DE3390415T1 - Verfahren zum Einstellen der Eigenschaften von Metallen und Legierungen - Google Patents

Verfahren zum Einstellen der Eigenschaften von Metallen und Legierungen

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DE3390415T1
DE3390415T1 DE19833390415 DE3390415T DE3390415T1 DE 3390415 T1 DE3390415 T1 DE 3390415T1 DE 19833390415 DE19833390415 DE 19833390415 DE 3390415 T DE3390415 T DE 3390415T DE 3390415 T1 DE3390415 T1 DE 3390415T1
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chamber
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length
movable wall
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DE19833390415
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English (en)
Inventor
Glenn B. Franklin Lake N.J. Goodfellow
Original Assignee
UTI Corp., Collegeville, Pa.
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Publication date
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor

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Description

UTI Corportation International Ui/4Ü2
Verfahren zum Einstellen der Eigenschaften von Metallen und Legierungen
Hintergrund der Erfindung
Es ist in der Technik der Metallbearbeitung alt und allgemein bekannt, Metalle und Legierungen kalt zu verformen. Aus dem US-Patent 3,209,453 ist es bekannt, ein Werkstück vor der Endbearbeitung in einer Form zu verformen. Aus dem US-Patent 4,045,644 ist es bekannt, axialen Druck auf einen gesinterten Elektrodenformling aufzubringen, um im Formling zwecks Reorientierung der Kornstruktur ein radiales Druckfließen zu bewirken.
Es wäre höchst erwünscht, die mechanischen Eigenschaften von Metallen in einer vorhersehbaren Weise zu beeinflussen, um so z. B. ein Metallprodukt zu erhalten, welches eine vorherbestimmte, variable Härte entlang seiner gesamten Länge oder entlang nur eines Teils seiner Länge aufweist. Die Erfindung ist auf dieses Ziel gerichtet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit und/oder zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften von Metallen und Legierungen in einer vorhersehbaren Weise gerichtet. Ein Werkstück wird hergestellt mit einem Vorformling und Dimensionen, die auf der Grundlage der gewünschten Festigkeit oder der mechanischen Eigenschaften bestimmt sind, wobei die Länge der Probe wesentlich größer ist als die Querabmessungen. Das vorgeformte Werkstück wird in eine geschlossene Kammer eingeführt, die die gewünschte endgültige Form definiert. Wenigstens ein Teil des Werkstückes befindet sich in einem Abstand vom Umfang der Wände, die die Kammer begrenzen, wobei die relativen Dimensionen des Abstandes durch das Ausmaß der Kaltver-
festigung bestimmt werden, die erforderlich ist, um die gewünschte Festigkeit oder die gewünschten mechanischen Eigenschaften in diesem Teil des Werkstückes zu erzielen.
Eine Stirnseite des Werkstückes gelangt unter die Einwirkung einer bewegbaren Wand der Kammer. Die bewegbare Wand der Kammer bringt eine kontinuierliche Druckkraft von ausreichender Gräße zur Einwirkung, so daß das vorgeformte Werkstück deformiert wird und die Kammer am Ende des Druckhubes ausfüllt, wobei gleichzeitig die Länge verringert wird und das Volumen des Werkstückes konstant bleibt. Die Druckkraft wird ausreichend langsam aufgebracht, so daßdie Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des vorgeformten Werkstückes progressiv zunimmt. Gleichzeitig nimmt die Druckkraft mit zunehmender Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfest igkeit progressiv zu, bis der gesamte Umfang des Werkstrückesmit den wänden der Kammer in Berührung kommt und am Ende des Druckhubes die gewünschte Endgestalt aufweist.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Einstellen der Festigkeit und/oder der mechanische Eigenschaften von Metallen und Legierungen durch Kaltverformen eines vorgeformten Werkstückes in einer geschlossenen Kammer verfügbar zu machen.
Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Verfahren verfügbar zu machen, mittels dessen in vorhersehbarer Weise die mechanischen Eigenschaften wie die Härte entlang der Länge oder Breite des Werkstückes eingestellt werden können.
Andere Ziele und Vorteile ergeben sich aus den folgenden Darlegungen.
^1 ρ
J J U ·, i J
Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein Werkstück enthält,
Fig. 2 ist die Vorderansicht eines Werkstückes gemäß Fig. 1, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 3 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 4 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 3, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 5 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 6 ist die Vorderansicht eines Werkstückes gemäß Fig. 5, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 7 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 8 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 7, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 9 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 10 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 9, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 11 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein arideres Werkstück enthält.
Fig. 12 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 11, nachdem sie verformt worden ist.
Fig. 13 ist die Schnittansicht einer geschlossenen Form, die ein anderes Werkstück enthält,
Fig. 14 ist die Vorderansicht des Werkstückes gemäß Fig. 13, nachdem sie verformt worden ist,
Fig. 15 ist die graphische Darstellung der Härte über den Prozentsatz der Kaltverformung,
Fig. 16 ist eine graphische Darstellung der Härte über den Prozentsatz der Änderung der Querschnittsfläche,
Fig. 17 ist eine graphische Darstellung der Kraft über dem Durchmesser des Werkstückes,
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. 6.
Fig. 1ö ist eine graphische Darstellung der Kraft über dem Prozentsatz der Änderung der Querschnittsfläche,
Fig. 19 ist die perspektivische Ansicht eines Werkstückes, das Windungsinstabilität aufweist.
Detaillierte Beschreibung
Unter Bezugnahme auf die Einzelheiten der Zeichnung, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Teile angeben, ist in Fig. 1 ein Teil einer Presse 10 dargestellt, die eine geschlossene Kammer 12 aufweist, deren Enden durch Wände 14 und 16 begrenzt sind. Wenigstens eine dieser Wände, z. B. die Wand 16, ist in Richtung auf die Wand 14 und von dieser weg bewegbar angeordnet. Innerhalb der Kammer 12 ist ein Werkstück 18 aus einem Metall angeordnet, welches kaltverformt werden soll. Das Werkstück kann aus Aluminium, niedriggekohltem Stahl, Legierungen oder anderen Metallen bestehen.
Das Werkstück ist zu einem Zylinder vorgeformt worden. Die Kammer 12 begrenzt die gewünschte End-ümfangsform des Werkstückes, bei dem es sich bei dieser Ausführungsform auch um einen Zylinder handelt. Die Wand 16 wirkt auf eine Stirnfläche des Werkstückes 18 ein, das Raumtemperatür aufweist, und bringt eine kontinuierliche Druckkraft von ausreichender Größe zur Einwirkung, um das vorgeformte Werkstück zu deformieren, so daß es am Ende des Druckhubes die Kammer 12 ausfüllt. Das Werkstück 18 erfährt gleichzeitig eine Verringerungseiner Länge, während sein Volumen unverändert bleibt, so daß es eine Endgestalt gemäß der Darstellung in Fig. 1 aufweist, die mit 181 bezeichnet ist. Die Druckkräfte der Wand 18 werden ausreichend langsam zur Einwirkung gebracht, so daß die Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des Werkstückes 18 progressiv zunimmt. Dies wiederum erfordert, daß die Druckkräfte mit zunehmender Streckfestigkeit bezüglich ihrer Größe progres-
siv zunehmen bis der gesamte Umfangdes Werkstückes 18 in Berührung mit den Wänden der Kammer 12 ist und die gewünschte Endgestalt am Ende des Druckhubes gemäß der Darstellung der Fig. 2 erreicht.
Bei buchstäblich jedem in der Praxis vorkommenden Konstruktionsproblem im Ingenieurbereichlstreben Ingenieure und Wissenschaftler Konstruktionen an, die Belastungen von Stäben, Pfeilern oder stabartige Strukturen bis zu einer Höhe, bei welcher eine Knickung eintreten kann, ausschließen. Die Knickung von derartigen Stäben oder Säulen ist seit 200 Jahren allgemein bekannt.
Mathematische Kriterien für das Knicken von Stäben wurden zuerst von L. Euler im Jahre 1744 entwickelt. Die sich darauf beziehende Gleichung ist seitdem als die Euler-Gleichung bekannt. Sie besagt einfach, daß ein Stab eine gewisse Länge erreichen muß, bevor er durch sein eigenes oder durch sein aufgebrachtes Gewicht gebogen werden kann.
Die Euler'sche Knickformel hat über die Zeiten Bestand gehabt. Ursprünglich lautete sie gemäß (1)
(1) A.E.H. Love, Mathematical Theory of Elasticity, Dover Publication 1974
FL2 >
wobei F = Belastung in Pfund (lbs.)
L = Länge in Zoll
2
B = Biegesteifigkeit =EI (lb-in ), worin
2
E = Elastizitätsmodul (lb/in )
4
I = Traagheitsmoment um die Biegeachse (in )
In ihrer heutigen Form wird die Gleichung (2) folgendermaßen formuliert:
wcr = Kc SL·
wobei W-D = Kritische Belastung, jenseits welcher Knickung eintritt und
K = eine Konstante, die von der Art der Abstützung und der Belastung abhängt.
Tatsächlich wird der Wert von K_ für Bedingungen bei eingespanntem oder abgestütztem Ende mit axialer Belastung mit (2) 39.48 angegeben, welches genau 4-Tf ist, so daß
genau die Euler-Gleichung ist
(2) Alexander Blake, Practical Stress Analyxsis in Engineering Design, Marcel Dekker, Inc. 1982.
- Λ η Λ '■ ' 1 Γ"
O O ν-' '-V " t1 I J
-1-
Es ist eine in der Literatur betonte Tatsache, daß die kritische Knickbelastung W^n proportional dem Elastizitätsmodul E, dem Abschnitts-Trägheitsmoment I und umgekehrt proportional der Stablänge zum Quadrat 1/L und unabhängig von der Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des Materials ist. Es ist weiterhin betont, daß das kritische Knicken bei einer Belastung auftritt, die unter den Werten einachsiger Streckspannung liegt.
Ich habe eindeutig festgestellt, daß das Ausmaß der Deformationskraft, die notwendig ist, um die gewünschte Endgeometrie und somit die mechanischen Eigenschaften zu erreichen, dadurch erzielt werden kann, daß jene Elemente der Stabknickung ausgenutzt werden, die in das Ingenieurwesen betreffenden Büchern als verbotene Bereiche angegeben sind. So wurde z. B. ein Aluminiumwerkstück mit einem Ausgangsdurchmesser von 0,15 Zoll in der Presse angeordnet, wobei eine Druckkraft axial aufgebracht wurde. Nach Drücken von etwa 25% der Gesamtdeformation wurde festgestellt, daß die Deformation keine einheitliche Kompression darstellte. Vielmehr erfolgte die Deformation durch scheinbares Knicken bis die Formwandung als Hindernis wirkte, worauf das Werkstück sich spiralförmig mit durchaus einheitlicher Ganghöhe von Ende zu Ende weiterverf ormte (vgl. Fig. 19). Die endgültige Deformation erfolgt durch Druckbeanspruchung. Der Einfachheit halber definiere ich diesen spiralförmigen Deformationszyklus als Windungsinstabilität mit nachfolgender Druckbeanspruchung, bis die endgültige Geometrie erreicht ist.
Bei einem typischen Beispiel wurde das Werkstück 18 aus 1100-Aluminium mit einer Länge von 1 Zoll und einem Durchmesser von 0,2 Zoll hergestellt. Das Werkstück 18' hatte eine Länge von 0,635 Zoll und einen Durchmesser von 0,251
ο ° ο ■'*, /
O O O U -1
Zoll. Die Härte variierte entlang der Länge des Werkstückes 18", wobei die Härte von etwa 51 DPH (Diamant Point Hartness) an ihren Enden bis etwa 47 DPH in ihrer Mitte zunahm.
In Fig. 3 ist ein anderes Werkstück 20 in der Kammer 12 dargestellt. Das Werkstück 20 wies einen kleineren Durchmesser auf als das Werkstück 18. Aus ihr wurde das Werkstück 20' nach Druckbeansprüchung und Kaltverformung geformt. Der Effekt hinsichtlich der Härte war im wesentlichen dergleiche wie der, der in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erzielt worden war. Jedoch nahm die Härte in gleicher Weise zu wie der Prozentsatz der Kaltverformung zunahm (vgl. Fig. 5).
In Fig. 5 ist ein ähnliches Werkstück 22 in der Kammer 12 dargestellt. Der Durchmesser des Werkstückes 22 war kleiner als der Durchmesser der Werkstücke 18 und 20. Nach der Pressung wies das resultierende Werkstück 22' Härten auf, die entlang seiner Länge gemäß den Angaben in Fig. 6 variierten. Das Werkstück 22 hatte eine nominale Länge von einem Zoll und wurde verringert, so daß das Werkstück 22' eine Länge von 0,367 Zoll aufwies. Der Durchmesser des Werkstückes22 betrug 0,15 Zoll und wurde größer, wodurch das Werkstück 22' einen Durchmesser von 0,251 Zoll aufwies.
Das Werkstück braucht nicht zylindrisch zu sein. Unterschiedliche Effekte werden bei variierender Form des Werkstückes erreicht. Gemäß dar Darstellung in Fig. 7 ist, wenn eine Werkstück 24 in Form eines Kegelstumpfes in der Kammer 12 druckbeansprucht wird, das resultierende Werkstück 24' ein Zylinder, wobei jedoch seine Härte in einer Richtung von seinem oberen Ende zu seinem unteren Ende in Fig. 8 progressiv zunimmt.
33SIWi ίο
In Fig. 9 ist eine ähnliche Presse 26 dargestellt, die eine bewegbare Wand 28 und eine geschlossene Kammer 30 aufweist. Die Kammer 30 hat einen zylindrischen Teil 32 und einen kegelförmigen Teil 34. Das Werkstück 36 hat einen zylindrischen Teil 33 und einen kegelförmigen Teil 35. Die Länge des kegelförmigen Teiles 34 der Kammer entspricht der Länge des kegelförmigen Teiles 35 des Werkstückes 36. Nach der Druckbeanspruchung hatte das Werkstück 36' Härtewerte gemäß den Angaben in Fig. 10.
Typische Abmessungen der Werkstücke 36, 36' sind wie folgt: Werkstück 36 hat einen Durchmesser von 0,2 Zoll an seinem zylindrischen Teil 33 und eine Länge von 0,75 Zoll. Der kegelförmige Teil 35 des Werkstückes 36 hatte eine Länge von 0,75 Zoll. Der kegelförmige Teil 35' des Werkstückes 36'hatte eine Länge von 0,375 Zoll und einen Durchmesser von 0,251 Zoll. Die Länge des kegelförmigen Teiles 35' des Werkstückes 36' betrug 0,688 Zoll. Es sei darauf hingewiesen, daß die Härte des zylindrischen Teiles 33' des Werkstückes 36' im wesentlichen konstant bleibt, während die Härte des konischen Teiles 35' desselben durch Abnahme, Zunahme und dann Abnahme in Richtung auf die Spitze variiert, wo das kleinste Ausmaß der Kaltverformung erfolgte und somit die geringste Härte eintrat. In Verbindung mit den Figuren 9 und 10 wurde festgestellt, daß alle Durchmesser während der Druckbeanspruchung um denselben Prozentsatz zunahmen.
Die in Fig. 11 dargestellte Presse 38 hat eine Kammer mit einem zylindrischen 40 und einem konischen Teil 42. Die Kammer wird durch eine bewegbare Wand 44 geschlossen. Innerhalb des zylindrischen Teiles 40 befindet sich ein Werkstück 46 aus 1100-Aluminium, welches im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist. Die Kaltverformung des Werkstückes 46 formt dieses in das konische Werkstück 46'
ü4 I J
urn. Die Härte variierte entlang der Länge des Werkstückes 46". An der Basis des Konus ist die Härte des Werkstückes 46* im wesentlichen die gleiche wie die ursprüngliche Härte des Werkstückes 46. Die maximale Härte trat an der Spitze des Werkstückes 46' auf. Da die Härte an der Basis des Konus des Werkstückes 46' im wesentlichen die gleiche ist wie die ursprüngliche Härte des Werkstückes 46 kann das Werkstück 46' leicht metallurgisch mit einer anderen Vorrichtung, z. B. einem Stab, verbunden werden, von welchem das Werkstück 46 abgeschnitten worden war.
Gemäß der Darstellung in Fig. 13 ist ein Werkstück 48 an die Stelle des Werkstückes 46 in der Presse 38 getreten. Das Werkstück 48 ist ein Zylinder aus 110O-Äluminium mit einer Länge, die größer ist als die Länge des zylindrischen Teiles 40 und mit ebenen, parallelen Enden. Der Durchmesser des zylindrischen Werkstückes 48 ist merklich kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Teiles 40. Durch die Druckbeanspruchung wird ein Werkstück 48' geformt, das einen zylindrischen Teil 50 und einen kegelförmigen Teil 5.2 aufweist. Der kegelförmige Teil 52 entspricht der Gestalt des kegelförmigen Teiles 42 der Kammer, während der zylindrische Teil 50 der Gestalt des zylindrischen Teils 40 der Kammer entspricht. Die Härte entlang dem zylindrischen Teil 50 des Werkstückes 48 ist einheitlich und größer als die des Werkstückes 48, während die Härte des konischen Teiles 52 von der Spitze in Richtung auf den zylindrischen Teil zunahm.
Fig. 16 ist eine graphische Darstellung der Härte über der prozentualen Änderung der Querschnittsfläche. Die Kurve A gehört zum Werkstück 46", Kurve B gehört zum Werkstück 48'. Die Werkstücke wurden in Hälften geschnitten; die Härte wurde entlang der Längsachse abgenommen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kurven sehr nahe beieinander verlaufen
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ν-/ O V-'
und auf derGrundlage von statistischen Durchschnitten als gerade Linien dargestellt werden könnten. Fig. 16 zeigt eine vorherbestimmte Beziehung zwischen Härte und prozentualer Änderung der Querschnittsfläche.
Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen Kraft zur Einleitung der Deformation über der prozentualen Änderung der Querschnittsfläche, die ein Maß für das Ausmaß der Kaltverformung ist. Mit zunehmender prozentualer Änderung der Querschnittsfläche steigt die Kraft zur Einleitung der Deformation progressiv an. Fig. 18 zeigt, daß die Kraft zum Einleiten der Deformation mit zunehmenden Durchmesser des Werkstückes progressiv zunimmt. Der Durchmesser des Werkstückes steht in direkter Beziehung zur Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit der Werkstück.
Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß es keinen Unterschied ausmacht, ob nur eine Wandung oder beide Wandungen an entgegengesetzten Enden der Kammer sich bewegen. Die Formgeschwindigkeit war kein signifikanter Faktor. Im wesentlichen gleiche Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Werkstück in Bezug auf die Achse der Kammer versetzt angeordnet war im Gegensatz zu einer Anordnung entlang der Achse der Kammer. In allen Fällen nahm die Härte in Proportion zur Kaltverformung gemäß der Darstellung in Fig. 15 zu.
Die Erfindung erleichtert Härteschwankungen in einer vorherbestimmten Weise an vorherbestimmten Stellen entlang der Länge des Werkstückes. Für die Durchführung der Erfindung ist kein spezielles Werkzeug erforderlich. So kann die Erfindung mit einer üblicheneinfach wirkenden hydraulischen 75-Tonnen-Presse ausgeführt werden, die eine geteilte Form aufweist, um das Entfernen des fertigen Teiles zu erleichtern. Die Erfindung kann Funktionen wirksamer und wirtschaftlicher erfüllen, die bislang durch Gesenkschmieden
3 3 9 ü 4 1 b
erfüllt wurden, und darüber hinaus Ergebnisse erzielen, die durch Gesenkschmieden nicht erzielt werden können, z. B. ausgezeichnete Oberflächenbeschaffenheit, kein Ausschuß, Einstellbarkeit von Durchmesser und Länge innerhalb enger Grenzen, Herstellung von Stäben mit einem harten Kern und einem weichen Äußeren, Herstellung von konischen Stäben mit einheitliche Eigenschaften usw.
Die Arbeitsweise zur Herstellung eines einfachen Zylinders wie das "Werkstück 18' ist wie folgt: Feststellung der gewünschten Größe nach Druckbeanspruchung wie sie durch D2 und L2 definiert ist. Wähle aus einer graphischen Darstellung von D1/D2 über der Endzugfestigkeit Digemäß den Erfordernissen. Errechne L1 aus der Konstantvolumenformel
L1 = L2 (D2)2
(D1)2
Dann Bearbeitung des Werkstückes auf D1 und L1 . Danach Druckbeanspruchung des Werkstückes in einer geschlossenen Kammer wie vorstehend beschrieben.
Somit erleichtert die Erfindung das Konstruierennach Kundenerfordernissen bei der Kaltverformung von Metallen auf eine vorherbestimmte Härte, während gleichzeitig die Endzug festigkeit erhöht und die prozentuale Dehnung oder Längung verringert wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit der. beweglichen Wand 16 kann nach dessen Erfordernissen variieren in Abhängigkeit von der Härte der verarbeiteten Materialien. Einet typische Bewegungsgeschwindigkeit der Wand 16 liegt im Bereich von 0,05 Zoll bis 50 Zoll pro Minute. Die meisten Metalle können mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 10 Zoll pro Minute bearbeitet werden. Die Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen realisiert werden, ohne deren Bereich oder notwendige Attribute
- A-
derselben zu verlassen, so daß demzufolge Bezug auf die beigefügten Ansprüche und nicht auf die vorgehende Beschreibung genommen werden soll, um den Umfang der Erfindung zu bestimmen.

Claims (13)

- W- ♦ A- Patentansprüche:
1. Verfahren zum Vergrößern der Festigkeit und/oder Einstellen von mechanische Eigenschaften von Metallen und Legierungen, welches umfaßt
(a) Herstellung eines vorgeformten metallischen Werkstückes mit Dimensionen, die auf der Basis der gewünschten Festigkeit oder mechanischen Eigenschaften bestimmt werden,
(b) Einführen dieses vorgeformten Werkstückes in eine geschlossene Kammer, die die gewünschtejEnd-Umfangsgestalt begrenzt, wobei wenigstens ein Teil des Umfanges des vorgeformten Werkstückes in einem Abstand von wenigstens einem Teil der Wandungen, die die Kammer begrenzen, angeordnet wird und die relative Abmessungen des Abstandes bestimmt werden durch das Ausmaß der Kaltverformung, welches erforderlich ist, um die gewünschte Festigkeit oder die gewünschten mechanischen Eigenschafte in diesem Teil des Werkstückes zu erreichen,
(c) Zusammenwirken einer Stirnfläche des Werkstückes mit wenigstens einer bewegbaren Wand der Kammer und Aufbringen einer kontinuierlichen Druckkraft durch diese Wand mit ausreichender Größe, um das vorgeformte Werkstück zu deformieren und die Kammer am Ende des Druckhubes auszufüllen, während gleichzeitig die Länge verringert und das Volumen des Werkstückes konstant gehalten wird und
(d) Aufbringen der Druckkraft durch ausreichend langsames Bewegen der bewegbaren Wand der Kammer, so daß die Streckfestigkeit bzw. Formänderungsfestigkeit des Werkstückes progressiv zunimmt, und progressives Vergrößern der Stärke der Kraft mit zunehmender Streckfestigkeit, bis der gesamte
3 39 υ-· 1 j
Umfang des Werkstückes die Wandungen der Kammer berührt und am Ende des Druckhubes der bewegbaren Wand die gewünschte End-Gestalt annimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Verwendung eines vorgeformten Werkstückes einschließt, dessen Länge wesentlich größer ist als seine Querabmessungen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Verwendung eines Werkstückes einschließt, welches wenigstens teilweise nicht-zylindrisch ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Verwendung einer geschlossenen Kammer einschließt, die wenigstens teilweise konisch ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, welches eine derartige Deformation des Werkstückes einschließt, das alle Querabmessungen um denselen Prozentsatz während der Druckbeanspruchung zunehmen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Geschwindigkeit der bewegbaren Wand ausreichend niedrig ist, so daß das Werkstück eineWindungsinstabilität bei Zunahme seiner Querschnittsabmessungen aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Geschwindigkeit der bewegbaren Wand im Bereich von 3-10 Zoll pro Minute liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Geschwindigkeit der bewegbaren Wand ausreichend niedrig ist, so daß das Werkstück eine Windungsinstabilität bei Zunahme der Querabmessungen aufweist.
U -i ί
9. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Beibehaltung im wesentlichen der Ursprungshärte an einem Ende des Werkstückes einschließt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Schritt (a) in einer solchen Weise durchgeführt wird, daß die Schritte (c) und (d) ein Werkstück herstellen, dessen Härte entlang seiner Länge in einem vorherbestimmten Bereich schwankt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Flächenverteilung der Kammer sich entlang ihrer Achse von einer geometrischen Figur zu einem Punkt ändert.
12. Verfahren nach Anspruch 2, welches die Verwendung eines vorgeformten Werkstückes einschließt, dessen Länge wesentlich größer ist als seine Querabmessungen, wobei die bewegbare Wand mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die ausreichend niedrig ist, so daß das Werkstück bei der Vergrößerung seiner Querabmessungen Windungsinstabilität aufweist und der Schritt (a) in einer Weise durchgeführt wird, daß die Schritte (c) und (d) ein Werkstück herstellen, dessen Härte entlang seiner Länge in einem vorherbestimmten Bereich wechselt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem die Schritte (C-) und (d) in einer Weise angewendet werden, daß ein Knicken des Werkstückes verursacht und am Ende des Druckhubes ein Artikel hergestellt wird, der an einem vorherbestimmten Punkt eine vorherbestimmte Härte aufweist.
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