DE967146C

DE967146C - Process for cold forming of steel objects

Info

Publication number: DE967146C
Application number: DEK2281D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Albert
Original assignee: Kronprinz GmbH
Current assignee: Kronprinz GmbH
Priority date: 1943-06-29
Filing date: 1943-06-29
Publication date: 1957-10-10

Description

Die Kaltverformung von Stahl geht normalerweise in mehreren, sich wiederholenden Operationen, z. B. bei Rohren in mehreren Kaltzügen, vor sich. Zwischen den einzelnen Zügen muß der kaltgehärtete Werkstoff durch Zwischenglühungen entspannt werden. Da sich bei normalen Glühbedingungen stets eine Zunderschicht (Oxydhaut) auf den Gegenständen bildet, muß auf das Zwischenglühen ein Zwischenbeizen folgen, wodurch die Oxydschicht entfernt wird. Es ist auch öfters darauf hingewiesen worden, daß die durch den Beizvorgang bewirkte Aufrauhung der Oberfläche sowie der anschließend sich bildende Überzug von Eisenhydroxyden zusammen mit dem vor dem nächsten Kaltzug aufgebrachten Schmiermittel die Durchführung der nächstfolgenden Operation günstig beeinflusse. Das Zwischenbeizen hat hiernach also eine doppelte Wirkung: Erstens die Entfernung der durch die vorausgegangene Weichglühung entstandenen Zunderhaut und zweitens die Schaffung günstiger Oberflächenbedingungen für das Haften des Schmiermittels.Cold forming of steel usually takes place in several, repetitive operations, z. B. for pipes in several cold trains, in front of you. Between the individual moves he has to cold-hardened material can be relaxed by intermediate annealing. Since under normal glow conditions always forms a layer of scale (oxide skin) on the objects, the intermediate annealing must be followed by an intermediate pickling, which the oxide layer is removed. It has also often been pointed out that the the pickling process brought about the roughening of the surface and the subsequent coating of iron hydroxides together with the lubricant applied before the next cold draw positively influence the performance of the next operation. The intermediate pickling has hence a double effect: firstly, the removal of the material caused by the previous soft annealing resulting scale skin and, secondly, the creation of favorable surface conditions for the sticking of the lubricant.

Andererseits ist der Beizvorgang umständlich und teuer. Weiterhin ist behördlicherseits immer wieder auf die Verseuchung der Bach- und Flußlaufe durch die Beizabwässer und die gesundheitliche Gefährdung der als Beizer beschäftigten Arbeitskräfte hingewiesen worden.On the other hand, the pickling process is cumbersome and expensive. Furthermore, on the part of the authorities is always again on the contamination of the streams and rivers by the treatment sewage and the health Risk to workers employed as pickling agents has been pointed out.

Aus diesen Gründen hat es nicht an Bestrebungen gefehlt, den Beizprozeß auszuschalten oderFor these reasons there has been no lack of efforts to switch off the pickling process or

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aber so wenig wie möglich davon Gebrauch zu machen. Da bei Beginn der Kaltverformung der vom Warmherstellungsprozeß herrührende Zunder in jedem Falle durch Beizen entfernt werden muß, konnte nur ein Ausschalten des Zwischenbeizens angestrebt werden. Mehrere Wege erschienen hier aussichtsreich. Sieht man von den zahlreichen Vorschlägen ab, durch Aufbringen besonderer Überzüge die Durchführung mehrerer aufeinanderfolgender Kaltverformungen zu ermöglichen, Maßnahmen, die durchweg zu einer unzulässig hohen Kaltverfestigung führen und in der Anwendung verhältnismäßig teuer sind, so erscheint das zunderfreie Zwischenglühen als einfachste Lösung.but to make as little use of it as possible. Since at the beginning of the cold deformation the any scale from the hot production process must be removed by pickling, it was only possible to strive to switch off intermediate pickling. Several ways appeared here promising. If one disregards the numerous suggestions, by making special ones Coatings to enable several successive cold deformations to be carried out, measures, which consistently lead to an inadmissibly high work hardening and in the application are relatively expensive, the scale-free intermediate annealing appears to be the simplest solution.

Wenn es bis vor kurzem, z. B. beim Kaltziehen von Rohren, nicht üblich war, durch Anwendung des zunderfreien Glühverfahrens das Zwischenbeizen auszuschalten, so hauptsächlich deshalb, weil hierzu große Glühanlagen neuester Bauart mit elektrischer Beheizung und Schutzgas- oder Vakuumanlage erforderlich waren, die der Industrie erst seit kurzer Zeit, und zwar nur in geringer Zahl zur Verfügung stehen. Dann aber auch, weil nach Erfahrungen der amerikanischen Industrie selbst durch zunderfreies Glühen das Zwischenbeizen mit Rücksicht auf die Schaffung günstiger Oberflächenbedingungen (siehe oben) nicht ganz entbehrt werden konnte. Vielmehr mußte man das Glühgut wenigstens einem sogenannten »Blitz-Beizen«, d. h. einem abgekürzten Zwischenbeizen, unterwerfen, um es ziehfähig zu machen. Erst neuere in Deutschland durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß sich z. B. Rohre, die in einem elektrischen Durchlaufglühofen mit einwandfrei arbeitender Schutzgasanlage sorgfältig geglüht wurden, bei Anwendung geeigneter Schmiermittel auch ohne jegliches Zwischenbeizen weiterziehen ließen. Die Ausdehnung dieses Verfahrens stößt jedoch auf Schwierigkeiten, weil aus Energiegründen und wegen Mangel an hochlegierten Heizspiralen der Bau weiterer derartiger Elektroglühöfen mit Schutzgasanlage behördlicherseits nicht zugelassen wird.If until recently, e.g. B. in cold drawing of pipes, was not common by application of the scale-free annealing process to switch off intermediate pickling, mainly because because for this purpose large annealing systems of the latest design with electrical heating and protective gas or Vacuum equipment was required, which the industry has only had for a short time, and only to a lesser extent Number are available. But then also because according to the experience of the American Industry even by means of scale-free annealing, the intermediate pickling with consideration for the creation favorable surface conditions (see above) could not be completely dispensed with. Much more the annealing material had to be subjected to at least a so-called "flash pickling", i.e. H. an abbreviated Intermediate pickling, subjecting to make it drawable. Only recently carried out in Germany Experiments have shown that z. B. tubes, which in an electric continuous annealing furnace with flawlessly working protective gas system have been carefully annealed, with the use of suitable lubricants without any intermediate pickling let them move on. However, the extension of this procedure encounters difficulties because of Energy reasons and because of the lack of high-alloy heating coils, the construction of further such heating elements Electric annealing furnaces with protective gas systems are not approved by the authorities.

Man hat daraufhin versucht, gasbeheizte Spezialglühofen zu entwickeln, wobei man ängstlich darauf bedacht war, die Verbrennung in abgeschlossenen Räumen vorzunehmen, weil man verhindern wolke, daß die Verbrennungsgase mit dem Glühgut in Berührung kamen. Man richtete sich also nach dem Prinzip der elektrisch beheizten Öfen. Der Ofenraum des auf diese Weise mit Gas beheizten Ofens sollte zur Erzeugung einer neutralen Atmosphäre auch mit Schutzgas gefüllt werden. Die konstruktiven Schwierigkeiten sind aber so groß, daß kein Erfolg zu erwarten ist. Auf jeden Fall würden aber sehr teure Anlagen dabei herauskommen und in Anbetracht des schlechten Wärmeübergangs zwischen Verbrennungsraum und Glühgut nur ein sehr unwirtschaftlicher Glühbetrieb möglich sein. Außerdem wäre zu berücksichtigen, daß allein zu der Schutzgaserzeugung bei dem üblichen Verfahren eine ebenso große Gasmenge benötigt wird, wie normalerweise in einem offenen Durchlauf glühofen (ohne Muffel) zum Glühen der Rohre. Wenn also auf diese Weise wirklich das Zwischenbeizen — ebenso wie beim Elektroofen — ausgeschaltet werden könnte, so würde dieser Vorteil mit einem unwirtschaftlichen Ofenbetrieb, d. h. viel zu teuer erkauft.Thereupon attempts have been made to develop gas-heated special annealing furnaces, but one is anxious to do so It was thought that the incineration should be carried out in closed rooms, because one could prevent it cloud that the combustion gases came into contact with the material to be annealed. One straightened up thus based on the principle of electrically heated ovens. The furnace chamber of this way with gas The heated furnace should also be filled with protective gas to create a neutral atmosphere will. However, the constructive difficulties are so great that no success is to be expected. on in any case, it would result in very expensive systems and in view of the bad Heat transfer between the combustion chamber and the material to be annealed is only a very uneconomical annealing operation to be possible. In addition, it would have to be taken into account that only to the generation of protective gas the usual method requires the same amount of gas as is normally required in an open continuous annealing furnace (without muffle) to glow the pipes. So if in this way the intermediate pickling really takes place - as well as with Electric oven - could be turned off, this would result in an uneconomical benefit Furnace operation, d. H. bought way too dearly.

Gemäß der Erfindung läßt sich nun das Zwischenbeizen überraschenderweise auch mit Hilfe eines normalen gasbeheizten Ofens, vorzugsweise eines Durchlaufofens, vermeiden, ohne daß eine Schutzgas- oder Vakuumanlage erforderlich ist. Es ist lediglich notwendig, die Glühung mögliehst kurzzeitig und in schwach reduzierender Ofenatmosphäre und die sich anschließende Abkühlung in der aus den Verbrennungsgasen des Ofens gebildeten Atmosphäre durchzuführen, sowie für die nachfolgende Kaltverformung Werkzeuge mit harter Oberfläche, z. B. verchromter bzw. hartverchromter oder aus Hartmetall bestehende Werkzeuge zu benutzen. Für die Erwärmung eignet sich besonders ein Durchlaufofen in »offener«, d. h. ohne Muffel betriebener Bauart, der aus einer Heiz- und einer Kühlstrecke besteht, wobei letztere unter geringem Überdruck mit den Abgasen aus der Heizkammer betrieben wird. Derart geglühte Werkstücke besitzen nach der Glühung, deren Dauer je nach der Querschnittsgröße etwa zwischen 5 und 15 Minuten (ausschließlich der Abkühlzeit) liegt, eine ganz geringfügige, graue Glühhaut, die ein gutes Haften des für die Kaltverformung benötigten Schmiermittels bedingt. Bei der Verarbeitung von Rohren ist es vor allem notwendig, daß das als Dorn oder Stopfen bezeichnete innere Ziehwerkzeug verchromte Ziehflächen besitzt, während das äußere als Ziehring oder Matrize bezeichnete Werkzeug notfalls auch unverchromt benutzt werden kann. 1°° An Stelle verchromter Werkzeuge lassen sich auch, wie gesagt, Hartmetallwerkzeuge verwenden.According to the invention, the intermediate pickling can now surprisingly also with Avoid using a normal gas-fired oven, preferably a continuous oven, without a protective gas or vacuum system is required. It is only necessary that the annealing is possible briefly and in a slightly reducing furnace atmosphere and the subsequent cooling to be carried out in the atmosphere formed by the combustion gases of the furnace, as well as for the subsequent cold forming tools with a hard surface, e.g. B. chrome-plated or hard chrome-plated tools or tools made of hard metal. For warming a continuous furnace in an "open", i.e. H. type operated without muffle, which consists of a heating and a cooling section, the latter under slight overpressure with the Exhaust gases from the heating chamber is operated. Such annealed workpieces have according to the Annealing, the duration of which, depending on the cross-sectional size, is between 5 and 15 minutes (excluding the cooling time), a very slight, gray glow skin that allows the The lubricant required for cold forming is conditional. When processing pipes it is Above all, it is necessary that the inner drawing tool, referred to as a mandrel or plug, be chrome-plated Has drawing surfaces, while the outer tool is called a drawing ring or die if necessary, it can also be used without chrome-plating. 1 °° As already mentioned, hard metal tools can be used instead of chrome-plated tools.

Die bessere Haltbarkeit verchromter oder aus Hartmetall bestehender Werkzeuge ist zwar bekannt, jedoch ist es bisher nicht erkannt worden, daß diese Werkzeuge in Verbindung mit einer kurzzeitigen und in reduzierender Atmosphäre durchgeführten Glühung die restlose Einsparung der Zwischenbeize beim Kaltverformen ermöglichen, noThe better durability of chrome-plated tools or tools made of hard metal is known, however, it has not heretofore been recognized that these tools can be used in conjunction with a short-term annealing carried out in a reducing atmosphere results in complete savings the intermediate pickling during cold forming, no

Mit dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich z. B. Rohre der Abmessung 32 · 1,9 mm ohne Zwischenbeizung auf die Abmessung 27· 1,4 mm, d. h. mit fast 40°/oiger Querschnittsabnahme, ohne Schwierigkeiten herunterziehen. ¹¹SWith the method according to the invention z. B. Pipes of the dimension 32 x 1.9 mm without intermediate pickling to the dimension 27 x 1.4 mm, ie with almost 40% reduction in cross-section, without difficulty. ¹¹ p

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for cold deformation of steel objects, especially when cold drawing tubes, in several successive cross-section reductions with the inclusion of Intermediate annealing, characterized in that the annealing and the subsequent cooling takes place in a weakly reducing atmosphere,

the annealing is as short as possible or is S to 15 minutes, and that the subsequent cold forming with the usual lubricants and at least partially a hard surface having tools is performed.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the annealing is carried out without a muffle in the continuous furnace, its heating section is operated with weakly reducing heating gases and their cooling section from the reducing exhaust gases of the heating section is flowed through under slight overpressure.

3. drawing tools for performing the method according to claims 1 and 2 in the Cold forming of pipes, characterized in that only the inner drawing tool is one has hard surface, e.g. B. is chrome-plated.

4. drawing tools according to claim 3, characterized by the use of hard metal tools.

Considered publications: German Patent Nos. 673 405, 676 792, 311; U.S. Patent No. 1,476,333.