CH146623A - Verfahren und Strangpresse zum Verarbeiten schwer verformbarer Metalle. - Google Patents

Description

  Verfahren und     Strangpresse    zum Verarbeiten schwer verformbarer Metalle.    Es wurde bereits vorgeschlagen, in     Rohr-          oder        Strangpressen    bei hoher Temperatur  zum Beispiel Eisen und Stahl, sowie andere,  schwer verformbare Metalle mit hohem  Schmelzpunkt, zum Beispiel Kupfer, Nickel  und deren Legierungen zu     verpressen.    Die  ser Vorschlag hat sich aber praktisch in  wirtschaftlicher Weise nicht ausführen las  sen, weil die dabei auftretenden technischen  Schwierigkeiten unüberwindlich waren,  Ausser an der Gefahr des     Einfrierens    des  Blockes im Aufnehmer der Presse, scheiterte  die Durchführung an der Unzulänglichkeit  der Werkzeuge.

   Die Matrizen, Dorne,     Press-          scheiben    und der Aufnehmer haben bei die  sem     Pressvorgang    einen sehr hohen     Flächen-          und    Innendruck (Matrize, Aufnehmer), eine  starke Verschleissbeanspruchung, eine Zug  beanspruchung (Dorn) und eine sehr erheb  liche Wärmebeanspruchung auszuhalten. Ge  genüber diesen Beanspruchungen versagten  die bisher verwendeten Werkzeuge aus ge  schmiedeten Kohlenstoff- oder hochlegierten         Stählen    vollkommen, und zwar wegen ihrer  niedrigen     Enveichungstemperatur    und ihrer  geringen Verschleissfestigkeit.

   Bei dem Ar  beitsvorgang wurde daher das Werkzeug       mitverformt,    und es war zum Beispiel un  möglich, auf diesem Wege auch nur eine  einzige masshaltige Stange oder ein     ein.zi(Y'cs     masshaltiges Rohr aus Eisen oder Stahl her  zustellen.  



  Bisher glaubte man, dass die     Sprödigkep-          von    hochschmelzendem Material, z. B. Wol  fram,     Molybdän,        Vanadium,    Uran, Titan,       Thorium,    Silizium,     Zirkon,        Tantal,    Chrom,  Kobalt, ihrer Karbide und     Legierungen     untereinander oder zum Beispiel mit Nickel,  Ger oder Eisen, insbesondere der     _N\Tolfram-          legierungen    die beim Pressen und     Spritzen     von Eisen und Stahl     auftretenden,

          kombi-          nierten    Beanspruchungen überhaupt     nicht     zulassen. Die     Verwendung    dieser hoch  schmelzenden Metalle, vor allem des Wol  frams zur Verbesserung der Festigkeitseigen  schaften, insbesondere der Härte war nicht      nur für Stahl, sondern auch bei der Herstel  lung von     Sonderlegierungen,    wie zum Bei  spiel des     sogeuannten        Stelliten,    bekannt. Die  technische Ausnutzung dieser Sonderlegie  rungen hat sich bisher auf die Herstellung  von spanabhebenden     Schneidwerkzeugen    und  Ziehwerkzeugen beschränkt.  



  Wenn nun auch bei der Benutzung der  artiger     Schneidwerkzeuge    festgestellt wurde,  dass sie beim Erwärmen bis auf Rotglut  durch die Arbeitsbeanspruchung verwen  dungsfähig bleiben ohne an Härte zu ver  lieren, so hielt man es bei der     Herstellung     von Vorrichtungen zum Kalt- oder Warm  ziehen doch für erforderlich, zur Aufnahme  der dabei auftretenden hohen Beanspruchun  gen diese     Stellite    oder Sonderlegierungen mit  einem Träger als Stahl zu versehen, der die  für diese Beanspruchungen erforderliche Zä  higkeit besass.

   Ausserdem glaubte man bei  Verwendung des Wolframs als Legierungs  bestandteil, sofern die Herstellung dieser  Werkzeuge in Frage kam, den Gehalt der  Legierung an Wolfram wegen der sonst auf  tretenden Sprödigkeit der Legierung ziem  lich     niedrig        halten    zu müssen, zum Beispiel  höchstens 40 %.  



  Bei dem Verfahren gemäss vorliegender  Erfindung werden an Stelle der bisher vor  geschlagenen     Verformungswerkzeuge    aus ge  schmiedeten Kohlenstoff- oder legierten  Stählen, solche aus hochschmelzendem Ma  terial verwendet, und die zu verarbeitenden  Metalle werden auf eine Temperatur erhitzt,  die unterhalb der     Erweichungstemperatur     des genannten Materials liegt.  



  Diejenigen Teile der     Strangpresse    gemäss  der Erfindung zur     Durchführung    des Ver  fahrens, welche mit dem schwer verform  baren Werkstoff während des     Verarbeitens     in Berührung kommen, enthalten mindestens       505o1'    eines hochschmelzenden     Metalles,    des  sen     Erweichtangstemperatur    höher liegt als  diejenige des zu verformenden Stoffes. Es  hat sich nun gezeigt, dass die oben genannten  hochschmelzenden Metalle und Legierungen    im Mittel eine     Erweichungstemperatur    von       -ungefähr    3000   haben.  



  Bei     Innehaltung    einer Arbeitstemperatur  von<B>1200'</B> und     darüber,    wie sie sich bei     dein          Verpressen    von Eisen, Stahl und andern Me  tallen und Legierungen mit einem ähnlich  hohen Schmelzpunkt als notwendig erweist,  erhalten zum Beispiel Wolfram und dessen  Legierungen (ausser     Wolframstalil)    wie auch  die andern vorgenannten hochschmelzenden  Stoffe entgegen den bisher gültigen Erkennt  nissen, eine solche günstige Einstellung ihrer  Festigkeitseigenschaften, dass aus diesen zum  Beispiel durch Giessen, Sintern oder Pressen  hergestellte     Werkzeuge    den vorhin erwähn  ten Beanspruchungen in     ausgezeichneter     Weise standhalten.  



  Die genannten Teile der     Strangpresse     können an der Oberfläche behandelt werden  um dieselben, soweit für die     Verpressung     besonders harter und angreifender Metalle  nötig, noch durch     Steigerung    der     Härte    der  Aussenhaut gegen mechanische Beanspru  chung, durch Erzeugung einer Schutzschicht  an der Aussenseite gegen chemische Beein  flussung zu schützen. Diese Oberflächenbe  handlung kann in der beim Stahl und Eisen  bekannten Metall- oder     Kohlenstoffzemen-          tation    oder     Nitrierung    bestehen.

   Die Eigen  art der Metalle und     Legierungen    erfordert  es, dass diese Behandlung bei sehr hohen  Temperaturen stattfindet, und es wird da  durch in ausgezeichneter Weise     erreicht,    bei  Erhaltung eines an sich homogenen, stand  festen     Körpers,    eine     Diamanthärte    an der  Oberfläche zu erzeugen. Sofern notwendig  können die Teile auch gegen chemische Ein  flüsse     geschützt    werden.

   Dann kann die  Oberflächenbehandlung durch Oxydation  oder Einwirkung wirksamer Gase, wie zum  Beispiel     Siliziumwasserstoff,    oder von Me  talldämpfen, wie zum Beispiel verdampfen  des Chrom, oder von verdampfenden Metall  salzen, wie zum Beispiel Aluminiumchlorid,  erfolgen, wobei sich eine ausgezeichnete  chemische Widerstandsfähigkeit erreichen       'lässt.         Bei den früheren, erfolglos gebliebenen  Versuchen der direkten Verformung von  flüssigem oder plastischem Eisen, Stahl und  anderer ähnlich hoch schmelzender und  schwer verformbarer Stoffe mussten die dabei  benutzten     Vorrichtungen    wie Matrizen,  Dorne usw.

   entweder dauernd oder nach  einem jeden verhältnismässig kurzen     Pressvor-          gang    gekühlt werden, um sie,     wenn    auch nur  für kurze Zeit,     widerstandsfähig    zu     erhalten.     Bei dem beschriebenen Verfahren ist es da  gegen vorteilhaft, eine Abkühlung     derVorrich-          tung    zu verhindern, weil mit sinkender Tem  peratur die     günstigenFestigkeitseigenschaften     des hochschmelzenden Materials sich vermin  dern oder schwinden. Zu diesem Zwecke  kann zum Entfernen des sich naturgemäss  bildenden Zunders überhitzter Dampf oder  hochgespanntes, erhitztes Gas verwendet.  werden, um den Zunder fortzublasen.

   Dar  aus ergibt sich eine erhebliche Beschleuni  gung der Arbeitsfolge, da. die sonst notwen  digen Pausen zwischen den einzelnen     Press-          und        Verformungsvorgängen    fortfallen, so dass  eine bedeutende Steigerung der Leistungs  fähigkeit der     Pressvorrichtung    möglich ist.  Um diese Kühlung zu     vermeiden,    können die  Werkzeuge während des Arbeitens erwärmt  werden.  



  Die beiliegende Zeichnung veranschau  licht als Ausführungsbeispiel eine Rohrpresse  in schematischer Darstellung. Die Presse  setzt sich in bekannter Weise zusammen aus  dem Aufnehmer a, in den der zu verfor  mende     Werkstoff        .g    in flüssigem oder plasti  schem Zustand eingeführt     wird,    dem     Press-          s'.empel        n,    der den Aufnehmer     a    vorn ab  schliessenden     Matrize    c und dem Dorn d.

    Der Aufnehmer a ist innen mit einer     hülsen-          förmigen    Wandung e, die mindestens<B>501</B>  Wolfram oder eines     andern    der vorhin ge  nannten hochschmelzenden     Stoffe    enthält,  ausgekleidet. Der aus Stahl bestehende     Press-          stempel    b ist gegen den zu     verformenden     Werkstoff durch 'eine Scheibe f aus Wol  fram oder dergleichen abgedeckt. Die Ma  trize c und der Lochdorn d bestehen aus    dem gleichen Material. Mit     h    ist das sich  aus dem Werkstoff g durch den     Pressdrucli     bildende Rohr bezeichnet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRü CIIE I. Verfahren zum Verarbeiten schwer ver formbarer Metalle und Legierungen mit hochliegendem Schmelzpunkt, dadurch gekennzeichnet, dass dieselben auf eine Temperatur erhitzt werden, welche un terhalb der Erwei.chungstemperatur der aus hochschmelzendem 14Zaterial bete hendenWerkzeuge liegt.

   1I. Strangpresse zur Durchfiihrunh des Verfahrens gemäss Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass Teile dersel ben, welche mit dem schwer verform baren Werkstoff während des Verarbei- tens in Berührung kommen, mindestens <B>50%</B> eines hochschmelzenden Metalles enthalten, dessen Erweichungstempera- tur höher liegt als diejenige des zu ver formenden Stoffes. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I. da durch gekennzeichnet, dass die Werk zeuge zur Vermeidung einer Abkühlung während des Arbeitens durch Abblasen mit überhitztem Dampf von Zunder ge säubert werden. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Werk zeuge zur Vermeidung einer Abkühlung während des Arbeitens durch Abblasen mit hochgespannten, erhitzten Gasen von Zunder gesäubert werden. Verfahren nach Patentanspruch I, da _ durch gekennzeichuet, dass die Werk zeuge zur Vermeidung einer Abkühlung während des Arbeitens von aussen er wärmt werden.

   Strangpresse nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die mit denn zu verformenden Material in Berührung kommenden Teile an ihrer Oberfläche ge härtet sind. 5. Strangpresse nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die mit. dem zu verformen den Material in Berührung kommenden Teile an ihrer Oberfläche durch Zemen tieren gehärtet sind.

   6. Strangpresse nach Pätentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass .die mit dem zu verformen den Material in Berührung kommenden Teile in ihrer Oberfläche durch Nitrie ren gehärtet sind. 7. Strangpresse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass deren mit den zu verarbeitenden Metallen in Be rührung kommende Teile durch Oxyda tion gegen chemische Einwirkungen widerstandsfähig gemacht sind.

   B. Strangpresse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass deren mit den zu verarbeitenden Metallen in Be rührung kommende Teile durch Einwir ken von gasförmigem Siliziumwasserstoff gegen chemische Einwirkungen wider standsfähig gemacht sind. 9. Strangpresse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass deren mit den zu verarbeitenden Metallen in Be rührung kommende Teile durch Einwir ken von Metalldämpfen gegen chemische Einwirkungen widerstandsfähig gemacht sind.

   1.0. Strangpresse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da_ss deren mit. den zu verarbeitenden Metallen in Be rührung kommende Teile durch Einwir ken von Metallsalzdämpfen gegen ühe- mische Einwirkungen widerstandsfähig gemacht sind.