DE959544C

DE959544C - Verfahren zum Warmstrangpressen von zur Rissbildung neigenden Metallen

Info

Publication number: DE959544C
Application number: DEC7534A
Authority: DE
Inventors: Jacques Sejournet
Original assignee: COMPTOIR IND ETIRAGE
Current assignee: COMPTOIR IND ETIRAGE
Priority date: 1952-07-01
Filing date: 1953-05-07
Publication date: 1957-03-07

Description

AUSGEGEBEN AM 7. MÄEZ1957

C 7534 Ib/7b

Jacques Sejournet, Paris

ist als Erfinder genannt worden

Metallen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen von Metallen bzw. Metallegierungen, die am vorderen Strangende zur Rißbildung neigen. Das Auspressen solchen Materials ist mit dem Nachteil behaftet, daß das vorderste Stück des Stranges wegen der sich bildenden Aufspaltungen oder Abblätterungen als Abfall verloren gegeben werden muß. Legierungen, bei welchen derartige Fehler auftreten, sind z. B. Wolframstähle mit einem Gehalt von o,8 C, i8 W, 4 Cr, 1 Va oder hochschmelzende Chrom-Nickel-Cobaltstähle mit einem Gehalt von 0,36 C, 1,5 Mn, 20 Cr, 20 Ni, 41 Co, 4 W, 3,7 Mo, 4 Cb, 4 Fe sowie Siliziumbronze mit einem Gehalt von 97 Cu und 3 Si.

Erfindungsgemäß wird diesem Mangel dadurch begegnet, daß unter Anwendung eines bei der Preßtemperatur zähflüssigen Schmiermittels, insbesondere Glas, mit dem Preßblock eine scheibenförmige Vorlage von einer Dicke bis 50% des Blockdurchmessers aus leichter als das Preßmetall fließendem Metall in Form einer nur den Vorderteil des Stranges bedeckenden Kappe ausgepreßt wird. Die Dicke der vor dem Preßblock für diese Hilfskappe verwendeten Vorlage soll ein ausreichendes Maß auf-

weisen, das im Einzelfall von dem betreffenden Preßmetall abhängt und sich etwa zwischen 5 und 50¹Vo des Block- und Vorlagendurchmessers bewegt Die Vorlage von scheibenförmiger Gestalt kann entweder vor dem Pressen am Vorderende des Preßblockes durch irgendwelche bekannte Mittel, z. B. durch Anschweißen, befestigt oder vorher in den Aufnehmer eingelegt werden.

Beim Pressen unter diesen Bedingungen wird die Vorlage zu Beginn des Preßvorganges in der Weise verformt, daß sie das Vorderende des Stranges bedeckt, wodurch die Bildung der erwähnten Risse verhindert wird. Man hat dann lediglich den vom Metall der Vorlage bedeckten. Teil des Stranges zu entfernen. Dieser Teil ist erheblich kürzer als jener durch Risse beschädigte, der beim direkten Auspressen eines Metallblockes ohne Zuhilfenahme einer erfindungsmäßigen Vorlage entsteht.

Es ist bekannt, beim Strangpressen von Stangen und Rohren zusammen mit dem Preßblock eine scheibenförmige Vorlage auszupressen. Bei diesem Vorgang und mit dieser Vorlage soll ein über die ganze Röhr- oder Stangenlänge gleichmäßig reichender Überzug, d. h. eine Plattierung, erzielt werden. Das Vorlagemetall umhüllt hierbei auch das vordere Strangende in Form einer Kappe. Diese ist aber nur ein Begleiterscheinung und steht in keinem Zusammenhang mit einer Gefahr der Rißbildung.

Weiter ist es bekannt, durch Vorlagen in Form mehr oder minder dicker Scheiben bzw. Blöcke Mehrmetallstränge zu pressen. Das Vorderende des Stranges besteht hierbei dann aus massivem Vorlagemetall, in das weiter zurück der nach vorn stetig dünner werdende Kern ausläuft. Auch hierbei ist der Zweck der Vorlage daher nicht der einer die Rißbildung verbindenden Kappe, sondern die Bildung von sich über die ganze Stranglänge mit stetig wechselnder Dicke umschließender Metallschichten.

Darüber hinaus ist es bekannt, das Strangpressen schlecht verknetbarer Legierungen dadurch zu ermöglichen, daß ein gut verpreßbares Metall als dünne Hülle mit ausgepreßt wird. Sie soll an Stelle einer für sich nicht ausreichend wirksamen Schmierung verhindern, daß infolge von primär ausgeschiedenen harten Legierungskomponenten eine Veränderung der Homogenität zum Platzen und Reißen des Stranges beim Pressen führt. Auch hierbei ist wesentlich, daß die Hülle sich über die ganze Stranglänge erstreckt, während die Strangstirnseite gemäß dem Vorschlag, eine ringförmige Vorlage zu verwenden, nicht bedeckt, also- keine Kappe gebildet werden soll.

Die Erfindung liegt in der hierzu umgekehrten Maßnahme, gerade eine Kappe zur Verhinderung des Reißens zu erzeugen, und zwar im Gegensatz zu den übrigen vorgenannten Verfahren, ausschließlich eine Kappe und nicht auch einen Überzug längs des ganzen Stranges. Dieser Überzug wird nicht nur eingespart, sondern sein Fehlen auf dem wesentlichen Teil des Stranges bringt den erheblichen Vorteil mit sich, daß der Strang ohne weiteres gebrauchsfertig und nicht durch eine un erwünschte Schicht weniger hochwertigen Werkstoffes umschlossen ist, die allenfalls auch Dickenunterschiede des Erzeugnisses zur Folge haben könnte.

Die Verwendung eines bei der Preßtemperatur zähflüssigen Schmiermittels, die notwendig mit zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Kappe gehört, ist zur Erzielung einer guten Schmierwirkung an sich bekannt. Falls die Vorlage und der Preßblock auf verschiedene Temperaturen vorzuerhitzen sind, wird die Schmierung der Kappe dadurch besonders gefördert, daß als Schmiermittel zwei Glassorten verwendet werden, welche bei den betreffenden Preßtemperaturen gleiche Viskosität aufweisen, die eine bei der Temperatur der Vorlage, die andere bei der Temperatur des Preßblockes, und wobei die Mengen der beiden Schmiermittel auf die Größen der von ihnen gesondert zu schmierenden Flächen abgestimmt sind.

Anschließend soll die Erfindung an Hand der Abb. ι bis 6 der Zeichnung näher erklärt werden. Es zeigt

Abb. ι die schaubildliche Ansicht eines Strangendes, das Schäden durch Abblättern der Oberfläche aufweist,

Abb. 2 eine analoge Ansicht eines durch Auf- go Spaltungen beschädigten Strangendes,

Abb. 3 schematisch die Lage aufeinanderfolgender Schichten des Preßblockes vor Beginn des Auspressens,

Abb. 4 die Lage der Schichten nach Fig. 3 nach Beginn des Auspressens,

Abb. 5 den Schnitt durch einen im Aufnehmer befindlichen Preßblock mit der erfindungsgemäßen Vorlage,

Abb. 6 den Längsschnitt durch das erfindungsgemäß ausgepreßte Strangende.

Wie bereits erwähnt, bilden sich beim Pressen von gewissen schwierig verformbaren oder nicht ausreichend homogenen Metallen bzw. Legierungen am Vorderende des Stranges leicht Risse. Diese führen entweder, wie Abb. 1 zeigt, zu einem Abblättern des Metalls oder, wie in Abb. 2 gezeigt, zu einem Aufspalten des Strangendes.

Die Entstehung dieser Schäden läßt sich wie folgt erklären: Zu Beginn, des Preßvorganges, bei welchem der Preßblock 1 (Abb. 3) durch die Düse ausgepreßt wird, bilden sich die in Abb. 3 strichpunktiert, in Abb. 4 vollinig gezeichneten Formen 2 aus, wobei die parallelen Schichten I₀, I₆ .. . i_e des Metallblockes 1 ineinandergreifend so verformt werden, wie es an den Schichten 2_a, 2j,... 2_e in Abb. 4 dargestellt ist. Das Zentrum α (Abb. 3) der Frontfläche des PreßblockeSj das dem Querschnitt der Düse entspricht, tritt durch letztere hindurch und erhält nach beendetem Pressen, eine leicht gewölbte Oberfläche (Abb. 4) vom Durchmesser A des Stranges. Die restliche ringförmige Frontfläche von der Breite b (Abb. 3) des Metallblockes bedeckt dann den Vorderteil des Stranges in der Länge B (Abb. 4). Die zylindrische Oberfläche in der Länge c (Abb. 3) des Metallblockes verlängert sich durch das

Pressen zur Fläche in der Länge C (Abb. 4) des Stranges. Die Verschiedenheit dieser Veränderungen sowie die Wechselwirkung der Ausbauchungen der verschiedenen Schichten aufeinander rufen Spannungen im Kopfteil des Stranges hervor. Durch diese Spannungen entstehen dann die erwähnten Schaden.

Um die durch diese Erscheinung bedingten Nachteile zu vermindern, wird am Kopf des Metallblockes 3 (Abb. 5) eine scheibenförmige Vorlage 4 vorgesehen. Diese ist mit dem Metallblock verbunden, z. B. durch Anschweißen, und besteht aus einem Metall bzw. einer Legierung, welche die Bildung der genannten Schaden verhindert. Beim Preßvorgang wird die Vorlage 4 einer analogen Formveränderung unterworfen, wie sie in den Abb. 3 und 4 für die Schicht i_a des Preßblockes veranschaulicht ist. Sie bildet dann eine Kappe 4_O (Abb. 6) am Vofderende des aus dom Preßblock 3 (Abb. 5) hervorgegangenen Stranges 5 (Abb. 6) und verhindert dadurch die vorerwähnten Fehler. Man verliert also nur jenen Teil des Stranges als Abfall, der von der verformten Vorlage 4₀ bedeckt ist. Bei dem in Abb. 4 dargestellten Fall ist oftmals das Ende des Stranges bis zur Schicht 2_e unbrauchbar.

Wird die Vorlage 4 mit dem Preßblock 3 vor dem Pressen fest verbunden, so wird die Vorlage zwangläufig auf die gleiche Temperatur erhitzt wie der Preßblock. Man kann jedoch die Vorlage für sich vor Einführung des Preßblockes in den Aufnehmer einlegen. Hierbei hat man die Möglichkeit, die Vorlage auf jede gewünschte Temperatur zu bringen, wodurch man gegebenenfalls den Verformungswiderstand des Voriagemetalls mit dem des Preßblockmetalls in Einklang bringen kann.

In der Regel verwendet man für die Vorlage ein Metall, welches bei derselben Temperatur einen geringeren Verformungswiderstand als der Preßblock aufweist. Hieraus ergeben sich als weitere Vorzüge günstigere Druckverhältnisse beim Preßbeginn und weitere Verformungsmöglichkeiten. So kann z. B. für das Verpressen von Wolframstahl des eingangs genannten Typs eine Vorlage aus Kohlenstoffstahl und für das Verpressen von Siliziumbronze eine Vorlage aus gewöhnlicher B ronze verwendet werden.

Wird, wie es an sich bekannt ist, die Vorlage auf

eine andere Temperatur erhitzt als der Preßblock, so kann es vorteilhaft sein, das Schmiermittel den verschiedenen Temperaturen anzugleichen. Hierzu werden zwei Glassorten benutzt, die bei diesen beiden Temperaturen gleiche Viskosität aufweisen; die eine bei der Temperatur der Vorlage und die andere bei der Temperatur des Preßblockes. Hierbei werden zweckmäßig die Mengen der beiden Schmiermittel auf die Größen der von ihnen gesondert zu schmierenden Flächen abgestimmt.

In den folgenden Beispielen sind Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

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Beispiel 1

Mit einer 1500-Tonnen-Presse wurden in einem Aufnehmer von 140 mm Durchmesser Blöcke aus dem eingangs genannten Chrom-Nickel-Cobaltstahl von 130 mm Durchmesser und 300 mm Länge zu Rundstangen von 35 mm Durchmesser verformt. Unter Anwendung des bisher gebräuchlichen Verfahrens wurde der Preßblock auf eine Temperatur von 1220⁰ C gebracht; zur Schmierung wurde Glaswolltuch verwendet. Es traten Schaden durch Abblättern (wie in Abb. 1 dargestellt) auf. Die Schaden erstreckten sich auf eine Länge bis zu 500 mm.

Wurde hingegen nach dem erfindungsmäßigen Verfahren auf die Frontseite des Blockes eine Vorlage aus Kohlenstoffstahl mit o,i°/oC von 30 mm Dicke aufgeschweißt und unter sonst gleichen Temperatur- und Schmierbedingungen gearbeitet, so erhielt man fehlerfreie Stränge. Sie waren (wie in Abb. 6 ersichtlich) auf eine Länge von nur 50 mm mit dem Metall der verformten Vorlage bedeckt, das sich leicht entfernen ließ.

B e i s ρ i e 1 II

Mit einer 1500-Tonnen-Presse wurde in einem Aufnehmer von 148 mm Durchmesser Blöcke aus reinem Molybdän von 140 mm Durchmesser und 450 mm Länge zu Rundstangen von 80 mm Durchmesser verformt.

Unter Anwendung des bisher gebräuchlichen Verfahrens würde der Preßblock auf eine Temperatur von 1350⁰ C gebracht und zur Schmierung ein Glas mit einem Gehalt von 80 SiO₂, 12,3 B₂O₃, 2AI₂O₃, 3,3Na₂O, 1,2K₂Q, 0,1Fe₂O₃, 0,1SO₃, 0,1 CaO und Spuren von MgO verwendet. Es traten Schäden durch Aufplatzen des Vorderendes (wie in Abb. 2 zu sehen) bis zu einer Länge von 100 mm auf.

Wurde hingegen einige Sekunden vor Einführung des Preßblockes in den Aufnehmer eine 60 mm dicke Kohlenstoffstahlscheibe mit 0,1% C, die auf ι roo° C gebracht war, in den Aufnehmer gelegt und zwischen das Glas und die Scheibe eine Schicht Glasfasern eingeschaltet, so erhielt man fehlerfreie Stränge. Diese waren lediglich auf die Länge von wenigen cm mit dem Metall der verformten Vorlage bedeckt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Warmstrangpressen von Metallen bzw. Metallegierungen, die am vorderen Strangende zur Rißbildung neigen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung eines bei der Preßtemperatur zähflüssigen Schmiermittels, insbesondere Glas, mit dem Preßblock eine scheibenförmige Vorlage von einer Dicke bis 50 °/o des Blockdurchmessers aus leichter als das Preßmetall fließendem Metall in Form einer nur das Vorderende des Stranges bedeckenden Kappe ausgepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage und der Preßblock je auf ihre besondere Preßtemperatur erhitzt werden und als Schmiermittel zwei Glassorten verwendet werden, welche bei den be-

treffenden Preßtemperaturen gleiche Viskosität aufweisen, die eine bei der Temperatur der Vorlage, die andere bei der Temperatur des Preßblockes, und wobei die Mengen der beiden Schmiermittel auf die Größen der von ihnen gesondert zu schmierenden Flächen abgestimmt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 602 592;

deutsche Patentanmeldung ρ 44 950 Ib/7b (Patent 927 742);

britische Patentschriften Nr. 374 397, 403 742, 495650;

USA.-Patentschrift Nr. 2 023 498.

Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen

Q 609618/141 9.56 (609833 2.57)