im Vergleich zu dem bekanntesten Verfahren geringer sind. Das entgegengehaltene Verfahren genügt den Anforderungen hinsichtlich der Qualität und Korrosionsbeständigkeit infolge von Geschlossenheitsfehlern auf der Stirnfläche und dem Gewinde nicht.The results of the comparative analysis show that the parts produced by the process according to the invention meet the requirements in terms of surface quality and corrosion resistance, the forces on the levels with the highest load being around $ 15 compared to the prototype and around $ 36 Extrusion and around. approx. 13 io lower when punching compared to the best-known method. The cited method does not meet the requirements with regard to quality and corrosion resistance as a result of defects in closure on the face and the thread.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Herstellung von metallischen Befestigungsteilen mit einem Gewinde hat folgende Vorteile:The application of the method according to the invention in the Manufacture of metallic fasteners with a Thread has the following advantages:

- Verringerung des Arbeitsaufwands bei der Herstellung um 20 56,- Reduction of labor involved in manufacturing at 20 56,

- Verlängerung der standzeit des Werkzeugs um das 1,5- bis 2-fache,- Extension of the tool life by 1.5 to 2 times,

- Leistungssteigerung um 15 $>. Beispiel 5 - Performance increase by $ 15>. Example 5

pur die prüfung wurden zylindrische Rohlinge mit pf 18x9 mm aus Aluminiumlegierungen Nr. 1 und Hr. 2 mit folgenden zusammensetzungen gewählt· Mn - 1,0 bis 1,6 #; Mg - 0,05 #; Al - Rest bzw. Mg - 5,8 bis 6,8 %; Mn - 0,5 bis 0,8 #; Ti - 0,02 bis 0,1 #; Al - Rest. Das erfindungsgemäße Schmiermittel wurde auf die oberfläche der Proben durch Tauchen aufgetragen.purely the test were cylindrical blanks with pf 18x9 mm made of aluminum alloys No. 1 and Mr. 2 selected with the following compositions · Mn - 1.0 to 1.6 #; Mg - 0.05 #; Al - balance or Mg - 5.8 to 6.8 %; Mn - 0.5 to 0.8 #; Ti - 0.02 to 0.1 #; Al - remainder. The lubricant according to the invention was applied to the surface of the samples by dipping.

Das Schmiermittel wurde auf folgende Weise hergestellt, pulver der Al-0,26Ti-Legierung wurden mechanisch im flüssigen Gallium im Gewichtsverhältnis 4:1 bei einer Temperatur von 500C, 7O0C bzw. 1000C sorgfältig vermischt, Das erste Gemisch wurde bei 50 C während 15 h, das zweite Gemisch bei 700C während 60 h und das dritte Gemisch bei 1000C während 120 h gehalten.The lubricant was prepared in the following manner, powder of Al-alloy 0,26Ti were mechanically in the liquid gallium in a weight ratio 4: 1 thoroughly mixed at a temperature of 50 0 C, 7O 0 C and 100 0 C, the first Ge m i sc h was kept at 50 ° C. for 15 h, the second mixture at 70 ° C. for 60 h and the third mixture at 100 ° C. for 120 h.

Danach wurden die Gemische auf die Raumtemperatur (2Q0C) abgekühlt. Dabei erfolgte im ersten Gemisch eine Diffusion von 1 </0 Gallium, im zweiten Gemisch eine vonThereafter, the mixtures were cooled to the room temperature (2Q 0 C). In the first mixture a diffusion of 1 </ 0 gallium took place, in the second mixture a diffusion of

9 # Ga und im dritten eine von 20 % Ga.9 # Ga and in the third one of 20 % Ga.

Der untere Grenzwert der Galliumdiffusion (1$) in die Legierung wird durch die Entstehung des Superplastizitätszustandes in der Al-O,26Ti-Legierung und der obere Grenzwert (20 <fi) durch die maximale Löslichkeit (21 <f) von Gallium in Aluminium "bestimmt.The lower limit value of the gallium diffusion ($ 1) into the alloy is determined by the formation of the superplastic state in the Al-O.26Ti alloy and the upper limit value (20 <fi) by the maximum solubility (21 <f) of gallium in aluminum " definitely.

Dann wurde in die hergestellten Gemische Mineralöl gegossen, wobei das genannte Verhältnis der Bestandteile aufrechterhalten wurde, und bis zur Bildung einer homogenen Masse mechanisch gemischt.zum Vergleich wurde nach dem Verfahren zur Herstellung des schmiermittels das pulver des Al-O,26Ti-Legierung im flüssigen Gallium in demselben Verhältnis bei 500C während 5 bis 10 min vermischt, auf Raumtemperatur abgekühlt und im Mineralöl gemischt. Dabei fand keine Galliumdiffusion in den Legierungen statt.Mineral oil was then poured into the prepared mixtures, maintaining the stated ratio of the constituents, and mechanically mixed until a homogeneous mass was formed. For comparison, the powder of the Al-O.26Ti alloy was in the liquid according to the method for producing the lubricant Gallium mixed in the same ratio at 50 0 C for 5 to 10 min, cooled to room temperature and mixed in the mineral oil. No gallium diffusion took place in the alloys.

Für die Vergleichsanalyse wurden beim pressen von Aluminiumlegierungen die in der Tabelle angegebenen Schmiermittelzusammensetzungen verwendet.For the comparative analysis, when pressing aluminum alloys the lubricant compositions given in the table were used.

Tabelletable

Lfd. Zusammensetzung des Nr. ÜberzugesSerial Composition of the no. Coating

Verfahren zur Schmiermitte !herstellungProcess for the production of lubricants

1. Mineralöl mit Graphitfüllstoff im Verhältnis 70 bzw. 30 $1. Mineral oil with graphite filler in the ratio 70 and 30 $

Mechanisches Vermischen bei Raumtemperatur Mechanical mixing at room temperature

2. Ein Gemisch aus 40% Bornitrid und 60% Aluminiumpulver 2. A mixture of 40% boron nitride and 60% aluminum powder

3. Bin Gemisch aus 10% Aluminiumstaub, 15% Oleinsäure und 75% Mineralöl3. A mixture of 10% aluminum dust, 15% oleic acid and 75% mineral oil

4. Ein Gemisch aus 10% pulver der Al-4. A mixture of 10% powder of the Al-

Mechanisches Vermischen bei Raumtemperatur Mechanical mixing at room temperature

Mechanisches Vermischen des Aluminiumstaubs mit der Oleinsäure und des erzeugten Gemisches im MineralölMechanical mixing of the aluminum dust with the oleic acid and the mixture produced in the mineral oil

Mischen des Pulvers der Al-O,26Ti-Legierung : Mixing Al-O.26Ti Alloy Powder :

- aft- aft

Tabelle (Ports.) .Table (Ports.).

-O,26Ti-Legierung, 2,5 Gallium und 87,5% Mineralöl-O, 26Ti alloy, 2.5 gallium and 87.5% mineral oil

wie im punktas in point

im flüssigen Galliumin liquid gallium

, Halten während, Hold while

bei 50°Cat 50 ° C

6. Ein Gemisch aus 15%6. A mixture of 15%

pulver der Al-Oι26Ti-Legierung, 3,75% Gallium und 81,25% Mineralölpowder of the Al-Oι26Ti alloy, 3.75% gallium and 81.25% mineral oil

7. Ein Gemisch aus 20%7. A mixture of 20%

pulver der . Al- -O,26Ti-Legierung, 5% Gallium und 75% Mineralölpowder the. Al- -O, 26Ti alloy, 5% gallium and 75% mineral oil

15 h und Vermischen des erzeugten Gemisches mit Mineralöl15 h and mixing the mixture produced with mineral oil

Mischen des Pulvers der Legierung im flüssigen Gallium bei 50°C und des erzeugten Gemisches im Mine- ; ralölMixing the powder of the alloy in the liquid gallium at 50 ° C and the mixture produced in the mine; ral oil

Mischen des Pulvers der Legierung im flüssigen Gallium bei 700C, Halten während 60 h, υad Vermischen des erzeugten Gemisches im MineralölH mixing the powder of the alloy in the liquid gallium at 70 0 C, holding for 60 υad mixing of the produced mixture in the mineral oil

Mischen des Pulvers der Legierung im flüssigen Gallium bei 100°C, Halten bei 120 h, und Vermischen des erzeugten Gemisches im MineralölMixing the powder of the alloy in the liquid gallium at 100 ° C, hold at 120 h, and mixing the mixture produced in the mineral oil

Die Zusammensetzung des Überzugs gemäß den punkten 4 bis 7 ist die erfindungsgemäße, die zusammensetzungen 1 bis 3 sind bekannt.The composition of the coating according to points 4 to 7 is the one according to the invention, the compositions 1 to 3 are known.

Der Gehalt des Pulvers der Al-0,26Ti-Legierung für den überzug hängt von den Betriebsbedingungen für das Schmiermittel beim Pressen ab. Zweckmäßigerweise wird die minimale Menge des Pulvers der Legierung (10%) beim Pressen von leicht verformbaren Aluminiumlegierungen und die maximale Menge (20%) beim Pressen von schwer verformbaren Aluminiumlegierungen verwendet.The content of the Al-0.26Ti alloy powder for the coating depends on the operating conditions for the lubricant during pressing. Appropriately, the minimum amount of powder of the alloy (10%) at Pressing easily deformable aluminum alloys and the maximum amount (20%) used when pressing hard-to-deform aluminum alloys.

Der Überzug mit 10% pulver der Al-0,26Ti-Legierung wurde beim Pressen der leicht verformbaren Legierung Nr. 1 und mit I5 und 20% Pulver beim Pressen derThe coating with 10% powder of the Al-0.26Ti alloy became the easily deformable alloy when it was pressed No. 1 and with 15 and 20% powder when pressing the

schwer verformbaren Legierung Nr. 2 verwendet.Difficult to deform alloy No. 2 is used.

Vor dem Auftragen des Überzugs wurden die Kontaktflächen der Proben und des Werkzeugs auf eine Rauhigkeit von 1,0 jun. poliert..Before the coating was applied, the contact surfaces of the specimens and the tool were checked for a roughness from 1.0 jun. polished..

Der Rohling mit dem Überzug wurde auf einer hydraulischen Presse mit maximaler Preßkraft 1000 Mp geprüft. Die Rohlinge und das Werkzeug wurden durch Induktion erwärmt ·The blank with the coating was on a hydraulic Press tested with maximum pressing force 1000 Mp. The blanks and the tool were made by induction heated

Nach dem Umformen wurden die Reste des Überzugs entfernt und der Reibungsfaktor durch das Ballenbildung s verfahr en ermit-celt · die oberflächengüte wurde mit einem profilographen/profilmesser bestimmt.After reshaping, the remnants of the coating were removed and the friction factor determined by the ball formation process · the surface quality was determined determined with a profilograph / profile knife.

Die Prüfergebnisse sind in der Tabelle angegeben*
15
The test results are given in the table *
15th

Werkstoffmaterial Tabelletable SchiniermittelvarianteLining variant Prüft emper atur,Checks the temperature 22 0C 0 C 11 Al-LegierungAl alloy 33 11 Nr. 1number 1 400400 22 Al-Leg i erungAl alloy 400400 33 Nr. 2No. 2 Al-LegierungAl alloy 400400 Nr. 1number 1 2020th — ··—- ·· - 2020th 55 Al-LegierungAl alloy 2020th 66th Nr. 2No. 2 _'»—_ '»- 400400 77th 400400

Tabelle (forts.)Table (cont.)

Re ibung sf akt orFriction sf act or Risse und KratCracks and Krat 55 Oberflächensurfaces zerzer vorhandenpresent güte, jamgoodness jam 11 44th vorhandenpresent 66th 11 0,150.15 vorhandenpresent 2,32.3 22 0,190.19 vorhandenpresent 2,02.0 33 0,140.14 keinenone 1,81.8 0,100.10 keinenone 1,61.6 0,080.08 keinenone 1,11.1 55 0,130.13 keinenone 1,51.5 66th 0,120.12 1,41.4 77th 0,110.11 1,31.3 Beispiel 6.Example 6.

.r Bin Spezialbolzen wurde aus einer Titanlegierung (Al - 1,6 bis 3,8%; V - 4,0 bis 5,0%; Mo - 4,5 bis 5,5%; Ti - Rest) hergestellt..r Bin special bolt was made from a titanium alloy (Al - 1.6 to 3.8%; V - 4.0 to 5.0%; Mo - 4.5 to 5.5%; Ti - remainder).

Vor dem Fressen wird die Oberfläche des Rohlings gereinigt, dekapiert und mit einem met;allischen Schmiermittel, und zwar einem 10 bis 12juun dicken galvanischen Überzug aus einer Kadmium-Zink-Nickel-Legierung (Gd - 64$, Zn- 35%, Ni - 1%) versehen·Before eating, the surface of the blank is cleaned, pickled and coated with a metallic lubricant, namely a 10 to 12juun thick galvanic Cadmium-zinc-nickel alloy coating (Gd - $ 64, Zn- 35%, Ni - 1%) provided

Der beschichtete Rohling wird auf einer Kurbelpresse mit 400 Mp Preßkraft umgeformt. Auf der ersten StufeThe coated blank is formed on a crank press with a pressing force of 400 Mp. At the first stage

pe wird der Schaf u mit einer Öffnung durch direktes fließpressen hergestellt und der Kopf durch Stauchen vorge- . formt·pe is the sheep u with an opening by direct extrusion produced and the head forwards by forging. shapes

Durch große Druckspannungen bei der plastischen Verformung wird der Geschwindigkeitsbereich, in dem im galvanischen Überzug der Superplastizitätseffekt auftritt, bis zu Umformgeschwindigkeiten in einer Größenordnung von 10°~10 s~ erweitert, die mit der eingesetzten Presse erreichbar sind. Durch die Umformerwärmung entsteht auf der Werkstückoberfläche eine Temperatur von 150 bis 2000C. Durch die auf diese Weise geschaffenen Temperatur- und Geschwindigkeitsverhältnisse der plastischen Verformung wird die Entstehung eines SuperplasticDue to the large compressive stresses during plastic deformation, the speed range in which the superplastic effect occurs in the galvanic coating is extended to forming speeds in the order of magnitude of 10 ° ~ 10 s ~, which can be achieved with the press used. As a result of the converter heating, a temperature of 150 to 200 ° C. is created on the workpiece surface. The temperature and speed relationships of the plastic deformation created in this way result in the creation of a superplastic

zitätseffektes im galvanischen Überzug gewährleistet. Dann wird das "Werkstück bis zum Aufschmelzen des galvanischen Überzugs erwärmt und der Kopf zu einem Sechskant beschnitten.zitätseffektes guaranteed in the galvanic coating. Then the "workpiece" is heated until the galvanic coating has melted and the head becomes one Trimmed hexagon.

Ein Vergleich der technologischen Preßkräfte bei dem erfinüungsgemäßen pressen eines Werkstücks aus einem Rohling mit einem durch thermische Oxydation erzeugten Überzug hat gezeigt, daß die technologischen Kräfte bei der plastischen Verformung um 15 bis 35% und beim Beschneiden um 8 bis 12% reduziert werden·A comparison of the technological press forces at pressing a workpiece according to the invention a blank with a coating produced by thermal oxidation has shown that the technological forces during plastic deformation by 15 to 35% and for trimming by 8 to 12%

Beispiel 7.Example 7.

In diesem Beispiel wird die Fertigung eines hochfesten Spezialbolzens aus einer Titanlegierung (Al - 1,6 bis 3,8%$V - 4,0 bis 5,0%; Mo - 4,5 bis 5,5%; Ti - Rest) mit einem Schaft für das Aufrollen eines Gewindes M. 12 durch mehrstufiges Umformen erläutert.This example is manufacturing a high strength Special bolt made from a titanium alloy (Al - 1.6 to 3.8% $ V - 4.0 to 5.0%; Mo - 4.5 to 5.5%; Ti - rest) with a shaft for rolling up a thread M. 12 through multi-stage forming explained.

Vor der plastischen Verformung wird der zylindrische Rohling aus der genannten Titanlegierung (O^ = = öö H/mm ) gereinigt, mit einer Kickelunterschicht zur v Verbesserung der Haftung und mit einem galvanischen Metallüberzug aus einer Kadmium-Zink-Nickelr-Legierung (Ca - - 64,0%; Zn - 35,0%; Ni - 1%) versehen. Die Ausgangsdicke des aufgetragenen Überzugs beträgt 15 Aim und wird aufgrund der Formel (1) bestimmt.Before plastic deformation of the cylindrical blank from said titanium alloy (O ^ = = ÖÖ H / mm) is cleaned with a Kickelunterschicht to v improving the adhesion with a metal plating of a cadmium-zinc Nickelr alloy (Ca - - 64.0%; Zn - 35.0%; Ni - 1%). The initial thickness of the applied coating is 15 Å and is determined from the formula (1).

Der Rohling mit dem Überzug wurde in ein Preßwerkzeug eingelegt und auf einer Kurbelpresse mit 400 Mp Preßkraft umgeformt. Dabei wurden die Umformvorgänge in folgenden Stufen sukzessiv durchgeführt: Reduzieren des Schaftes, Topformen des Bolzenkopfes, pertigformen des Kopfes und wiederholtes Reduzieren des Schaftes. Das Vorformen wurde in Temperatur- und Geschwindigkeit sverhältnissen der Superplastizität des Metallüberzugs durchgeführt, die durch folgende Voraussetzungen bedingt werden.The blank with the coating was placed in a press tool and on a crank press with 400 Mp Reshaped pressing force. The forming processes were carried out successively in the following stages: Reducing the Shank, top shapes of the bolt head, finished shaping of the head and repeated reduction of the shank. The preforming was carried out in temperature and speed ratios of the superplasticity of the metal coating carried out, which is conditioned by the following requirements will.

Durch die Druckspannungen bei der plastischen Verformung wird der Geschwindigkeitsbereich", in dem der Superplastizitätseffekt im galvanischen Überzug auftritt, bis zu einer Umformgeschwindigkeit in der GrößenordnungDue to the compressive stresses during plastic deformation, the speed range "in which the Superplasticity effect occurs in the galvanic coating, up to a deformation speed in the order of magnitude

von 5.10 s erweitert, die mit der presse erreichbar ■ist.extended by 5.10 s, which can be reached with the press ■ is.

Durch die Umformerwärmung entsteht in der Oberflächenschicht des Erzeugnisses eine Temperatur von 150 bis 2000C. Durch die auf diese Weise geschaffenen Verhältnisse wird die Superplastizität des Überzugsmaterials gewährleistet. Der Verformungswiderstand des Überzugs beträgt dabei 9»β bis 29,4 N/mm und der desAs a result of the converter heating, a temperature of 150 to 200 ° C. is created in the surface layer of the product. The superplastic nature of the coating material is ensured by the conditions created in this way. The deformation resistance of the coating is 9 »β to 29.4 N / mm and that of des

2
Rohlingswerkstoffes 88 N/mm .
2
Blank material 88 N / mm.

Auf den abschließenden Umformstufen der einzelnen Werkstücksteile erfolgt eine Verfestigung derselben. In diesem Beispiel wird auf der letzten Stufe der auf der Vorstufe fast fertig geformte Schaft durch Kalibrieren fertig geformt, wobei die Oberfläche verfestigt wird.On the final forming stages of the individual Workpiece parts are solidified. In In this example, the shaft, which was almost completely formed in the preliminary stage, is finished by calibrating in the last stage shaped, whereby the surface is solidified.

-j5 (Gleichzeitig werden auf dieser Stufe der für das Gewinderollen bestimmte Teil des Schafts sowie der Kopf geformt). -j5 (At the same time, those for thread rolling shaped certain part of the shaft as well as the head).

in dem angeführten Beispiel wird die Oberflächenverfestigung dadurch erreicht, daß auf der letzten Umformstufe das Verhältnis der Umformgeschwindigkeiten des Metallüberzugs am Rande und in der Mitte der Kontaktzonen des Rohlings mit dem Werkzeug (im Superplastizitätszust and des Überzugs) geringer als das Verhältnis der Werte der Verformungswiderstände des Rohlingswerkstoffs und des Überzugsmaterials im Superplastizitätszustand des letzteren ist.in the example given, the surface strengthening achieved by the fact that the ratio of the deformation speeds of the last deformation stage Metal coating on the edge and in the middle of the contact zones of the blank with the tool (in the superplastic state and of the coating) is less than the ratio of the values of the deformation resistances of the blank material and the coating material in the superplastic state of the the latter is.

pur die Vergleichsanalyse wurde ein Teil der Rohlinge aus der genannten Titanlegierung mit einem oxalatüberzug gemäß US-PS Nr-. 4023225 versehen und verseift. Die Umformvor-Sänge wurden wie oben dargestellt durchgeführt. Dann erfolgte die Oberflächenverfestigung (Abwälzen) auf einer Gewinderollmaschine.purely the comparative analysis was made from a part of the blanks the mentioned titanium alloy with an oxalate coating according to U.S. Patent No. 4023225 provided and saponified. The Umformvor-Sänge were carried out as shown above. The surface consolidation (rolling) then took place on a Thread rolling machine.

Beim Umformen wurden die Preßkräfte registriert. Die Oberflächengüte wurde mit einem Profilographen / Profilmesser bestimmt. Die geometrischen Maße wurden mit einem Werkzeugmikroskop registriert.The pressing forces were registered during the forming process. The surface quality was measured with a profilograph / Profile knife determined. The geometric dimensions were with registered with a tool microscope.

Die Ergebnisse der Laborprüfungen sind in der Tabelle angegeben.The results of the laboratory tests are given in the table.

Die Ergebnisse der Vergleichsanalyse zeigten, daß die Herstellung eines Spezialbolzens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren es ermöglicht, die Rauhheitskiasse von Ra 0,15 Jim auf Ra 0,08 um zu verbessern* die geometrische Maßgenauigkeit der 1. Klasse zu erreichen und außerdem die Umformkraft um 15 # zu reduzieren.The results of the comparative analysis showed that the production of a special bolt according to the invention The process enables the roughness class to be improved from Ra 0.15 Jim to Ra 0.08 to achieve the geometrical accuracy of the 1st class and also reduce the forming force by 15 #.

Tabelletable

Lfd.Serial

Nr.No.

Gewindemaß Thread size

Art des ÜberzugesType of coating

Zusätzliches SchmiermittelAdditional lubricant

JLJL

2020th

M6M6

M12M12

M6M6

M12M12

Oxalatüberzug (+Verseifung) gemäß der PatentschriftOxalate coating (+ saponification) according to the patent

Oxalatüberzug (+Verseifung) gemäß der PatentschriftOxalate coating (+ saponification) according to the patent

Cd Zn NiCd Zn Ni

gemäß der vorliegenden Erfindungaccording to the present invention

Cd Zn NiCd Zn Ni

gemäß der vorliegenden Erfindungaccording to the present invention

Schmier- und KühlflüssigkeitLubricant and coolant

IndustrieölIndustrial oil

Tabelle (Forts.)Table (cont.)

nach demafter UmformenReshaping Bemerkungcomment GenauigkeitsAccuracy Höhe derheight of klasseclass Mikrouneben-Micro uneven SchaftdurchShaft through heiten (Rauhigheten (rough messerknife keit)speed) 55 66th 77th 11 1-21-2 0,15jum0.15jum 22 22 0,14 jam0.14 jam Fehler inmistake in Form vonForm of Kissenpillow 33 11 0,10jum0.10jum 0,08jum0.08jum 44th 11 0.1O7^0.1O 7 ^

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Pressen, Formpressen, Fließpressen, Ziehen sowie bei anderen Verfahren zur Druckumformung eingesetzt und kann im Maschinenbau zur Herstellung von werkstücken .. mit kompliziertem Profil aus schwer verformbaren Stählen und Legierungen zur Anwendung kommen.The inventive method is advantageous for Pressing, compression molding, extrusion, drawing and other processes for pressure forming are used and Can be used in mechanical engineering for the production of workpieces .. with a complicated profile made of steels that are difficult to deform and alloys are used.

Claims (10)

PatentansprücheClaims . 1. Verfahren zur Herstellung von Metallerzeugnissen durch plastische Verformung eines Rohlings, welches darin besteht, daß auf der Rohlingsoberfläche eine metallische Überzugsschicht gebildet wird, durch die die Umformung erleichtert wird, und die plastische Verformung durch Druckumformung durchgeführt wird, dadurch g e k e η η ζ eic h η e t ,daß als Material für die metallische Schicht (4) ein Werkstoff verwendet wird,der bei unter der Schmelztemperatur des Rohlingswerkstoffes liegenden Temperaturen superplastische Eigenschaften aufweist, und die Druckumformung bei einer Umformtemperatur und -geschwindigkeit durchgeführt wird, bei denen im Werkstoff. 1. Process for the production of metal products by plastic deformation of a blank, which consists in that a metallic coating layer is formed on the blank surface through which the deformation is facilitated, and the plastic deformation is carried out by compression molding, thereby g e k e η η ζ eic h η e t that as a material for the metallic Layer (4) a material is used, which is under the melting temperature of the blank material Temperatures has superplastic properties, and the pressure forming at a forming temperature and speed is carried out where in the material der Überzugsschicht ein superplastischer Zustand entsteht. the coating layer becomes superplastic. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Material für den Überzug Metalle und Legierungen verwendet werden, bei denen der Temperaturbereich der Superplastizität mit der Umformtemperatur übereinstimmt.2. The method according to claim 1, characterized in that the material for the coating Metals and alloys are used, in which the temperature range of the superplasticity with the forming temperature matches. 3. Verfahren nach Anspruch 2 für die plastische Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet ,3. The method according to claim 2 for plastic cold deformation, characterized in that daß eine Legierung folgender Zusammensetzung in Masse-%:that an alloy of the following composition in mass%: Nickel - 0,5 bis 2,1Nickel - 0.5 to 2.1 Zink - 35 bis 76Zinc - 35 to 76 Kadmium - Rest
eingesetzt wird.
Cadmium - remainder
is used.
.20.20
4. Verfahren nach Anspruch 2 für die Druckumformung bei Umformtemperaturen von 20 bis 300°C, dadurch gekennzeichnet , daß eine Legierung folgender Zusammensetzung in Masse-%:4. The method according to claim 2 for pressure forming at forming temperatures of 20 to 300 ° C, characterized characterized in that an alloy of the following Composition in% by mass: Aluminium - 2 bis 30Aluminum - 2 to 30 Zink - 70 bis 98 ..·'...Zinc - 70 to 98 .. · '... eingesetzt wird.is used. 5. Verfahren nach Anspruch 2 für die Druckumformung bei Umformtemperaturen von 4 00 bis 700°C, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung folgender Zusammensetzung in Masse-%:5. The method according to claim 2 for pressure forming Forming temperatures from 4 00 to 700 ° C, characterized in that an alloy of the following Composition in% by mass: Kupfer - 50 bis 62
Zink - 38 bis 50
eingesetzt wird.
Copper - 50 to 62
Zinc - 38 to 50
is used.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 zur Herstellung von Erzeugnissen durch räumliche Verformung in mehreren Stufen, dadurch g e k e η η ze lehnet , daß der überzug während der Umformung des Rohlings durch Zerstäubung einer Suspension aufgetragen wird.6. The method according to claim 1 to 5 for the production of products by spatial deformation in several stages, thereby g e k e η η ze rejects that the coating is applied during the reshaping of the blank by atomizing a suspension. 7. Verfahren nach Anspruch 6 für die Druckumformung bei Umformtemperaturen von 20 bis 4000C, dadurch gekennzeichnet , daß eine Suspension folgender Zusammensetzung in Masse-%:7. The method according to claim 6 for pressure forming at forming temperatures of 20 to 400 0 C, characterized in that a suspension of the following composition in mass%: Titan - 0,026 bis 0,052Titanium - 0.026 to 0.052 Gallium - 2,5 bis 5 Aluminium 10 bis 20Gallium - 2.5 to 5 aluminum 10 to 20 Mineralöl - Rest
eingesetzt wird.
Mineral oil - remainder
is used.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Überzug unmittelbar vor der plastischen Verformung ein Schmiermittel aufgetragen wird.8. The method according to claim 1 to 5, characterized in that on the coating directly a lubricant is applied prior to plastic deformation. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 und 8 zur Herstellung von Erzeugnissen durch plastische Verformung und Trennung, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennvorgänge im aufgeschmolzenen Zustand des überzugsmaterials durchgeführt werden.9. The method according to claim 1 to 5 and 8 for production of products by plastic deformation and separation, characterized in that the separation processes be carried out in the melted state of the coating material. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 und 8 zur Herstellung von Erzeugnissen durch mehrstufige Verformung unter Oberflächenverfestigung, , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenverfestigung auf der abschlies- senden Umformstufe durchgeführt wird, wobei das Verhältnis der Umformgeschwindigkeiten des Metallüberzugs am Rande und in der Mitte der Kontaktzonen des Rohlings mit dem Werkzeug(im Superplastizitätszustand des Überzugs in der Umformzone) geringer als das Verhältnis der Werte der10. The method according to claim 1 to 5 and 8 for production of products through multi-stage deformation with surface hardening, , characterized in that the surface consolidation on the final send forming stage is carried out, the ratio of the forming speeds of the metal coating on Edge and in the middle of the contact zones of the blank with the tool (in the superplastic state of the coating in of the forming zone) is less than the ratio of the values of the Verformungswiderstände des Rohlingswerkstoffs und des Überzugsmaterials im Superplastizitätszustand des Überzugsmaterials ist. Deformation resistance of the blank material and the Coating material is in the superplastic state of the coating material.
DE19833390150 1982-08-09 1983-05-27 Process for the manufacture of metal products Ceased DE3390150T1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823506684A SU1182065A1 (en) 1982-08-09 1982-08-09 Lubricant for cold plastic deformation of metals
SU823503475A SU1186633A1 (en) 1982-10-20 1982-10-20 Lubricant for semihot stamping of metals
SU3542932 1983-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3390150T1 true DE3390150T1 (en) 1984-11-15

Family

ID=27356400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833390150 Ceased DE3390150T1 (en) 1982-08-09 1983-05-27 Process for the manufacture of metal products

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS59501348A (en)
DE (1) DE3390150T1 (en)
GB (1) GB2135617B (en)
WO (1) WO1984000708A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2807447B1 (en) * 2000-04-07 2002-10-11 Usinor METHOD FOR MAKING A PART WITH VERY HIGH MECHANICAL CHARACTERISTICS, SHAPED BY STAMPING, FROM A STRIP OF LAMINATED AND IN PARTICULAR HOT ROLLED AND COATED STEEL SHEET

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB141999A (en) * 1919-08-19 1920-04-29 Mann Egerton And Company Ltd An improved hinge
GB1393143A (en) * 1971-08-16 1975-05-07 Battelle Memorial Institute Method of lubricating a billet during extrusion
US4077109A (en) * 1976-05-10 1978-03-07 The International Nickel Company, Inc. Hot working of metal powders

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4845268A (en) * 1971-07-22 1973-06-28
SU651868A1 (en) * 1977-02-07 1979-03-15 Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе Method of isothermal pressing of metals and alloys

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB141999A (en) * 1919-08-19 1920-04-29 Mann Egerton And Company Ltd An improved hinge
GB1393143A (en) * 1971-08-16 1975-05-07 Battelle Memorial Institute Method of lubricating a billet during extrusion
US4077109A (en) * 1976-05-10 1978-03-07 The International Nickel Company, Inc. Hot working of metal powders

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Zeitschrift "Metall", 36. Jg., Nr. 10, 1982, S. 1068-1072 *
North American Metalworking Resarch Conference (6.1978), Univ. of Florida, Gainesville 16.-19.04.1978, S. 205-211 *
SU-Urheberschein Nr. 651.868 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1984000708A1 (en) 1984-03-01
JPS59501348A (en) 1984-08-02
GB8408940D0 (en) 1984-05-16
GB2135617A (en) 1984-09-05
GB2135617B (en) 1986-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0966333B1 (en) Stratified composite material for sliding elements and method for the production thereof
DE602005002203T2 (en) Coated casting element
DE2709844C2 (en) Process for the production of hollow bodies from AlSi alloys by extrusion or extrusion of granulate and its application
EP2449138B1 (en) Process of manufacturing a part from an air hardenable steel and the part manufactured by the process
EP3370900B1 (en) Light metal casting part and method of its production
DE2517275B2 (en) Process for the production and further processing of a plastically deformable cast product based on an aluminum-silicon alloy and the use of the further processed cast product
DE3817350A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SPIRAL-SHAPED PARTS AND METHOD FOR PRODUCING AN ALUMINUM POWDER FORGING ALLOY
EP4031301A1 (en) Sheet steel having a deterministic surface structure
DE3141053A1 (en) WELDING WIRE FOR AUTOMATIC ARC WELDING
DE2548201A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING HEADED SHAFT PARTS FROM HIGH STRENGTH TWO-PHASE TITANIUM ALLOYS
DE3640698A1 (en) ALUMINUM BASE ALLOY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP3409801B1 (en) Solid particles prepared by means of powder metallurgy, hard particle containing composite material, use of a composite material and method for manufacturing a component from a composite material
DE3150845C2 (en)
DE10023312C1 (en) Galvannealed sheet and method of making such sheet
EP3056591A1 (en) Method for producing a product from a rolled strip material
DE2131884B2 (en) ALUMINUM BEARING ALLOY
DE3140240C2 (en) Zirconium-containing coated electrode for metal arc welding under protective gas
DE3519452A1 (en) LAYERING MATERIAL FOR SLIDING BEARING ELEMENT WITH ANTIFRICTION LAYER MADE OF AN ALUMINUM BASED MATERIAL
DE3390150T1 (en) Process for the manufacture of metal products
EP3992317A1 (en) Lead-free cu-zn base alloy
DE19518552C2 (en) Pistons for internal combustion engines
EP4151339A1 (en) Component produced using additive manufacture with insert thread, method of manufacturing same and component with wire threaded insert installed in the insert thread
DE102011113228A9 (en) Improvement of the corrosion resistance of surfaces of a magnesium alloy article
DE102019125679A1 (en) Method for manufacturing a component
DE2929812C2 (en) Wheel for automobiles

Legal Events

Date Code Title Description
8131 Rejection