DE659918C

DE659918C - Schmiedeverfahren zur Herstellung von im Mittelteil verfestigten Werkstuecken

Info

Publication number: DE659918C
Application number: DEST52132D
Authority: DE
Original assignee: PLATE STAHLWERKE
Current assignee: PLATE STAHLWERKE
Priority date: 1934-04-27
Filing date: 1934-04-27
Publication date: 1938-05-13

Description

Schmiedeverfahren zur Herstellung von im Mittelteil verfestigten Werkstücken Gegenstand der Erfindung ist ein Schmiede--%-erfahren zur Herstellung von im Mittelteil verfestigten Werkzeugen, wie z. B. Preßscheiben, Preßmatrizen u. dgl. aus Edelstählen.
Edelstähle werden vorzugsweise zur Herstellung voll Preßscheiben und Preßmatrizen für die Formgebung von Nichteisenmetallen verwendet, vornehmlich weil sie gute Hitzebeständigkeit und die für die Formgebung derMetalle erforderlicheFestigkeitaufweisen.
Die Ausnutzung der Hitzebeständigkeit und der günstigen Festigkeitseigenschaften der Edelstähle für die Formgebung von Eisen und Stahl, beispielsweise zum Warmpressen von Rohren aus einem Block, stößt jedoch auf Schwierigkeiten, wenn die Formgebung mit den für die Verarbeitung von Nichteisenmetallen üblichen Werkzeugen erfolgen soll; größtenteils ist sie überhaupt unmöglich. Da nämlich die Verarbeitung von Eisen und Stahl im warmen Zustande eine viel größere Hitze verlangt als die Verarbeitung von Nichteisenmetallen, haben die erforderlichen Werkzeuge nicht nur den höheren Druck, sondern auch eine bedeutend höhere Temperatur auszuhalten. Daraus folgt die Unmöglichkeit, das für Nichteisenmetalle bisher geübte Verfahren des Rohrpressens oder Formgebens ohne weiteres auf die Verarbeitung voll Eisen- und Stahl zu übertragen und diese Werkstoffe unmittelbar zu pressen. Durch die auftretenden Schwierigkeiten wurde eine wirtschaftliche Herstellung von warmgepreßten Rohren oder Formstangen bisher nicht erzielt. Durch das neue Kernschmiedev erfahren nach der Erfindung sind diese Hindernisse beseitigt, und wirtschaftliches Arbeiten ist gesichert.
Die Erfindung besteht darin, daß der zur Herstellung des gewünschten Werkzeugs oder Werkstückes (Preßscheibe, -matrize, -gesenk, "Zieheisen, Gewindeschneideisen, Mutter oder jeder Gegenstand, der eine besonders hohe Beanspruchung im Mittelteil durch Druck und/oder hohe Temperaturen auszuhalten hat) vom Knüppel abgetrennte Rohling zunächst in einem zweiteiligen Gesenk o. dgl. so verschmiedet wird, daß er dort, wo die Gesenkteile an seinem Umfange aufschlagen, Auflageflächen erhält, während zentrale, beliebig geformte Erhöhungen stehenbleiben. Alsdann erhält das Werkstück durch Schmieden am Rande seine endgültige Form, und schließlich werden die stehengebliebenen zentralen Erhöhungen bei etwa 55o bis 6oo° C nach innen gestaucht.
Nach einem besonderen Kennzeichen der Erfindung sind die Erhöhungen etwa so hoch, wie das Werkstück nach dein Stauchen am Rande dick ist, und ihr Durchmesser in Hölle der Auflageflächen ist etwa halb so groß wie der Außendurchmesser des gestauchten Werkstücks.
Das erfindungsgemäßeVerfahren ist wesenhaft auf der Zeichnung veranschaulicht. Abb. i und 2 zeigen den vom Knüppel abgetrennten Rohling a. Dieser wird in der ersten Verfahrensstufe in Richtung derKnüppelfaser (Abb. i) oder quer zu ihr (Abb. 2) zunächst kugelartig vorgeschmiedet und dann beispielsweise in einem gestrichelt angedeuteten zweiteiligen Gesenk in die in Abb.3 dargestellte Form gebracht. Durch. das Gedenk bilden sich die Auflageflächen b und die Erhöhungen c aus, deren Höhe etwa der Stärke des gestauchten Werkstücks entspricht und deren Durchmesser in Höhe der Auflageflächen etwa gleich dem halben Außendurchmesser des gestauchten Werkstücks ist. Die Erhöhungen können eine zylindrische, kegelgtumpfförmige, halbkugelige oder eine ähnliche Form besitzen.
In der zweiten Verfahrensstufe wird der Rand und die Außenzone des Werkstücks (Preßscheibe, Gedenk o. dgl.) fertiggeschmiedet (Abb. 4.). Die Innenzone, welche die Erhöhungen umfaßt, bleibt unbearbeitet oder höchstens etwas abgeflacht. In der letzten Verfahrensstufe werden die zentral liegenden Erhöhungen bei einer Temperatur von ungefähr 55o bis 6oo° C, die ihnen noch innewohnt, nach innen gestaucht. Die Außenzone, die bereits tiefer abgekühlt ist, verhindert dabei, daß beim Hineinstauchen des Mittelteils (der Innenzone oder des Kerns) der Werkstückdurchmesser vergrößert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Festigkeit von Edelstählen von etwa 65 bis 70lcg,imm= bei den genannten Werkstücken in der Kernzone auf 135 kgimm= zu erhöhen. Werkstücke, die nach diesem Verfahren geschmiedet werden, sind daher fähig, Beanspruchungen auszuhalten, wie sie von gleichen, jedoch andersartig behandelten nicht ausgehalten werden können. Es gelingt auf diese Weise, Preßscheiben, Preßmatrizen oder ähnliche Werkzeuge für die Preßverformung von Eisen und Stahl zu Rohren und Formstangen herzustellen, die den höchsten Beanspruchungen bei dieser Verformung völlig gewachsen sind. Die Eisen- und Stahlverformung, beispielsweise bei der Rohrherstellung, wird erst durch die Erfindung wirtschaftlich gestaltet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist natürlich nicht auf Preßmatrizen u. dgl. aus Edelstahl beschränkt. Es kann auch Anwendung finden auf jedes andere Werkstück, das besonderer Kernbeanspruchung ausgesetzt ist, beispielsweise auf Gesenke, Schneideiden, Sondermuttern, Werkzeuge jeder Art, Maschinenteile, Unterlagsplatten, Richtplatten usw. Das Verfahren ist auch nicht ausschließlich beschränkt auf die Anwendung bei Edelstählen.
Die nach derErfindung hergestellten Gegenstände weisen, wie Abb. 6 zeigt, einen eigenartigen Faserverlauf auf. Im Querschnitt sind aufeinander senkrecht stehende Doppelrutschkegelzonen vorhanden, deren Spitzen in der Mitte liegen und dort die größte Festigkeit besitzen. Ein solches Werkzeug oder Werkstück besitzt die gewünschte erhöhte Festigkeit sowohl an der Außenfaser als auch in den mittleren Fasern.
In Abb.6 sind d die Längs- und e die Querfasern. Die Längsfasern verlaufen vom Rande des Werkstücks nach der 'litte zu sich immer stärker krümmend und werden in der Zone der Querfasern e immer kleiner. Die Ouerfasern e liegen in der 'Mittel- (Kern-) Zone des Werkstücks. Sie sind gegeneinander gekrümmt. Ihre innersten Fasern beginnen und endigen in einem Abstande f von der Außenkante. Die gegenüberliegenden innersten Fasern berühren sich fast im lIittelpunkt des Werkstückes. Dieser eigenartige Faserverlauf läßt das Werkstück als nach dein erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt erkennen.
Die Abb. 3a, .'a, 5a sind Grundrisse zu den teilweise im Querschnitt (Abb. 3, .M), teilweise in Ansicht (Abb. 5) gezeigten Abb. 3. 4., 5.
Die Abb. 7 bis io veranschaulichen wesenhaft den an Hand der Abb. i bis 6 geschilderten Verfahrensvorgang im Schnitt für eineu austenitischen und die ebb. ii bis 14. denselben Vorgang für einen ledeburitischen Stahl. Der Faserverlauf, der in den Abb. io und 14 aus dem Querschnitt einer fertigen Preßscheibe ersichtlich ist, läßt deutlich die Ausbildung der aufeinander senkrechten Doppelrutschkegelzonen erkennen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schmiedeverfahren zur Herstellung von im Mittelteil verfestigten Werkzeugen oder Werkstücken, wie z. B. Preßscheiben, Preßmatrizen u. dgl. aus Edelstählen, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Knüppel abgetrennte Rohling (a) zunächst in einem zweiteiligen Gedenk o. dgl. so verschmiedet wird, daß er dort, wo das Gedenk an seinem Umfange aufschlägt, Auflageflächen (b) und in der 'Mitte beliebig geformte * Erhöhungen (c) erhält, worauf das Werkstück durch Schmieden am Rande in seine endgültige äußere Form gebracht wird und schließlich nach Abkühlung des Werkstückmittelteiles bis auf eine Temperatur von etwa 550 bis Goo° C die Erhöhungen nach innen gestaucht werden.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (c) beim Verschmieden des Rohlings im Gesenk so ausgebildet werden, daß ihre Höhe etwa der Dicke und ihr Durchmesser in Höhe der Auflageflächen etwa dem halben Außendurchmesser des am Rande zusammengestauchten Rohlings gleich ist.