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Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus schwer warmverformbaren
Werkstoffen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung nahtloser Rohre aus schwer
warmverformbaren Werkstoffen, und sie besteht insonderheit in der Anwendung von
im Gegenfließverfahren prellgelochter Blöcke als Luppe bei der Herstellung der Rohre
durch Streckschrägwalzen preßgelochter Luppen mit durch Druck homogenisiertem Gefüge.
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Es ist bekannt, nahtlose Rohre aus schwer warmverformbarem Werkstoff
in einem Streckschrägwalzwerk herzustellen und hierzu als Ausgangswerkstücke Hohlkörper
zu verwenden, die aus einem Rundkörper auf einem Lochwalzwerk hergestellt sind.
Das Lochen von Rundkörpern aus schwer warmverformbaren Werkstoffen auf einem Lochwalzwerk
ist aber erfahrungsgemäß, sehr schwierig, und die hieraus hergestellten Rohre sind
sehr häufig nicht von einwandfreier Beschaffenheit, so daß nur mit einem unbefriedigten
Ausbringen gerechnet werden kann. Dies liegt darin begründet, daß bei der Herstellung
der Hohlblöcke auf einem Lochwalzwerk neben der Verformung des Blockes durch Druckbeanspruchung
zusätzlich eine Verformung durch Zugbeanspruchung gegeben ist, wodurch Risse im
Hohlkörper hervorgerufen werden. Beim anschließenden Ausstrecken solcher gelochter
Blöcke auf einem Streckwalzwerk, beispielsweise auf einem Pilgerschrittwalzwerk,
muß wiederum dem erhöhten Warmverformungswiderstand Rechnung
getragen
werden: Man ist darum gezwungen, einen bestimmten Temperaturbereich zui beobachten,
dessen untere Grenze von einer noch eben hinreichenden Verformungsfähigkeit des
Werkstoffes und dessen obere Grenze von der Temperaturempfindlichkeit des Werkstoffes
bestimmt wird. Diese für das Auswalzen des Rohres zur Verfügung stehende Temperaturspanne
ist jedoch chargenbedingt. Sehr gleichmäßige Chargen sind wiederum durch günstige
Rohstofflage und durch eine gleichmäßige ununterbrochene Herstellung gleichbleibender
Werkstoffe unter gleichbleibenden Vorbedingungen bedingt. Diese Voraussetzungen
sind jedoch nicht immer gegeben. Bei der Herstellung nahtloser Rohre aus schwer
warmverformbaren Stählen kommt es deshalb letzten Endes darauf an, alle Verformungsarbeiten
in einem verhältnismäßig engen Temperaturbereich auszuführen, um der verschieden
großen Empfindlichkeit der anfallenden Chargen Rechnung zu tragen. Diese Tatsache
hat bisher ein wiederholtes Zwischenanwärmen zur Folge und verteuert damit die Herstellung
der Rohre.
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Die Erforschung der einzelnen Bedingungen bei der Umformung von Hohlblöcken
aus schwer warmverformbaren Werkstoffen zu nahtlosen Rohren führte zu der Erkenntnis,
daß durch die Anwendung von hoher Verformungsgeschwindigkeit bei reiner Druckbeanspruchung
der Werkstoffe die obenerwähnten Nachteile beseitigt werden. Eine hohe Verformungsgeschwindigkeit
beim Ausstrecken eines stabförmigen Körpers, wozu auch das nahtlose Rohr zu rechnen
ist, unter Druck ist daher in wirtschaftlicher Weise nur zu erreichen, wenn sich
das Ausstrecken des Hohlkörpers jeweils auf kleine Volumenanteile beschränkt, also
ein Ausstrecken erfolgt, das mit dem bekannten Ausstrecken eines Stabes unter einem
Schmiedehammer zu vergleichen ist. Hierbei wird stets nuir ein geringer- Volumenanteil
des Ausgangsquerschnittes der Warmformgebung unterzogen und auf den gewünschten
Endquerschnitt geschmiedet. Unmittelbar anschließend erfolgt das Ausstrecken des
nächsten Volumenanteiles. Dieser Schmiedevorgang erfolgt also absatzweise so lange,
bis der gesamte Stab vom großen Ausgangsquerschnitt auf einen entsprechend ausgestreckten
Stab vom Endquerschnitt verschmiedet ist. Die Übertragung dieses an sich beim Schmieden
bekannten Gedankens auf das Ausstrecken eines nahtlosen Rohres setzt ein Streckschrägwalzwerk
voraus, das sich dieses absatz-,veisen Ausstreckens bedient.
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Streckschrägwalzwerke, die diesen Bedingungen Rechnung tragen, sind
für die Herstellung nahtloser Rohre aus Hohlblöcken aus schwer warmverformbaren
Werkstoffen bereits bekannt. Es sind dies Streckschrägwalzwerke," bei denen der
Hohlblock zwischen einem zylindrischen Dorn und Schrägwalzen durch Längsstrecken
zum nahtlosen Rohr verformt wird, die zwischen einem Einführungskonus und einem
Glätteil zunn Zwecke der Wandstärkenverminderung eine Schulter aufweisen, und bei
denen die Achsen der Schrägwalzen in zur Achse des Hohlkörpers paralleler -Ebene
liegen, die Ringfläche der Sc@ülter annähernd rechtwinklig zur Walzenachse liegt
und die Angriffspunkte der Schulter aller Schrägwalzen in einer zur Rohrachse senkrechten
Ebene liegen. Bei solchen Streckschrägwalzwerken erfaßt jede Walze für sich allein
einen kleinen Abschnitt des auszustreckenden dickwandigen Hohlblocks und drückt
ihn augenblicklich auf die vorgesehene geringe Wandstärke herunter, ohne dabei den
Werkstoff Zugbeanspruchungen auszusetzen: Die nachfolgende Walze erfaßt dann den
anschließenden nächsten Anteil des dickwandigen Hohlkörpers usw.
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Es hat sich nun gezeigt, daß auch mit Streckschrägwalz-verken der
beschriebenen bekannten Bauart keine einwandfreien nahtlosen Rohre aus schwer warmverformbarem
Werkstoff hergestellt und .damit auch keine befriedigende Rohrausbringung erzielt
werden kann, wenn man als Ausgangswerkstücke, wie dies bisher der Fall ist, Hohlblöcke
verwendet, die aus einem Rundblock durch Schrägwalzen in einem Lochwalzwerk hergestellt
sind. Derartig hergestellte Hohlblöcke sind nicht rißfrei und befriedigen daher
auch nicht, da sich die im Ausgangshohlblock vorhandenen, bei dessen Herstellung
innvermeidlichen Risse auch im fertigen Rohr bemerkbar machen.
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Um nun bei der Herstellung nahtloser Rohre aus einem schwer warmverformbaren
Werkstoff beim Lochen der Blöcke zu Luppen den vorerwähnten Nachteil des Nichtanfallens
einwandfreier Rohre beim Auswalzen der Luppen zu vermeiden, schlägt die vorliegende
Erfindung die Verwendung von Rohrluppen vor, die im Streckschrägwalzwerk aus Blöcken
hergestellt wurden, die im Gegenfließverfahren in einem den Block passend uranfassenden
Aufnehmer gelocht wurden. Solche Blöcke sind an sich bekannt. Sie weisen ein besonders
gut durchgeknetetes Werkstoffgefüge auf, da der Werkstoff beim Lochen gezwungen
wird, seitlich in den Hohlraum zwischen Lochdorn und Aufnehmer abzufließen und alsdann
hochzufließen, wodurch das Gefüge eine gute Homogenisierung erfährt.
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Wenn nun die Patentinhaberin aus einer Vielzahl von Luppen mit ganz
verschiedenen Gefügen die Verwendung der für die Erzeugung einwandfreier Rohre aus
schwer warmverformbaren Werkstoffen geeignetsten Luppe herausgefunden hat, so konnte
sie flies nicht auf Grund einer bereits bekannten und beschriebenen Eigenschaft
solcher Lappen tun, vielmehr bedurfte es hierzu einer erfinderischen Tätigkeit,
indem die Patentinhaberin eine bisher unbekannte Eigenschaft des an sich bekannten
Ausgangskörpers entdeckte, die die Lappe erst zur Lösung der gestellten Aufgabe
geeignet machte. Es bedurfte hierzu erst der Erkenntnis, und hierin liegt die Erfindung,
daß gerade eine Luippe mit nach allen Richtungen hin durchgeknetetem Gefüge als
einzige so homogen ist, daß sich deren Gefüge sogar den außerordentlich starken
Beanspruchungen bei Streckschrägwalzwerken gewachsen zeigt. Gegenstand der Erfindung
ist daher die Anwendung von im Gegenfließverfahren preßgelochten Blöcken als Lappen
bei der Herstellung von nahtlosen Rohren
aus schwer warmverformbaren
Werkstoffen durch Streckschrägwalzen preßgelochter Luppen mit durch Druck homogenisiertem
Gefüge.
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Man hat bereits vorgeschlagen, bei der Herstellung von Rohrluppen
durch Streckschrägwalzen preßgelochter Blöcke solche Blöcke zu verwenden, die beim
Lochen nur einem .geringen einseitigen Druck unterworfen wurden, nämlich nur in
Richtung der Längsachse. Hierbei erfährt aber das Gefüge der Luppe keine Homogenisierung,
wie es das Gefüge der gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangenden Luppe zeigt,
und zwar aus dem Grunde nicht, weil die Lochung des Blockes nicht in einem den Block
passend umfassenden Aufnehmer erfolgt. Es wird also hier beim Preßvorgang der verdrängte
Werkstoff nur in Richtung der Längsachse verdrängt, nicht aber auch in verschiedenen
Richtungen, wie es zur Homogenisierung des Gefüges notwendig ist. Nur solche Luppen
ergeben bei ihrer weiteren Verarbeitung zum Rohr rißfreie und damit einwandfreie
Erzeugnisse.