EP0367716A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strangpressprofiles - Google Patents

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EP0367716A1
EP0367716A1 EP89810758A EP89810758A EP0367716A1 EP 0367716 A1 EP0367716 A1 EP 0367716A1 EP 89810758 A EP89810758 A EP 89810758A EP 89810758 A EP89810758 A EP 89810758A EP 0367716 A1 EP0367716 A1 EP 0367716A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
friction wheel
strand
electromagnetic
extruded profile
pressed
Prior art date
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Ceased
Application number
EP89810758A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Buxmann
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.)
3A Composites International AG
Original Assignee
Alusuisse Lonza Services Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alusuisse Lonza Services Ltd filed Critical Alusuisse Lonza Services Ltd
Publication of EP0367716A1 publication Critical patent/EP0367716A1/de
Ceased 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, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005—Continuous extrusion starting from solid state material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
    • B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous production of an extruded profile, in particular made of aluminum or an aluminum alloy, a prefabricated strand being fed to a die by means of a friction wheel and pressed by the die.
  • the oxide skin surrounding each individual granule grain has a disruptive effect on the pressed product. This applies especially to higher alloyed materials which tend to undergo stronger oxidation, e.g. AlMg alloys or hard alloys of the AlZnMgCu type.
  • Pre-pressed bars usually lead to perfect product quality, but the production costs are high because an extrusion process must already be carried out. Furthermore, such bars are generally not coiled, so that feeding them into the groove of the friction wheel is difficult.
  • Properzi wire can normally only be made faultlessly with pure aluminum and very weakly alloyed materials. Furthermore, such a wire usually has structural defects such as, for example, central porosity or uneven cell structure.
  • liquid metal is poured into the groove of a cooled friction wheel and the solidified metal is subsequently pressed through a die.
  • this casting technique which is known as the CASTEX process
  • solidification takes place in the groove of the cooled friction wheel.
  • the solidification conditions are comparable to those of Properzi wire. Accordingly, similar casting problems and structural inhomogeneities also occur.
  • the edge shell that solidifies in contact with the groove is subjected to mechanical deformation due to the compression effect of the shoe. This leads to additional structural inhomogeneities, e.g. Signs of segregation, which are reflected in quality defects in the product. Otherwise, the process does not seem to be sufficiently operational for higher-alloy materials.
  • a correspondingly shaped raw product is to be manufactured continuously as a starting material and introduced into the friction wheel in the solidified state.
  • a method according to claim 1 leads to the achievement of the object according to the invention.
  • Preferred embodiments of the method according to the invention result from the further claims.
  • the method according to the invention it is possible to produce a press product of very high quality at very low cost. Due to the solidification in the electromagnetic mold, the raw material has a very fine solidification structure, so that the intermetallic phases embedded in the matrix are finer than the corresponding phases in press bars. Furthermore, the forming structure of the press products produced according to the invention is uniform, while different degrees of forming occur in pressed bars, depending on whether the beginning or end of the press is present. Corresponding differences also arise when using pre-pressed rods as the starting material.
  • Another advantage of the method according to the invention is that the entire range of commercially available aluminum alloys can be produced in this way. There are no restrictions regarding the castability of small-sized rods in the electromagnetic field.
  • a strand 2 is cast by means of an electromagnetic mold 1 and fed directly to the groove 10 of a friction wheel 4 via a pressure wheel 3.
  • the groove 10 of the friction wheel 4 is closed by means of groove covering segments 5 via a press shoe 6.
  • the necessary pressing pressure for forming a profile 9 is built up via a counter segment 8 arranged in the region of the die 7.
  • the forming speed of the friction wheel 4 is the same as the casting speed in the electromagnetic Mold 1.
  • the friction wheel 4 serves as a feed for the strand 2 solidifying in the electromagnetic mold 1.
  • the strand 2 is kept at a temperature of approximately 350 ° C. with the aid of a computer-controlled cooling process.
  • the profile 9 emerging from the friction wheel 4 can be pulled down to the required thickness tolerance.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strangpressprofiles, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wird ein vorgefertigter Strang (2) mittels eines Reibrades (4) einer Matrize (7) zugeführt und durch diese verpresst. Hierbei wird die Metallschmelze mittels einer elektromagnetischen Kokille (1) zu einem Strang (2) vergossen und der erstarrte Strang (2) unmittel­bar dem Reibrad (4) zugeführt, wobei die Umfanggeschwindig­keit des Reibrades (4) gleich gross ist wie die Giessge­schwindigkeit in der elektromagnetischen Kokille (1).
Mit dem Verfahren lassen sich qualitativ hochwertige Press­profile kostengünstig herstellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strangpressprofiles, insbesondere aus Alu­minium oder einer Aluminiumlegierung, wobei ein vorgefer­tigter Strang mittels eines Reibrades einer Matrize zuge­führt und durch diese verpresst wird.
  • Zum kontinuierlichen Herstellen von Strangpressprofilen ist unter der Bezeichnung CONFORM ein Verfahren bekannt, bei welchem das Metall in Form von Granalien, vorgepressten Stangen oder Giesswalzdraht (Properzi-Draht) als Ausgangs­material in die Nut eines Reibrades geführt und an­schliessend durch eine Matrize verpresst wird. Die genann­ten Ausgangsmaterialien weisen jedoch gewisse Nachteile auf.
  • Bei Granalien wirkt sich die jedes einzelne Granalienkorn umgebende Oxydhaut störend am gepressten Produkt aus. Dies gilt vor allem für höherlegierte Werkstoffe, welche zu ei­ner stärkeren Oxydation neigen, z.B. AlMg-Legierungen oder Hartlegierungen des Typs AlZnMgCu.
  • Vorgepresste Stangen führen normalerweise zu einwandfreien Produktqualitäten, jedoch sind die Gestehungskosten hoch, weil bereits ein Strangpressvorgang vorgeschaltet werden muss. Weiterhin sind solche Stangen im allgemeinen nicht aufgehaspelt, so dass deren Zufuhr in die Nut des Reibrades schwierig ist.
  • Properzi-Draht lässt sich normalerweise nur mit Reinalumi­nium und sehr schwach legierten Werkstoffen fehlerfrei her­stellen. Weiterhin hat ein solcher Draht üblicherweise Ge­fügefehler wie z.B. zentrale Porosität oder ungleichmässi­ges Zellgefüge.
  • Der Einsatz von konventionell gegossenen Stangen führt bei höherlegierten Werkstoffen zu Qualitätsproblemen, weil diese Stangen normalerweise eine ca. 1mm dicke angeseigerte Randzone besitzen, welche sich im Reibrad aufstaucht und zu Presseinzug führt.
  • Bei einem anderen bekannten, kontinuierlich arbeitenden Verfahren wird flüssiges Metall in die Nut eines gekühlten Reibrades gegossen und das verfestigte Metall nachfolgend durch eine Matrize verpresst. Bei dieser als CASTEX-Ver­fahren gekennzeichneten Giesstechnik erfolgt die Erstarrung in der Nut des gekühlten Reibrades. Die Erstarrungsbedin­gungen sind vergleichbar mit denjenigen von Properzi-­Draht. Dementsprechend treten auch ähnliche giesstechnische Probleme und Gefügeinhomogenitäten auf. Weiterhin wird die im Kontakt mit der Nut erstarrende Randschale aufgrund der Stauchwirkung des Schuhs einer mechanischen Umformung un­terzogen. Dies führt zu zusätzlichen Gefügeinhomogenitäten, z.B. Seigerungserscheinungen, welche sich als Qualitätsmän­gel im Produkt niederschlagen. Im übrigen scheint das Ver­fahren bei höherlegierten Werkstoffen noch nicht genügend betriebsreif zu sein.
  • Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, Pressprofile mit Hilfe eines Reibrades quali­tativ hochwertig sowie kostengünstig herzustellen. Hierbei soll ein entsprechend geformtes Rohprodukt als Ausgangs­material kontinuierlich gefertigt und im erstarrten Zustand in das Reibrad eingeführt werden.
  • Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt ein Verfah­ren gemäss Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen des er­findungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
  • Mit dem erfindungsgemässen Verfahren gelingt es, mit sehr niedrigen Kosten ein Pressprodukt von sehr hoher Qualität zu erzeugen. Aufgrund der Erstarrung in der elektromagne­tischen Kokille besitzt das Rohmaterial ein sehr feines Er­starrungsgefüge, so dass die in der Matrix eingebetteten intermetallischen Phasen feiner sind als die entsprechenden Phasen in Pressstangen. Weiterhin ist das Umformgefüge der erfindungsgemäss hergestellten Pressprodukte gleichmässig, während bei gepressten Stangen unterschiedliche Umformgrade auftreten, je nachdem, ob der Pressanfang oder das Pressen­de vorliegt. Entsprechende Unterschiede ergeben sich auch beim Einsatz von vorgepressten Stangen als Ausgangsmateri­al.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass die gesamte Palette der marktüblichen Aluminiumlegierungen auf diese Weise herstellbar ist. Be­züglich Giessbarkeit von kleinformatigen Stangen im elek­tromagnetischen Feld gibt es keine Einschränkungen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines be­vorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens im Quer­schnitt in schematischer Darstellung.
  • Mittels einer elektromagnetischen Kokille 1 wird ein Strang 2 vergossen und über ein Anpressrad 3 unmittelbar der Nut 10 eines Reibrades 4 zugeführt. Die Nut 10 des Reibrades 4 wird mittels Nutabdecksegmenten 5 über einen Presschuh 6 geschlossen. Ueber ein im Bereich der Matrize 7 angeordne­tes Gegensegment 8 wird der notwendige Pressdruck zur Aus­formung eines Profiles 9 aufgebaut.
  • Die Umformgeschwindigkeit des Reibrades 4 ist gleich gross wie die Giessgeschwindigkeit in der elektromagnetischen Kokille 1. Das Reibrad 4 dient als Vorschub für den in der elektromagnetischen Kokille 1 erstarrenden Strang 2.
  • Zur Reduzierung der Umformarbeit im Reibrad 4 wird der Strang 2 mit Hilfe eines computergesteuerten Kühlverfahrens auf einer Temperatur von etwa 350°C gehalten.
  • Bei Verwendung eines -- in der Zeichnung nicht dargestell­ten -- Ziehsteins in Linie mit dem Reibrad 4 kann das aus dem Reibrad 4 austretende Profil 9 auf die geforderte Dickentoleranz heruntergezogen werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strang­pressprofiles, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei ein vorgefertigter Strang (2) mittels eines Reibrades (4) einer Matrize (7) zugeführt und durch diese verpresst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Metallschmelze mittels einer elektromagneti­schen Kokille (1) zu einem Strang (2) vergossen und der erstarrte Strang (2) unmittelbar dem Reibrad (4) zuge­führt wird, wobei die Umfanggeschwindigkeit des Reib­rades (4) gleich gross ist wie die Giessgeschwindigkeit in der elektromagnetischen Kokille (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Strangs (2) beim Eintritt in das Reibrad (4) oberhalb 250°C liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das Reibrad (4) als Vorschub für den in der elektromagnetischen Kokille (1) erstarrenden Strang (2) dient.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­kennzeichnet, dass das aus dem Reibrad (4) austretende Profil (10) mittels eines in Linie mit dem Reibrad (4) angeordneten Ziehsteins auf die geforderte Dickentole­ranz gezogen wird.
EP89810758A 1988-10-31 1989-10-04 Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strangpressprofiles Ceased EP0367716A1 (de)

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CH405088 1988-10-31
CH4050/88 1988-10-31

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EP0367716A1 true EP0367716A1 (de) 1990-05-09

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EP89810758A Ceased EP0367716A1 (de) 1988-10-31 1989-10-04 Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Strangpressprofiles

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US (1) US5052470A (de)
EP (1) EP0367716A1 (de)
NO (1) NO894312L (de)

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NO894312D0 (no) 1989-10-30
NO894312L (no) 1990-05-02
US5052470A (en) 1991-10-01

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