DE909563C

DE909563C - Method and device for the production of copper-clad tubes or rods by the extrusion process

Info

Publication number: DE909563C
Application number: DEW2701D
Authority: DE
Inventors: Franz Eckert; Dr Justus Wortmann
Original assignee: IAHIRSCHIA KUPFER und MESSINGW
Current assignee: IAHIRSCHIA KUPFER und MESSINGW
Priority date: 1942-02-24
Filing date: 1942-02-24
Publication date: 1954-04-22

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kupferplattierten Rohren oder Stangen nach dem Strangpreßverfahren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kupferplattierten Rohren oder Stangen nach dem Strangpreßverfahren. Nach diesem bekannten Verfahren wurde bisher der kupferummantelte Block in den Rezipienten eingesetzt und dann vermittels des Preßstempels durch die Matrize gepreßt.Method and device for the production of copper-clad pipes or bars by the extrusion process. The invention relates to a process for the production of copper-clad tubes or rods by the extrusion process. According to this known method, the copper-clad block was previously placed in the recipient inserted and then pressed through the die by means of the ram.

Versuche haben ergeben, daß eine einwandfreie Plattierung, d. h. eine Verschweißung des Kupfermantels mit dem Kern, nur erfolgen kann, wenn vor dem Preßvorgang der Kupfermantel allseitig derart dicht am Eisenkern anliegt, daß sich an keiner Stelle mehr ein Lufteinschluß zwischen Plattiermetall und Kernmetall befindet.Tests have shown that proper plating, i.e. H. one Welding of the copper jacket to the core can only take place if before the pressing process the copper jacket is so close to the iron core on all sides that none There is more of an air pocket between the cladding metal and the core metal.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, auf verschiedene Weise den Block vor dem Einführen in den Rezipienten einer besonderen Behandlung zu unterwerfen, um ein festes Anliegen des P'lattiermetalls am Kernmetall zu bewirken. Zu diesem Zweck ist z. B. bekannt, den ummantelten oder eingehüllten Block kalt durch ein Werkzeug zu ziehen, um den schädlichen Zwischenraum zu beseitigen, den Kupfermantel fest auf den Eisenblock zu pressen: und die eingeschlossene Luft zu verdrängen. Außerdem war beabsichtigt, durch die fest aufgezogene Umhüllung den Eisenblock bei Erhitzung auf Plattiertemperatur vor Oxydation zu schützen und einer stärkeren Abkühlung des Kupfermantels vorzubeugen, die bei ungenügendem Anliegen auf dem Weg zum und im Preßwerkzeug unvermeidlich ist.It has already been proposed in various ways to block the block subject to special treatment prior to introduction into the recipient, in order to bring about a firm fit of the plating metal to the core metal. To this Purpose is z. B. known, the jacketed or encased block cold by a Tool to pull to remove the harmful gap, the copper jacket to press firmly on the iron block: and to displace the trapped air. In addition, it was intended that the iron block with the tightly drawn cover Heating to plating temperature to protect against oxidation and a stronger cooling of the copper cladding, which in the event of insufficient concern on the way to and is inevitable in the press tool.

Es ist weiter bekanntgeworden, den ummantelten Block schon vor dem Verpressü.n durch Zug, Druck oder Hämmern bei Plattierhitze vorzuschweißen oder mindestens die beiden Metalle zu einer allseitigen mechanischen Haftung zu bringen.It has become more popular, the jacketed block even before the Pressing by pulling, pushing or pre-weld hammering at plating heat or at least the two metals to mechanical adhesion on all sides bring.

Alle .diese Maßnahmen in Anwendung auf das Vorerzeugnis erfordern zusätzliche und besonders sorgfältig ,durchgeführte Arbeitsgänge, vielfach eine zusätzliche Erhitzung des Preßblockes, und haben dennoch nicht ausgereicht, mit dem Strangpreßverfahren .eine sichere und gute Außenplattierung zu erzielen. Es zeigten sich nach dem Auspressen des Blockes zum Rohr oder zur Stange immer wieder Stellen, an denen eine Schweißhaftung zwischen Kupfer und Eisen nicht vorhanden war.All .these measures in application to the pre-product require additional and particularly carefully carried out operations, often one additional heating of the press block, and still not enough, with the extrusion process. to achieve a safe and good external cladding. It showed up again and again after the block had been pressed into a tube or rod Places where there is no weld adhesion between copper and iron was.

Nach der Erfindung wird .ein vollkommen neuer Weg beschritten, indem der Rezipient selbst als Mittel benutzt wird, um vor dem Auspressen des Blockes ein allseitig festes Anliegen des Kupfermantels am Eisenkern zu bewirken und ,alle Lufteinschlüsse vollkommen zu vermeiden.According to the invention, a completely new path is taken by the recipient himself is used as a means to prevent the squeezing of the block to bring about an all-round firm attachment of the copper jacket to the iron core and, all of them To avoid air inclusions completely.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird ein gegenüber dem Rezipientendurchmesser ein Übermaß aufweisender ummantelter Block benutzt, der in einem einzigen Arbeitsgang in den Rezipienten hineingepreßt und gleichzeitig durch Hindurchpressen durch die Matrize zum Rohr oder zur Stange geformt wird. Ohne Berücksichtigung besonderer Bearbeitungstoleranzen für das .Ausgangsfäbrikat oder .eines Luftzwischenraumes wird der Eisenblock in entsprechend zugeschnittene Kupferrohre gesteckt und letztere nur so wenig umgebördelt, daß lediglich ein Zusammenhalt beider Teile gewährleistet ist. Die Erhitzung auf Plattiertemperatur erfolgt in einem normalen Glühofen ohne Schutzgas. Der Preßblock ist etwa 1,5 mm im Durchmesser größer .als die Rezipientenbohrung. Der Block wird mittels des Preßstempels in die Rezipientenbohrung hineingedrückt. Es erfolgen dadurch eine Durchmesserverringerung des Blockes und ein vollkommen festes Anpressen des Kupfermantels an den Eisenkern. Außerdem erfolgt, wie Versuche gezeigt haben, innerhalb des Rezipienten bereits eine derart feste Haftung zwischen Kupfer und Eisen, daß bei dem darauffolgenden Preßvorgang ein gleichmäßiges gemeinsames Ausfließen beider Metalle gewährleistet ist.According to the method of the invention, a relative to the recipient diameter an oversized jacketed block is used, which in a single operation pressed into the recipient and at the same time by pressing through the Die is formed into a tube or a rod. Without considering special Machining tolerances for the initial product or an air gap the iron block is inserted into appropriately cut copper pipes and the latter so little flanged that only a cohesion of both parts is guaranteed is. The heating to plating temperature takes place in a normal annealing furnace without Protective gas. The press block is about 1.5 mm in diameter larger than the recipient bore. The block is pressed into the recipient bore by means of the ram. This results in a reduction in the diameter of the block and a complete firm pressing of the copper jacket onto the iron core. It also takes place like experiments have shown such a firm bond between the recipients Copper and iron that in the subsequent pressing process a uniform joint Outflow of both metals is guaranteed.

Die dem Preßdorn zugewandte Mündung des Rezipienten ist so aufgeweitet, daß der Block in diese Aufweitung mit einem geringen Spiel eingesetzt werden kann, wobei der Übergang von der erweiterten Mündung zu der verengten Rezipientenbohrung ,allmählich verläuft. Die Anordnung kann auch so ;getroffen werden, daß der auf dem Lochdorn des Preßwerkzeuges sitzende Block in eine sich an der Oberkante des Rezipienten befindliche, allmählich erweiternde Mündung einfuhrbar ist. Der Preß- bzw. Ziehvorgang, d. h. die Durchmesserverringerung des Blockes, erfolgt dann beim Hineindrücken des Blockes in die konische Erweiterung des Rezipienten. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise der Preßstempel schwenkbar gelagert, damit der Block unter Verwendung besonderer Transportvorrichtungen auf den Dorn, des Preßstempels fest ,aufgesteckt werden kann. Der Preßstempel wird dann mit dem Block so weit zurückgeschwenkt, daß sich der Block oberhalb des Rezipienten befindet und nun mittels des . Preßstempels in den Rezipienten hineingedrückt werden j kann.The mouth of the recipient facing the press mandrel is widened so that that the block can be used in this expansion with little play, wherein the transition from the widened mouth to the narrowed recipient bore , progresses gradually. The arrangement can also be made so that the the punch of the pressing tool seated block in a on the upper edge of the Recipients located, gradually widening mouth can be introduced. The press or drawing process, d. H. the diameter of the block is then reduced at Push the block into the conical extension of the recipient. At this Embodiment, the ram is preferably pivotally mounted so that the Block using special transport devices on the mandrel, the press ram firmly, can be attached. The ram is then swiveled back with the block so far, that the block is above the recipient and now by means of the. Press ram can be pressed into the recipient j.

Dieser dem Preßvorgang vorgeschaltete Ziehvorgang des Blockes ist von besonderer Bedeutung, da durch die konische Erweiterung im Rezipienten, d. h. durch den Ziehkonus, ein senkrechter Druck auf die ?lattierfiächen in Richtung auf die Blockmitte .erreicht wird, ohne daß die Gefahr 'besteht, den Kupfermantel abzustreifen. Nicht nur die eingeschlossene Luft wird mit Sicherheit entfernt, sondern es erfolgt ein gleichmäßiges Anliegen der Schweißflächen, so daß eine feste mechanische Haftung der beiden Metalle erreicht wird. Diese Haftung wirkt sich beim Auspressen des Blockes zum Rohr insofern vorteilhaft aus, als -nun ein gemeinsames gleichmäßiges Ausfließen der beiden Metalle erfolgt und der Kupfermantel nicht wie bisher durch die größere Außenreibung zurückgehalten wird, wobei das Eisen innerhalb des ,als Gleitmittel wirt kenden Kupfers voreilen könnte.This is the drawing process of the block, which precedes the pressing process of particular importance, since the conical enlargement in the recipient, i. H. through the drawing cone, a vertical pressure on the lathing surfaces in the direction of the center of the block is "reached without the risk" of stripping off the copper jacket. Not only is the trapped air removed for sure, but it occurs an even fit of the welding surfaces, so that a firm mechanical adhesion of the two metals is achieved. This adhesion takes effect when the block is pressed out to the pipe to the extent that it is advantageous as a common uniform outflow of the two metals takes place and the copper jacket is not, as before, by the larger one External friction is retained, with the iron inside, as a lubricant working copper could lead.

Um noch eine zusätzliche Druckwirkung zu erzeugen, die sich senkrecht auf die Platti.erfläche auswirkt, wird bei dem Verformungsarbeitsgang, welcher auf das Einpressen des Blockes in den Rezipienten folgt, nach der Erfindung eine Matrize verwendet, die einen Stauchkonus aufweist, dessen Schräge der des Matrizengleitwinkels entgegengesetzt verläuft. Es erfolgt dadurch eine örtliche Anstauchung eines Teiles des Kupfermantels. Dabei wird nicht nur der Stauchdruck auf die Plattierfläche wesentlich erhöht, sondern im Endzustand des Preßvorganges 'bleibt der Rückstand des gepreßten Rohres infolge Vergrößerung seiner Anlegefläche an der Rezipientenw .and hängen, so daß nach beendetem Preßvorgang und darauffolgender rückläufiger Bewegung des Preßstempels das gepreßte Rohr vom Dorn des Preßstempels nicht hochgezogen werden kann, wodurch bisher leicht eine Beschädigung der Außenplattierung erfolgte.In order to generate an additional pressure effect that is perpendicular on the plating surface, is in the deformation operation, which on the pressing of the block into the recipient follows, according to the invention a die used, which has an upsetting cone, the slope of which is that of the die sliding angle runs in the opposite direction. This results in a local upsetting of a part of the copper jacket. It is not only the upsetting pressure on the cladding surface that becomes essential increased, but in the final state of the pressing process' remains the residue of the pressed Hang the pipe on the wall of the recipient due to the enlargement of its contact area, so that after the pressing process and the subsequent retrograde movement of the Press ram the pressed pipe cannot be pulled up by the mandrel of the press ram can, so that the outer plating was easily damaged so far.

Die zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung verwendeten Werkzeuge sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigti Fig. leine Ausführung des Rezipienten im Schnitt, Fig.2 eine :andere Ausführungsform des Rezipienten mit schwenkbarem Preßstempel; Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Rezipienten mit dem ,aus dem Block in der Entstehung begriffenen plattierten Rohr; Fig. q. ist ein Schnitt durch den Rezipienten, mit dein Preßstempel in seiner Endstellung, wobei das obere Ende des in der Matrize hängenden Rohres sichtbar ist.The tools used to carry out the method of the invention are shown in the drawings by way of example, namely FIG. 1 shows an embodiment of the recipient in section, FIG. 2 shows another embodiment of the recipient with swiveling ram; Fig. 3 is a section through the recipient with the, from clad pipe in the process of forming a block; Fig. Q. is a cut by the recipient, with your ram in its end position, with the upper The end of the pipe hanging in the die is visible.

Dias Prefverkzeug besteht, wie die Fig. i zeigt, aus dem Rezipienten i, in welchen am unteren Ende die Matrize z eingesetzt ist. Der Durchmesser der Rezipientenbohrung ist mit d bezeichnet. Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist die Mündung der Rezipientenbohrung bei 3 .erweitert und geht allmählich in die verengte Bohrung über. In diese Erweiterung -3 .des Rezipienten wird der vorher auf Schweißtemperatur erhitzte Block eingesetzt, welcher ,aus dem Eisenkern 4 und dem Kupfermantel 5 besteht. Dieser Block hat einen Durchmesser di, der etwas, z. B. i, 5 ,nun, größer ist als der Durchmesser d der Rezipient:enbohrung. Mit 6 ist der Preßstempel .bezeichnet. Durch die Abwärtsbewegung dieses Stempels ,auf den Block zu dringt der Preßdorn in die Bohrung des Blockes ein, bis der Preßstempelabsatz lauf die Stirnfläche des Blockes trifft und nun der Block in den Rezipienten hinein: gedrückt wird. Daran schließt sich dann die Formgebung des Rohres durch Hineindrücken des Blockes in die Matrize.As FIG. I shows, the prefabricated tool consists of the recipient i, in which the die z is inserted at the lower end. The diameter of the Recipient bore is denoted by d. As the drawing shows, it is The mouth of the recipient bore at 3. Widens and gradually goes into the narrowed one Bore over. In this extension -3. Of the recipient the previously on Welding temperature Heated block used, which consists of the iron core 4 and the copper jacket 5. This block has a diameter di that is somewhat, e.g. B. i, 5, well, is greater than the diameter d of the recipient bore. The press ram is denoted by 6. The pressing mandrel penetrates through the downward movement of this punch towards the block into the bore of the block until the press ram paragraph runs the face of the Block hits and now the block into the recipient: is pressed. To it then closes the shape of the tube by pushing the block in the die.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.2 befindet sich der Ziehkonus 7, d. h. die konisch verlaufende Erweiterung der Rezipientenbohrung, am oberen Rande des Rezipienten; der Preßstempe16 ist in diesem Falle schwenkbar aufgehängt und wird zur Aufnahme des Blockes 4, 5 in die in der Fig. 2 veranschaulichte gestrichelte Stellung bewegt. Mittels einer geeigneten Vorrichtung 5a wird der Block 5 :dann auf den Dorn des Preßstempels aufgeschoben und der Preßstempel nun mit dem Block in die Arbeitsstellung zurückbewegt, wobei der Block sich genau über der Rezipientenbohrung befindet, um nun durch den Stempel 6 in den Rezipienten hineingepreßt zu werden.In the embodiment according to FIG. 2, the drawing cone is located 7, d. H. the conical extension of the recipient bore on the upper edge of the recipient; the Preßstempe16 is in this case pivotably suspended and is used to accommodate the block 4, 5 in the dashed line illustrated in FIG Position moved. By means of a suitable device 5a, the block 5: then pushed onto the mandrel of the press ram and the press ram now with the block moved back into the working position, with the block just above the recipient bore is to be now pressed by the punch 6 into the recipient.

Die in der üblichen Weise konisch ausgebildete Matrize ist, wie die Fig.3 und 4 zeigen, noch mit einem. .besonderen Anstauchkonus 8 versehen, um eine lörtliche Anstauchungl des Teiles 9 des Kupfermantels zu bewirken. Dieser Anstauchkonus verläuft entgegengesetzt der Schräge des Matrizengleitwinkels a, wie es die Fig. 3 und 4 erkennen Lassen. Es wird beim Auspressen des Rohres auf dieso Weise erreicht, daß der Preßrest io des kupferplattierten ;Rohres bei i i hineingedrückt wird, so daß infolge der vergrößerten Flächenauflage des Preßrückstandes am Rezipienten eine ,solche Vergrößerung .der Reibung erfolgt, daß bei der Aufwärtsbewegung .der Stempel 6 das Rohr ;nicht mehr wie bisher durch den Preßdorn mitgenommen werden kann. Die waagerechte Projektion des Anstauchkonus 8 entspricht etwa der jeweiligen Stärke des ;Kupfermantels, wie es in der Fig. 4 durch das Maß S lang'edeutet ist.The die, which is conical in the usual way, is like that Fig.3 and 4 show still with one. .Special upset cone 8 provided to a to effect lörtliche Anstauchtel of the part 9 of the copper jacket. This upsetting cone runs opposite the incline of the die sliding angle a, as shown in Fig. Show 3 and 4. When the pipe is pressed out, it is achieved in this way, that the pressing residue io of the copper-clad tube is pressed in at i i, so that due to the increased surface area of the press residue on the recipient a The friction is increased to such an extent that during the upward movement, the ram 6 the pipe; can no longer be taken through the press mandrel as before. the horizontal projection of the upsetting cone 8 corresponds approximately to the respective strength of the; copper jacket, as is indicated in Fig. 4 by the dimension S lang'edeutet.

Claims

PATENT CLAIMS: t. Process for the production of copper-clad Tubes or rods according to the extrusion process, characterized in that lein Compared to the recipient diameter, an oversized covered block in a single operation before pressing into a tube or rod in the Recipient is pressed into it.

2.: The method according to claim i, characterized in that that in the deformation work, iwhich relate to the pressing of the block in the recipient follows, a die is used which has a compression cone (8), whose slope is opposite to that of the die sliding angle.

3. Device for performing the method described in claim i, characterized in that, that the mouth of the recipient facing the press mandrel is so widened that {insert the block in this widening (3), bA.r is, where the transition from the enlarged, mouth to the recipient bore, runs gradually. , 4. contraption for performing the method described in claim i, characterized in that, : that the block sitting on the punch of the press ram is in the one at the upper edge ; the recipient located, gradually widening mouth (7; Fig. 2) insertable is.