EP0053636A1 - Method and device for single or multistage drawing - Google Patents

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EP0053636A1
EP0053636A1 EP19800108196 EP80108196A EP0053636A1 EP 0053636 A1 EP0053636 A1 EP 0053636A1 EP 19800108196 EP19800108196 EP 19800108196 EP 80108196 A EP80108196 A EP 80108196A EP 0053636 A1 EP0053636 A1 EP 0053636A1
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EP
European Patent Office
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lubricant
chambers
chamber
flooding
working
Prior art date
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Granted
Application number
EP19800108196
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP0053636B1 (en
Inventor
Harri Dr.-Ing. Weinhold
Heinz-Rüdiger Dr.rer.nat. Vogel
Bernhard Dipl.-Phys. Kurze
Dieter Rauschenbach
Gerhard Dipl.-Jur. Bortfeld
Joachim Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Original Assignee
Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
SKET Schwermaschinenbau Magdeburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB, SKET Schwermaschinenbau Magdeburg GmbH filed Critical Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Publication of EP0053636A1 publication Critical patent/EP0053636A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0053636B1 publication Critical patent/EP0053636B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B21C1/04—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums with two or more dies operating in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/12—Die holders; Rotating dies
    • B21C3/14—Die holders combined with devices for guiding the drawing material or combined with devices for cooling heating, or lubricating

Definitions

  • the invention relates to the field of metallurgy.
  • metal forming material in the form of wires, rods, pipes, profiles and the like, preferably under hydrodynamic lubrication conditions.
  • Bare metal or lubricated metal can be used as the starting material.
  • liquid lubricants that consist of solutions or dispersions of solid or semi-solid lubricants
  • the applied liquid lubricant layer must be dried before the forming tool so that the advantages of the solid or semi-solid lubricant can be fully exploited.
  • the liquid contained in the lubricant must be removed before the material to be formed is introduced into the forming tool. Removal must be carried out very carefully, since the dynamic viscosity of the lubricant decreases if it is not adequately dried.
  • To remove the liquid it is already known to dry the coated material in drying ovens. This process is very time consuming, particularly for lubricants containing a high boiling point liquid.
  • Various forms of pressure-drawing tools are used for drawing with hydrodynamic lubrication.
  • One of these known pressure-drawing tools contains a run-in die and a working die, arranged one after the other in a two-part housing, a pressure space being formed between them.
  • solid lubricant is conveyed into the pressure chamber in front of the working die through the inlet die together with the incoming material.
  • the lubricant under the influence of the building up pressure and the frictional heat liquefied and printed in the drawing hole between the drawing material and working die.
  • a deficiency of this procedure is that there is a completely inadequate residual lubricant coating for subsequent drawing operations on the drawing material which emerges from the working die.
  • the completely inadequate residual lubricant coating is also particularly disadvantageous if pressure-drawing tools are used in which two working dies are arranged one behind the other. In this case, the second working die is insufficiently supplied with lubricant, which causes high die wear and rough surfaces of the drawing material. In addition, the possible forming speed and the possible degree of forming are restricted. A three- or multi-stage forming would not be possible with the construction principle of the tool due to these insufficient lubrication conditions.
  • the object of the invention is the provision of pre- a us aptitudeen for a simplification of the technological process steps and facilities, increasing the potential strain and the possible degree of deformation, reducing the drawing tool wear and improve the surface quality as well as an increase in labor productivity and for opening up power reserves for single or multi-stage drawing.
  • the invention has for its object to develop a adaptable to a wide variety of forming conditions, simple technology for single or multi-stage drawing, hei special methods and devices for applying and drying a liquid lubricant before the drawing tools avoided, each drawing tool with a sufficient amount Lubricant supplied and if necessary a re-coating of the material to be formed is possible or a significant lubricant residue can be avoided.
  • This object is achieved according to the invention with a method in which the material to be formed is drawn in one go through one or more chambers arranged one behind the other, at least one of the chambers optionally being flooded or empty with a liquid lubricant which contains a solid or semi-solid lubricant operated, the material to be formed is subjected to forming in one or more of the chambers and the optional flooding or emptying of the chambers is carried out before or during the forming process.
  • the lubricant concentration in the lubricant is varied depending on the respective forming conditions.
  • the flooding or emptying of the chambers as well as the variation of the lubricant concentration is expediently carried out during the shaping process according to a program which is coordinated with the respective shaping conditions.
  • the chambers are advantageously flooded with a liquid lubricant which consists of an organic solvent, such as trichlorethylene or benzene, and fatty acid salts, such as calcium stearate, dissolved therein.
  • the material to be formed is drawn through a chamber which is equipped with two or more working dies, one of which is located in the inlet and one in the outlet opening of the chamber, and the material to be heated as a result of the forming is passed between the working dies a flooding of the chamber is contacted with the lubricant during the forming.
  • the material to be formed can also be drawn through a chamber which is equipped with only one working die located in the inlet opening, the material to be heated as a result of the forming being immediately after it emerges from the working die by flooding the chamber with the liquid lubricant Contacted for the purpose of a re-coating and is subsequently fed to a drying.
  • the invention includes a device consisting of one or more chambers arranged one behind the other for the passage of the formed material, at least some of which have a feed line and a discharge line for optionally flooding or emptying the chambers with liquid lubricant in front during the forming process and wherein at least one working die is arranged in one of the chambers.
  • a collecting space for stripped dry lubricant which can be closed in a liquid-tight manner with respect to the chamber, is expediently located below each working die and the working dies are arranged in the inlet and / or outlet opening of the chambers
  • the new operating principle ensures that only a very thin, but completely sufficient film of lubricant is produced. This advantageously means that no more lubricant is supplied to the drawing hole than is necessary to maintain good lubrication conditions.
  • the drawing shows a schematic sectional view of a device which consists of lined up chambers 1 to 5.
  • a material to be formed 6 is drawn through these chambers from left to right.
  • a collecting space 13; 14 for stripped dry lubricant which by means of flaps 15; 16 opposite the chambers 2; 5 can be sealed liquid-tight.
  • the chambers 2; 3; 5 can lead 17; 18; 19 in connection with leads 20; 21; 22 are either flooded or emptied with a liquid lubricant, wise according to a certain program.
  • the feed lines 17; 18; 19 equipped with shut-off devices not shown in the drawing.
  • Calcium stearate dissolved in trichlorethylene is used as the liquid lubricant in this exemplary embodiment.
  • the lubricant is located in a lubricant reservoir, not shown in the drawing, which is connected to the supply lines 17; 18; 19 and the leads 20; 21; 22 is connected to a lubricant circuit.
  • the flooding of the chambers 2; 3; 5 is carried out by means of a lubricant pump arranged in the lubricant reservoir. That from the chambers 2; 3; 5 Lubricant flowing back into the lubricant reservoir is thermostatted and cleaned there.
  • Liquid lubricant which possibly penetrates from chamber 2 into chamber 1 via sealing element 10, or from chambers 3; 5 via the sealing elements 11; 12 into the chamber 4, is by means of lines 23; 24 returned to the lubricant reservoir.
  • the chamber 4 is with the chambers 3; 5 connected via heat insulating seals 25.
  • the device can be switched to another mode of operation during the drawing process, for example by emptying the chamber 3 after the flap 16 has been closed beforehand and the chamber 5 has been flooded with the liquid lubricant.
  • this mode of operation the material to be formed leaves the device bare, with an excellent surface quality and without any significant lubricant residue.
  • the device described in this exemplary embodiment adapted to the given starting materials, forming conditions and desired product qualities, can be switched over to other different operating modes before the start or during the drawing process, some examples of which are listed in the table below.
  • chambers 3 and 5 are to remain constantly flooded, the partitions of these chambers to the chamber 4 and the line 24 can be dispensed with, so that the device can be constructed correspondingly simpler and shorter. Another simplification is possible if chamber 2 is not to be flooded. Here, all of the structural parts arranged in front of the working die 7 can be omitted, including the collecting space 13.
  • chamber 5 can be omitted; in the case of a vertical arrangement with the wire drawing direction running upwards, the partition between the chambers 3 and 4 is also formed.
  • the wire is formed in one step and coated.

Abstract

1. A method of single-stage or multi-stage drawing and lubricating of metallic material to be formed such as wires, rods, pipes, sections and the like, characterised in that the material to be formed is drawn rectilinearly and in a single operation and during operation is adhesively coated upstream of each forming stage with a solid-lubricant containing liquid lubricant, consisting of an organic solvent such a trichloroethylene or benzene as the liquid lubricant and fatty acid salts such as calcium stearate as the solid lubricant, during which operation said material passes through a plurality of closed chambers and the lubricant has a concentration which corresponds to the respective forming conditions.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie.The invention relates to the field of metallurgy.

Sie ist anwendbar beim ein- oder mehrstufigen Ziehen von metallischem Umformgut in Form von Drähten, Stangen, Rohren, Profilen und ähnlichem, unter vorzugsweise hydrodynamischen Schmierbedingungen. Als Ausgangsmaterial kann dabei blankes oder mit einem Schmiermittel behaftetes Umformgut eingesetzt werden.It can be used for single or multi-stage drawing of metal forming material in the form of wires, rods, pipes, profiles and the like, preferably under hydrodynamic lubrication conditions. Bare metal or lubricated metal can be used as the starting material.

Beim Ziehen von metallischem Umformgut ist es bekannt, daß vor dem Umformen ein flüssiges Schmiermittel auf das Umformgut aufgetragen wird. Zum Auftragen der Schmiermittel ist es bereits bekannt, das Umformgut im Durchlauf durch einen offenen Kasten, welcher das Schmiermittel enthält, zu beschichten. Dabei befindet sich im Ein- und Auslauf für das Umformgut jeweils ein Abstreifer, meist bestehend aus einer Filz- oder Plastwerkstoffplatte mit einem Schlitz, durch den das Umformgut hindurchgeführt wird. Diese Abstreifer sollen den Kasten abdichten und die Ausbildung eines gleichmäßigen Schmiermittelfilms gewährleisten. Ein Mangel dieser Vorrichtung besteht darin, daß das im Schmiermittel enthaltene Lösungsmittel verdunsten kann, wodurch eine Verarmung an Lösungsmitteln eintritt und im Falle spezieller Lösungsmittel besondere Maßnahmen zum Gesundheitsschutz durchgeführt werden müssen. Nachteilig ist auch, daß diese Vorrichtung nur in waagerechter Anordnung funktionsfähig ist. Außerdem ist ein ständig gleichmäßiger Schmiermittelauftrag nicht gewährleistet, da die Abstreifer schnell verschleißen. Im Falle des Verschleißes werden außerdem größere Mengen des Schmiermittels aus dem Kasten ausgeschleppt. Sofern Verunreinigungen auf der Oberfläche des Ziehgutes vorhanden sind, z. B. Fettreste, ist mit dieser Vorrichtung kein geschlossener Schmiermittelfilm erzielbar.When drawing metallic material to be formed, it is known that a liquid lubricant is applied to the material to be formed before the forming. To apply the lubricants, it is already known to coat the material to be formed by passing it through an open box which contains the lubricant. There is a stripper in the inlet and outlet for the material to be formed, usually consisting of a felt or plastic material plate with a slot through which the material to be formed is passed. These wipers are intended to seal the box and ensure the formation of a uniform film of lubricant. A deficiency of this device is that the solvent contained in the lubricant can evaporate, as a result of which solvent depletion occurs and, in the case of special solvents, special measures for health protection have to be carried out. Another disadvantage is that this device is only functional in a horizontal arrangement. In addition, a constant, even application of lubricant is not guaranteed because the wipers wear out quickly. In the event of wear, larger amounts of lubricant are also carried out of the box. If there are contaminants on the surface of the drawing material, e.g. B. grease residues, no closed lubricant film can be achieved with this device.

Bei Verwendung flüssiger Schmiermittel, die aus Lösungen oder Dispersionen von festen oder halbfesten Schmierstoffen bestehen, muß die aufgebrachte flüssige Schmiermittelschicht vor dem Umformwerkzeug getrocknet werden, damit die Vorteile des festen oder halbfesten Schmierstoffs voll ausgenutzt werden können. Das heißt, die im Schmiermittel enthaltene Flüssigkeit muß vor dem Einbringen des Umformgutes in das Umformwerkzeug entfernt sein. Das Entfernen muß sehr sorgfältig durchgeführt werden, da die dynamische Viskosität des Schmierstoffs bei unzureichender Trocknung abnimmt. Für das Entfernen der Flüssigkeit ist es bereits bekannt, das beschichtete Umformgut in Trockenöfen zu trocknen. Dieses Verfahren ist insbesondere bei Schmiermitteln, die eine Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt enthalten, sehr zeitaufwendig. Das macht sich besonders nachteilig bei kontinuierlicher Beschichtung mit anschließender Umformung sowie bei kontinuierlicher mehrstufiger Umformung mit Zwischenbeschichtung in der Weise bemerkbar, daß nur mit niedrigen Umformgeschviindigkeiten gefahren werden kann. Außerdem sind die Energie- und technologischen Aufwendungen für die Trocknung mit erwärmter Luft relativ hoch. Bei Schmiermittelschichten, die organische Lösungsmittel enthalten, ist dieses Verfahren nicht anwendbar, da in diesem Fall der Gesundheits- und Brandschutz nicht voll gewährleistet ist.When using liquid lubricants that consist of solutions or dispersions of solid or semi-solid lubricants, the applied liquid lubricant layer must be dried before the forming tool so that the advantages of the solid or semi-solid lubricant can be fully exploited. This means that the liquid contained in the lubricant must be removed before the material to be formed is introduced into the forming tool. Removal must be carried out very carefully, since the dynamic viscosity of the lubricant decreases if it is not adequately dried. To remove the liquid, it is already known to dry the coated material in drying ovens. This process is very time consuming, particularly for lubricants containing a high boiling point liquid. This is particularly noticeable in the case of continuous coating with subsequent shaping and in the case of continuous multi-stage shaping with intermediate coating in such a way that only low forming speeds can be used. In addition, the energy and technological expenses for drying with heated air are relatively high. This procedure cannot be used for lubricant layers that contain organic solvents, since in this case health and fire protection is not fully guaranteed.

Zum Ziehen mit hydrodynamischer Schmierung werden unter anderem Druckziehwerkzeuge in verschiedener Ausführungsform eingesetzt. Eines dieser bekannten Druckziehwerkzeuge enthält in einem zweiteiligen Gehäuse nacheinander angeordnet einen Einlaufziehstein und einen Arbeitsziehstein, wobei dazwischen ein Druckraum ausgebildet ist. Beim Ziehen wird durch den Einlaufziehstein zusammen mit dem einlaufenden Ziehgut festes Schmiermittel in den Druckraum vor dem Arbeitsziehstein gefördert. Dort wird das Schmiermittel unter der Einwirkung des sich aufbauenden Drucks und der Reibungswärme verflüssigt und in das Ziehhol zwischen Ziehgut und Arbeitsziehstein gedruckt. Ein Mangel dieser Verfahrensweise besteht darin, daß auf dem Ziehgut, welches aus dem Arbeitsziehstein austritt, ein völlig unzureichender Restschmiermittelüberzug für nachfolgende Ziehvorgänge vorhanden ist. Dadurch ist bei Mehrfachzügen jeweils ein erneuter Schmiermittelauftrag erforderlich. Der völlig unzureichende Restschmiermittelüberzug macht sich auch besonders nachteilig bemerkbar, wenn Druckziehwerkzeuge verwendet werden, in denen hintereinander zwei Arbeitsziehsteine angeordnet sind. In diesem Fall wird der zweite Arbeitsziehstein ungenügend mit Schmiermittel versorgt, wodurch ein hoher Ziehsteinverschleiß und rauhe Ziehgutoberflächen auftreteno Außerdem werden dadurch die mögliche Umformgeschwindigkeit und der mögliche Umformgrad eingeschränkt. Eine drei- oder mehrstufige Umformung wäre mit dem Aufbauprinzip des Werkzeugs infolge dieser ungenügenden Schmierungsverhältnisse nicht realisierbar.Various forms of pressure-drawing tools are used for drawing with hydrodynamic lubrication. One of these known pressure-drawing tools contains a run-in die and a working die, arranged one after the other in a two-part housing, a pressure space being formed between them. When pulling, solid lubricant is conveyed into the pressure chamber in front of the working die through the inlet die together with the incoming material. There the lubricant under the influence of the building up pressure and the frictional heat liquefied and printed in the drawing hole between the drawing material and working die. A deficiency of this procedure is that there is a completely inadequate residual lubricant coating for subsequent drawing operations on the drawing material which emerges from the working die. As a result, a renewed application of lubricant is required for multiple trains. The completely inadequate residual lubricant coating is also particularly disadvantageous if pressure-drawing tools are used in which two working dies are arranged one behind the other. In this case, the second working die is insufficiently supplied with lubricant, which causes high die wear and rough surfaces of the drawing material. In addition, the possible forming speed and the possible degree of forming are restricted. A three- or multi-stage forming would not be possible with the construction principle of the tool due to these insufficient lubrication conditions.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Vor- aussetzungen für eine Vereinfachung der technologischen Prozeßstufen und Einrichtungen, eine Erhöhung der möglichen Umformgeschwindigkeit und des möglichen Umformgrades, eine Verringerung des Ziehwerkzeugverschleißes und Verbesserung der Oberflächenqualität sowie für eine Steigerung der Arbeitsproduktivität und für das Erschließen von Leistungsreserven beim ein- oder mehrstufigen Ziehen.The object of the invention is the provision of pre- a ussetzungen for a simplification of the technological process steps and facilities, increasing the potential strain and the possible degree of deformation, reducing the drawing tool wear and improve the surface quality as well as an increase in labor productivity and for opening up power reserves for single or multi-stage drawing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an die unterschiedlichsten Umformbedingungen anpassungsfähige, einfache Technologie für ein- oder mehrstufiges Ziehen zu entwickeln, hei der spezielle Verfahren und Vorrichtungen für das Auftragen und Trocknen eines flüssigen Schmiermittels vor den Ziehwerkzeugen vermieden, jedes Ziehwerkzeug mit einer ausreichenden Menge Schmierstoff versorgt und erforderlichenfalls eine Nachbeschichtung des Umformgutes möglich ist oder ein nennenswerter Schmierstoffrest vermieden werden kann.The invention has for its object to develop a adaptable to a wide variety of forming conditions, simple technology for single or multi-stage drawing, hei special methods and devices for applying and drying a liquid lubricant before the drawing tools avoided, each drawing tool with a sufficient amount Lubricant supplied and if necessary a re-coating of the material to be formed is possible or a significant lubricant residue can be avoided.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung mit einem Verfahren gelöst, bei dem das Umformgut in einem Zug durch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Kammern gezogen wird, wobei wenigstens eine der Kammern wahlweise mit einem flüssigen Schmiermittel, welches einen festen oder halbfesten Schmierstoff enthält, geflutet oder leer betrieben, das Umformgut dabei in einer oder mehreren der Kammern einer Umformung unterworfen und das wahlweise Fluten oder Leeren der Kammern vor oder während des Umformvorganges durchgeführt wird.This object is achieved according to the invention with a method in which the material to be formed is drawn in one go through one or more chambers arranged one behind the other, at least one of the chambers optionally being flooded or empty with a liquid lubricant which contains a solid or semi-solid lubricant operated, the material to be formed is subjected to forming in one or more of the chambers and the optional flooding or emptying of the chambers is carried out before or during the forming process.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird beim Fluten der Kammern die Schmierstoff konzentration im Schmiermittel in Abhängigkeit von den jeweiligen Umformbedingungen variiert. Das Fluten oder Leeren der Kammern sowie das Variieren der Schmierstoffkonzentration wird zweckmäßig während des Ümformvorganges nach einem auf die jeweiligen Umformbedingungen abgestimmten Programm vorgenommen. Vorteilhaft werden die Kammern mit einem flüssigen Schmiermittel geflutet, welches aus einem organischen Lösungsmittel, wie Trichloräthylen oder Benzol, und darin gelösten Fettsäuresalzen, wie Kalziumstearat, besteht.According to an expedient embodiment of the invention, when the chambers are flooded, the lubricant concentration in the lubricant is varied depending on the respective forming conditions. The flooding or emptying of the chambers as well as the variation of the lubricant concentration is expediently carried out during the shaping process according to a program which is coordinated with the respective shaping conditions. The chambers are advantageously flooded with a liquid lubricant which consists of an organic solvent, such as trichlorethylene or benzene, and fatty acid salts, such as calcium stearate, dissolved therein.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird das Umformgut durch eine Kammer gezogen, die mit zwei oder mehr Arbeitsziehsteinen ausgerüstet ist, wobei sich davon jeweils ein Arbeitsziehstein in der Eintritts- und in der Austrittsöffnung der Kammer befindet und das infolge der Umformung erwärmte Umformgut zwischen den Arbeitsziehsteinen durch ein Fluten der Kammer während der Umformung mit dem Schmiermittel kontaktiert wird.According to a further expedient embodiment, the material to be formed is drawn through a chamber which is equipped with two or more working dies, one of which is located in the inlet and one in the outlet opening of the chamber, and the material to be heated as a result of the forming is passed between the working dies a flooding of the chamber is contacted with the lubricant during the forming.

Zweckmäßig kann nach der Erfindung das Umformgut auch durch eine Kammer gezogen werden, die mit nur einem in der Eintrittsöffnung befindlichen Arbeitsziehstein ausgerüstet ist, wobei das infolge der Umformung erwärmte Umformgut unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Arbeitsziehstein durch ein Fluten der Kammer mit dem flüssigen Schmiermittel zum Zwecke einer Nachbeschichtung kontaktiert und nachfolgend einer Trocknung zugeführt wird.Advantageously, according to the invention, the material to be formed can also be drawn through a chamber which is equipped with only one working die located in the inlet opening, the material to be heated as a result of the forming being immediately after it emerges from the working die by flooding the chamber with the liquid lubricant Contacted for the purpose of a re-coating and is subsequently fed to a drying.

Zur Durchführung des Verfahrens beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung, bestehend aus einer oder mehreren hintereinander angeordneten Kammern für den Durchzug des Umformgutes, wobei zumindest ein Teil jeweils eine Zuleitung und eine Ableitung für das wahlweise Fluten oder Leeren der Kammern mit flüssigem Schmiermittel vorder während des Umformvorganges besitzt und wobei mindestens in einer der Kammern ein Arbeitsziehstein angeordnet ist.To carry out the method, the invention includes a device consisting of one or more chambers arranged one behind the other for the passage of the formed material, at least some of which have a feed line and a discharge line for optionally flooding or emptying the chambers with liquid lubricant in front during the forming process and wherein at least one working die is arranged in one of the chambers.

Zweckmäßig befindet sich unterhalb jedes Arbeitsziehsteins ein mittels einer Klappe gegenüber der Kammer flüssigkeitsdicht abschließbarer Sammelraum für abgestriffenen trockenen Schmierstoff und sind die Arbeitsziehsteine in der Eintritts-und/oder der Austrittsöffnung der Kammern angeordneteA collecting space for stripped dry lubricant, which can be closed in a liquid-tight manner with respect to the chamber, is expediently located below each working die and the working dies are arranged in the inlet and / or outlet opening of the chambers

Mit der Erfindung ist eine weitgehende Ausnutzung der guten Eigenschaften von Schmiermitteln, die in einer Flüssigkeit einen festen oder halbfesten Schmierstoff enthalten, mögliche Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, das sie eine hochleistungsfähige und an die meisten der in der Praxis auftretenden unterschiedlichsten Umformbedingungen leicht anpassungsfähige Lösung darstellt und damit universell einsetzbar ist. So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise der Vorrichtung Materialien umformen, die sich hinsichtlich ihrer Festigkeit wesentlich voneinander unterscheiden, wobei konstruktive Veränderungen an der Vorrichtung nicht notwendig sind Auf Grund der Variierbarkeit der erfindungsgemäßen Lösung kann die Umformtechnologie optimal auf die jeweiligen Umformbedingungen abgestimmt werden, so daß Leistungsreserven beim Ziehen von metallischem Umformgut erschlossen sowie große Umformgrade, hohe Ziehgeschwindigkeiten und eine den jeweiligen Erfordernissen entsprechende Erzeugnisqualität im Komplex erreichtbar sind. Hervorzuheben ist, daß der Erfindung ein neues Wirkprinzip zugrunde liegt Dieses besteht darin, daß auf dem in den Kammern mit.flüssigem Schmiermittel kontaktierten Umformgut unmittelbar vor dem Ziehhol der Arbeitsziehsteine ohne besondere Trockeneinrichtungen ein dünner, trockener Film des im Schmiermittel enthaltenen festen oder halbfesten Schmierstoffs entsteht, da infolge der im Umformgut erzeugten Umformwärme - die auch entgegen der Transportrichtung vor den Arbeitsziehstein geleitet wird - die im Schmiermittel enthaltene Flüssigkeit vor dem Arbeitsziehstein schnell verdampft und sich dabei um das Umformgut eine Gasblase bildet, welche den Schmierstoffilm von dem in der Kammer befindlichen flüssigen Schmiermittel trennt. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei sehr hohen Ziehgeschwindigkeiten in den Arbeitsziehstein ein mit einem trockenen Schmierstofffilm versehenes Umformgut einläuft und damit die den festen Schmierstoffen anhaftenden Vorteile, insbesondere deren hohe dynamische Viskosität voll zur Geltung kommenoWith the invention, an extensive exploitation of the good properties of lubricants, which contain a solid or semi-solid lubricant in a liquid, is possible. Another essential advantage of the invention is that it is a high-performance and easy to most of the different forming conditions that occur in practice represents adaptable solution and is therefore universally applicable. Thus, with the method or the device according to the invention, materials can be formed which differ significantly from one another in terms of their strength, whereby design changes to the device are not necessary that power reserves when drawing metal forming material are tapped and large degrees of forming, high drawing speeds and a product quality corresponding to the respective requirements can be achieved in the complex. It should be emphasized that the invention is based on a new active principle. This consists in that a thin, dry film of the solid or semisolid lubricant contained in the lubricant is present on the material to be formed contacted in the chambers with liquid lubricant directly before the drawing die of the working dies without special drying devices material arises because, as a result of the forming heat generated in the material to be formed - which is also directed in front of the working die against the direction of transport - the liquid contained in the lubricant evaporates quickly in front of the working die and a gas bubble forms around the material to be formed, which separates the lubricant film from that in the chamber separates the liquid lubricant. This ensures that, even at very high drawing speeds, a forming material provided with a dry lubricant film runs into the working die and thus the advantages adhering to the solid lubricants, in particular their high dynamic viscosity, come into their own

Mit dem neuen Wirkprinzip wird erreicht, daß nur ein sehr dünner, aber völlig ausreichender Schmierstoffilm entsteht. Damit wird dem Ziehhol in vorteilhafter Weise nicht mehr Schmierstoff zugeführt, als zur Aufrechterhaltung guter Schmierverhältnisse notwendig ist.The new operating principle ensures that only a very thin, but completely sufficient film of lubricant is produced. This advantageously means that no more lubricant is supplied to the drawing hole than is necessary to maintain good lubrication conditions.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and an associated drawing.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine Vorrichtung, welche aus aneinandergereihten Kammern 1 bis 5 besteht. Durch diese Kammern wird ein Umformgut 6 von links nach rechts hindurchgezogen. In der Trennwand zwischen der zweiten und dritten Kammer 2; 3 sowie an der Auslaufseite der letzten Kammer 5 befinden sich jeweils ein Arbeitsziehstein 7; 8, mit denen eine Umformung des Umformgutes 6 durchgeführt wird. An der Einlaufseite der ersten Kammer 1 ist eine Einlaufbuchse 9 und in den Trennwänden zwischen den Kammern 1 und 2, 3 und 4 sowie 4 und 5 sind düsenartige Dichtelemente 10 bis 12 angeordnet, durch die das Umformgut 6 hindurchläuft und die die einzelnen Kammern weitestgehend gegeneinander abdichten. Unterhalb der Arbeitsziehsteine 7; 8 befindet sich jeweils ein Sammelraum 13; 14 für abgestriffenen trockenen Schmierstoff, die mittels Klappen 15; 16 gegenüber den Kammern 2; 5 flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden können. Die Kammern 2; 3; 5 können über Zuleitungen 17; 18; 19 in Verbindung mit Ableitungen 20; 21; 22 mit einem flüssigen Schmiermittel wahlweise geflutet oder geleert betrieben werden, zweckmäßiger-weise nach einem bestimmten Programm. Zu diesem Zweck sind die Zuleitungen 17; 18; 19 mit in der Zeichnung nicht dargestellten Absperrorganen ausgerüstet. Als flüssiges Schmiermittel wird bei diesem Ausführungsbeispiel in Trichloräthylen gelöstes Kalziumstearat verwendet. Das Schmiermittel befindet sich in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Schmiermittel-Reservoir, das mit den Zuleitungen 17; 18; 19 und den Ableitungen 20; 21; 22 zu einem Schmiermittelkreislauf verbunden ist Das Fluten der Kammern 2; 3; 5 wird mittels einer im Schmiermittel-Reservoir angeordneten Schmiermittelpumpe durchgeführt. Das aus den Kammern 2; 3; 5 in das Schmiermittel-Reservoir zurückfließende Schmiermittel wird dort thermostatiert und gereinigt Flüssiges Schmiermittel, welches gegebenenfalls aus der Kammer 2 über das Dichtelement 10 in die Kammer 1 eindringt, beziehungsweise aus den Kammern 3; 5 über die Dichtelemente 11; 12 in die Kammer 4, wird mittels Leitungen23; 24 in das Schmiermittel-Reservoir zurückgeführt. Die Kammer 4 ist mit den Kammern 3; 5 über wärmeisolierende Dichtungen 25 verbunden.The drawing shows a schematic sectional view of a device which consists of lined up chambers 1 to 5. A material to be formed 6 is drawn through these chambers from left to right. In the partition between the second and third chambers 2; 3 and on the outlet side of the last chamber 5 there are each a working die 7; 8, with which the material to be formed 6 is formed. On the inlet side of the first chamber 1 there is an inlet bushing 9 and in the partition walls between the chambers 1 and 2, 3 and 4 as well as 4 and 5 there are nozzle-like sealing elements 10 to 12 through which the material to be formed 6 passes and which the individual chambers largely against each other seal. Below the working dies 7; 8 there is a collecting space 13; 14 for stripped dry lubricant, which by means of flaps 15; 16 opposite the chambers 2; 5 can be sealed liquid-tight. The chambers 2; 3; 5 can lead 17; 18; 19 in connection with leads 20; 21; 22 are either flooded or emptied with a liquid lubricant, wise according to a certain program. For this purpose, the feed lines 17; 18; 19 equipped with shut-off devices not shown in the drawing. Calcium stearate dissolved in trichlorethylene is used as the liquid lubricant in this exemplary embodiment. The lubricant is located in a lubricant reservoir, not shown in the drawing, which is connected to the supply lines 17; 18; 19 and the leads 20; 21; 22 is connected to a lubricant circuit. The flooding of the chambers 2; 3; 5 is carried out by means of a lubricant pump arranged in the lubricant reservoir. That from the chambers 2; 3; 5 Lubricant flowing back into the lubricant reservoir is thermostatted and cleaned there. Liquid lubricant, which possibly penetrates from chamber 2 into chamber 1 via sealing element 10, or from chambers 3; 5 via the sealing elements 11; 12 into the chamber 4, is by means of lines 23; 24 returned to the lubricant reservoir. The chamber 4 is with the chambers 3; 5 connected via heat insulating seals 25.

Mit dieser Vorrichtung kann beispielsweise folgendes Umformverfahren durchgeführt werden:

  • Das Umformgut 6 in Form von Stahldraht mit einem C-Gehalt von 0,55 %, welches nicht mit einem Schmiermittel behaftet ist, wird an einer Ziehmaschine durch die Vorrichtung gezogen und dabei mittels der Arbeitsziehsteine 7; 8 zweistufig von 2,5 mm Ausgangsdurchmesser auf 2,0 mm Enddurchmesser umgeformt. Mit Inbetriebnahme der Ziehmaschine werden die Kammern 2; 3 mit dem genannten flüssigen Schmiermittel geflutet, wobei die Klappe 20 geschlossen und die Klappe 22 geöffnet sind. Nach der Umformung des Umformgutes 6 im ersten Arbeitsziehstein 7 auf einen Zwischendurchmesser von 2,3 mm erfolgt in der Kammer 3 eine Beschichtung mit dem Schmiermittel. Die flüssige Schmiermittelschicht trocknet nachfolgend in der Kammer 4 infolge der im Umformgut6enthaltenen Umformwärme, indem das Trichloräthylen verdampft, wobei Kalziumstearat als homogener, trockener Schmierstoffilm zurückbleibt. Der Trichloräthylendampf kondensiert dabei an den kühlen Wandungen der Kammer 4 und fließt über die Lei- tung 24 in das Schmiermittel-Reservoir zurück. Danach wird das mit dem Schmierstoff behaftete Umformgut 6 im Arbeitsziehstein 8 auf seinen Enddurchmesser umgeformt und verläßt die Vorrichtung mit einem die Oberfläche mattierenden Schmierstoffrest. Auf Grund dieses Schmierstoffrestes ist das Umformgut kurzfristig korrosionsbeständig und kann erforderlichenfalls weiteren Ziehstufen zugeführt werden, ohne daß eine erneute Beschichtung mit einem Schmierstoff notwendig ist. Überschüssiger Schmierstoff, der vor dem Arbeitszieh - stein 8 abgestriffen wird, fällt in den Sammelraum 14, der in größeren Zeitabständen zu leeren ist.
With this device, for example, the following forming process can be carried out:
  • The material to be formed 6 in the form of steel wire with a C content of 0.55%, which is not contaminated with a lubricant, is pulled through the device on a drawing machine and thereby by means of working dies 7; 8 formed in two stages from 2.5 mm starting diameter to 2.0 mm final diameter. When the drawing machine is started up, the chambers 2; 3 flooded with said liquid lubricant, the flap 20 being closed and the flap 22 being open. After the forming material 6 has been formed in the first working die 7 to an intermediate diameter of 2.3 mm, the lubricant is coated in the chamber 3. The liquid lubricant layer subsequently dries in the chamber 4 as a result of the forming heat contained in the material to be formed 6, in that the trichlorethylene evaporates, leaving calcium stearate as a homogeneous, dry film of lubricant. The trichlorethylene vapor condenses on the cool walls of chamber 4 and flows back via line 24 into the lubricant reservoir. After that the formed material 6 with the lubricant is reshaped to its final diameter in the working die 8 and leaves the device with a lubricant residue matting the surface. As a result of this lubricant residue, the material to be formed is briefly corrosion-resistant and, if necessary, can be fed to further drawing stages without the need for renewed coating with a lubricant. Excess lubricant that is wiped off in front of the working die 8 falls into the collecting space 14, which has to be emptied at longer intervals.

Die Vorrichtung kann während des Ziehvorganges auf eine andere Betriebsweise umgeschaltet werden, indem beispielsweise die Kammer 3 geleert wird, nachdem vorher die Klappe 16 geschlossen und die Kammer 5 mit dem flüssigen Schmiermittel geflutet worden sind. Bei dieser Betriebsweise verläßt das Umformgut die Vorrichtung blank, mit ausgezeichneter Oberflächenqualität und ohne nennenswerten Schmiermittelrest.The device can be switched to another mode of operation during the drawing process, for example by emptying the chamber 3 after the flap 16 has been closed beforehand and the chamber 5 has been flooded with the liquid lubricant. In this mode of operation, the material to be formed leaves the device bare, with an excellent surface quality and without any significant lubricant residue.

Die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung kann, den jeweils gegebenen Ausgangsmaterialien, Umformbedingungen und gewünschten Erzeugnisqualitäten angepaßt, vor Beginn oder während des Ziehvorganges auf weitere verschiedene Betriebsweisen umgeschaltet werden, von denen einige Bei- spiele in der nachstehenden Tabelle aufgeführt sind.

Figure imgb0001
The device described in this exemplary embodiment, adapted to the given starting materials, forming conditions and desired product qualities, can be switched over to other different operating modes before the start or during the drawing process, some examples of which are listed in the table below.
Figure imgb0001

Sofern die Kammern 3 und 5 ständig geflutet bleiben sollen, sind die Trennwände dieser Kammern zur Kammer 4 sowie die Leitung 24 entbehrlich, so daß die Vorrichtung entsprechend einfacher und kürzer aufgebaut werden kann. Eine weitere Vereinfachung ist möglich, sofern die Kammer 2 nicht geflutet werden soll. Hierbei können sämtliche vor dem Arbeitsziehstein 7 angeordneten Konstruktionsteile entfallen, einschließlich der Sammelraum 13.If the chambers 3 and 5 are to remain constantly flooded, the partitions of these chambers to the chamber 4 and the line 24 can be dispensed with, so that the device can be constructed correspondingly simpler and shorter. Another simplification is possible if chamber 2 is not to be flooded. Here, all of the structural parts arranged in front of the working die 7 can be omitted, including the collecting space 13.

Sofern die Vorrichtung nur in der Betriebsweise 3 betrieben werden soll, kann neben den Kammern 1 und 2 die Kammer 5 entfallen; bei senkrechter Anordnung mit nach oben verlaufender Drahtzugrichtung auch die Trennwand zwischen den Kammern 3 und 4. Bei dieser Variante wird der Draht einstufig umgeformt und nachbeschichtet.If the device is only to be operated in operating mode 3, in addition to chambers 1 and 2, chamber 5 can be omitted; in the case of a vertical arrangement with the wire drawing direction running upwards, the partition between the chambers 3 and 4 is also formed. In this variant, the wire is formed in one step and coated.

Claims (9)

Verfahren zum ein- oder mehrstufigen Ziehen von metallischem Umformgut in Form von Drähten, Stangen, Rohren, Profilen und ähnlichem, gekennzeichnet dadurch, daß das Umformgut in einem Zug durch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Kammern gezogen wird, wobei wenigstens eine der Kammern wahlweise mit einem flüssigen Schmiermittel, welches einen festen oder halbfesten Schmierstoff enthält, geflutet oder leer betrieben, das Umformgut dabei in einer oder mehreren der Kammern einer Umformung unterworfen und das wahlweise Fluten oder Leeren der Kammern vor oder während des Umformvorganges durchgeführt wird.A method for single or multi-stage drawing of metal material to be formed in the form of wires, rods, tubes, profiles and the like, characterized in that the material to be formed is pulled in one go through one or more chambers arranged one behind the other, at least one of the chambers optionally with one liquid lubricant, which contains a solid or semi-solid lubricant, flooded or operated empty, the material to be formed is subjected to forming in one or more of the chambers and the optional flooding or emptying of the chambers is carried out before or during the forming process. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Fluten der Kammern die Schmierstoff konzentration im Schmiermittel in Abhängigkeit von den jeweiligen Umformbedingungen variiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the flooding of the chambers, the lubricant concentration in the lubricant is varied depending on the respective forming conditions. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Fluten oder Leeren der Kammern sowie das Variieren der Schmierstoffkonzentration während des Umformvorganges nach einem auf die jeweiligen Umformbedingungen abgestimmten Programm vorgenommen wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the flooding or emptying of the chambers and varying the lubricant concentration during the forming process is carried out according to a program adapted to the respective forming conditions. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammern mit einem flüssigen Schmiermittel geflutet werden, welches aus einem organischen Lösungsmittel, wie Trichloräthylen oder Benzol, und darin gelösten Fettsäuresalzen, wie Kalziumstearat, besteht.4. The method according to claim 1, characterized in that the chambers are flooded with a liquid lubricant which consists of an organic solvent, such as trichlorethylene or benzene, and fatty acid salts dissolved therein, such as calcium stearate. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Umformgut durch eine Kammer gezogen wird, die mit zwei oder mehr Arbeitsziehsteinen ausgerüstet ist, wobei sich davon jeweils ein Arbeitsziehstein in der Eintritts-und in der Austrittsöffnung der Kammer befindet und das infolge der Umformung erwärmte Umformgut zwischen den Arbeitsziehsteinen durch ein Fluten der Kammer während der Umformung mit dem Schmiermittel kontaktiert wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the material to be formed is drawn through a chamber which is equipped with two or more working dies, one of which is located in the inlet and one in the outlet opening of the chamber and as a result of the deformation heated material to be formed is contacted between the working dies by flooding the chamber during the forming process with the lubricant. 6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Umformgut durch eine Kammer gezogen wird, die in ihrer Eintrittsöffnung mit einem Arbeitsziehstein ausgestattet ist, wobei das infolge der Umformung erwärmte Umformgut unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Arbeitsziehstein durch ein Fluten der Kammer mit dem flüssigen Schmiermittel zum Zwecke einer Nachbeschichtung kontaktiert und nachfolgend einer Trocknung zugeführt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the material to be formed is drawn through a chamber which is equipped in its inlet opening with a working die, the material to be warmed as a result of the shaping immediately after its exit from the working die by flooding the chamber with the contacted liquid lubricant for the purpose of a re-coating and is subsequently fed to a drying. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine oder mehrere hintereinander angeordnete Kammern (1; 2; 3; 4; 5) für den Durchzug des Umformgutes (6), wobei zumindest ein Teil jeweils eine Zuleitung (17; 18; 19) und eine Ableitung (20; 21; 22) für das wahlweise Fluten oder Leeren der Kammern mit flüssigem Schmiermittel vor oder während des Umformvorganges besitzt und wobei mindestens in einer der Kammern (2; 3; 5) ein Arbeitsziehstein angeordnet ist.7. The device for performing the method according to claim 1, characterized by one or more successively arranged chambers (1; 2; 3; 4; 5) for the passage of the material to be formed (6), at least some of which have a feed line (17; 18 ; 19) and a discharge line (20; 21; 22) for optionally flooding or emptying the chambers with liquid lubricant before or during the forming process and wherein at least one working die is arranged in one of the chambers (2; 3; 5). 8. Vorrichtung nach Anspruch 79 gekennzeichnet dadurch, daß unterhalb jedes Arbeitsziehsteines (7; 8) ein mittels einer Klappe (15;16) gegenüber der Kammer (2;5) flüssigkeitsdicht abschließbarer Sammelraum (13;14) für abgestriffenen trockenen Schmierstoff angeordnet isto8. Apparatus according to claim 7 9, characterized in that below each working die (7; 8) is arranged by means of a flap (15; 16) relative to the chamber (2; 5) liquid-tight lockable collecting space (13; 14) for stripped dry lubricant 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Arbeitsziehsteine in der Eintritts- und/oder der Austrittsöffnung der Kammern angeordnet sind.9. The device according to claim 7, characterized in that the working dies are arranged in the inlet and / or the outlet opening of the chambers.
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