Matrize für Strangpressen Der wirtschaftliche Erfolg des Strangpreßverfahrens
ist in erheblichem Maße von der Haltbarkeit der Preßwerkzeuge abhängig. Der laufende
Verschleiß macht ein häufiges Auswechseln der Werkzeuge erforderlich, was stets
mit einer Betriebsunterbrechung verbunden ist. Da die Abnutzung der Werkzeuge mit
der Preßtemperatur und mit der Größe des Formänderungswiderstandes des Preßgutes
steigt, so ist die Beanspruchung der Werkzeuge, insbesondere der Matrizen, beim
Strangpressen von Stahl besonders groß. Handelt es sich dabei um das Strangpressen
von Stahlrohren auf rasch bewegten Pressen mit Austrittsgeschwindigkeiten der Rohre
von z. B. .4 m/sec und darüber, so ist es erklärlich, daß die Matrizen schon nach
wenigen Pressungen ausgewechselt werden müssen. Man hat bisher versucht, die Haltbarkeit
der Matrizen dadurch zu verbessern, daß man sie aus Werkstoffen fertigte, die bei
möglichst geringem Verschleiß gegenüber den Temperatur- und Druckbeanspruchungen
als standfest anzusprechen sind. Solche Werkstoffe, für die ledeburitische Stähle,
Hartmetall od. dgl. genannt seien, sind jedoch nicht nur sehr teuer, sondern sie
bekommen auch leicht Risse und Sprünge und bröckeln ab.Die for extrusion The economic success of the extrusion process
depends to a considerable extent on the durability of the pressing tools. The current one
Wear necessitates frequent tool changes, which always
is associated with a business interruption. As the wear and tear of the tools with
the pressing temperature and with the size of the deformation resistance of the pressed material
increases, the stress on the tools, especially the dies, is at
Extrusion of steel especially large. Is it extrusion?
of steel pipes on rapidly moving presses with exit speeds of the pipes
from Z. B. 4 m / sec and above, it is understandable that the matrices are already after
few pressings have to be replaced. So far one has tried the durability
to improve the matrices by making them from materials that are used in
The least possible wear compared to the temperature and pressure loads
are to be addressed as steadfast. Such materials, for which ledeburitic steels,
Hard metal or the like that may be mentioned are not only very expensive, but they are
also easily get cracks and cracks and crumble off.
Nach der Erfindung werden die Matrizen nicht wie bisher aus einem
Werkstoff hergestellt, der sich durch besondereStandfestigkeit, sondern imGegenteil
durch Bildsamkeit unter den Preßbeanspruchungen auszeichnet, so daß die Matrize
selbst, unter der Wirkung des auf ihr lastenden Preßdruckes, eine Formänderung erfährt
und dabei im
oder am Aufnehmer derart gelagert ist, daß der
Matrizenwerkstoff nur in die Kaliberöfi#nung ab-
fließen kann, wo er den dort durch Verschleiß ali-
getragenen Werkstoff ersetzt.
Schon die ersten Versuche nach der Erfindung
heim Strangpressen von Stahlrohren ergaben eitle
ungeahnte Haltbarkeit der Matrize. Während die
Matrizen bisher schon nach wenigen Rohrest so
weit verschlissen waren, daß sie ausgebaut «erden
mußten, ergaben die bildsamen Matrizen bei erfin-
dungsgemäß unnachgiebiger Lagerung Leistungen
von mehreren Hunderten von im Durchmesser au.-
reichend maßhaltigen Rohren. \ ach dem Ausbau
derart langlebiger Matrizen zeigte es sich, Ball
diese meist bis auf die Hälfte, teilweise sogar bis
auf ein Drittel ihrer ursprünglichen Masse tititer
entsprechender Abnahme ihrer Dicke aufgebraucht
waren, ein Anzeichen, daß beachtliche Teile der
Matrizen nach der Kaliberöffnung abgeflossen
waren und dort den durch Verschleiß allgetragenen
Werkstoff ergänzt haben.
Unter den häufig wechselnden Betriehsbediii-
gungen ist es jedoch sehr schwierig, das Gleich-
gewicht zwischen Verschleiß und Nachfließen der
Matrizen über eine große Vielzahl von Pressungen
mit Sicherheit zu erreichen und beizubehalten. Es
empfiehlt sich daher, die Bildsamkeit der :Matrizen
einerseits und ihre Einbauverhältnisse, d. h. ihre
Lagerung andererseits derart aufeinander ab-
zustimmen, daß das Nachfließen um ein Geringes
größer ist als der Verschleiß, so daß das Kalileer
während der Pressungen allmählich enger wird.
Diese Verengung läßt sich dann erfindungsgemäß
durch Hindurchdrücken eines Bolzens, dessen
wirksamer Außendurchmesser dem gewünschten
Kaliberdurchmesser entspricht. wieder rückgängig
machen. Diese Maßnahme, die ohne Umstände und
ohne nennenswerten Zeitauf-,vand zwischen den ein-
zelnen Pressungen durchgeführt werden kann, be-
seitigt auch etwaige Ansätze und Unebenheiten des
Kalibers, die Längsriefen auf dem geprellten
Strang und dessen Ausschuß zur Folge haben.
Als geeigneter Matrizenwerkstoff haben sich z. 131.
für das Strangpressen von Stahlrohren austenitische
Stahllegierungen erwiesen, die nicht nur eineu
guten Verschleißwiderstand aufweisen, sondern
auch unter den beim Strangpressen von Stahlrohren
auftretenden Druck- und Temperaturbelastungen
(die Matrizen werden dabei mit spezifischen Preß-
drücken von etwa so bis 100 kg/mm2 belastet und
im Verlauf einiger Pressungen auf Rotglut erhitzt
die nötige Bildsamkeit haben. Durch Änderung in
der Zusammensetzung, insbesondere im Gehalt au
\Tickel, oder durch Zusätze von Wolfram, Molvied»isl
od. dgl., die in bekannter Weise die Warinfestig-
keit beeinflussen, kann die Bildsamkeit den je-
weiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.
Die Verwendung von Strangpreßmatrizen aus
austenitischen Stahllegierungen ist zwar schon vor-
geschlagen worden, ohne daß jedoch dabei von der
Bildsamkeit dieser Legierung unter den heim
Strangpressen, insbesondere von Stahlrohren, vor-
liegendenPreßbelastungen und einer entsprechenden
Lagerung der \latrizen ini Sinne der Erfindung
Gebrauch gemacht \vorden ist. Man war vielmehr
bestrebt, die bisher als unbedingt notwendig au-
gesehene Standfestigkeit, c1.17. Unnachgiebigkeit
der Matrizen, durch besond(@re Maßnahmen zu
fiii-clertt, und man hat auswintlsche Legierungen
nur für diejenigen Anwendungsfälle empfohlen. hei
denen die Temperaturbeaiispruchting der \latrizc@
unterhalb der Rekristallisatio listemperatur ihrer
Legierung blieb.
Wie schon erwähnt, ist es eriindungsgetnäß not-
wesidig, die Matrize stramm und tiititachgicl»g zu
lagern, damit sich ihre biidsaine Verformung nicht
in einer Vergrößerung ihres Atiliendui-clnnes,;er#
auswirkt. Sind die Matrizen innerhalb des Block-
aufnehmers an dessen Ende untergebracht, so ist
eiste Bandage aus warinfesteni Stahl in der Re_.gel
nicht ausreichend, da auch diese sehr stark belastet
ist und daher nicht genügend standfest bleibt. Beim
Strangpressen von Stahl muf.l deshalb die 2#-fatrize.
gleichgültig ob mit oder ohnel@audage, sehr stramm
in den Aufnehmer eingesetzt werden, und der ent-
sprechende Teil des Aufnehmers ist so intensiv zu
kühlen, daß er keine merkbaren Wärmeauscleh-
nungen erfährt. Besser ist es, die Matrize in einem
Käfig zu lagern, der die Matrize auf ihrer Mantel-
fläche und ihrer unteren Stirnfläche eng umschließt.
Derartige Käfige sind schon bekannt, jedoch ist es
notwendig, diese Käfige gegenüber den bisher ge-
bräuchlichen in ihren Abmessungen stärker zu
halten und gegebenenfalls zu kühlen.
In der Abbildung ist ein solcher Käfig dargestellt
und mit 6 bezeichnet; a ist die Matrize und c ein
ebenfalls schon gebräuchlicher Auflagering, der
durch seine geneigte Oberfläche günstige Fließ-
bedindungen herbeiführt und den größten Teil der
Matrizenoberseite vor unmittelbarerBeriihrung mit
dein Preßhlock schützt. Die Größe der an der
Kaliberöffnung liegenden, unbedeckten Ringfläche
der Matrize ist für den Erfolg der erfindungs-
gemäßen Maßnahme von Bedeutung; insbesondere
beeinflußt er die Fließbedingungen des tj\@Iatrizen-
werkstoffs, solange bei den ersten Pressungen die
Matrize noch nicht gleichmäßig auf Temperatur
gekommen ist. Auch die Neigung der Auflage ist
von Einfluß, indem eine schwächere Neigung das
Nachfließen der Matrize begünstigt, und um-
gekehrt. Liegen sehr hohe Preßgeschwindigkeiten
vor, so empfiehlt es sich, die Kaliberöffnung zylin-
drisch auszubilden.
Da die jeweiligen Preßbedingungen von zahl-
reichen Einflußgrößen, vor allem von der Preß-
geschwindigkeit, dem Verpressungsgrad, der Zu-
sammensetzung und der Temperatur des Preß-
blockes und nicht zuletzt von der Blockfolgezeit ab-
hängig sind, lassen sich allgemein giiltige Regeln
für die jeweils geeignete Legierung, Abmessung
und Lagerung der Matrizen nicht aufstellen. Es be-
leitet jedoch keine Schwierigkeiten, sie durch
einige Versuche von Fall zti Fall zu ermitteln.
Als geeignete Matrizenlegierung für das Strang-
pressen von Stahlrohren auf mechanisch angetrie-
benen Pressen mit großen Austrittsgeschwindig-
keiten des Rohres hat sich z. B. eine Stahllegierung
mit 13 bis 1q.°/01 Cr, 5 bis 6% Ni, 2 bis 3% W,
gegebenenfalls bis etwa 2% Si und etwa o,5 % V
bewährt.
According to the invention, the matrices are not made of a material as before, which is characterized by particular stability, but on the contrary by malleability under the pressing stresses, so that the die itself, under the effect of the pressing pressure on it, experiences a change in shape and thereby in the or is mounted on the transducer in such a way that the
Die material only in the caliber opening
can flow where it is there due to wear and tear
worn material replaced.
Even the first attempts after the invention
The extrusion of steel pipes resulted in vain
unimagined durability of the die. While the
So far, matrices have already been this way after a few remaining raw pieces
were so worn out that they had been developed
had to, the malleable matrices for invented
according to unrelenting storage performances
of several hundreds of in diameter au-
sufficient dimensionally stable pipes. \ after the expansion
Such durable matrices were found to be Ball
these mostly up to half, sometimes even up to
tititer to a third of its original mass
corresponding decrease in their thickness used up
were, an indication that considerable parts of the
The dies flowed out after the opening of the caliber
were and there the general wear and tear
Have added material.
Under the frequently changing operational conditions
However, it is very difficult to
weight between wear and reflow of the
Dies over a wide variety of pressings
to achieve and maintain with certainty. It
it is therefore advisable to check the malleability of: Matrices
on the one hand and their installation conditions, ie their
Storage on the other hand in such a way that
agree that the reflow to a small extent
is greater than the wear, so that the Kalileer
gradually narrowing during the pressing.
This narrowing can then be according to the invention
by pushing through a bolt whose
effective outside diameter the desired one
Caliber diameter corresponds. undo again
do. This measure that without any fuss and
without any significant expenditure of time between the
individual pressings can be carried out,
also removes any approaches and bumps in the
Caliber, the longitudinal grooves on the bruised
Strand and its committee result.
As a suitable die material z. 131.
for the extrusion of steel pipes austenitic
Steel alloys have proven to be not only one and the same
have good wear resistance, but rather
also among those used in the extrusion of steel pipes
occurring pressure and temperature loads
(the matrices are made with specific pressing
press from about so to 100 kg / mm2 loaded and
Heated to red heat in the course of a few pressings
have the necessary malleability. By changing to
the composition, especially in the content
\ Tickel, or by adding tungsten, Molvied »isl
or the like, which in a known manner the Warinfestig-
influence, the malleability can
specific operating conditions are adapted.
The use of extrusion dies
austenitic steel alloys is already
been beaten, but without being by the
Malleability of this alloy among the heim
Extrusion, especially of steel pipes,
lying press loads and a corresponding
Storage of the \ latrizen in the sense of the invention
Has been used. Rather, one was
endeavors to ensure that what has hitherto been considered
seen stability, c1.17. intransigence
of the matrices, through special measures to
fiii-clertt, and one has wintl alloys
only recommended for those use cases. hey
to whom the temperature exposure of the \ latrizc @
below the recrystallization temperature of their
Alloy stayed.
As already mentioned, it is inventively necessary
useful, the die tight and tiititachgicl »g closed
store so that their biidsaine does not deform
in an enlargement of her Atiliendui-clnnes,; he #
affects. Are the matrices within the block
transducer housed at the end, so is
Ice bandage made of war-resistant steel in the rule
not sufficient, as this is also very stressful
is and therefore does not remain stable enough. At the
Extrusion of steel therefore requires the 2 # die.
regardless of whether with or without @ audage, very tight
be inserted into the transducer, and the
speaking part of the pickup is so intense too
cool so that there is no noticeable
experiences. It is better to have the die in one
To store the cage that holds the die on its jacket
surface and its lower end face closely encloses.
Such cages are already known, but it is
necessary to replace these cages with
more common in their dimensions
hold and cool if necessary.
Such a cage is shown in the figure
and denoted by 6; a is the die and c is a
also already in use support ring, the
favorable flowability due to its inclined surface
conditions and most of the
The top of the die before direct contact with
your press block protects. The size of the
Caliber opening lying, uncovered ring surface
the die is essential for the success of the
appropriate measure of importance; in particular
it influences the flow conditions of the tj \ @ Iatrizen-
material, as long as the
The die is not yet evenly at temperature
has come. Also the inclination of the edition is
of influence by having a weaker inclination that
After-flow of the die is favored, and
swept. Are very high pressing speeds
before, it is recommended to open the caliber opening in a cylindrical
to train drisch.
Since the respective pressing conditions of numerous
influencing factors, especially from the press
speed, the degree of compression, the
composition and the temperature of the
blocks and, last but not least, the block follow-up time
are pending, generally applicable rules can be found
for the respectively suitable alloy, dimensions
and do not set up and store the dies. It is
however, do not face any difficulty in getting them through
some attempts to determine from case to case.
As a suitable die alloy for the strand
pressing of steel pipes on mechanically driven
presses with high exit speeds
opportunities of the pipe has z. B. a steel alloy
with 13 to 1q. ° / 01 Cr, 5 to 6% Ni, 2 to 3% W,
optionally up to about 2% Si and about 0.5% V
proven.