DE69118601T2

DE69118601T2 - Schmiedeschmiermittel und Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche eines linearen Materials

Info

Publication number: DE69118601T2
Application number: DE69118601T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Akazawa; Tadaya Ishibashi; Yukio C O Daido Tokushukou Ito; Tadahiro Mori; Takao Noguchi
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Daido Machinery Ltd; Unitika Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Daido Machinery Ltd; Unitika Ltd
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2011-07-11
Also published as: DE69118601D1; KR920002252A; KR960006618B1; US5244587A; EP0468278A1; EP0468278B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche eines Stahlmaterials, wie z.B. einer Drahtstange, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Neuerdings erfordern die Bereiche Automobil, Elektronik, Elektrik, Architektur und andere industrielle Gebiete in zunehmendem Maße die Verringerung der Herstellungskosten verschiedener Teile. Folglich sind die Entwicklung von Kaltschmiede- und Warm- oder Heißschmiedevorgängen zunehmend gefragt. Die meisten Teile bestehen aus Kohlenstoffstahl und schwach legiertem Stahl während des Kaltschmiedens. Für das Kaltschmieden stehen Horizontal-Teileformer, Vertikal- Teileformer, eine Vertikalpresse und andere Vorrichtungen zur Verfügung. Die Vertikalpresse enthält einen Aufbau zum Auftropfen von Mineralöl oder einem emulgierten Schmiermittel auf die Oberfläche eines Ausgangsmaterials. Somit wird verhindert, daß das Ausgangsmaterial in einer Metallform während des Schmiedens einbrennt.
Wenn kleine Schrauben oder andere kleine Teile geschmiedet werden, wird der Schmiedevorgang durchgeführt, nachdem ein lineares Material auf gewünschte Abmessungen zugeschnitten worden ist. Üblicherweise wird auf der Oberfläche des zu schmiedenen linearen Materials eine Oxalatschicht ausgebildet. Die Oxalatschicht schmiert die Oberfläche des linearen Materials und verhindert, daß das lineare Material in einer Metallform einbrennt. Je nach der Art der zu schmiedenen Teile wird zusätzlich zu der Oxalatschicht ein Schmieröl auf die Oberfläche des linearen Materials getropft, um die Schmierleistung zu erhöhen.
Wenn das Schmieröl aufgetropft wird, wird das Schmieröl verspritzt, wodurch die Umgebung beeinträchtigt wird. Da es dem Schmieröl an Hitzebeständigkeit fehlt, ist das Schmieröl auch für das Heißschmieden ungeeignet. Weiterhin bewirkt das Schmieröl eine ungenügende Schmierleistung, und ist auch ungeeignet für schwer zu bearbeitende Materialien.
Um die Oxalatschicht auf der Oberfläche des linearen Materials zu bilden, wird lineares Material in Form einer Spule in einen Lösungstank getaucht, der Oxalatlösung enthält. Die Oberfläche des linearen Materials in dem Lösungstank hat jedoch einige Bereiche, an denen die Oxalatlösung nur schlecht haftet, und zwar unabhängig von dem Verfahren zur Ausbildung der Beschichtung aus Schmiermittel, wie z.B. durch chemische Reaktion oder lediglich das Auftragen der Oxalatlösung. Selbst wenn eine effektivere Schmiermittellösung entwickelt wird, um eine Beschichtung aus Schmiermittel zu bilden, die sich für schwer zu schmiedene Materialien eignet, müssen die Schmiedeschritte in komplizierter Weise mit den Schritten zur Ausbildung der Beschichtung aus Schmiermittel kombiniert werden. Außerdem erhöht das Eintauchen des linearen Materials in den Lösungstank die Herstellungskosten.
Ein Verfahren zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der FR-A-2 339 671 und Kirk-Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 19, Seiten 1-3 und 18-19 bekannt. Das bekannte Verfahren ist nicht offenbart für das kontinuierliche Erden eines linearen Stahlmaterials und das zeitgleiche Befördern des Stahlmaterials durch eine elektrostatische Sprühkammer hindurch. Darüber hinaus offenbaren diese Schriften keine spezifische Kombination von thermisch schmelzendem Harz und anorganischem Schmiermittel gemäß der vorliegenden Erfindung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum elektrostatischen Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche eines Stahlmaterials bereitzustellen, das für das Heißschmieden und Kaltschmieden gegenüber dem Verfahren des Stands der Technik bessere Eigenschaften hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung der Merkmale nach Anspruch 1 gelöst.
Wenn das Schmiermittel bei hoher Temperatur verwendet wird, z.B. für das Heißschmieden des Materials, ist eine Harz, das bei der Schmiedetemperatur schmilzt, effektiver. Das Schmiermittel der Erfindung läßt sich auch für das Kaltschmieden verwenden. Während des Kaltschmiedens darf jedoch der Schmelzpunkt des Harzes nicht gleich der Schmiedetemperatur sein. Erfindungsgemäß werden Polyolefln-Harz, Polyethylen-Harz, Polyester-Harz, Polyamid-Harz, Polyvinylalkohol-Harz, Polyfluoroethylen-Harz, Ethylenvinlyacetat-Copolymer, Petroleum-Wachs oder Polystyrol-Harz verwendet. Man bevorzugt dabei Polyvinylalkohol-Harz, Polyester-Harz und Polyfluoroethylen-Harz.
Der Erweichungspunkt des thermisch schmelzenden Harzes ist typischerweise 30º C oder höher. Wenn der Erweichungspunkt niedriger als 30º C ist, laßt sich das Partikel- Schmiermittel in einer Auftragungsvorrichtung leicht zu Blöcken formen. Der bevorzugte Erweichungspunkt hängt von der Schmiedetemperatur des Stahlmaterials ab. Das thermisch schmelzende Harz muß bei der Schmiedetemperatur des Stahlmaterials erweichen und schmierend wirken. Daher bevorzugt man für Kaitschmiedevorgänge ein Harz mit einem niedrigen Erweichungspunkt. Für Kaltschmiedevorgänge wird das Partikel-Schmiermittel elektrostatisch auf das Stahlmaterial gesprüht, woraufhin das Stahlmaterial erwärmt wird, um das das Partikel- Schmiermittel bildende Harz zu schmelzen, und die Beschichtung aus Schmiermittel haftet auf der Oberfläche des Stahlmaterials.
Wenn beim Heißschmieden die Schmiedetemperatur zwischen 300º C und 400º C liegt, hat ein Harz mit einem niedrigen Erweichungspunkt eine derart geringe Schmelzviskosität, daß es fließt. Daher muß das Harz einen hohen Erweichungspunkt und eine hohe Schmelzviskosität haben.
Der oben erwähnte Erweichungspunkt entspricht einem allgemein definierten Erweichungspunkt. So definiert z.B. Iwanami Science and Chemical Dictionary, Nr.3, veröffentlicht von Kabushiki Kaisha Iwanami Shoten, daß der Erweichungspunkt diejenige Temperatur ist, bei welcher der Viskositätskoeffizient eines Materials im wesentlichen zwischen 10¹¹ und 10¹² poise liegt und das Material in etwa einer bis zehn Sekunden zu fließen beginnt.
Um das Schmiermittel der Erfindung zusammenzusetzen, verwendet man ein anorganisches Schmiermittel, wie z.B. Titanoxid, kolloidales Siliziumoxid, Bentonit- Ton, Talk, Graphitfluorid oder Glimmer. Das bevorzugte anorganische Schmiermittel schmilzt während des Schmiedens des Stahlmaterials, kratzt nicht auf der Oberfläche des Stahlmaterials und bildet sich in einer dünnen Beschichtung aus.
Wenn die Menge des zu schmiedenen Stahlmaterials klein ist und das Stahlmaterial bei einer niedrigen Temperatur geschmiedet wird, reicht ein anorganisches Schmiermittel aus, das bei der Schmiedetemperatur nicht schmilzt. Dieses anorganische Schmiermittel hat vorzugsweise eine geringe Härte und einen kleinen Partikeldurchmesser. Man bevorzugt z.B. Titanoxid und kolloidales Siliziumoxid. Ein anorganisches Schmiermittel mit einem großen Partikeldurchmesser würde die Oberfläche des Stahlmaterials zerkratzen.
Das Mischungsverhältnis des Harzes zu dem anorganischen Schmiermittel der Erfindung liegt zwischen 1:99 und 99:1 Gewichtsanteilen, vorzugsweise zwischen 5:95 und 90:10. Das Mischungsverhältnis hängt von der Schmiedemenge und der Schmiedetemperatur des Stahlmaterials ab. Wenn z.B. das Stahlmaterial in einer kleinen Menge und bei einer niedrigen Temperatur geschmiedet wird, sollte das Mischungsverhältnis des Harzes groß sein. Wenn das Stahlmaterial in einer großen Menge und bei einer hohen Temperatur geschmiedet wird, sollte das Mischungsverhältnis des anorganischen Schmiermittels zunehmen, wodurch verhindert wird, daß das Stahlmaterial verbrennt und das Harz fließt.
Zusätzlich zu dem Erweichungspunkt des Harzes und dem Mischungsverhältnis des anorganischen Schmiermittels ist auch die Schmelzviskosität und das Gemisch des Harzes und des anorganischen Schmiermittels bei der Schmiedetemperatur wichtig. Die Schmelzviskosität des Gemisches bei der Schmiedeternperatur liegt zwischen 50 poise und 100.000 poise, vorzugsweise jedoch zwischen 100 poise und 10.000 poise. Wenn die Schmelzviskosität kleiner als 50 poise ist, sackt das Gemisch ab und verunreinigt während des Schmiedens die Umgebung.
Um eine gewünschte Schmelzviskosität zu erhalten, müssen der Erweichungspunkt des Harzes und das Mischungsverhältnis des Harzes zu dem anorganischen Schmiermittel eingestellt werden. Um die Schmelzviskosität einzustellen, können ein bekanntes Eindickungsmittel, wie z.B. kolloidales Siliziumoxid, Ton, Talk, Titanoxid oder Kalziumkarbonat beigemischt werden.
Bei einem Verfahren zum Mischen des Harzes mit dem anorganischen Schmiermittel werden die Partikel des Harzes mit denjenigen des anorganischen Schmiermittels vermischt. Ein alternatives Verfahren besteht darin, daß nach dem Einschmelzen oder Auflösen des anorganischen Schmiermittels in dem Harz das Gemisch des anorganischen Schmiermittels mit dem Harz zu Partikeln gemahlen wird. In einem weiteren Verfahren wird die Oberfläche des anorganischen Partikel-Schmiermittels mit dem Harz beschichtet. Diese und weitere Verfahren stehen zum Mischen des Harzes mit dem anorganischen Schmiermittel zur Vertugung. Blockierschutz, feuerfestes Harz, Silicon-Schmiermittel, fluorhaltiges Schmiermittel und andere Schmiermittel können ebenfalls zu deni Gemisch des Harzes mit dem anorganischen Schmiermittel hinzugefügt werden.
Da das Schmiermittel erfindungsgemäß aus Partikeln besteht, wird das Schmiermittel durch das elektrostatische Auftragungsverfahren auf das Stahlmaterial gesprüht. Der Harzbestandteil des auf die Oberfläche des Stahlmaterials gesprühten Schmiermittels schmilzt bei der Schmiedetemperatur. Wenn das Harz bei der Schmiedetemperatur nicht schmilzt, wird das Harz durch Erwärmen des Stahlmaterials geschmolzen, wodurch das anorganische Schmiermittel auf dem Stahlmaterial haftet. Das Partikel- Schmiermittel kann man auch mittels des elektrostatischen Auftragungsverfahrens auf dem Stahlmaterial zum haften bringen, bevor man das Stahlmaterial erhitzt und das Harz schmelzt. Weil das Harz dann thermisch schmilzt, um auf der Oberfläche des Stahlmaterials gleichförmig zu haften, läßt sich eine gleichmäßig dicke Beschichtung aus Schmiermittel bilden, ganz im Gegensatz zu dem herkömmlichen Auftragungsverfahren des Standes der Technik, bei dem das Stahlmaterial in die Oxalatlösung eingetaucht wird. Wenn das elektrostatische Auftragungsverfahren verwendet wird, wird das Partikel-Schmiermittel gleichförmig auf das Stahlmaterial gesprüht, was zu einer effektiveren Beschichtung aus Schmiermittel führt.
Wenn das Gemisch aus Harz und anorganischem Schmiermittel eine Schmelzviskosität zwischen 50 poise und 100.000 poise bei der Schmelztemperatur hat, wird das Gemisch gleichförmig verteilt und auf der Oberfläche des Stahlmaterials zum Haften gebracht, ohne daß es während des Schmiedens heruntersackt. Durch das Schmelzen des Harzes hat die Beschichtung aus Schmiermittel eine Fluidität, die der Konfiguration des gerade geschmiedeten Stahlmaterials folgt. Somit wird die Schmiedeeffizienz erhöht.
Die Beschichtung aus Schmiermittel kann gleichförmig und einfach ausgebildet werden, indem man das erfindungsgemäße Schmiermittel verwendet. Der anorganische Schmiermittelbestandteil des Schmiermittels sorgt für eine ausreichende Schmierleistung und verbessert die Schmiedbarkeit des Stahlmaterials. Somit wird verhindert, daß das Stahlmaterial in einer Metallform verbrennt.
Durch geeignetes Auswählen eines anorganischen Schmiermittels kann die ausreichende Schmierleistung erzielt werden. Bei dieser Erfindung haften das thermisch schmelzende Harz und das anorganische Schmiermittel auf der Oberfläche des Stahlmaterials aneinander, wodurch die Beschichtung aus Schmiermittel gebildet wird, die der Konfiguration des gerade geschmiedeten Stahlmaterials während des Heißschmiedens folgt. Bei dieser Erfindung kann daher das optimale Schmiermittel für schwer zu schmiedende Materialien leicht gewonnen werden.
Gemäß dem ersten Verfahren der Erfindung wird, während das elektrisch geerdete lineare Material durch die elektrostatische Sprühkammer hindurchtritt, das elektrisch geladene Partikel-Schmiermittel auf die Oberfläche des linearen Materials aufgrund der Coulomb-Kraft gsprüht, die sich aus der Potentialdifferenz zwischen dem Partikel- Schmiermittel und dem linearen Material ergibt. Da das lineare Material elektrisch geerdet ist, wird das Partikel-Schmiermittel gleichförmig über die Oberfläche des linearen Materials in der elektrostatischen Sprühkammer angezogen. Nachdem das Partikel-Schmiermittel auf die Oberfläche des linearen Materials hin angezogen wird, wird die Oberfläche des Materials auf den Temperaturbereich erhitzt, der dem Schmelzpunkt der thermisch schmelzenden Substanz des Partikel-Schmiermittels entspricht. Die thermisch schmelzende Substanz des Partikel-Schmiermittels schmilzt daraufhin und haftet an der Oberfläche des linearen Materials. Zeitgleich haftet die Schmiermittelsubstanz des Partikel-Schmiermittels, die thermisch nicht schmilzt, mit der thermisch schmelzenden Substanz des Partikel-Schmiermittels auf der Oberfläche des linearen Materials zusammen. Das Partikel-Schmiermittel haftet gleichförmig an der Oberfläche des linearen Materials, was zu einer gleichmäßig dicken Beschichtung aus Schmiermittel führt. Diese gleichförmige Beschichtung aus Schmiermittel verhindert, daß das geschmiedete lineare Material in der Schmiedevorrichtung verbrennt, und sorgt für eine ausreichende Schmierleistung. Die Schmierleistung kann weiter verbessert werden, indem man eine für ihren Zweck geeignete Schmiersubstanz auswählt und dabei die Dicke der Beschichtung aus Schmiermittel einstellt.
Da gemäß dem zweiten Verfahren der Erfindung das lineare Material vorerhitzt wird, haftet das Partikel-Schmiermittel gleichmäßig auf der Oberfläche des linearen Materials aufgrund der Coulomb-Kraft, während es schmilzt, wodurch sich eine effektive Beschichtung aus Schmiermittel ausbildet.
Wenn das erste und das zweite Verfahren mit einer Inline-Schmiedevorrichtung kombiniert werden, wird die Schmiedeeffizienz weiter erhöht.
Bei dem ersten Verfahren umfaßt ein Element zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel ein Element zum Zuführen eines aufgewickelten linearen Materials in das Schmiedeelement sowie ein Element zum elektrischen Erden des aufgewickelten linearen Materials über eine Trägerwalze oder ein anderes Element, das mit dem zugeführten, aufgewickelten linearen Material in Berührung ist. Die Inline- Schmiedevorrichtung umfaßt auch eine elektrostatische Sprühkammer, mit der man das Partikel-Schmiermittel auf der Oberfläche des zugeführten Materials zum Haften bringt, und eine Heizeinrichtung zum Erhitzen der Oberfläche des linearen Materials, das die elektrostatische Sprühkammer verlassen hat, auf eine vorbestimmte Temperatur. Die Oberfläche des linearen Materials wird mit Infrarotstrahlen oder mittels eines Induktionserhitzers aufgeheizt. Das lineare Material wird dann von dem Element zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel einem Schmiedeelement zugeführt. Folglich wird die Schmiedeeffizienz erhöht. Die auf der Oberfläche des linearen Materials ausgebildete effektive Beschichtung aus Schmiermittels verhindert, daß das lineare Material verbrennt.
Bei dem zweiten Verfahren wird das Heizelement bereitgestellt, bevor das lineare Material der elektrostatischen Sprühkammer ausgesetzt wird. Die Oberfläche des linearen Materials wird zuerst erhitzt durch einen hindurchgeleiteten elektrischen Gleichstrom oder mittels eines Induktionserhitzers.
Es können verschiedene Arten von Partikel-Schmiermitteln für dieses erste und dieses zweite Verfahren verwendet werden. Wenn z.B. das erste Verfahren mit einer Inline- Schmiedevorrichtung zum Kaltschmieden kombiniert wird, besteht das Partikel- Schmiermittel aus dem Gemisch aus anorganischem Salz als Schmiersubstanz und einem tiefschmelzenden Polyethylen oder einem tiefschmelzenden Polyvinylalkohol als thermisch schmelzende Substanz mit ihrem Schmelzpunkt zwischen 50º C und 60º C. Nachdem das lineare Material durch die elektrostatische Sprühkammer hindurchgetreten ist, wird das lineare Material mit dem an seiner Oberfläche haftenden Partikel-Schmiermittel auf eine Temperatur zwischen 50º C und 60º C erhitzt. Das tiefschmelzende Polyethylen schmilzt und haftet an der Oberfläche des linearen Materials, wodurch die gleichmäßig dicke Beschichtung aus Schmiermittel gebildet wird, welche das anorganische Salz enthält.
Für das Warmschmieden wird ein Partikel-Schmiermittel je nach der Schmiedetemperatur ausgewählt. So besteht z.B. ein Partikel-Schmiermittel aus gewöhniichem Polyethylen-Harz mit einem Schmelzpunkt zwischen etwa 80º C und 100º C und tiefschmelzendem Glas als Schmiersubstanz. Das lineare Material wird je nach dem Schmelzpunkt von Polyethylen auf eine Temperatur zwischen 80º C und 100º C erhitzt. Das zweite Verfahren dieser Erfindung läßt sich anwenden, da in dem Verfahren das lineare Material erhitzt wird, bevor es in die elektrostatische Sprühkammer eingeleitet wird. Man könnte allerdings auch das erste Verfahren verwenden.
Die Substanz, die bei einer relativ tiefen Temperatur schmilzt und auch als Schmiermittel wirkt, wie z.B. Stearat, könnte als ein individuelles Partikel- Schmiermittel verwendet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Schmiedevorrichtung.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Elements zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel in der Schmiedevorrichtung.
Fig. 3A bis 3E sind erklärende Ansichten, welche die Konfiguration bei jedem Schmiedeschritt eines Verankerungsbolzens aus SUS430-Stahl zeigen.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines weiteren Elements zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In dem Ausführungsbeispiel wird ein SUS430-Stahl zu einem Verankerungsbolzen geschmiedet, wobei die in Fig. 1 und 2 gezeigte Schmiedevorrichtung mit den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten verwendet wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Schmiedevorrichtung 1 eine Inline-Vorrichtung zum Schneiden eines Stahlmaterials vor dem Schmieden. Ein Ausgangsmaterial 3 in Form einer Spule wird mittels einer Klemmwalze (nicht gezeigt) geradegebogen, mittels einer Heizvorrichtung (nicht gezeigt) erhitzt und in ein Gehäuse 1a geführt. Das Ausgangsmaterial 3 wird der Reihe nach mittels einer Schneidvorrichtung 5, die in dem Gehäuse 1a beweglich ist, zu Bolzen 7 mit vorbestimmten Abmessungen geschnitten. Jeder der Bolzen 7 wird aus der Schneidvorrichtung 5 mittels einer Schiebevorrichtung 9 herausgeschoben und durch eine Überführungsvorrichtung 10 aufgefangen. Die durch die Überführungsvorrichtung 10 gehaltenen Bolzen 7 werden durch eine erste Metallform 11, eine zweite Metallform 12, eine dritte Metallform 13, eine vierte Metallform 14 und weitere aufeinanderfolgende Metallformen (nicht gezeigt) geführt, um geschmiedet zu werden. In der Schmiedevorrichtung 1 ist eine elektrostatische Schmiermittel-Auftragungsvorrichtung 20 zwischen der ersten Metallform 11 und der zweiten Metallform 12 zwischengeschaltet, um, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Beschichtung aus Schmiermittel auf beiden geschnittenen Endflächen 7a und 7b jedes Bolzens 7 auszubilden.
Die Auftragungsvorrichtung 20 ist in der Schmiedevorrichtung 1 genauso wie die erste bis vierte Metallform 11, 12, 13 und 14 abnehmbar eingebaut. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Auftragungsvorrichtung 20 einen zylindrischen Körper 21 auf, der aus elektrisch isolierendem Material besteht und eine mittige Bohrung 21a darin hat. Ein Ende der mittigen Bohrung 21a ist durch einen Auswerferstift 23 geschlossen. Ein Aushauer 25 erstreckt sich in das andere Ende der mittigen Bohrung 21a, um das andere Ende zu schließen. Durch das vollständige Schließen der mittigen Bohrung 21a rnittels des Auswerferstiftes 23 und des Aushauers 25 wird in der mittigen Bohrung 21a ein Raum 27 zur Ausbildung einer Beschichtung aus Schmiermittel gebildet. Der Auswerferstift 23 hat denselben Aufbau und dieselbe Funktionsweise wie die Auswerferstifte 11a, 12a, 13a und 14a, die jeweils in der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Metallform 11, 12, 13 und 14 vorgesehen sind. Der Aushauer 25 hat den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise wie die Schmiedeaushauer 11b, 12b, 13b und 14b, die jeweils in der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Metallform 11, 12, 13 und 14 vorgesehen sind, mit der Ausnahme, daß der Aushauer 25 ein Doppelgehäuse mit einem darin angeordneten Stift 29 hat. Der Stift 29 wird getrennt von dem Aushauer 25 angetrieben und kann in den Raum 27 zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel hinein und aus ihm heraus bewegt werden. Die mittige Bohrung 21a in dem zylindrischen Körper 21 hat beinahe den gleichen Durchmesser wie der äußere Durchmesser des in der ersten Metallform 11 geschmiedeten Bolzens 7. Das Einlaßende der mittigen Bohrung 21a ist durch eine Buchse verstärkt.
Schmiermittel-Zufürdurchtritte 31 und 32 und Schmiermittel-Auslaßdurchtritte 33 und 34 sind aus einem elektrisch isolierenden Material in der mittigen Bohrung 21a gebildet. Ein Ende der Schmiermittel-Zufuhrdurchtritte 31 und 32 münden in die Seitenwand des zylindrischen Körpers 21 gegenüber einem Ende der Schmiermittel- Auslaßdurchtritte 33 und 34, die in die mittige Bohrung 21a münden. Der zylindrische Körper 21 der Auftragungsvorrichtung 20 besitzt auch Bolzen 35 und 36, die aus leitfähigem Material bestehen. Die Bolzen 35 und 36 sind diametral entgegengesetzt zueinander in den Seitenwänden der Bohrung 21a um deren Mittelpunkt herum angeordnet. Die Bolzen 35 und 36 werden durch Schraubenfedern 37 und 38, die hinter den Bolzen 35 bzw. 36 angeordnet sind, in den Raum 27 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel hinein und heraus gedrückt. Jeder der Bolzen 35 und 36 ist elektrisch geerdet.
Die Schmiermittel-Zufuhrdurchtritte 31 und 32 werden von einer Zufuhrleitung 41 abgezweigt. Die Zufuhrleitung 41 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und kommt von einem Schmiermittelbehälter 40, der pulverisiertes Schmiermittel enthält. Andererseits vereinigen sich die Schmiermittel-Auslaßdurchtritte 33 und 34 und bilden eine Förderleitung 42, die zu dem Schmiermittelbehälter 40 führt. Die Zufuhrleitung 41, die Schmiermittel-Zufuhrdurchtritte 31, 32, die Schmiermittel- Auslaßdurchtritte 33, 34 und die Förderleitung 42 bilden somit einen geschlossenen Kreis zum Zuführen und Sammeln des pulverförmigen Schmiermittels von und zu dem Schmiermittelbehälter 40. Nach der Verzweigung der Zufuhrleitung 41 sind elektrische Ladungselemente (Spulen) 45 und 46 an den Schmiermittel-Zufuhrdurchtritten 31 bzw. 32 vorgesehen. Die Elemente 45 und 46 ermöglichen eine Korona-Entladung von einer Hochspannungsquelle 43 mit einer Gleichstrom-Hochspannung. Die Hochspannung-Leistungsquelle 43 führt eine Spannung von 80 kV an die Elemente 45 und 46 heran.
Es wird nun die Vorgehensweise in dem Vorgang zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel durch die Schmiedevorrichtung 1 beschrieben Nach Beendigung des geringfügigen Schmiedens des Bolzens 7 in der ersten Metallform 11 wird der Bolzen 7 durch die Überführungsvorrichtung 10 zu dem Einlaß des zylindrischen Körpers 21 der Auftragungsvorrichtung 20 überführt. Daraufhin wird der Bolzen 7 durch den Aushauer in den Einlaß der mittigen Bohrung 21a in den zylindrischen Körper 21 gezwungen. Gleichzeitig verschließt der Aushauer 25 den Einlaß der mittigen Bohrung 21a, wodurch der vollständig geschlossene Raum 27 zur Ausbildung der Beschichtung aus Schmiermittel gebildet wird. Daraufhin wird der Stift 29 angetrieben, um den Bolzen 7 weiter in den Raum 27 zur Ausbildung der Beschichtung aus Schmiermittel zu drücken. Der Bolzen 7 kommt dann mit den Bolzen 35 und 36 in Eingriff, und der Stift 29 zieht sich in den Aushauer 25 zurück. Der Bolzen 7 wird durch die Bolzen 35 und 36 elektrisch geerdet und in dem vollständig geschlossenen Raum 27 zur Ausbildung der Schmiermittelbeschichtung gehalten.
Das pulverisierte Schmiermittel wird durch eine Förderpumpe 51 von dem Schmiermittelbehälter 40 zu den Elementen 45 und 46 gepumpt, in denen das pulverisierte Schmiermittel mit einer Hochspannung geladen wird. Das pulverisierte Schmiermittel von den Elementen 45 und 46 wird über die Schmiermittel-Zufuhrdurchtritte 31 und 32 in den Raum 27 zur Ausbildung der Schmiermittelbeschichtung eingeleitet. Daraufhin wird das pulverisierte Schmiermittel in dem Raum 27 zur Ausbildung der Schmiermittelbeschichtung auf die geschnittenen Endflächen 7a und 7b, des Bolzens 7 elektrisch angezogen, wobei die Coulomb-Kraft verwendet wird, die sich aus der Potentialdifferenz zwischen dem pulverisierten Schmiermittel und dem Bolzen 7 ergibt. Da das elektrische Potential auf den geschnittenen Endflächen 7a und 7b des Bolzens 7 gleichförmig Null ist, wird eine gleichmäßig dicke Beschichtung aus Schmiermittel auf den geschnittenen Endflächen 7a und 7b ausgebildet. Der Überschuß an pulverisiertem Schmiermittel wird durch eine Rückförderpumpe 52 von dem Raum 27 zur Ausbildung der Schmiermittelbeschichtung durch die Schmiermittel- Auslaßdurchtritte 33 und 34 zu dem Schmiermittelbehälter 40 zurückgeführt. In den Schmiermittel-Auslaßdurchtritten 33 und 34 entfernt ein Fliehkraft-Staubabscheider 54 grobe Partikel, und ein Ausstoßfilter 55 entfernt feine Partikel. Der Bolzen 7 mit der auf den geschnittenen Endflächen 7a und 7b ausgebildeten Schmiermittelbeschichtung wird aus dem zylindrischen Körper 21 der Auftragungsvorrichtung 20 durch den nach vorne angetriebenen Auswerferstift 23 herausgeschoben. Daraufhin wird der Bolzen 7 von der Überführungsvorrichtung 10 aufgefangen und zu der zweiten Metallform 12 überführt.
In der Schmiedevorrichtung 1 mit der oben erwähnten Struktur wurde SUS430-Stahl zu dem Verankerungsbolzen in den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten geschmiedet, wobei das Schmiermittel verwendet wurde, das für das erste bis vierte weiter unten beschriebene Ausführungsbeispiel vorbereitet wurde. Je nach der Konfiguration der Teile und der Anzahl der Schmiedeschritte wurden die Untereinheiten der Metallformen 11, 12, 13 und 14 in die Schmiedevorrichtung 1 eingebaut oder aus ihr ausgebaut. Die Materialien der Schmiedeaushauer 11b, 12b, 13b und 14b der Metallformen 11, 12, 13 und 14 sind in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1 Gehalt Gesinterter Stahl gemäß SKH 53 Härte (HRC)
Der Erweichungspunkt, auf den in der vorhergehenden Diskussion Bezug genommen wurde, ist die Temperatur, bei der die Temperatur des Harzes mit einer Geschwindigkeit von 1º C/Min. angehoben wird, wobei die Messung mittels einer Nadel mit einem Durchmesser von 3 mm durchgeführt wird, die in das Harz bis auf eine Tiefe von 1 mm eindringt. In dem Ausführungsbeispiel beruht der Erweichungspunkt auf derartigen Meßbedingungen, ist jedoch üblicherweise der gleiche wie der über seine Eigenschaften allgemein definierte Erweichungspunkt.

ERSTES BEISPIEL

80 Gew.-% von Copolymerpolyester-Harz mit dem Erweichungspunkt von 110º C und 20 Gew.-% Glas mit der Übergangstemperatur von 504º C wurden mittels einer Schmelz-Knetmaschine bei 250º C geknetet, in Späne zerkleinert und mit einer Mühle zu Partikeln gemahlen, wodurch man das Partikel-Schmiermittel für die Schmiedeschritte mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 70 µm erhielt.
In der Schmiedevorrichtung 1 wurde das Ausgangsmaterial 3 aus SUS430-Stahl zuerst zu Bolzen 80 geschnitten, das auf die oben geschilderte Art vorbereitete Partikel- Schmiermittel wurde auf die geschnittenen Endflächen 80a und 80b der Bolzen 80 aufgetragen, und die Bolzen 80 wurden dann in den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten zu Verankerungsbolzen 82 geschmiedet.
Das Ausgangsmaterial 3 wurde vor dem Schmieden auf 200º C vorerhitzt. Die sich aus dem ersten Ausführungsbeispiel ergebende Stückzahl ist in Tabelle 2 gezeigt. Die Stückzahl gibt die Anzahl der Produkte an, die mittels der Schmiedevorrichtung 1 ohne Austausch eines Schmiedeaushauers hergestellt wurden. Eine größere Stückzahl ist ein Hinweis auf eine bessere Schmiedbarkeit.

ZWEITES UND DRITTES BEISPIEL

15 Gew -% von Polyvinylalkohol-Partikeln und 85 Gew.-% Glaspartikel wurden in einer Mischvorrichtung gemischt, wodurch man ein Partikel-Schmiermittel für die Schmiedeschritte erhielt. Die Polvvinylalkohol-Partikel hatten einen Erweichungspunkt von 196º C und einen mittleren Partikeldurchmesser von etwa 30 µm, während die Glaspartikel eine Übergangstemperatur von 504º C und einen mittleren Partikeldurchmesser von etwa 50 µm hatten.
In der Schmiervorrichtung 1 wurde im wesentlichen auf die in dem ersten Beispiel ausführlich beschriebene Art das Ausgangsmaterial 3 aus SUS430-Stahl zu den Bolzen 80 geschnitten, das auf die oben beschriebene Art vorbereitete Partikel-Schmiermittel wurde auf die geschnittenen Endflächen 80a und 80b der Bolzen 80 aufgetragen, woraufhin dann die Bolzen 80 in den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten zu den Verankerungsbolzen 82 geschmiedet wurde.
Für das zweite Beispiel wurde das Ausgangsmaterial auf 200º C vor dem Schmieden vorerhitzt. Für das dritte Beispiel wurde das Ausgangsmaterial 3 auf 400º C vorerhitzt. Die sich aus diesen Ausführungsbeispielen ergebende Stückzahl ist in Tabelle 2 gezeigt.

VIERTES BEISPIEL (ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG)

75 Gew.-% von Partikeln aus 4-Fluoroethylen-Harz und 25 Gew.-% von Partikeln aus Titanoxid wurden durch eine Mischvorrichtung gemischt, was zu dem Partikel- Schmiermittel für die Schmiedeschritte führte. Die Partikel aus 4-Fluoroethylen-Harz hatten einen Erweichungspunkt von 330º C und einen mittleren Partikeldurchmesser von etwa 40 µm, während die Titanoxid-Partikel einen mittleren Partikeldurchmesser von etwa 0,5 µm hatten.
In der Schmiedevorrichtung 1 wurde auf die in Beispiel 1 ausführlich beschriebene Art das Ausgangsmaterial 3 zu Bolzen 80 geschnitten, das auf die oben beschriebene Art vorbereitete Partikel-Schmiermittel wurde auf die geschnittenen Endflächen 80a und 80b der Bolzen 80 aufgetragen, und die Bolzen 80 wurden dann in den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten zu den Verankerungsbolzen 82 geschmiedet.
Das Ausgangsmaterial 3 wurde auf 400º C vor dem Schmieden vorerhitzt. Die sich aus dem vierten Beispiel ergebende Stückzahl ist in Tabelle 2 gezeigt.

ERSTER UND ZWEITER VERGLEICH

In der Schmiedevorrichtung 1 wurde genau wie bei den Beispielen das Ausgangsmaterial 3 aus SUS430-Stahl in Bolzen 80 geschnitten, und die Bolzen 80 wurden in den in Fig. 3A bis 3E gezeigten Schritten zu Verankerungsbolzen 82 geschmiedet. Im Gegensatz zu den Beispielen wurde Schmieröl auf die geschnittenen Endflächen 80a und 80b des Bolzens 80 anstelle des Partikel-Schmiermittels aufgetragen. Das Ausgangsmaterial 3 wurde auf 200º C und 400º C vor dem Schmieden vorerhitzt. Die sich aus diesen Vergleichen ergebende Stückzahl ist in Tabelle 2 gezeigt. Es wurde ein Schmieröl mit dem Markennamen "Neocool SPH-3B" verwendet, das von Matsumura Sekiyu in Japan hergestellt wird.
Wie aus Tabelle 2 klar ersichtlich, trägt das auf die geschnittenen Endflächen 80a und 80b der Bolzen 80 des SUS430-Stahls aufgetragene Partikel-Schmiermittel zur Zunahme der Stückzahl bei. Die Partikel- Schmiermittel für das erste bis vierte Beispiel erhöhten effektiv die Stückzahl aus dem schwer zu bearbeitenden SUS430- Stahlmaterial. In dem zweiten Vergleich ließ sich das SUS430-Stahlmaterial nicht schmieden, weil das Schmieröl nicht in der Lage war, den hohen Temperaturen zu widerstehen, und das Stahlmaterial verbrannte in der Metallform. TABELLE 2 MATERIAL-ERHITZUNGS TEMPERATUR STÜCKZAHL ERSTES BEISPIEL ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL (VIERTES BEISPIEL ERSTER VERGLEICH ZWEITER NICHT SCHMIEDBAR
Ein Verfahren zum elektrostatischen Aufsprühen von Partikel-Schmiermittel auf die Oberfläche des zu schmiedenen Materials wird nun erklärt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Vorrichtung 101 zum Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel vor einer Schmiedevorrichtung 107 der Inline-Schneide-Bauart vorgesehen.
In der Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel ist eine Zuführwalze 105 befestigt, um ein lineares Material 103 in Form einer Spule durch die Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel zuzuführen. Eine elektrostatische Sprühkammer 109 ist zwischen der Zuführwalze 105 und der Schmiedevorrichtung 107 zwischengeschaltet. Eine Gleichstrom leitenden Heizeinheit 111 ist zwischen der Zuführwalze 105 und der elektrostatischen Sprühkammer 109 zwischengeschaltet. Das lineare Material 103 wird von Erdwalzen 113 getragen, die zwischen der Gleichstrom leitenden Heizeinheit 111 und der elektrostatischen Sprühkammer 109 angeordnet sind. Eine Induktionsheizeinheit 115 ist zwischen der elektrostatischen Sprühkammer 109 und der Schmiedevorrichtung 107 bereitgestellt. Das lineare Material 103 wird von der Zufuhrwalze 105 durch die Gleichstrom- Heizeinheit 111, die Erdwalzen 113, die elektrostatische Sprühkammer 109 und die Induktionsheizeinheit 115 in die Schmiedevorrichtung 107 der Inline-Schneide-Bauart zugeführt.
Die Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel weist auch eine Auftragungsvorrichtung 120 zum Zuführen des Partikel-Schmiermittels in die elektrostatische Sprühkammer 109 auf. Die Auftragungsvorrichtung 120 umfaßt einen Dispergiertank 121, der das Partikel-Schmiermittel enthält, eine Zapfleitung 123 zum Einleiten des Partikel-Schmiermittels von dem Dispergiertank 121 in die elektrostatische Sprühkammer 109, eine Luftzuführeinheit 125, um der Zapfleitung 123 Luft zuzuführen, und eine elektrostatische Aufladungsvorrichtung 127, die an dem Ende der Zapfleitung 123 befestigt ist. Die elektrostatische Aufladungsvorrichtung ermöglicht eine Korona-Entladung von einer Hochspannung-Leistungsquelle (nicht gezeigt) mit Gleichstrom-Hochspannung und lädt das Partikel-Schmiermittel an dem Ende der Zapfleitung 123 auf. Das Partikel-Schmiermittel wird somit aufgeladen und in die elektrostatische Sprühkammer 109 eingesprüht.
Das Partikel-Schmiermittel wird aufgeladen und durch die Auftragungsvonrichtung 120 in die elektrostatische Sprühkammer 109 gesprüht. Die elektrostatische Aufladungsvorrichtung 127 ist mit einem Ventil 129 ausgestattet. Durch das Ventil 129 wird Luft in die elektrostatische Aufladungsvorrichtung 127 geblasen. Die Konzentration des gesprühten Partikel-Schmiermittels wird unter Verwendung der durch das Ventil 129 geblasenen Luft eingestellt.
Um überflüssiges Partikel-Schmiermittel zu sammeln, umfaßt die Auftragungsvorrichtung 120 einen Schmiermittel-Auslaßdurchtritt 131 und einen Fliehkraft-Staubabscheider 133. Das überflüssige Partikel-Schmiermittel wird durch den Schmiermittel-Auslaßdurchtritt 131 in dem Fliehkraft-Staubabscheider 133 gesammelt, der filtert und das gesammelte Partikel-Schmiermittel in den Dispergiertank 121 zur Rückführung in den Kreislauf einspeist. Der Fliehkraft-Staubabscheider 133 ist mit einem Sackfilter 135 und einem Vibrator 137 ausgestattet. Der Sackfilter 135 wird durch den Vibrator 137 in Vibration versetzt, entfernt grobe Partikel von dem Partikel- Schmiermittel und führt das Partikel-Schmiermittel einem Gebläse 139 zu. Das Gebläse 139 entfernt seinerseits feine Partikel von dem Partikel-Schmiermittel. Folglich wird das Partikel-Schmiermittel mit einem Partikeldurchmesser von etwa 30 µm dem Dispergiertank 121 zugeführt. Neues Partikel-Schmiermittel, das dem Dispergiertank 121 zugeführt wird, hat auch einen Partikeldurchmesser von etwa 30 µm. Ein Lufteinlaß 141 ist am Boden des Dispergiertanks 121 vorgesehen. Durch den Lufteinlaß 141 wird Luft in den Dispergiertank 121 eingeblasen, wodurch verhindert wird, daß sich das Partikel-Schmiermittel in Blöcke formt, und das Partikel- Schmiermittel in dem Dispergiertank 121 dispergiert bleibt.

FÜNFTES BEISPIEL (ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG)

80 Gew.-% Copolymerpolyester-Harz mit einem Erweichungspunkt von 110º C und 20 Gew.-% Titanoxid wurden mittels einer Schmelz-Knetmaschine bei 250º C geknetet, in Späne zerkleinert und durch eine Mühle zu Partikeln gemahlen, was zu dem Partikel-Schmiermittel mit dem mittleren Partikeldurchmesser von etwa 30 µm führte.
Das lineare Material 103 aus SUS430-Stahl wurde auf 180º C vorerhitzt und durch die elektrostatische Sprühkammer 109 gefördert, in welcher das Partikel-Schmiermittel auf die Oberfläche des linearen Materials aufgetragen wurde. Das lineare Material wurde abgekühlt, und eine Beschichtung aus Schmiermittel wurde auf der Oberfläche des linearen Materials ausgebildet. Das lineare Material mit der auf ihm ausgebildeten Beschichtung aus Schmiermittel wurde durch Kaltschmieden mittels eines Teileformungselements in der Schmiedevorrichtung 107 zu kleinen Schrauben umgeformt, ohne daß man das Schmieröl verwendete.
Die Schmiedevorrichtung 107 wurde zum Kaltschmieden der kleinen Schrauben aus dem linearen Material 103 mit der darauf ausgebildeten Beschichtung aus Schmiermittel aus dem Partikel-Schmiermittel des fünften Ausführungsbeispiels über zehn Stunden hinweg betrieben. Während des Kaltschmiedens wurde verhindert, daß das lineare Material 103 in der Metallform in der Schmiedevorrichtung 107 verbrennt. Im Gegensatz zu dem Schmieröl wurde verhindert, daß das Partikel-Schmiermittel herumgespritzt wurde. Dementsprechend wurde eine gute Schmiedeumgebung gewährleistet.
Es wird nun der Betrieb der in Fig. 4 gezeigten Schmiermittelbeschichtungs- Ausbildungsvorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche des linearen Materials 103 beschrieben.
Zunächst wird das Kaltschmieden erklärt. Beim Kaltschmieden ist das lineare Material 103 auf Raumtemperatur, bevor es in die Schmiedevorrichtung 107 der Inline- Schneide-Bauart eingeführt wird. Das erste Verfahren der Erfindung wird auf das Kaltschmieden angewandt. Als Partikel-Schmiermittel wird ein Gemisch aus tiefschmelzendem Polyethylen, tiefschmelzendem Polyvinylalkohol und anorganischem Salz verwendet. Das tiefschmelzende Polyethylen und der tiefschmelzende Polyvinylalkohol haben einen Schmelzpunkt zwischen 50º C und 60º C. Der Partikeldurchmesser des Partikel-Schmiermittels wird zwischen 40 µm und 50 µm eingestellt. Das wie oben vorbereitete Partikel-Schmiermittel befindet sich in dem Dispergiertank 121. Das lineare Material 103 wird auf die Zuführwalze 105 gebracht. Daraufhin wird die Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel angetrieben, während die Gleichstrom-Heizeinheit 111 nicht angetrieben wird. Das lineare Material 103 wird von der Zuführwalze 105 zugeführt, durch die Erdwalzen 113 elektrisch geerdet und wird durch die elektrostatische Sprühkammer 109 geführt, in der das soeben aufgeladene Partikel-Schmiermittel durch die Auftragungsvorrichtung 120 versprüht wird. Es wirkt eine Coulomb-Kraft zwischen dem Partikel-Schmiermittel und dem linearen Material 103, die sich aus der Potentialdifferenz dazwischen ergibt. Da das elektrische Potential auf der Oberfläche des linearen Materials 103 gleichmäßig Null ist, wird das Partikel-Schmiermittel auf der Oberfläche des linearen Materials 103 je nach der Länge der elektrostatischen Sprühkammer 109 gleichmäßig angezogen. Das lineare Material 103 mit dem auf seine Oberfläche gleichmäßig angezogenen Partikel-Schmiermittel wird von der elektrostatischen Sprühkammer 109 in die Induktionsheizeinheit 115 eingeleitet. In der Induktionsheizeinheit 115 wird die Oberfläche des linearen Materials 103 auf 50º C bis 60º C aufgeheizt. Daher schmelzen das tiefschmelzende Polyethylen und der tiefschmelzende Polyvinylalkohol, um auf der Oberfläche des linearen Materials 103 zu haften. Das anorganische Salz haftet an dem geschmolzenen Polyethylen und Polyvinylalkohol auf der Oberfläche des linearen Materials 103. Somit wird das Partikel-Schmiermittel zu einer Beschichtung aus Schmiermittel ausgebildet, die auf der Oberfläche des linearen Materials 103 haftet.
Wenn das lineare Material 103 durch die Induktionsheizeinheit 115 hindurchtritt, wird die Oberfläche des linearen Materials 103 geringfiigig soweit erhitzt, daß das tiefschmelzende Polyethylen und der Polyvinylalkohol geschmolzen werden. Daher hat die Oberfläche des linearen Materials 103 beinahe Raumtemperatur effeicht, bevor das lineare Material 103 in die Schmiedevorrichtung 107 zum Kaltschmieden eingeführt wird. Die Temperatur der Oberfläche des linearen Materials 103 eignet sich zum Kaltschmieden. Während des Kaltschmiedens verhindert eine auf der Oberfläche des linearen Materials 103 ausgebildete gleichmäßig dicke Beschichtung aus Schmiermittel, daß das lineare Material 103 in der Schmiedevorrichtung 107 verbrennt.
Nun wird das Warmschmieden des linearen Materials 103 bei einer Temperatur zwischen 80º C und 100º C erklärt. Das zweite Verfahren der Effindung wird auf das Warmschmieden angewandt. Als Partikel-Schmiermittel wird ein Gemisch aus Polyethylen und tiefschmelzendem Glas verwendet. Der Schmelzpunkt von Polyethylen liegt zwischen 80º C und 100º C, genau wie die Schmiedetemperatur.
Für das Warmschmieden wird die Gleichstrom leitende Heizeinheit 111 so angetrieben, daß das lineare Material 103 auf eine Temperatur zwischen 80º C und 100º C erhitzt wird, bevor das lineare Material 103 in die elektrostatische Sprühkammer 109 eingeleitet wird. Die Induktionsheizeinheit 115 wird im Gegensatz zu dem Kaltschmiedevorgang nicht angetrieben. Daher kommt es in der elektrostatischen Sprühkammer 109 zu einem zeitgleichen Schmelzen und gleichmäßigem Haften des Partikel-Schmiermittels auf der Oberfläche des linearen Materials 103, wodurch eine gleichmäßig dicke Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche des linearen Materials 103 ausgebildet wird.
Die Dicken der Schmiermittelbeschichtungen sowohl beim Warmschmieden und beim Kaltschmieden werden gemäß irgendeinem von oder allen aus den Parametern Fördergeschwindigkeit des linearen Materials 103, Länge der elektrostatischen Sprühkammer 109 und Menge des versprühten Partikel-Schmiermittels eingestellt. Die Schmierleistung des Partikel-Schmiermittels wird je nach der Art des anorganischen Salzes oder des Partikel-Schmiermittels selbst eingestellt.
Wie zuvor erwähnt, lassen sich sowohl das erste als auch das zweite Verfahren bei der Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel verwenden. Bei beiden Verfahren ist die Potentialdifferenz zwischen dem aufgeladenen Partikel- Schmiermittel und der geerdeten Oberfläche des linearen Materials 103 gleichförmig. Das Partikel-Schmiermittel wird auf die Oberfläche des linearen Materials 103 in der elektrostatischen Sprühkammer 109 gleichmäßig angezogen. Bei dem ersten Verfahren wird das lineare Material 103 mit dem auf seiner Oberfläche gleichmäßig angezogenen Partikel-Schmiermittel von der elektrostatischen Sprühkammer 109 in die Induktionsheizeinheit 115 eingeführt. In der Induktionsheizeinheit 115 werden das tiefschmelzende Polyethylen und der tiefschmelzende Polyvinylalkohol geschmolzen, um auf der Oberfläche des linearen Materials 103 zu haften. Beim Warmschmieden wird das lineare Material 103 durch die Gleichstrom leitende Heizeinheit 111 erhitzt, bevor es in die elektrostatische Sprühkammer 109 eingeführt wird. In der elektrostatischen Sprühkammer 109 kommt es zu einem gleichzeitigen Schmelzen und gleichförmigem Haften des Partikel-Schmiermittels auf der Oberfläche des linearen Materials 103. Die so ausgebildete gleichförmig dicke Beschichtung aus Schmiermittel verhindert wirkungsvoll, daß das lineare Material 103 in der Metallform der Schmiedevorrichtung 107 verbrennt. Die Kombination der Vorrichtung 101 zum Ausbilden der Beschichtung aus Schmiermittel und der Schmiedevorrichtung 107 vereinfacht die Prozeßschritte zum Schmieden des linearen Materials 103 und erhöht die Schmiedeeffizienz.
Die Erfindung wurde oben anhand der in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben. Abwandlungen und Änderung ergeben sich für den Fachmann beim Lesen und beim Verstehen der Beschreibung. Obwohl die Ausführungsbeispiele zu Darstellungszwecken verwendet wurden, sollen jedoch alle derartigen Abwandlungen und Änderungen im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sein.
Das Auftropfen von Schmieröl könnte mit der Ausbildung der Beschichtung aus Schmiermittel kombiniert werden.

Claims

1. Verfahren zum elektrostatischen Ausbilden einer Beschichtung aus Schmiermittel auf der Oberfläche eines zu schmiedenden Stahlmatenals unter Verwendung eines Partikel-Schmiermittels mit einem thermisch schmelzenden Harz, das mit anorganischem Schmiermittel gemischt ist, wobei das Partikel-Schmiermittel elektrostatisch geladen und auf das Stahlmaterial gebracht wird, das auf eine der Schmelzeigenschaft des Schmiermittels entsprechende Temperatur aufgeheizt wird,

gekennzeichnet durch

elektrisches Erden des linearen Stahlmaterials (103), kontinuierliches und zeitgleiches Befördern des Stahlmaterials (103) durch eine elektrostatische Sprühkammer (109), bei der das kontinuierlich zugeführte Schmiermittel auf das lineare Stahlmaterial (103) elektrostatisch angezogen wird,

Befördern des linearen Stahlmaterials (103) durch eine Heizeinheit (115) zum Aufheizen der Oberfläche des linearen Stahlmaterials vor oder nach dem Sprühen, und

Befördern des linearen Stahlmaterials (103) nach dem Beschichten zu einer Schmiedevorrichtung (107), wobei das einmal als Beschichtung aufgetragene Schmiermittel an der Oberfläche des Stahlmaterials (103) während des gesamten Schmiedevorgangs ohne erneutes Beschichten während des Schmiedevorgangs haften bleibt und wobei das thermisch schmelzende Harz aus der aus Polyolefin-Harz, Polyamid-Harz, Polyethylen- Harz, Polyester-Harz, Polyvinylalkohol-Harz, Polyfluorethylen-Harz, Ethylenvinylacetat-Copolymer, Petroleum-Wachs und Polystyrol-Harz bestehenden Gruppe ausgewählt wird und das anorganische Schmiermittel aus der aus Titanoxid, kolloidalem Siliziumoxid, Bentonit-Ton, Talk, Graphitfluorid und Glimmer bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Partikel- Schmiermittel gemischt wird, indem man die Oberfläche des anorganischen Partikel- Schmiermittels mit thermisch schmelzendem Harz beschichtet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Hinzufügen eines feuerfesten Harz-Schmiermittels zu dem Partikel-Schmiermittel-Gemisch.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Einstellen der Schmelzviskosität des Partikel-Schmiermittel-Gemisches, indem man dem Gemisch ein Verdickungsmittel hinzufügt, das aus der aus kolloidalem Siliziumoxid, Ton, Talk, Titanoxid und Calziumcarbonat bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mischungsverhältnis aus thermisch schmelzendem Harz zu anorganischem Schmiermittel zwischen etwa 1: 99 und 99:1 Gewichtsanteilen, um das Partikel-Schmiermittel zu bilden, und durch eine Schmelzviskosität bei der Schmiedetemperatur von Stahlmaterial zwischen etwa 50 und 100.000 poise.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Mischungsverhältnis zwischen etwa 5:95 und 90:10 Gewichtsanteilen an Harz im anorganischen Schmiermittel.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Schmelzviskosität zwischen etwa 100 und 10.000 poise bei der Schmiedetemperatur des Stahlmaterials.