DE939803C

DE939803C - Extrusion processes and dies for the production of full and hollow workpieces from light metal alloys that tend to be hot-brittle, such as duralumin etc.

Info

Publication number: DE939803C
Application number: DES2801D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Singer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-07-09
Filing date: 1937-07-09
Publication date: 1956-03-01

Description

Strangpreßverfahren und Matrize zur Herstellung von vollen und hohlen Werkstücken aus zur Warmbrüchigkeit neigenden Leichtmetallegierungen, wie Duraluminium usw. Bisher herrschte die Meinung, daß die zur Warmbrüchigkeit neigenden Legierungen der Leichtmetalle, wie Duraluminium, Hydronalium, Elektron, nur mit sehr niedrigen Preßstempelgeschwindigkeiten zu Rohren, Stangen usw. verpreßt werden können. Wie bekannt, kann aus diesem Grunde das Strangpressen von zur Warmbrüchigkeit neigenden Leichtmetallegierungen bis zu 3o Minuten inAnspruch nehmen. Obwohl ferner bekannt war, daß die Verformung eine merkliche Temperatursteigerung im austretenden Strang verursacht, so daß die Austrittstemperatur, je nach dem Verformungsgrad, 30 bis 5o° über Preßtemperatur liegt, hielt man es für erforderlich, jegliche Wärmeabgabe des Blocks an den Aufnehmer durch dauernde Heizung des Aufnehmers auf Blockeinsatztemperatur und darüber zu verhindern.Extrusion process and die for the production of full and hollow workpieces from light metal alloys with a tendency towards hot brittleness, such as duralumin, etc. Up until now, the opinion has prevailed that the alloys of light metals, such as duraluminium, hydronalium and electron, only use very low ram speeds to make tubes, bars etc. can be pressed. As is known, for this reason the extrusion of light metal alloys which tend to be hot brittle can take up to 30 minutes. Although it was also known that the deformation caused a noticeable increase in temperature in the exiting strand, so that the exit temperature, depending on the degree of deformation, is 30 to 50 ° above the pressing temperature, it was considered necessary to prevent any heat from the block to the transducer by continuous heating of the transducer to block application temperature and above.

Die außerordentlich langsame Arbeitsweise macht sich in dem Erzeugungspreis für Rohre aus zur Warmbrüchigkeit neigenden Leichtmetallegierungen um so stärker geltend, als der mit dem Strangpressen verbundene Unkostensatz außerordentlich hoch ist. Man hat deshalb wiederholt versucht, die Preßstempelgeschwindigkeit beim Strangpressen von Dur aluminium und anderen der genannten 'Leichtmetälleg'ierungen über die bisher angewandten Preßstempelgeschwindigkeiten, die.-je nach Verformungsgrad und Warmbrüchigkeit der Legierungen zwischen unter, i mrn/sec bis. ungefähr io mm/sec betragen haben, zu erhöhen, mußte jedoch dabei immer aufs neue die Erfahrung machen, daß -die die- Matrize verlassenden Rohre entweder aufrissen öder, besonders auf der Innenfläche, so mit Querrissen behaftet waren, daß sie unbrauchbar waren.The extraordinarily slow mode of operation is reflected in the production price for pipes made of light metal alloys that tend to be hot brittle valid, as the expense rate associated with extrusion is extraordinarily high is. Attempts have therefore been made repeatedly, the ram speed when Extrusion from major aluminum and other of the aforementioned 'light metal alloys' to those previously applied ram speeds, die.-depending on the degree of deformation and hot brittleness of the alloys between under, i mrn / sec to. were approximately 10 mm / sec, to increase, however, had to experience again and again that -the- Pipes leaving the die are either torn open or, especially on the inner surface, were so tainted that they were unusable.

Man hätte aus demUmstand, daß der austretende Strang auch bei Anwendung niedriger Preßstempelgeschwindigkeiten eine erheblich höhere Temperatur aufweist als der Block, geneigt sein können, die Schlußfolgerung zu ziehen, daß eine--Rezipientenheizung überflüssig sein müßte. Bei Anwendung der bisher üblichen geringen Pxeßstempelgeschwindigkeiten würde die Weglassung der Rezipientenheizung aber nur dazu geführt haben, daß der Block infolge der durch die lange Preßdauer bedingten Wärmeverluste- eingefroren wäre.One would have from the fact that the emerging strand also with application lower ram speeds has a significantly higher temperature as the block, may be inclined to draw the conclusion that a - recipient heater should be superfluous. When using the previously customary low punch speeds the omission of the recipient heating would only have resulted in the Block frozen due to the heat losses caused by the long pressing time were.

Beim Strangpressen von Stahlrohren ist es zwar bekannt, die Werkzeuge, insbesondere den Lochdorn; dauernd -zu kühlen, -um ---ein Verschweißen des Lochdorns mit dem auf Schweißhitze erhitzten Block zu verhindern. Auch beim Strangpressen von Nichteisenschwermetallen ist es üblich, .den' Loch=-Born wenigstens zwischen- aufeinanderfolgenden Pressungen zu kühlen, um sein Ausglühen zu verhüten. Dem Gebrauch gekühlter Werkzeuge beim Strangpressen von zur Warmbrüchigkeit neigenden Leichtmetallegierungen standen jedoch die bisher nicht für überschreitbar gehaltenen, niedrigen Preßstempelgeschwindigkeiten entgegen, welche die Verwendung gekühlter Werkzeuge nicht nur als unnötig, sondern auch als untunlich- erscheinen ließen, weil eine zu starke Abkühlung .des Blocks zu befürchten war.When extruding steel pipes, it is known that the tools especially the piercer; permanent -to cool -to --- welding of the piercer with the block heated to welding heat. Even with extrusion of non-ferrous heavy metals, it is customary to `` the hole = '' at least between- to cool successive pressings in order to prevent it from burning out. The use Cooled tools during the extrusion of light metal alloys that tend to be hot brittle However, the low press ram speeds, which were previously not considered to be exceeded, stood contrary to which the use of cooled tools is not only considered unnecessary, but also made it seem impractical because the block was cooling too much was to be feared.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe, beim Strangpressen von zur Warmbrüchigkeit neigenden Leichtmetallegierungen ' die Preßstempelgeschwindigkeiten zu steigern, in überraschend einfacher Weise gelöst. Das Wesen des Verfahrens nach der Erfindung besteht grundsätzlich darin, daß man gekühlte Werkzeuge und so niedrige Blocktemperaturen anwendet, daß die beim Pressen auftretende Verformungswärme keine übermäßige, zur Rißbildung führende Erhitzung des austretenden Stranges verursacht. Die Wahl der Blockeinsatztemperatur hängt einerseits- von den Eigenschaften der zu verpressendenLegierungen,andererseits von den angewandten Preßstempelgeschwindigkeiten und von dem Temperaturzustand der Werkzeuge ab: Sind die Werkzeuge (Aufnehmer, Preßstempel, Lochdorn) praktisch noch-kalt und handelt es sich um die Verarbeitung kleinerer Blöcke und um die Erzielung niedriger Umformungsgrade, so kann man z. B. beim Strangpressen von Rohren aus Duraluminium beinahe bis an die unterste, für dieseLegieruügen gebräuchlichePreß.-temperatur, von 38o° heraufgehen. Handelt es sich dagegen um die Verarbeitung größerer Blockgewichte und die-Erzielung#größerer Umformungsgrade, so muß man je nach der angewandten Preßstempelgeschwindigkeit und der Warmbrüchigkeit der zu verpressenderi Legierung mit der Blocktemperatur bis auf 3oo° heruntergehen und auch die Werkzeuge und insbesondere den Lochdorn dauernd kühlen.The invention provides the object of hot brittleness during the extrusion light metal alloys with a tendency to increase the ram speeds, solved in a surprisingly simple way. The essence of the method according to the invention is basically that you have cooled tools and such low block temperatures applies that the deformation heat occurring during pressing is not excessive, for Cracks leading to heating of the exiting strand. The choice of Block application temperature depends on the one hand on the properties of the alloys to be pressed, on the other hand of the ram speeds used and of the temperature state of the Tools off: Are the tools (pick-up, press ram, piercer) practically still cold and it is about processing smaller blocks and achieving lower ones Degree of deformation, so you can z. B. in the extrusion of pipes made of duralumin almost to the lowest pressing temperature used for this alloy, go up from 38o °. If, on the other hand, it is a question of processing larger block weights and the achievement of greater degrees of deformation, one must, depending on the ram speed used and the hot brittleness of the alloy to be pressed with the ingot temperature go down to 3oo ° and also the tools and especially the piercer keep cool.

Bei Legierungen von großer Warmbrüchigkeit, zu denen die Legierungen des Duraluminiumtyps gehören, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine Matrize. im wesentlichen bekannter Bauart zu verwenden, deren mit der Werkzeugachse einen Winkel von etwa 45 bis 70° bildende Blockauflagefläche nicht unmittelbar in den Querschnitt des Rohrs übergeht, sondern vermittels einer steilen Abschrägung, die bei runden Werkstücken die Form eines .abgestumpften Kegels annimmt, dessen parallele Begrenzungsflächen einen weniger als ein Fünftel des Blockhalbmessers betragenden Unterschied der Halbmesser aufweisen. Die Wirkung dieser Abschrägung besteht beim Strangpressen von Rohren offensichtlich darin, daß sie das Auftreten ungleicher Spannungen auf der Außen- und Innenfläche des Rohrs verhindert.In the case of alloys of great hot brittleness, to which the alloys belong to the duraluminium type, it has proven useful to use a die. to use essentially known design, which one with the tool axis Angle of about 45 to 70 ° forming block support surface not directly into the Cross-section of the pipe passes over, but by means of a steep bevel that assumes the shape of a truncated cone with round workpieces, whose parallel Boundary surfaces amount to less than a fifth of the block radius Have a difference in radius. The effect of this bevel is at Extrusion of pipes evidently in that they make the appearance more uneven Prevents tension on the outer and inner surface of the pipe.

In der . Zeichnung- ist. ein Ausführungsbeispiel einer Matrize nach der Erfindung dargestellt. Der ein- oder mehrteilig hergestellte Matrizenkörper a ist -mit der Blockauflagefläche l& versehen, die mit der Werkzeugachse einen Winkel von etwa 6o° bildet. c stellt die steile Abschrägung dar, vermittels welcher die Blockauflagefläche b in den zyIindrischen, die äußere Form des herzustellenden Werkstückes bestimmenden Teil d der Bohrung der Matrize übergeht. Der Unterschied n der Halbmesser der parallelen Begrenzungsflächen des abgestumpften Kegels c beträgt weniger als ein Fünftel des Blockhalbmessers r.In the . Drawing is. an embodiment of a die according to of the invention shown. The one-piece or multi-piece die body a is provided with the block support surface l & which is connected to the tool axis Forms an angle of about 60 °. c represents the steep slope by means of which the block support surface b in the cylindrical, the outer shape of the to be produced Workpiece-determining part d of the hole in the die passes. The difference n is the radius of the parallel boundary surfaces of the truncated cone c less than a fifth of the block radius r.

Das Wesen der Erfindung. wird durch den nachfolgend geschilderten Versuch veranschaulicht: In den Aufnehmer einer Kurbelstrangpresse, dessen Bohrung 56 mm beträgt und der in seinem unteren Teil eine Matrize- der -beschriebenem Art und von gleichem Durchmesser umschließt, wird der teilweise oder vollständig gelochte Block aus Duraluminium, der einen Durchmesser von 55 mm und eine Länge von etwa 115 mm besitzt, eingesetzt. Der Durchmesser des - Lochdorns beträgt 2o mm, der der zylindrischen Matrizenbohrung 2q. mm. Sind Aufnehmer und Matrize sowie Preßstempel und Lochdorn noch etwa handwarm, so kann man mit der Blocktemperatur bis auf etwa 380° heraufgehen. Beträgt die Werkzeugtemperatur aber 25o bis -3oo°, sei 'es nun; daß man die Werkzeuge schon bei Beginn des Pressens auf diese Temperatur- bringt öder - daß sich die Werkzeuge infolge rascher Arbeitsfolge und ohne Anwendung von Kühlung auf die höhere Temperatur erwärmen, so muß man mit der Blocktemperatur gegebenenfalls bis auf 30ö° heruntergehen.The essence of the invention. is indicated by the following Experiment illustrated: In the transducer of a crank extrusion press, its bore 56 mm and in its lower part a die of the type described and encloses of the same diameter, the partially or fully perforated Block of duralumin, which has a diameter of 55 mm and a length of approximately 115 mm is used. The diameter of the piercer is 20 mm, that of the cylindrical die bore 2q. mm. Are the transducer and die as well as the ram and piercer are still about lukewarm, so you can use the block temperature up to about Go up 380 °. But if the mold temperature is 25o to -3oo °, be it now; that the tools are brought to this temperature at the start of pressing dreary - that the tools can be changed as a result of rapid work sequences and without the use of Heat the cooling to the higher temperature, so you may have to use the block temperature go down to 30 °.

Sofort nach Einsetzen des Duralüminiumblocks wird die Pressein Gang gesetzt und der Block mit einer durchschnittlichen Preßstempelgeschwndigkeit von 25 bis 75 mm ausgepreßt. Wenn man dem Preßstempel eine der Blockauflage entsprechende Form gibt, so kann man den Block bis auf einen dünnwandigen Preßrest auspressen, den man nach Beendigung der Preßoperation in bekannter Weise mittels Abschermeißels von Hand oder mechanisch mittels einer Abschervorrichtung von dem gepreßten Rohr abtrennen kann.Immediately after the insertion of the duralumin block, the press is started set and the block with an average ram speed from 25 to 75 mm pressed. If one of the block support corresponding to the ram Gives shape, you can press the block down to a thin-walled residue, which one after completion of the pressing operation in a known manner by means of shear chisels manually or mechanically by means of a shear device from the pressed pipe can detach.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of extrusion full and hollow Workpieces made of light metal alloys with a tendency towards hot brittleness, such as duralumin, characterized in that a temperature increase causing the hot brittleness of the emerging strand is prevented by the increased ram speed Caused additional generation of deformation heat through the use of cooled tools (Pick-up, piercer, ram) and by using block application temperatures is balanced from about 38o down to 3oo °.

2. Die for exercising the Method according to claim i, characterized in that the one with the tool axis an angle of about 45 to 70 ° forming block support surface (b) into the shaping Opening (d) merges with a steep bevel (c) which, if the opening is round, the Assumes the shape of a truncated cone, the parallel boundary surfaces of which a The difference (s) between the radiuses is less than a fifth of the block radius exhibit. Cited publications: German patent specifications No. 536 629, 56o 186, 631440; "Material manual for non-ferrous metals", VDI-Verlag, Berlin, 1936, sheet H 3, p. 6.