Verfahren zur Herstellung von Voll- und Hohlprofilen auf Strangpressen
Maßgcbund für (lic Leistung eitler Strangpresse
mit gegel)ettt@ttt slwzitisrltenr Pressendruck sind die
drei Faktoren Verfo@rnutngsgrad, hließdruck und
1'rcl.igescltwitt(ligl<ciu Grundsätzlich gestattet das
Strangi@rcsscn im Gegensatz zum Walzen und
t@cscnkscltmieden holte Verfortnungsgrade. Der
Flie[Mruck und die I'reßgeschwindigkeit stehen in
1>ekattnter @@-echscl@@ irkttttg zttcitiattder; ltei niedrigen
@crt@trnumgsteml>craturen steht einem ungünstig
hohen I' liel.i@iruch cine verlt<iltttisniäliig hohe Preß-
gescltwittcligkrit gc genüber; ltei ltolieti %'erfortnttrrgs-
temperaturcn liegen (he %rhältttisse umgekehrt.
Alts wirtschaftlichon Gesichtspunkten hat man beim
Stmttgprmsrn gruwisätzlich niedrige Verfortnungs-
t('tttl)cratttrctt cimgehaltett, da die Leistung einer
Strangpresse im Hinblick auf den im Gegensatz zum
Gesenkpressen langen Fließweg des herzustellenden
Werkstückes in erster Linie von der Prel.igeschwin-
digkeit lweinflulit wird. Bei gesteigerter Preß-
geschwindigkeit kommt es aber bei der Herstellung
von `"oll- und Hohlprofilen auf Stranglwessen ge-
gehenenfalls zu Sparmungen, die sich dahin aus-
wirken können, daß das Profil aufreißt. Nach
eitlem neuerdings bekanntgew@ordetien Schnellpreß-
verfahren wendet man erheblich höhere als die Ios-
her ültlichen Preßgeschwindigkeiten an und ver-
hindert eine die
hervorrufende
"llmlwratursteigerung des austretenden Stranges,
indem man die durch die höhere PreßgeschNvindig-
l:eit verursachte Mehrerzeugung an Verforntungs-
wärme durch Anwendung zeitweise oder dauernd gekühlter Werkzeuge
(Aufnehmer, Lochdorn, Preß-Stempel) und bzw. oder durch die Verminderung der l)lockeinsatztemperatur
ausgleicht. Nach einem weiteren Vorschlag werden ebenfalls hohe Preßgescli\vindigkeiteti,
aber im Gegensatz zu dein eben erwähnten Verfahren hohe Blockeinsatz- und Werkzeugtemperaturen
angewendet und die erzeugte hohe keibtings- und Verformungswärme unmittelbar an
ihrem 1?ntstehungsort, d. h. an der 1\tatrizenreihfläche, durch einen hier vorbeifließenden
\Värmeträger abgeführt. Die bei diesem Verfahren verwendete Matrize besitzt einen
in geringem Abstand von der :\latrizenreibfläclie ringförmig uni diese angeordnefen
Kanal, durch den der Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, mit einer Zuflußtemperatur
von etwa io- C fließt, und eine an der derReibfläche gegenüberliegenden Seite der
Kanalwand angeordnete\Värmeisolierung. Bei Versuchen des Erfinders, lxi denen Gußblöcke
aus Altimiiiiumlegierungen der Gattung Al-Cu-Mg mit über go °.!o Verpressungs-(frad
bei Blockeinsatztemperaturen von 49o= C mit Preßgeschwindigkeiten von 2_3 in/Min.
ohne irgendeine Kühlung der Werkzeuge zu Vlaclistangen verf()rnit wurden, wurde
nun festgestellt, daß der niit einer Temperatur von etwa 5do' C aus der Matrize
austretende Strang nicht die geringsten Risse oder ( )berflä chenfehler auf\vies,
trotzdem hierbei eile sog. Warmbruch auf Grund der bisherigen fachmäniiischen Erfahrungen
hätte erwartet \verden müssen. Dieses unerwartete Ergebnis veranlaßte den Erfinder
zu einer wohl erstmalig eindeutigen Klarstellung der Bedingungen, unter denen Risse
und Brüche beine Strangpressen Überhaupt auftreten. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse
ermöglichten es daim unter Benutzung der EIrgebnisse weiterer Versuche, die Bedingungen
festzulegen, unter denen (las nette Strangpreßverfahren nach der vorliegenden Hrfindung
mit den erwähnten hohen Stratigatistrittsteniperaturen und Preßgeschwindigkeiten
allgemein erfolgreich durchgeführt werden kann.Process for the production of solid and hollow profiles on extrusion presses Maßgcbund for (lic performance of vain extrusion press
with gel) ettt @ ttt slwzitisrltenr press pressure are the
three factors: degree of flow, closing pressure and
1'rcl.igescltwitt (ligl <ciu In principle, this allows
Strangi @ rcsscn in contrast to rolling and
t @ cscnkscltmieden got degrees of expansion. Of the
Flie [pressure and the stress speed are in
1> ekattnter @@ - echscl @@ irkttttg zttcitiattder; ltei low
@ crt @ trnumgsteml> craturen looks awkward
high I 'liel.i@iruch cine verlt <iltttisniäliig high press
gescltwittcligkrit gc opposite; ltei ltolieti% 'continuation-
temperature (the opposite is the case.
Alts from an economic point of view you have with
Stmttgprmsrn basically low fortification
t ('tttl) cratttrctt cimhaltett, since the performance of a
Extruder in terms of as opposed to
Die pressing long flow path of the product to be manufactured
Workpiece primarily from the Prel.
lweinflulit becomes. With increased pressing
But speed depends on the manufacturing process
of "" oll and hollow profiles on extruded
if necessary go to savings that are
can act that the profile tears open. To
Eitlem recently become known @ ordetien Schnellpress-
method is used significantly higher than the Ios
normal pressing speeds and
prevents a die
causing
"Increase in temperature of the exiting strand,
by reducing the
l: already caused additional generation of deformation
compensates for heat through the use of temporarily or permanently cooled tools (sensor, piercer, press punch) and / or by reducing the l) lock application temperature. According to a further suggestion, high compression forces are also used, but in contrast to the method just mentioned, high block insert and tool temperatures are used and the high temperature and deformation heat generated directly at its place of origin, i.e. at the die row surface, through one here passing \ heat transfer medium discharged. The die used in this process has a channel arranged at a small distance from the friction surface in a ring shape, through which the heat transfer medium, preferably water, flows at an inflow temperature of about 10 ° C, and one on the side of the channel wall opposite the friction surface \ Thermal insulation. In experiments by the inventor, in which cast blocks made of aluminum alloys of the Al-Cu-Mg type with more than 100% compression (frad at block application temperatures of 49 ° C with pressing speeds of 2_3 in / min It has now been established that the strand emerging from the die at a temperature of about 50 ° C did not show the slightest cracks or () surface defects, despite the fact that so-called hot fracture would be quick to do so on the basis of previous professional experience This unexpected result prompted the inventor to clarify, for the first time ever, the conditions under which cracks and breaks in extrusion presses occur at all (read nice extrusion processes according to the present invention with the mentioned high n Stratiform stepperatures and pressing speeds can generally be carried out successfully.
Nach den Beobachtungen des Erfinders treten beim Strangpressen von
metallischen Werkstoffen zwei Arten von Rissen und Brüchen auf, die im Bachfolgenden
als Gewaltbrüche in der Wärme und als eigentliche Warmbrüche bezeichnet \\-erden
sollen. Die erste Art von Brüchen macht sich in Vorm von Rissen bemerkbar, die unter
einem Winkel von etwa 45v gegen die Preßrichtung verlaufen; die zweite Art unterscheidet
sich schon rein äußerlich von den Brüchen der ersten Art dadurch, daß sie meistens
sehr tief in den Strang eindringen und unter einem Winkel von nicht ganz 9o-' zur
Preßriclitutig verlaufen. Aus der weiteren Beobachtung hei Mikrogefügeuntersuchungen,
daß die Brüche oder Risse erster Art intrakristallin, die der zweiten Art interkristallin
verlaufen, geht hervor, daß sie durch unterschiedliche Ursachen heditigt sein müssen.
Beide Arten von Brüchen werden trotzdem durch die gleiche dein Stratigpressen eigentümliche
Beanspruchung des Werkstoffs hervorgerufen.According to the inventor's observations, extrusion occurs from
metallic materials have two types of cracks and fractures, which follow in the stream
referred to as forced fractures in the heat and as actual hot fractures \\ - earth
should. The first type of fracture is noticeable in the form of cracks below
run at an angle of about 45v against the direction of pressing; the second type is different
outwardly from the fractures of the first kind in that they mostly
penetrate very deeply into the strand and at an angle not quite 9o to the
Proceeded in press terms. From further observation during microstructure studies,
that the fractures or cracks of the first kind are intracrystalline, those of the second kind are intergranular
run, it is clear that they must be hedged by different causes.
Both types of fractures are nevertheless peculiar to the same stressing
Caused stress on the material.
Der Kraftbedarf beine Formungsvorgang dient nämlich einesteils zur
Oberwindung des l,orinungs-
oder Fließwiderstandes und anderenteils zur ül)er-
windung der äußeren IZeibungskr;ifte. Der zti über-
windende Fließwiderstand (innere Reibung) der im
übrigen legierungsabhängig ist, ist im Kern und in
der Randzone der Stange glcich groll. Zii #;ei11eT-
ÜI)er\vitidung sind deshalb auch in Prellrichtung in
der Rand- und Kernzone der Stange gleich grolle
Kräfte erforderlich. Durch einen zusätzlichen Kraft-
aufwand inu(A der iitil.iere IZcil)ungs\viderstand an
der 1Vlatrizenreil)fl@iclie iil)er\vundeii werden, der sich
auf den äußeren Rand der Mange überträgt und
diesen gegenüber der 1%1ei-nzrnie in der dem Aus-
fließen entgegengesetzten Richtung zurückzuhalten
versucht. Hieraus ergeben sich zwischen der kand-
zone und der Kernzotte Spannungen, die gegrel)enell-
falls zur Xlaterialtr(!iiiittiig iin Werkstof führen
können.
Diese Trennung entstellt bei den grötiteuteils
intrakristallin verlaufenden, oben als Ge\\-altl)i-iiclie
in der Wärme bezeichneten Rissen infolge der bei
steigender Preßgeschwindigkeit bz\v. bei steigender
Temperatur des ausftiellellden Stranges den atif-
tretellden Beanspruchungen nicht mehr gewachsenen
Festigkeit der innerhalb oder all deii Grenzen der
Mischkristalle befindlichen heterogenen Bestand-
teile. Sie kann vermieden werden, \venn die Span-
nungen zwischen kand ttiid Kei-ii durch Anwendung
von Matrizen mit möglichst sclunaler IZeil)fl;iclic'
gering und die Festigkeit der liderogenen Bc;t2iii(1-
teile durch Anwendtiiig relativ inedrigci- Fliel.i-
geschwindigkeiten bzw. Strangatistrittstemperaturcn
hoch gehalten wird. Diese Arl)eitsweise ist z. B. beine
Strangpressen von Legierungen der Gattung A1-Cti-
\ig bisher gebräuchlich. Nach neuen l:rkcnntnisseil
des Erfinders ist alter auch noch ein zweiter Weg
zur Vermeidung der Gewaltbrüche in (lcr \\'ürme
möglich, der darin besteht, dal3 die Temperatur des
austretenden Stranges aus dein Gebiet unterhalt) der
Löslichkeitslinie mit hier verlf:iltnism@il.üg geringem
Delin- bzw. Arbeitsvertniigen der Beterogenen I 'Ic-
Standteile in das homo-ene Temperaturgebiet des
Mischkristalls mit erheblich gesteigertem l)clln-
bz\v. Arbeitsvermögen erliölit wird.
Die weiter oben als eigentliche Warnibriiche be-
zeichneten Erscheinungen treten bei höherer) Teilipe-
raturen als die Gewaltbrüche in der \Viirnie auf u11(1
werden bei Legierungen beobachtet, die eine 1)e-
grenzte Mischbarken ein testen Zustand aufweiset).
Sie haben ihre Ursache in dein 1,r\\-eiclieri derjenigen
im Mischkristall löslichen oder im Grundgefüge un-
gelösten heterogenen Gefügebestandteile der Korn-
gretizensul)stanz, deren Schmelzpunkte unterhalt)
des Soliduspunktes des Mischkristalls bzw. des
Grundgefüges lieben, wodurch die Brüche elftlang
den Korngrenzen ohne weiteres erklärlich sind. lii.
dein Temperaturgebiet, in dem ein @r\veichen bzw.
Anschmelzeil der im Mischkristall löslichen (te@üge-
bestandteile in (len l@oriigreiizcii stattliiiclet, besitzt
der Mischkristall bei gerin"eii absoluten Zerreil.l-
festigkeiten in jedem lall sclil)il eine so weit ge-
steigerte 1)elinutig, daß die Diltercuz z\visclieii (leii
am kand und im Kerii dei- Stange zur Auswirkuii-
kommenden Spannungen \'l'r@@h\\'lll(h'liil gering \\Ird
tititi dem \lischkristail ritt außerordentlich ge-
stei:;'crtcs I)eltnungs- lrztt. .At-beitsvermögen inne-
w()litit. Zur \-ernicicititit; der eigentlichen Warm-
hrüc lte ist es daher, arid darin bestellt (las Wesen der
vl)rliegetirlen I#:rtin(lung, erforderlich, durch dieVer-
fl)rmutigsllellitigungen eine spontan erfolgende,
praktisch vc)llstün(ligc =\uflüsuig dieser Bestand-
teile (ler @linlgrellzensul)stanz zu bewirken und ihr
\iscltmelzen zu vrrliinelei-n- Es wtir(le schon oben
atigccleutet, dal3 diese Bedingungen beispielsweise
hei :\luminiumlegierungen der Gattung Al-C'ti-lIg
ui-fiillt sind, weisst der austretende Strang eine
'I'cnilter:ittit vcltt etwa -4o-- C aufweist.
I;citn @tratl@llressen vl)tl l_e@ierungen, wie denen
der ti:ttttttig A1-\1- mit z. I;. ,-°/o Magnesittni, deren
Sc)liclusl,uikt hei ;I0 ( liegt, wurdest normaler-
weise olie t@ewaltl>rüchc in der Wärme gar nicht
Ilcclllachtet, (-:l 111f01 -e (ler bei diesen
Legierungen
angewetleletett \"erfc)rintngslte<liigungen dieTetipe-
ratur Iltis @tratt@@es in der \I:ttrizenc)ttiiutig schon bis
auf et (v a @+4o t` ei-ltiiht wurde und daher so tveit an
den S()lidusilutikt heranrückte, daß deni Misch-
kristall b(#i fliC°scit 'henilteratttren ein -tolles Dehti-
vcrmiigett inttewl>hite. ()berhall) dieses Temperatur-
bereiches e-,istiert aller für die Straiigaustritts-
tem@rcratur dieser I.egicrungen ein kritischer Vber-
gat@gsl>ereic@t, in <lern ititrrkristalline Warmbrüche
itif<Ilge \tischmulzciis der I'ciriigrenzenstthstanz
anftr(tetl- I.iC geit aller \-erflirinungsbeditigungen
\-1)r, bei -Mutton dei- Stram;g in der \Iatrizetiöfttiuiig
'I"emlleraturett (V)erhalb de', kritischen Tetiperatur-
IwreIches erreicht. sei \\erden die interkristallinen
\1'artnltrürlu@ vermiedest.
I;eim Stt-att,@l>ressen vlln I.egiernigen, wie den
i
technisch verwendeten Legierungen der Gattttitg
\I-l-u-\IgmitSl)lidustemlteraturetlvottetwa@ioo` C,
liegcil die @tratt@@austrittstenilleraturen bei den his-
her angewendeten \"ertl)rntungsl>e(lingungen nor-
ma@crweise unterhalb ettva 470 t-', also noch im
iteterlhettetl I;ereiclt Iltis Zust:tiic1sdiagrattinis. ()her
-lall- cli(>ser "hetiller<tturcn (-es Stratigattstriite;
liegt
ein l`1>crgatigsl)creich, in <lern intrakristallitic
t@ewaltltrücllc in rlct- \\";irme und ein Cltergangs-
bereich, ist (lein interkristallinc Warenbrüche auf -
tt-eteti, wltbei zu 1>cnterkcn ist, (lall (lies(, Bereiche
1>et @lte,cil l.cgtetutig(,tt ring heleinander liegen bztv.
incittander ülmrgelien.
liri den eingangs erw;ilniten neueren \-erfahren
ziir- l%riie)linn- Iler. I'rrL;geschwindigkeit und darnit
rler Wirtschaftlichkeit des Strangpressens liegt die
Temperatur des austretenden Stranges je nach der
I.egieritl@@ miturhalb des kritischen Temperatur-
für die (iewaltl)rüche in der Wärme,
I)eisllielsweisc hei Legiertnigen der Gattung AI-Cu-
\lg, cl,lcr miturhalb (los kritischen Temperatur-
hereir@ies für die Warmbrüche, beispielsweise bei
l.cgierutigett der li:ltttilig AI-\Ig. Bei (lern einen mit
ttieclrigett 1111>cl:eitisatz- und Wrrkzetigtemperatureii
arbcitundetl \-erfalirett erreicht der Strang auch
ckirch die zus:itzlich erzeugte IZeillungs- und Ver-
fc>rrnit@gsw:irme iill(@i-liattl)t sticht div untere Tetipe-
raturgrrnzc der kritischen L'bergangsbereiche, und
es @\crllvtt @l;tltct- die eitlgatt gekentiz(,ichneten
Gewaltbrüche und die Warmbrüche vermieden. Bei
dein anderen Verfahren, welches hohe Blockeinsatz-
und Werkzeugtemperaturen verwendet, wird die
Temperatur des Stranges in der Matrizenöftnung
durch starke Kühlung der Matrizenreibfläche niedrig
gehalten, so daß die gleiche Wirkung erzielt wird.
Die Einhaltung einer Temperatur oberhalb des
kritischen Cbergangsbereiches der Warmbrüche
über die Länge des in der Matrize befindlichen
Stranges wird durch verschiedene Faktoren bedingt
bz"v. ermöglicht, und zwar den spezifischen Druck
der Strangpresse, den Verpressungsgrad, (ü c B1ock-
einsatztemperatur, die während des Preßvorgatiges
aufrechterhaltene Preßgeschwindigkeit und die
Länge und Konizität der Matrizenreibfläche- In
Anbetracht der I#orderung, die im -Mischkristall
löslichen heterogenen Bestandteile der Korigrenzen-
stil>stanz w;ihrend der Verpressung praktisch voll-
ständig zur Auflösung zu bringen, sollte eine niög-
lichst lmlie lilockeitisatzteniperatur von Vorteil sein,
(la sie von vornherein einen möglichst weitgehenden
Konzentrationsausgleich irn Gefüge begünstigt- Je
höher die Blockeinsatztetiperatur ist, desto schneller
wird auch der Preßhlock bei gegebenem Pressen-
druck ins FlieLlen kommen, Durch Verwendung
längerer und konisch ausgebildeter \latrizenreilr
Bächen wird in bekannter Weise mehr 1Zeibungs-
wiirme erzeugt als bei Verwendung kurzer nicht-
konischer Preßwerkzeuge. Hohe Verfortnungsgrade
erhöhen bei gegebenem Pressendruck zwar die
Aiii)rcl.tzeit, bedingen aber ist entsprechendem 11a1
die Erzeugung von mehr IZeillutigsw<irnie als
niedrige \'erfornitiigsgrade. Mit steigendem Ver-
pressungsgra(@ kann daher die l-tinge der 1teilifl:iche
vermindert werden und ihr \eigungswinkel zur
Preßrichtun- kleiner sein, Nvas sich günstig ini Hin-
blick auf den bei hohen Verpressungsgraden auch
Hohen Atilirelidt-tickauswirkt. Holte PreL;geschwin-
digkeiten begünstigen die schnelle Erreichung der
hohenTeniperaturen im Strang. Litt verhiiltnisni:ißig
hoher Pressendruck ermöglicht es bei kurzen An-
preßzeiten holte Verformungsgrade bei niedrigen
Blockeinsatztetiperaturen mit holten Preßgeschwin-
digkeiten einzuhalten.
Die erwähnten Auswirkungen der Preßbe(lin-
-ittigen sind zwar zum "heil bekannt. Für die
Erzielung einer konstanten Temperatur oberhalb
des kritischen Chergangsbereiches für die eigent-
lichen Warmbrüche ist nun aber zu beachten, daß
der spezifische Druck einer vorhandenen Presse
konstant ist und Verpressungsgrad und Preß-
gescIiwin(ligkeit in Sinn einer wirtschaftlichen
I#ertigung möglichst hoch sein sollen. Da die
heibungs- und Verforinungswärme zum größten
Teil erst in der Matrizenöffnung entsteht, ist stets
ein Temperaturunterschied zwischen dem Block und
dein Strang in der 'Matrize vorhanden. Um ein An-
schmelzen des Stranges in der -Matrize zu vermeiden.
darf daher die Blockeinsatztemperatur nicht zu hoch
sein; im allgemeinen wird sie nicht höher als etwa
?o C unterhalb (los Atischmelzbeginnes des Guß-
gefüges liegen. Blockeinsatztemperaturen, die um
einige Zehnergrade unterhalb dieser olleren Grenze
liegen, ermöglichen einerseits ein schnelles Anpressen und andererseits
die konstante Einhaltung hoher Preßgeschwindigkeiten. Die zur Aufrechterhaltung
des Temperaturursprunges Block-Strang erforderliche Wärmemenge wird dann durch die
Reibungs- und Verformungswärme erzeugt, deren Hölle durch die Faktoren Verpressungsgrad
und Länge und Konizität der Reibfläche bedingt ist.The power required in the forming process serves on the one hand to overcome the l, orin- or flow resistance and other part for ül)
winding of the external forces of expression. The zti over-
winding flow resistance (internal friction) of the im
the rest of the alloy is dependent, is in the core and in
the edge of the pole resented. Zii #; ei11eT-
ÜI) resistance are therefore also in the direction of bounce
the edge and core areas of the rod are equal
Forces required. An additional force
effort inu (A der iitil.iere IZcil)
the 1Vlatrizenreil) fl @ iclie iil) er \ vundeii, who
transfers to the outer edge of the Mange and
these compared to the 1% unity in the
to hold back flow opposite direction
tries. This results in between the
zone and the core villus tensions, which grel) enell-
if lead to the material door!
can.
This separation is largely distorted by the majority
intracrystalline, above as Ge \\ - altl) i-iiclie
cracks marked in the heat as a result of the at
increasing pressing speed or \ v. with increasing
Temperature of the partial strand the atif-
no longer able to cope with the stresses and strains
Firmness of the within or all of the limits of the
Mixed crystals in heterogeneous constituents
share. It can be avoided if the tension
indications between kand ttiid Kei-ii by application
of matrices with as narrow a line as possible) fl; iclic '
low and the firmness of the liderogenic Bc; t2iii (1-
share by applying relatively inedrigci- Fliel.i-
velocities or strand infiltration temperatures
is held high. This Arl) eitsweise z. B. legs
Extrusion of alloys of the type A1-Cti-
\ ig in use so far. According to new findings
the inventor's old way is also a second way
to avoid violent breaks in (lcr \\ 'ürme
possible, which consists in that the temperature of the
exiting strand from your area upkeep) the
Solubility line with here: iltnism@il.üg low
Delin or employment contracts of the heterogeneous I 'Ic-
Stand parts in the homo-ene temperature range of the
Mixed crystal with considerably increased l) clln-
bz \ v. Work capacity is erliölit.
The above mentioned as actual warning signs
Signed phenomena occur with higher) partial
ratures than the violent breaks in the \ Viirnie on u11 (1
are observed in alloys that have a 1) e-
bordered mixed barges in a test condition).
They have their cause in thy 1, r \\ - eiclieri of those
soluble in solid solution or un-
dissolved heterogeneous structural components of the grain
gretizensul) punch, whose melting points maintain)
the solidus point of the mixed crystal or the
Love the basic structure, whereby the breaks are eleven in length
the grain boundaries can be easily explained. lii.
your temperature area, in which a @r \ veers resp.
Partial melting of the (te @ üge-
components in (len l @ oriigreiizcii stattliiiclet, possesses
the mixed crystal with little "eii absolute zerreil.l-
strengths in each lall sclil) il one so far
increased 1) in such a way that the Diltercuz z \ visclieii (leii
at the edge and in the kerii dei-
coming tensions \ 'l'r @@ h \\' lll (h'liil low \\ Ird
tititi dem \ lischkristail rode extraordinarily well
stei:; 'crtcs I) eltnungs- lrztt. .At-working capacity in-
w () litit. To \ -ernicicititit; the actual warm
It is therefore original that it is ordered in it (read essence of
vl) rliegetirlen I #: rtin (lung, required by the
fl) rmutigsllitigungen a spontaneously occurring,
practically vc) llstün (ligc = \ uflüsuig this constituent
share (ler @linlgrellzensul) to effect punch and you
\ iscltmelzen zu vrrliinelei-n- It would happen (le above
Atigccleutet that these conditions, for example
Hei: \ aluminum alloys of the type Al-C'ti-Ig
are ui-filled, the emerging strand knows one
'I'cnilter: ittit vcltt about -4o-- C.
I; citn @tretl @ llressen vl) tl l_e @ ierungen, like those
der ti: ttttttig A1- \ 1- with z. I ;. , - ° / o Magnesittni, their
Sc) liclusl, uikt hei; I0 (lies, became normal-
wise olie t @ ewaltl>don't smell in the warmth at all
Ilcclllights, (-: l 111f01 -e (ler with these alloys
applied \ "erfc) rintngslte <li
ratur Iltis @ tratt @@ es in the \ I: ttrizenc) ttiiutig already up
on et (va @ + 4o t` ei-ltiiht and therefore so tveit
the S ( ) lidusilutikt approached that deni mixed
crystal b (#i fliC ° scit 'henilteratttren a -great Dehti-
vcrmiigett inttewl> hite. () berhall) this temperature
area e-, everyone is for the street exit
tem @ rcrature of these I gauges a critical review
gat @ gsl> ereic @ t, in <learn ititrrcrystalline hot fractures
itif <Ilge \ tischmulzciis der I'ciriigrenzenstthstanz
anftr (tetl-I.iC geit of all \ -erflirinungsbeditigungen
\ -1) r, at -Mutton dei- Stram; g in the \ Iatrizetiöfttiuiig
'I "emlleraturett (V ) erhalb de', critical tetiperature
I achieved everything. let \\ earth the intergranular ones
\ 1'artnltrürlu @ avoided.
I; eim Stt-att, @ l> ressen vlln I. greedy, like the
i
technically used alloys of the Gattttitg
\ Ilu- \ IgmitSl) lidustemlteraturetlvottetwa @ ioo` C,
liegcil die @ tratt @@ outlet stencils at the his-
fro applied \ "ertl) rntungsl> e (lingungen normal
ma @ crweise below ettva 470 t- ', so still in the
iteterlhettetl I; ereiclt polecat, condition: tiic1sdiagrattinis. () her
-lall- cli (> ser "hetiller <tturcn (-es Stratigattstriite; lies
a l`1> crgatigsl) creich, in <lern intracrystallitic
t @ ewaltltrücllc in rlct- \\ "; irme and a Cltergangs-
area, is (lein interkristallinc broken goods on -
tt-eteti, where for 1> cnterkcn is, (lall (read (, areas
1> et @ lte, cil l.cgtetutig (, tt ring lie one above the other bztv.
incittander ülmrgelien.
liri the newer ones mentioned at the beginning
ziir- l% riie) linn- Iler. I'rrL; speed and darnit
The profitability of extrusion is the
Temperature of the exiting strand depending on the
I.egieritl @@ with below the critical temperature
for the (iewaltl) smells in the warmth,
I) generally referred to as alloys of the genus AI-Cu
\ lg, cl, lcr with a half (los critical temperature
hereir @ ies for hot breaks, for example at
l.c greedy der li: ltttilig AI- \ Ig. At (learn one with
ttieclrigett 1111> cl: icing and hot temperaturesii
The strand also reaches arbcitundetl \ -erfalirett
ckirch the additionally generated distribution and distribution
fc> rrnit @ gsw: irme iill (@ i-liattl) t tricks div lower Tetipe-
raturgrrnzc of the critical transition areas, and
es @ \ crllvtt @l; tltct- die eitlgatt gekentiz (, ichneten
Violent fractures and hot fractures avoided. at
your other process, which has a high
and mold temperatures are used, the
Temperature of the strand in the die opening
due to strong cooling of the die friction surface low
held so that the same effect is obtained.
Maintaining a temperature above the
critical transition area of the hot fractures
over the length of the in the die
Stranges is conditioned by various factors
bz "v. enables, specifically the specific pressure
the extrusion press, the degree of compression, (ü c B1ock-
operating temperature during the Preßvorgatiges
maintained pressing speed and the
Length and taper of the die friction surface- In
Considering the order in the mixed crystal
soluble heterogeneous components of the cori
style> punch w; at the end of the pressing practically
to constantly dissolve, should an unsuccessful
lmlie lilockeitisatzteniperatur would be an advantage,
(Let them be as extensive as possible from the start
Concentration equalization in the structure favors- ever
the higher the block insert temperature, the faster
the press block is also used for a given press
pressure to fill, by using
longer and conically formed \ latrizenreilr
Brooks are known to be more
as when using short non-
conical pressing tools. High degrees of expansion
increase with a given press pressure
Aiii) rcl.tzeit, but is required according to 11a1
the production of more equivalency than
low \ 'required grades. With increasing
pressungsgra (@ can therefore do the l-tings of the 1teilifl: iche
and their angle of inclination to
Press direction to be smaller, Nvas is favorable in
look at the high compression rate too
High atilirelidt tick. Holte PreL; speed
benefits facilitate the quick achievement of the
high tenperatures in the strand. Suffered proportionally
high press pressure makes it possible to
pressing times brought about degrees of deformation at low
Block insert taps with increased press speed
to adhere to.
The mentioned effects of the press (lin-
-ittigen are known to be "healthy. For the
Achieving a constant temperature above
of the critical passage area for the actual
lichen hot fractures must now be noted that
the specific pressure of an existing press
is constant and the degree of compression and compression
speed in the sense of an economic
I # production should be as high as possible. Since the
heat of heat and deformation to the greatest
Part only arises in the die opening, is always
a temperature difference between the block and
your strand is present in the 'die. In order to
to avoid melting the strand in the die.
therefore the block application temperature must not be too high
be; in general it will not be higher than about
? o C below (los ati melting start of the casting
structure lie. Block use temperatures that are around
a few tens of degrees below this higher limit
on the one hand enable fast pressing and on the other hand the constant maintenance of high pressing speeds. The amount of heat required to maintain the temperature origin block-strand is then generated by the frictional and deformation heat, the hell of which is determined by the factors of compression rate and length and conicity of the friction surface.
Die höchste Reibungswärme wird nach neueren I--rkenntnissen des Erfinders
bei Neigungswinkeln von a bis 6° der Matrizenreibfläche zur Preßachse erreicht.
je nach dem Querschnitt des Stranges getliigen vielfach auch Neigungswinkel voll
mindestens ',2- oder Neigungswinkel bis zu i2". Entsprechendes gilt fier die Länge
der Reibfläche, die bei Profilstangen an den kleinsten im technischen Maßstab hergestellten
Querschnitten etwa 3 mm und an den größten Querschnitten etwa zoo mm betragen kann.According to more recent knowledge of the inventor, the highest frictional heat is
achieved at angles of inclination of a to 6 ° of the die friction surface to the press axis.
Depending on the cross-section of the strand, there are often full angles of inclination
at least ', 2 or angles of inclination up to i2 ". The same applies for the length
the friction surface, which is produced in the case of profile bars at the smallest on an industrial scale
Cross-sections can be about 3 mm and about zoo mm at the largest cross-sections.
l;ei sylnmetrischenQuerschnitten, wie Rund- und Vierkantstangen, wird
die Länge und Konizität der Matrizenreibfläche über den geformten Umfang konstant
gehalten. Für Flachstangen kann die Länge der Reibfläche ebenfalls konstant sein,
jedoch muß zwecks Vermeidung von Rissen an den schmalen Seiten, die durch das Bestreben
der Stangenmitte vorzueilen, verursacht werden, der Neigungswinkel der Reibfläche
an den Schmalseiten kleiner sein als all den Breitseiten. Aus der folgenden Zahlentafel
t sind die Verhältnisse der zweckmäßig einzuhaltenden Neigungswinkel zu entnehmen:
Zahlentafel i
Verhältnis Schmalseite Neigungswinkel Neigungswinkel
zu 13reits,-@ite an der Breitseite an der Schmalseite
l : t a a
Z : z a 0,7 . a
z : 3 a o,6 # a
r : 4 a 0,5 # u
s : 5 a 0,4 # u
Bei Preßprohlen mit ungleichen Querschnittsteilen ist auch eilte der Größe dieser
Querschnittsteile entsprechende Anpassung der Reibflächenlängen erforderlich, und
zwar müssen sich die Reibflächenhingen der verschiedenen Querschliittsteile wie
die \ erhältnisse ihrer Querschnitte zu ihren Umfängen verhalten. Dies sei an dem
folgenden Beispiel erhiutert. In der Zeichnung ist Gier Querschnitt eines Winkelprofils
dargestellt, dessen beide Schenkel die gleiche Länge von 40 mm haben, während der
waagerechte Schenkel eine Höhe von 15 mm, der senkrechte Schenkel eine Dicke von
5 mm hat. Der waagerechte Schenkel ist mit A, der senkrechte Schenkel mit B, der
]leiden Schenkeln gemeinsame "heil niit C bezeichnet.l; With symmetrical cross-sections, such as round and square bars, the length and taper of the die friction surface is kept constant over the formed circumference. For flat bars, the length of the friction surface can also be constant, but in order to avoid cracks on the narrow sides caused by the tendency of the center of the bar to advance, the angle of inclination of the friction surface on the narrow sides must be smaller than all the broad sides. The ratios of the appropriate angles of inclination to be observed can be taken from the following table of figures t: Number board i
Ratio of narrow side angle of inclination
to 13reits, - @ ite on the broad side on the narrow side
l: taa
Z: about 0.7 . a
z: 3 ao, 6 # a
r: 4 a 0.5 # u
s: 5 a 0,4 # u
In the case of pressed billets with unequal cross-sectional parts, the size of these cross-sectional parts must be adapted to the length of the friction surface, and the friction surface hangings of the various cross-sectional parts must behave like the proportions of their cross-sections in relation to their circumferences. This is illustrated by the following example. In the drawing, yaw cross section of an angle profile is shown, the two legs of which have the same length of 40 mm, while the horizontal leg has a height of 15 mm, the vertical leg has a thickness of 5 mm. The horizontal limb is marked with A, the vertical limb with B, and the joint "joint" limbs are marked with C.
Während des Strangpreßvorgatiges würde bei gleichlanger Reibfläche
der Querschnittsteil B versuchen, infolge verhältnismäßig größerer äußerer Reibtitig
hinter dem Querschnittsteil A zurückzubleiben. LTIn dies auszuschließen und die
dadurch verursachte Rißbildung all dem Querschnittsteil B zu vermeiden, muß die
Reibflächenlänge an diesem Teil gegenüber der des Teiles A verkleinert werden. Dies
hat nach der folgenden Formel zu geschehen:
Darin bedeuten: R,4 = Reibflächenlänge am Querschnittsteil A, RB = Ileil>flächenlänge
all] Querschnittsteil B, (),l = Ouerschnittsfläche am Ouerschliittsteil A, = Ouerschnittsfläche
am Querschnittsteil B, C@A = Umfang am Querschnittsteil
A, 1,'H = Umfang am Querschliittsteil B.During the extrusion process, with the friction surface of the same length, the cross-sectional part B would attempt to lag behind the cross-sectional part A due to relatively greater external friction. In order to exclude this and to avoid the formation of cracks in all of the cross-sectional part B, the length of the friction surface on this part must be reduced compared to that of part A. This has to be done according to the following formula: This means: R, 4 = friction surface length on cross-sectional part A, RB = Ileil> surface length all] cross-sectional part B, (), l = cross-sectional area on cross-sectional part A, = cross-sectional area on cross-sectional part B, C @ A = circumference on cross-sectional part A, 1, ' H = circumference on cross-cut part B.
Wählt man RB mit 8 nini, wie es sich für eitle Wanddicke von 5 lnni
als zweckmäßig erwieseli hat, so errechnet sich R,, nach vier Alligen Formel wie
folgt:
also ungefähr 2o mm.
Bei der holten \\'erkstotitelnliel-attlr erfolgt die
Auflösung der im Mischkristall löslichen Bestand-
teile der Korngrenzensubstanz zwar sozusagen
spontan, genau genommen ist sie natürlich jedoch
wie jede Gleichgewichtsreaktion um zeitabhängiger
Vorgang. In Anbetracht der hohen Preßgeschw-ill-
digkeit oder zutreffender ausgedrückt [)urclifliell-
geschwindigkeit des Werkstoffquerschnitts durch
die Matrizenöttnmig ist die Reibfläche aber in jedem
j Fall so genügend lang zii bemessen, dalli die _\tif-
lösung bis zum Austritt des Stranges aus der
Matrizenöfnung mit Sicherheit stattgefunden hat.
1l iernach betrifft die I:rhndtllig eiti Verfahren zur
Herstellung von Voll- und 1lohlprotilen auf Strang-
, pressen, insbesondere aus Leichtmetallen, unter
Verwendung hoher Prel,igeschwindigkeiten ])ei
hohen Blockeinsatz- und \\'erkzeugtemperaturell,
welches dadurch gekennzeichnet ist, claß die Teni-
peratur des aus der \latrizenötfnung atistretendt'n
Stranges hoch genug ist und (lie \latrizetireil)fliic'ic
so genügend lang bemessen wird, (_1a[.» während des
1'reßvorganges mindesten: bis zum .\ttstritt des
Stranges eine praktisch vollstälidige Auflöstilig der
unterhalb der Solidustumperatur des (rundgefüges
schmelzenden und ini Mischkristall liisliclien l,e-
Standteile der Korngrenzensubstauz des l'rel3liolzetl-
gefüges, und zwar sowohl der Primäratlsscheiduu-
gen des Gußgefüges als auch der Sekundäraus-
I Scheidungen in vorangehend eileer holnogenisieren-
den Wärmebehandlung unterworfenen Blöcken ini
Mischkristall bewirkt wird, der bei diesen Strang-
austrittstemperaturen bei geringen absoluten
Festigkeiten eine so weit gesteigerte Dehnung be-
sitzt, daß die Differenz zw@isclieti den am Rande und
dem Kern des Stranges zur _\tlsw irktilig kommen-
den Kräften verschwindend gering wird und denn
Werkstoff ein außerordentlich gesteigertes Deli-
nungs- bzw. .-\rlreitsvermögetl ilttlel\olitlt. Durch
Abschrecken des Stranges «mnittelbalAnach seinem
Austritt au: (ler \lati-izeiii)tttiuitg kann das :Ausmaß
der Auflösung der Korngrenzensubstanz ohne
Schwierigkeit n:ichgelnüft bzw. ermittelt werden.
Grun(lsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfah-
ren bei allen Legierungen mit einem Temperatur-
iiitei-v;tll voillstän<liger \lischbarkeit im festen Zu-
stand anwendbar, deren unterhalb der Widus-
telriperatur des Grundgefüges schmelzende Bestand-
teile der h(erigrenzensulistanz sich vollständig im
Alisclikristall 1iisen können. Nun ist dieses Tem-
peraturintervall (Abstand Soliduslinie - Ent-
inischungslinie) aber sowohl bezüglich seiner absoluten Hölw als auch seiner Ausdehnungbekannterniaßen
von Legierung zu Legierung verschieden. Die folgende Zaldentafe12 enthält die entsprechenden
Werte für eitrige bekannte technisch verwendete Legierungen, wobei betont sei, daß
diese Werte natürlich durch neuere Messungen noch geringfügig korrigiert werden
können; für die nachstehenden Erörterungen spielt dieser Umstand aber keine Rolle.
In der Zahlentafel 2 sind weiterhin auch noch später zu erörternde Werte der Warnizerreißdehnung
bei 300" C aufgenommen.
Zahlentafel z
Temperatur (b,r Te(nperaturdifferenz I)ehngng gepr3Bter
L# eernng Sotiduslinie Stan en bei oo°
Soliduslinie Ent(nischungslinie Entmischungslinie Prilftemperatur
I. Gattung A1-Cu-Mg mit etwa
:;0% ('u ... . .................... 600- 47## 130 @
i80%
IL (iattung A1-Cu-\(g mit etwa
40,/0 (@tt .. .. . . . . .. . . . .. .. .. . .... 580 5oe(l-
S0` 13 11I. Gattung Al-Alg mit etwa 50%31g. . 573' A2- 31i° 65 @%
1V. Gattung AI-Jlg mit etwa 70% JIg. . 54f1- 3(ei 245
60 0l0
\". Gattung Al-NIg mit etwa 90% NIg.. 523° 333' igo°
5 5 WO
VI. Gattung Mg-AI mit etwa 9% Al. . 480' 387° g3°
3009/.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist die
Temperatur des aus der Matrize austretenden
Stranges; diese Temperatur liegt naturgemäß in
jedem Vall unterhalb des Solidtispunktes (Anschmel-
zen des Mischkristalls) und wird im Hinblick auf
eine betriebssichere Durchführung des Verfahrens
imllier einige Zehnergrade unterhalb des Widus-
punktes liegen. 1)a die S(eliduslinie nicht nur bei
(len verschie(lcneti l.egiei-tingsgattungeli auf ver-
schiedener Teniperaturhi#lie liegt, sondern auch die
S(elidusltttnkte bei l.egiertittgen der gleichen Gat-
tung finit unterschic(llichetn Gehalt an den I.egie-
rungsbestandteilen verschieden horch liegen, lassen
sich allgenieingülti, zahlenniäliige Angaben für
die (>leere "1"emlwraturgrenze des austretenden
Strange; nach (lein erfitulutigsgem:ilien \"erfahren
nattirgem<iß überhaupt nicht machen. 1)ie Tempera-
tur des austretenden Stranges maß aller auch Ober-
halle und zwar genügend oberhalb der Ent-
inischungslillie liegen, damit eine Auflösung der ini
Mischkristall liislichen heterogenen Gefügebestand-
teile der Koirii"renzensul>stanz überhaulet, und zwar j
geniigeml schnell bis zutu Austivtt des Stranges aus
der \latrizeiiidtnung stattfinden kann. Zahlen- j
mäßige Angaben über die untere Tetnpraturgrenze
des austretell@len Stranges sind daher gleichfalls
nicht llliiglicl1.
1)a die "I"cnrl(eratnr(littcrenz S(lii(Itisliiiie-I,'nt-
inischmigslinie niit steigendem 1_egierungsgehalt
i
kleiner wird, steht also bei lii)herprozentigen 1_e-
gierungen für die I.inhaltung der Temperatur des
austretelioleti Stranges ein kleineres Intervall zur
\'erfügntig als bei iiie(lrigcrl(r@ezentigen l.egieruii-
@reli. 1)ie bekannte Feststellung über die gri#l.ierell
\erarl(citttiigsschwierigkcitctl von lliiller1)1-()z(!litigell
Legierungen bei den bekannten Strangpreßverfahren (Strangteml)eraturen unterhalb
der kritischen i`hergangsbereiche) gilt an sich also auch für das erfindungsgemäße
`'erfahren. Es sei aber betont, daß dieser Linstand die Durchführung des ertiti(IttiigsgeniäLien
Verfahrens für höherprozentige Legierungen nicht etwa verhindert, sondern nur insofern
beeinflußt, als die Einhaltung einer Telnlwratur oberhalb des kritischen Übergangsbereiches
der Warrnbriiche bedingenden Faktoren wie Blockeinsatzteinlwrattir, Verpressungsgrad
nur jeder für sich in engeren Grenzen verändert werden können.If one chooses RB with 8 nini, as it has proven to be useful for a vain wall thickness of 5 lnni, then R ,, is calculated according to four Alligen formulas as follows: so about 20 mm.
With the fetched \\ 'erhstotitelnliel-attlr the
Dissolution of the constituents soluble in the mixed crystal
parts of the grain boundary substance, so to speak
spontaneous, but strictly speaking it is of course
like every equilibrium reaction, it is more time-dependent
Occurrence. In view of the high press speed
or more accurately expressed [) urclifliell-
speed of the material cross-section
but the friction surface in everyone is necessary for the matrix
j case so long enough that the _ \ tif-
solution until the strand emerges from the
Die opening has certainly taken place.
1l thereafter concerns the due process for
Production of full and 1lohl protiles on strand
, press, especially from light metals, under
Use of high prel speeds]) ei
high block insert and mold temperature,
which is characterized by the fact that the ten
temperature of the atistretendt'n from the \ latrizenötfnung
Strand is high enough and (lie \ latrizetireil) fliic'ic
so long enough is measured, (_1a [. »during the
At least the first step: up to the. \ Ttstritt des
Stranges a practically complete dissolution of the
below the solidusity of the (round structure
melting and ini mixed crystal liisliclien l, e-
Stand parts of the grain boundary substance of the l'rel3liolzetl-
structure, both of the primary
of the cast structure as well as the secondary
I holnogenize divorces in previous eileer-
the blocks subjected to the heat treatment ini
Mixed crystal is caused, which in these strand
outlet temperatures at low absolute
Strengths such an increased elongation
sits that the difference between @ isclieti den on the edge and
the core of the strand to the _ \ tlsw irktilig-
the forces become vanishingly small and then
An extraordinarily increased deli
ilttlel \ olitlt. By
Quenching the strand after his
Exit au: (ler \ lati-izeiii) tttiuitg can: extent
the dissolution of the grain boundary substance without
Difficulty n: to be identified or determined.
Grun (in principle, the method according to the invention is
for all alloys with a temperature
iiitei-v; tll complete miscibility in fixed
was applicable, whose below the Widus
telriperature of the basic structure melting constituents
parts of the h (erigrenzensulistanz is completely in the
Alisclikristall can iron. Now this tem-
temperature interval (distance between solidus line and
in mixture line) but are known to differ from alloy to alloy in terms of both its absolute height and its extension. The following Zaldentafe12 contains the corresponding values for purulent known technically used alloys, whereby it should be emphasized that these values can of course be corrected slightly by more recent measurements; for the following discussions this fact does not play a role. In the number table 2, values of the warning elongation at break at 300 "C to be discussed later are also included. Number table z
Temperature (b, r Te (temperature difference I) dependently tested
L # eernng Sotidus line Stan en at oo °
Solidus line Ent (nischungslinie Segregation line Test temperature
I. Genus A1-Cu-Mg with approx
:; 0% ('u .... .................... 600- 47 ## 130 @ i80%
IL (ioning A1-Cu - \ (g with approx
40, / 0 (@tt .. ...... ..... .. .. ... .... 580 5oe (l- S0` 13 11I. Genus Al-Alg with about 50% 31g .. 573 'A2 31i ° 65 @%
1V. Genus AI-Jlg with about 70% JIg. . 54f1- 3 (ei 245 60 0l0
\ ". Genus Al-NIg with about 90% NIg .. 523 ° 333 'igo ° 5 5 WO
VI. Type Mg-Al with about 9% Al. . 480 '387 ° g3 ° 3009 /.
The essential feature of the invention is that
Temperature of the exiting from the die
Strand; this temperature is naturally in
every V all below the solidity point (melting point
zen of the mixed crystal) and is with regard to
a reliable implementation of the procedure
imllier a few tens of degrees below the Widus
point. 1) a the S (elidus line not only at
(len different (lcneti l.egiei-tingsgattungeli on
different Teniperaturhi # lie lies, but also the
S (elidusltttnkte in l.egiertittgen of the same gate
tion finitely different (limited content of the energy
different components
generally valid, numerical information for
the (> empty "1" emlwraturbegrenzung of the exiting
Strange; after (lein erfitulutigsgem: ilien \ "experienced
nattirgem <eat not at all. 1) ie temperature
the height of the exiting strand measured all of the upper
hall and that sufficiently above the
inischungslillie so that the ini
Mixed crystal, heterogeneous microstructure
parts of the Koirii "renzensul> punch overhaulet, namely j
enough quickly until the end of the line
the \ latrizeiiidtnung can take place. Numbers- j
moderate information about the lower temperature limit
of the exiting strand are therefore also
not really.
1) a die "I" cnrl (eratnr (littcrenz S (lii (Itisliiiie-I, 'nt-
in a mixed line with increasing alloy content
i
becomes smaller, so it is at lii) herpercent 1_e-
alloys for maintaining the temperature of the
austretelioleti strands a smaller interval to the
as with iiie (lrigcrl (r @ ezentigen l.egieruii-
@reli. 1) he well-known statement about the gri # l.ierell
\ erarl (citttiigsschwierigkcitctl of lliiller1) 1 - () z (! litigell
Alloys in the known extrusion processes (extrusion mills) (temperatures below the critical process ranges) therefore also apply to the experience according to the invention. It should be emphasized, however, that this standard does not prevent the execution of the reliable process for higher-percentage alloys, but only influences it insofar as the maintenance of a temperature above the critical transition area of the warning notices, such as block insert insert, degree of compression only each individually in closer Limits can be changed.
\Vesendich für die Verformung finit den hohen Strangaustrittstemperaturen
ist zweifellos das bei diesen Tenilwraturen außerordentlich gesteigerte I )ehnvermögen
des Werkstoffs. Wenn inan (las in der letzten Spalte der Zahlentafel 2 aufgezeichnete
I)elinverlniigen der Legierungen bei 300- C betrachtet, erkennt man, daß diese Werkstoltzitfer
1>ei den Straiigaustrittsteinperaturen gemäß Erfindung griiVeiior(iiiungsgeinäl.i
höher sein inuß als selbst bei den Strmwaustrittswmperaturen, wie sie im höchsten
lall bei den bisherigen Strangprel.iverfahren angewendet wurden, wobei man für die
Legierungen 1, A und VI bcislAelsweise etwa die aus der folgenden Zahlentafel 3
ersichtlichen Werte zugrundc legen kann.
Zahlentafel 3
I"egierun@ nacie Temperatur (les austretenden SuanWs
nach (1(r lishen@@n
7.;(hh@,t:@i@l . räch der Erfindung .1rt:cits@c(ise
I. 53o 1-is 54o' 41o bi; 47()
V. 5((o bis 520 4()o bi; .15(e
\ I. .12j 1 .'s 4()() 34() bis 3y((
Beispiel Gußblöcke von 170 mm Durchmesser und 76o mm länge
aus einer Aluminiumlegierung mit 3,20/0 Kulifer, 1,22% iNlagnesium, o.81 % Mangan,
0,53% Silicium. o,59 % Eisen, Rest Aluminium wurden auf einer Strangpresse mit einem
Gesamtdruck von tjooTonnen bei einer Einsatztemperatur von 48.5 C zu Flachstangen
von 1 5 X 8o mm (95% Verpressungsgrad) verpreßt. Die Reibfläche der verwendeten
Matrize besaß eine Länge voll 55 mm und wies für die Profilbildung am dicken Querschnitt
der Stange einen :Neigungswinkel von und für die Profilbildung am dünnen Querschnitt
einen Neigungswinkel voll 1,52 gegen die Prellachse auf. Die Temperatur des mit
einer Geschwindigkeit voll 25 bis 30 m/Min. ausgepreßten Stranges betrug
535` C, die Temperatur des Preßrestes lag bei der hintereinander durchgeführten
Verpressung von 2o Blöcken konstant bei .I6o lies .17o- C. Die all der Luft erkalteten
Stangen besaßen ein -,veitgehend rekristallisiertes Gefüge. Sie wurden l1/2 Stunden
hei 49o2 C iiri Umluftofen geglüht, abgeschreckt und zeigten nach 5tägigem Auslagern.
bei Raumtemperatur und einer Kaltreckung von 1% die aus der folgenden Zahlentafel
.I ersichtlichen Festigkeitswerte.
Zahlentafel d
Längswerte I Querwerte
Zugfestigkeit (aB) 5o bis 52 kglmnl2 .46 bis 48 kg/mm2
Streck-
grenze (ß 0,2). . 37 bis 4o kg mm- 3i his3.Ikg'mm=
Dehnung (b,) . . . . 15 bis 17 o/-
17 b_s 2o o/.
1)a die Stangen den sogenannten Preßeffekt, welcher bei Strangpreßteilen besonders
hohe Werte der Zerreißfestigkeit und der Streckgrenze in der Prellrichtung zur Folge
hat, infolge der spontan erfolgten weitgehenden Rekristallisation des Gefüges 1>e1
den hohen Verformungstetnperatttren kaum aufwiesen, hätte erfahrungsgemäß ein merklicher
Festigkeitsal>fall erwartet werden können. Wie die vorstehende Zahlentafel 4 zeigt,
ist der durch die spontan erfolgte Rekristallisation des verformten Gefüges weitgehend
beseitigte Preßeffekt infolge der praktisch vollständigen Auflösung der aushärtenden
Bestandteile mehr als ausgeglichen worden. Das Verfahren nach der Erfindung ergibt
also auch eine qualitative Verbesserung der erzeugten Halbzeuge.One of the reasons for the deformation finite with the high strand outlet temperatures is undoubtedly the extraordinarily increased resilience of the material in these tenile fittings. If you look at the total length of the alloys at 300 ° C (read I recorded in the last column of the table of figures 2), you can see that these workstations must be higher than even with the flow outlet temperatures, according to the invention. as they have been used in the previous extrusion processes, whereby for alloys 1, A and VI one can generally use the values shown in the following table of numbers 3 as a basis. Number board 3
I "egierun @ nacie temperature (les exiting SuanWs
after (1 (r lishen @@ n
7.; (Hh @, t: @ i @ l. Avenge the invention .1rt: cits @ c (ise
I. 53o 1-is 54o '41o bi; 47 ()
V. 5 ((o to 520 4 () o bi; .15 (e
\ I. .12j 1. 's 4 () () 34 () to 3y ((
Example cast blocks 170 mm in diameter and 76o mm in length made of an aluminum alloy with 3.20 / 0 cooler, 1.22% inlagnesium, or 81% manganese, 0.53% silicon. 0.59% iron, the remainder aluminum, were pressed in an extrusion press with a total pressure of 1,000 tons at a temperature of 48.5 ° C. to give flat bars of 15 × 80 mm (95% degree of compression). The friction surface of the die used had a length of 55 mm and, for the profile formation on the thick cross-section of the rod, had an angle of inclination from and for the formation of the profile on the thin cross-section an angle of inclination of 1.52 against the impact axis. The temperature of the full speed 25 to 30 m / min. The extruded strand was 535 ° C, the temperature of the pressed residue was constant when 20 blocks were pressed one after the other at .16o left .17o C. The rods, which had cooled off from the air, had a largely recrystallized structure. They were annealed in a 49o2 C in a convection oven for 11/2 hours, quenched and showed after aging for 5 days. at room temperature and a cold stretching of 1%, the strength values shown in the following table of figures .I. Number board d
Longitudinal values I transverse values
Tensile strength (aB) 5o to 52 kglmnl2 .46 to 48 kg / mm2
Stretching
limit (ß 0.2). . 37 to 4o kg mm- 3i his3.Ikg'mm =
Elongation (b,). . . . 15 to 17 o / - 17 b_s 2o o /.
1) a the rods the so-called pressing effect, which in extruded parts results in particularly high values of the tensile strength and the yield point in the direction of bounce, as a result of the spontaneous extensive recrystallization of the structure 1> e1 the high deformation constant, would have a noticeable strength level> from experience case can be expected. As the above table of figures 4 shows, the pressing effect largely eliminated by the spontaneous recrystallization of the deformed structure has been more than compensated for as a result of the practically complete dissolution of the hardening constituents. The method according to the invention thus also results in a qualitative improvement in the semi-finished products produced.
Beinn Pressen von Strangpreßteilen aus Legierungen wie denen der Gattung
AI-Zn-Mg, deren Homogenisierungsternperaturen im Gebiet der bisher verwendeten Warinverformungstemperatur
liegen, auf (las Fertigmaß hat man schon das Preßgut direkt beim Verlassen der Matrize
mit Wasser abgeschreckt und so einen. Arbeitsgang, nämlich die erneute Lösungsglühung,
eingespart. Für die Legierungen der Gattung Al-Cu-Mg war diese Arbeitsweise grundsätzlich
ebenfalls anwendbar, doch konnten hierbei nur niedrigere Festigkeitswerte der ausgehärteten
Werkstucke erreicht werden. Infolge
der hohen Verforinungstennperaturen kann die wirt-
schaftlich vorteilhafte Arbeitsweise nunmehr aber
für alle aushärtbaren Legierungen, beispielsweise
auch die clerGattungAl-l'u-:\lg, aligewencletwerden,
ohne daß eine Verminderung der F@stigl:eitswcrte
in Kauf genommen werden inuß. I 1i Anbetracht der
hohen Abschreckungstemperaturen ist es nur er-
forderlich, für besonders wirksame Alkühlungs-
bedingungen Sorge zti tragen.
Wie weitere Erfahrungen beim Gesenkschmieden
von Werkstücken, z. 13. aus einer Magnesitintlegie-
rung mit 7% Alunninitun, 1% Zink und o,120;0
Mangan, aus auf der Straigpresse nach dein erfin-
dungsgemäßen Verfahren hergestelltem Ausgangs-
material zeigten, läßt :ich dieses ohne die Gefahr
der Ausbildung eines groben Rekristallisations-
gefüges bei höheren als den bisher üblichen Tenipe-
raturen und daher finit liölierer Geschwindigkeit
1111
Gesenk verformen.
Lrber die Ursachen von @-erarlie@tnligsschwierig-
keiten bei der spanlosen Verformung wird in der
Fachliteratur ausgeführt (vgl. »Praktische Metall-
kunde« von G. S a c 1i s , :.2. "feil, Berlin 193a1, (1<t1.1
sehr schwer zu übersehen sei, oh ein neuer Stola
einen Verforinungsvorgang K11 der Wärine ohne
schwere Scliä(ligungen, also 1-ilifrei, überstehen
werde oder nicht. Bei den meisten Werkstoffell sei
es notwendig, einen bestimmten Herstellungsgruig
durch Versuche aufzufinden und festzulegen, der
je nach dem betreffenden 1Verkstott mehr oder
welliger genau eingehalten werden müsse, wenn
nicht grolle Schädigungen auftreten sollten. l?>
wird auch darauf hingewiesen, clal.i (las Vorin-
iinderungsvermÖgen eines Stottes 1>e1 der Waren-
verformung oft dadurch eine bedeutende Rolle
spiele, daß es in gewissen kritischen Temperatur-
bereichen so gering sei, daß i\tifreif.ien eintrete. 1)1e
Bedingungen hierfür seien bisher aber kauen be-
kannt.
Beim Strangpressen war inan ininier darauf be-
dacht, die Blockeinsatzteniperatur nicht zu hoch zti
wählen oder die durch erhöhte l'rel.igescliwiilcligkeit
erzeugte größere Reibunngs- und Verforniungs-
wärme so weit unschädlich zu machen, daß das Gut
während der Verformung nicht auf Temperatureng
in der Nähe des Soliduspunktes kam, da inan fast
ausnahmslos allen Werkstoffen bei diesen Tem-
peraturen die Eigenschaft der sogenannten Waren-
brüchigkeit zuschrieb, was auf Grund der prakti-
schen Erfahrungen auch seine Berechtigung zu
haben schien.
Es wurde hierbei jedenfalls nicht beachtet, daß
die auf Grund voll Anschinelzungen beobachteten
Risse erst unmittelbar am Ausgang der Matrizen-
öffnung auftreten, und es wurde nicht erkannt. daG
es daher beim Strangpressen von Legierungen, deren
unterhalb der Solidtistemperatur des Grundgefüges
schmelzende Bestandteile der Korligrenzensubstanz
sich vollständig im Mischkristall lösen können., nur
darauf ankommt, eine praktisch vollst:in(lige Auf-
lösung dieser Bestandteile der Korngrenzen-
substanz in jedem Va11 vor dein Austritt des Stranges
ans der Matrizenöffnung zu bewirken. 1)1e unter
tlicscn 1>cdittgungett erreichte Temperatur des
@trauges erlaubt dann ohne weiteres hohe Prell-
gesclit\ iiiiligkeiteii chizuhalten, ohne daß man, wie
hei 11e111 ciitgaugs ert\;ihnten bekannten Schtiellpreß-
vcrfabn#it, gcztt-uiten Märe, sich 1>e1 Anwendung
li@@ltrr I'rcl.i@@cscht@ iudigheiten auf niedrige V er-
zu zu liesclti-:itiketi.
When pressing extrusions made of alloys such as those of the Al-Zn-Mg type, the homogenization temperatures of which are in the range of the deformation temperature previously used (read the finished size, the pressed material has already been quenched with water as soon as it leaves the die and such an operation, namely For the alloys of the Al-Cu-Mg type, this method of working was basically also applicable, but only lower strength values of the hardened workpieces could be achieved the high deformation temperatures, the economic
economically advantageous way of working now, however
for all age-hardenable alloys, for example
also the genus Al-l'u -: \ lg, aligewenclet,
without a reduction in the values
must be accepted. I 1i considering the
high quenching temperatures it is only
required, for particularly effective cooling
conditions take care.
Like further experiences in closed-die forging
of workpieces, e.g. 13. from a magnesite insert
tion with 7% aluminum, 1% zinc and o, 120; 0
Manganese, out on the straigpresse after your inven-
starting material produced according to the method
material shows, lets: I do this without the danger
the formation of a rough recrystallization
structure at higher than the usual Tenipe
ratures and therefore finitely liölier velocity 1111
Deform the die.
Lrber the causes of @ -erarlie @ tnligsschwierig-
in the non-cutting deformation is in the
Technical literature carried out (see »Practical metal
customer «by G. S ac 1i s,: .2. "feil, Berlin 193a1, (1 <t1.1
very hard to miss, oh a new stole
a deformation process K11 of the heat without
survive severe injuries, i.e. 1-ilifree
will or not. For most of the materials it is
it is necessary to use a certain manufacturing process
by trying to find and determine who
depending on the 1Verkstott concerned, more or
waviger must be strictly adhered to, if
major damage should not occur. l?>
it is also pointed out that clal.i (read pre-
ability of a stott 1> e1 of the goods
deformation often plays an important role as a result
play that in certain critical temperature
area is so small that i \ tifreif.ien enters. 1) 1e
Conditions for this have so far been chewed
knows.
During extrusion, it was important to
thought the block insert temperature not too high zti
or choose the one due to the increased relative clarity
generated greater friction and deformation
warmth to render harmless that the good
during the deformation not on temperature tight
in the vicinity of the solidus point came almost inan
without exception all materials at these temperatures
temperatures the property of the so-called commodity
attributed brittleness, which due to the practical
scientific experience is also justified
seemed to have.
In any case, it was not taken into account that
which were observed due to full angulation
Cracks only immediately at the exit of the die
opening occur and it was not recognized. daG
it is therefore in the extrusion of alloys whose
below the solidtis temperature of the basic structure
melting components of the Korligrenzensubstanz
can dissolve completely in the mixed crystal., only
it is important to have a practically complete:
solution of these components of the grain boundary
substance in each Va11 before your exit of the strand
ans to effect the die opening. 1) 1e below
tlicscn 1> cdittgungett reached temperature of the
@trauges then easily allows high bounce
to keep it closed without having to know how
he 11e111 ciitgaugs heard the well-known split press
vcrfabn # it, gcztt-uiten mare, sich 1> e1 application
li @@ ltrr I'rcl.i @@ cscht @ iudigheiten on low V er
to to liesclti-: itiketi.