PL198112B1 - Sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno - Google Patents
Sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimnoInfo
- Publication number
- PL198112B1 PL198112B1 PL354612A PL35461200A PL198112B1 PL 198112 B1 PL198112 B1 PL 198112B1 PL 354612 A PL354612 A PL 354612A PL 35461200 A PL35461200 A PL 35461200A PL 198112 B1 PL198112 B1 PL 198112B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- zinc
- layer
- cold
- plastic deformation
- lubricant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
- C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
-
- 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
- B21C23/32—Lubrication of metal being extruded or of dies, or the like, e.g. physical state of lubricant, location where lubricant is applied
-
- 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
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/04—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of rods or wire
- B21C37/042—Manufacture of coated wire or rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J3/00—Lubricating during forging or pressing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
- C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
1. Sposób kszta ltowania metalowych cz esci poprzez odkszta lcenie na zimno, znamienny tym, ze nak lada si e mechanicznie warstw e na bazie metalicznego cynku na swobodn a po- wierzchni e odkuwki wst epnej wytwarzanego przedmiotu obrabianego i kszta ltuje si e przed- miot obrabiany poprzez odkszta lcenie plastycz- ne na zimno. PL PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno.
Znane są różne sposoby kształtowania na zimno metalowych części, przede wszystkim takie jak wyciskanie metalu lub kucie na zimno, co odpowiada sposobowi kształtowania polegającemu na upłynnieniu masy metalu siłą ściskającą pomiędzy matrycą a stemplem. Możliwe jest uzyskanie różnych przedmiotów obrabianych, o ściśle określonym kształcie geometrycznym. Dla takiego kształtowania potrzebne będzie zastosowanie pionowych lub poziomych pras wyposażonych w kilka stanowisk roboczych, i ewentualnie w środki przenoszące.
Innym sposobem odkształcania na zimno, podobnym do wyciskania, jest prasowanie na zimno. W tym przypadku, na jednej maszynie wykonuje się jeden lub kilka zabiegów odkształcania, generalnie na jedno lub wielostanowiskowych maszynach poziomych. Stanowiska zasila się metalowym drutem poddawanym odkształceniu plastycznemu pod wpływem sił generalnie niższych niż podczas wyciskania.
Ostatecznie, przykładowo, wśród odkształcania na zimno, należy wymienić ciągnienie drutu, które faktycznie stanowi pośredni lub wstępny zabieg formowania rozpoczynający się od szpuli drutu i mający na celu uzyskanie drutu o mniejszej średnicy, generalnie, przeznaczonego do zasilania stanowiska zimnego prasowania. Ten rodzaj odkształcenia poprzedza wytwarzanie, głównie, wkrętów i śrub.
Technologia kształtowania poprzez odkształcenie na zimno znajduje zastosowanie do bardzo wielu stali i generalnie stopów nieżelaznych. W ogólności, operacje te wykonuje się w temperaturze otoczenia, począwszy od przedkuwek, odkuwek wstępnych lub wstępniaków, które nie są poddawane żadnym szczególnym operacjom przygotowawczym.
W drodze przykładu rodzajów możliwego odkształcania na zimno należy wymienić: spłaszczanie, kształtowanie wstępne, wyciskanie współbieżne lub wyciskanie przeciwsobne, wyciskanie współbieżne na trzpieniu, wyciskanie poprzeczne, wyciąganie, spęczanie, kalibrowanie lub nawet formowanie gładkim stożkiem.
Stale do wyciskania, przydatne do przeprowadzenia takiego odkształcania na zimno, występują w wielu różnych kategoriach, a zwłaszcza jako stale węglowe ogólnego przeznaczenia, lecz korzystnie jako stale węglowe specjalne, do obróbki cieplnej, generalnie stale niskowęglowe, specjalne stale stopowe do obróbki cieplnej, stale nierdzewne lub stale mikrostopowe. Te ostatnie mogą być odkształcane na zimno bez wyżarzania, i uzyskują w wyniku odkształcania na zimno wysoką wytrzymałość mechaniczną, przy zachowaniu możliwej do przyjęcia plastyczności szczątkowej.
Jedną z głównych trudności do rozwiązania w kontekście tej technologii odkształcania na zimno metalowych przedmiotów obrabianych jest potrzeba wykonywania przed formowaniem wstępnym obróbki powierzchni, zwykle obejmującej kolejne operacje, które są dość długie i kosztowne, a czasem stosunkowo trudne do zastosowania, i których skuteczność nie jest całkowicie zadowalająca.
Jakość obróbki przygotowania powierzchni, szczególnie do wyciskania, warunkuje dobry rezultat uzyskiwany po operacjach odkształcania. Zasadniczym celem takich rodzajów obróbki powierzchni przed formowaniem jest oczywiście zmniejszenie w możliwym stopniu sił tarcia wywieranych w narzędziu.
Te właśnie siły, występujące w operacjach odkształcania na zimno, stanowią główną przeszkodę w rozwoju wspomnianych sposobów wyciskania.
Istotna jest zatem możliwość takiego zmniejszenia sił tarcia, aby w pewnym stopniu zapobiec zakleszczaniu się przedmiotu obrabianego, dla zmniejszenia obciążenia wymaganego przy wyciskaniu oraz dla zmniejszenia zużycia narzędzia.
Takie operacje obróbki wstępnej głównie bazowane na smarowaniu przedkuwek lub wstępniaków mogą być konieczne do wykonania pomiędzy dwoma kolejnymi operacjami odkształcania, niezależnie od tego, czy przedmiot obrabiany poddaje się wyżarzaniu, czy też nie.
W przypadku stali węglowych lub stali niskostopowych obróbka wstępna obejmuje przede wszystkim alkaliczne mycie i trawienie w kwasie siarkowym, w obecności inhibitora, który ma na celu ograniczenie oddziaływania na sam metal, po czym następuje fosforanowanie i zasadnicze smarowanie.
Fosforanowanie ma na celu wytworzenie pierwszej, generalnie porowatej warstwy adhezyjnej fosforanu cynku, przeznaczonej do przyjęcia środka smarnego. Nałożenie środka smarnego, generalnie w postaci stearynianu cynku, prowadzi do reakcji mydeł, które oddziałują na warstwę fosforanu cynku w sposób trudny do kontrolowania w praktyce. Wynika to z konieczności dostosowania grubości
PL 198 112 B1 warstwy stearynianu cynku do naprężeń mechanicznych, jakim ulega odkształcany przedmiot obrabiany. Dostosowanie jest tym bardziej utrudnione, że wiąże się z kontrolą reakcji chemicznej zachodzącej na głębokości nałożonych warstw i czas tej reakcji zajmuje wiele godzin.
W konsekwencji, operacja smarowania polega na zanurzaniu wstępnie fosforanowanego materiału w gorących kąpielach reaktywnych mydeł.
Jednakże, pomiędzy warstwą fosforanu cynku i warstwą stearynianu cynku może pozostawać niewystarczające połączenie dla uniknięcia kontaktu pomiędzy metalowym przedmiotem obrabianym a narzędziem.
Jeśli warstwa stearynianu cynku nie wystarcza, muszą być zastosowane inne, bardziej wyszukane produkty smarne, które wymagają dodatkowych operacji nakładania poprzez zanurzenie przedmiotów obrabianych lub też natrysk na przedmiot obrabiany i narzędzie. Takie operacje wymagają ciągłego monitorowania stężenia roztworu środka smarnego oraz temperatury nakładania, dla uzyskania powłok, które niekorzystnie będą generalnie dość nieregularne.
Dotychczas wykonywanie operacji wstępnego fosforanowania uznawano za nieodzowne dla umożliwienia zarówno dobrej adhezji, jak i formowania stearynianu cynku pełniącego funkcję środka smarnego dla odkształcanych przedmiotów obrabianych. W wielu zastosowaniach, zwłaszcza w kontekście prasowania na zimno, nieodzowne jest po kształtowaniu defosforanowanie przedmiotu obrabianego przed przystąpieniem do obróbki cieplnej, ze względu na uniknięcie ryzyka dyfuzji fosforu w stal. Obróbki cieplne generalnie wykonywane w temperaturach około 850 do 900°C są istotne i zasadniczo powodują zmiany w strukturze przedmiotu obrabianego. Taką niedogodność występującą w znanych rozwiązaniach połączono z potrzebą operacji fosforanowania przed obróbką cieplną, która jest dość poważna w przypadku wytwarzania wkrętów i śrub, gdzie wzrost kruchości wyrobów poddawanych ciągłym naprężeniom często prowadzi do już zaobserwowanych pęknięć zmęczeniowych.
Celem niniejszego wynalazku jest zasadnicze zmniejszenie, jeśli nie całkowite wyeliminowanie, wspomnianych powyżej niedogodności.
Sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno, według niniejszego wynalazku, charakteryzuje się tym, że nakłada się mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku na swobodną powierzchnię odkuwki wstępnej wytwarzanego przedmiotu obrabianego i kształtuje się przedmiot obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno.
Korzystnie, na wcześniej nałożoną warstwę na bazie metalicznego cynku a przed kształtowaniem przedmiotu obrabianego nakłada się dodatkową warstwę środka smarnego.
Korzystnie, nakładaną mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie śrutem mającym co najmniej jedną warstwę zewnętrzną zawierającą stop na bazie cynku.
Korzystnie, nakładaną mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie za pomocą mieszaniny śrutu ze stopu na bazie żelaza i śrutu mającego co najmniej jedną warstwę zewnętrzną zawierającą stop na bazie cynku.
Korzystnie, nakładaną mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie śrutem na bazie stopu żelaza w obecności proszku cynku.
Korzystnie, warstwę środka smarnego nakłada się w postaci płynnej, zwłaszcza poprzez nakładanie płynnej zawiesiny na bazie cząstek grafitu.
Korzystnie, warstwę środka smarnego nakłada się w postaci stałej, zwłaszcza w postaci dwusiarczku molibdenu lub teflonu.
Korzystnie, nakładana mechanicznie warstwa na bazie metalicznego cynku zawiera cząstki cynku, mieszaninę cząstek cynku i cząstek żelaza, lub dodatkowo cząstki stopów cynku z żelazem, korzystnie w ilości od 50 do 250 mg/dm2.
Korzystnie, warstwę środka smarnego nakłada się w ilości do 300 mg/dm2.
Korzystnie, kształtując przedmiot obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się prasowanie na zimno.
Korzystnie, kształtując przedmiot obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się kucie na zimno lub wyciskanie metalu.
Korzystnie, kształtując przedmiot obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się ciągnienie drutu.
W pierwszej czynności, na swobodną powierzchnię wytwarzanego przedmiotu obrabianego nakłada się mechanicznie warstwę bazowaną na metalicznym cynku, przez co umożliwiono zawarcie w tej warstwie środka smarnego bądź jej pokrycie warstwą środka smarnego, przed następującym kształtowaniem wspomnianego przedmiotu obrabianego w obróbce plastycznej na zimno.
PL 198 112 B1
Taki sposób kształtowania na zimno umożliwił znaczne ułatwienie odkształcenia plastycznego poprzez zmniejszenie występujących sił tarcia, nawet z możliwością zmniejszenia ilości pośrednich czynności podczas procesu formowania.
Dzięki sposobowi według wynalazku wyeliminowano wady związane z zastosowaniem wstępnej obróbki w postaci fosforanowania metalowych odkuwek wstępnych lub przedkuwek. Wykazano, że dla pewnych przedmiotów obrabianych wytwarzanych w takim sposobie kształtowania obejmującym mechaniczne nałożenie warstwy na bazie metalicznego cynku umożliwiono uzyskanie przedmiotów o zwiększonej wytrzymałości zmęczeniowej.
W zależności od zastosowanego sposobu kształtowania, może wystarczyć nałożenie na swobodne powierzchnie przedkuwek metalowych tylko pojedynczej warstwy metalicznego cynku. Warstwa utworzona z cynku lub bardziej ogólnie stopu cynku, a nawet mieszaniny cząsteczek cynku i żelaza, może być nałożona w sposobie według obecnego wynalazku w ilości od 50 do 250 mg/dm2 dodanego metalu. Dla pewnych zastosowań specjalnych zadowalające będą nawet mniejsze nakładane ilości.
Taka warstwa będzie wystarczająca dla smarowania w operacjach kształtowania na zimno, w których odkształcenie metalu następuje przy stosunkowo małych siłach.
Mechaniczne nakładanie warstwy na bazie metalicznego cynku można również wykonać poprzez śrutowanie za pomocą mieszaniny stalowego śrutu i śrutu posiadającego stalowy rdzeń oraz powierzchnię pokrytą co najmniej jedną warstwą stopu na bazie cynku lub warstwę zewnętrzną czystego cynku.
Ostatecznie, mechaniczne nałożenie warstwy na bazie metalicznego cynku można również uzyskać poprzez śrutowanie śrutem na bazie zasadniczo stopu żelaza, wykonywane w obecności proszku cynku lub grysu cynkowego, który nakłada się wskutek mechanicznego oddziaływania strumienia podczas śrutowania.
Określenia „śrut lub „mikrośrut zastosowane w kontekście obecnego wynalazku do opisu czynności śrutowania należy rozumieć w szerokim sensie, to jest obejmują one wszystkie rodzaje kształtów cząstek i mikrocząstek wyrzucanych na powierzchnie przedmiotów obrabianych.
Przedmiot wynalazku to jest sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno może być wykorzystany, w przykładzie realizacji, do wytworzenia metalowych przedkuwek lub wstępniaków z warstwą nakładaną poprzez śrutowanie za pomocą śrutownicy, której przykładowy schemat budowy pokazano na fig. 1 rysunku.
Śrutownica ma komorę śrutowania, gdzie przykładowo mogą występować turbiny śrutownicze 12, pomiędzy którymi przechodzi przedmiot obrabiany. Turbiny śrutownicze 12 wyrzucają mikrośrut wytworzony ze stopu żelaza lub stopu na bazie cynku, na powierzchnie przedmiotów obrabianych w stosownych miejscach, w obecności proszku cynku lub grysu cynkowego. W części dolnej komory śrutowania 10 jest usytuowane urządzenie 14 do recyrkulacji śrutu. Następnie, śrut przechodzi do separatora cząstek 16, który oddziela cząstki śrutu o nadmiernie zmniejszonej średnicy. W ten sposób usuwa się cząstki metalowego pyłu 18 wytworzone w operacji śrutowania. Jeśli zastosowano jedynie śrut powlekany stopem na bazie cynku, po sortowaniu wymiarowym cząstek śrut podaje się do separatora magnetycznego 20, który oddziela stalowy śrut powleczony stopem na bazie cynku od stalowego śrutu pozbawionego cynku, to jest śrutu, który utracił większą część stopu na bazie cynku. Pozbawiony cynku stalowy śrut powraca na stanowisko 22. Za separatorem magnetycznym 20 umieszczono urządzenie 24, służące do pomiaru zawartości cynku w stalowym śrucie.
W zależności od wyniku pomiaru zawartości cynku, zbiornik 26 mikrośrutu zasilający turbiny śrutownicze 12 śrutownicy 10 może być napełniony lub nie, świeżym śrutem 28, to jest śrutem z powłoką cynku lub uzupełnioną powłoką cynku. Korzystnie, zbiornik 26 posiada również system kontroli poziomu 30.
Możliwe jest zatem mechaniczne naniesienie w ten sposób warstwy na bazie metalicznego cynku, w sposób ciągły lub nieciągły, na powierzchnię przedkuwek lub odkuwek wstępnych.
W ten sposób na powierzchnię metalowych odkuwek lub odkuwek wstępnych nakłada się warstwę na bazie cynku i/lub stopu cynku bądź mieszaniny cynku i żelaza, w ilości 50 do 250 mg/dm2. Warstwa ta nie ma charakteru zwartego, ponieważ wynika z agregacji licznych cząstek cynku oraz żelaza, co nadaje jej rodzaj mikroporowatości bądź struktury piankowej. Dla niektórych operacji kształtowania na zimno taka pojedyncza warstwa będzie wystarczająca w zakresie spełnienia funkcji efektywnego smarowania przed operacją zasadniczego kształtowania.
Dla innych zastosowań obejmujących formowanie przedmiotów obrabianych o bardziej złożonym kształcie i budowie, konieczne może okazać się nałożenie warstwy środka smarnego na uprzedPL 198 112 B1 nio nałożoną warstwę na bazie metalicznego cynku. Środek smarny korzystnie nakłada się w postaci ciekłej, umożliwiając znaczną integrację z warstwą bazową. W zależności od ilości nałożonego środka smarnego wystąpi rodzaj nasycenia uprzedniej warstwy na bazie metalicznego cynku lub pełniejsze pokrycie w postaci zgrubień na tej warstwie. Ilość nakładanego środka smarnego będzie się zatem również różnić, w zależności od charakteru i dokładności kształtu przeznaczonych do wytworzenia przedmiotów obrabianych. W praktyce wykazano, że środek smarny może być skutecznie zastosowany w ilości do 300 mg/dm2.
Warstwę środka smarnego korzystnie nakłada się w postaci ciekłej poprzez natrysk lub zanurzenie. Mianowicie, środek smarny można nakładać w postaci wodnej zawiesiny na bazie cząstek grafitu. Możliwe jest zastąpienie grafitu innymi środkami smarnymi, jak, na przykład, siarczek molibdenu lub teflon, a nawet wodne roztwory kopolimerów, jak, na przykład, bezwodnikowe kopolimery maleinowego kwasu styrenowego w etoksylowanym medium alkoholowym.
Ostatecznie, możliwe jest również zastosowanie wodnego zestawu polipropylenowego, do którego opcjonalnie dodano sproszkowany grafit, azotek boru, policzterofluoroetylen, sproszkowany talk, stearynian cynku i/lub dwusiarczek molibdenu.
Lepkość takich roztworów, zawiesin lub emulsji będzie tradycyjnie dostosowana, w znany sposób, poprzez dodanie potrzebnych ilości emulgatora i/lub środka zagęszczającego. Ostatecznie, możliwe jest również dodanie do takich cieczy smarnych dodatków, które zapewnią dodatkowe zabezpieczenie metalowych przedmiotów obrabianych.
Po nałożeniu warstwy na bazie metalicznego cynku ewentualnie z nałożeniem warstwy środka smarnego, metalowa odkuwka wstępna jest poddawana czynności odkształcania plastycznego na zimno, którą głównie będzie kucie na zimno, prasowanie na zimno lub ciągnienie drutu.
W praktyce możliwe było wytworzenie takich części, jak wały napędowe i wały turbinowe, przy znacznym zmniejszeniu tarcia i odkształcenia, często obserwowanych w dotychczasowym stanie techniki.
Takie elementy, o stosunkowo złożonym kształcie, wytwarzano poprzez kucie na zimno, na prasie o nacisku 8000 kN.
Należy również wspomnieć, że zastosowane do wytworzenia tych elementów cylindryczne odkuwki wstępne mogą być bezpośrednio poddane pierwszej czynności mechanicznego nałożenia warstwy na bazie metalicznego cynku, poprzez śrutowanie, bez konieczności wykonywania operacji przygotowania stalowej odkuwki wstępnej, jak w dotychczasowym stanie techniki.
Dla odmiany należy wspomnieć, że w sposobie według wynalazku można w jednej czynności wykonać połączone mechaniczne nałożenie warstwy na bazie cynku oraz nałożenie środka smarnego. Należy zatem, uwzględnić mechaniczne nakładanie cynku poprzez śrutowanie śrutem na bazie żelaza w obecności proszku cynku lub grysu cynkowego, bezpośrednio zmieszanych ze środkiem smarnym w stałej postaci, również w stanie sproszkowanym, przykładowo policzterofluoroetylenem lub dwusiarczkiem molibdenu.
Dla wykazania korzyści dostarczanych przez sposób według wynalazku w porównaniu z tradycyjnym sposobem przygotowania metodą fosforanowania, poniżej przedstawiono badania modelowe, w których próbkę ze stali 21 B3 poddano odkształceniu plastycznemu z zastosowaniem wgłębnika wykonanego z węglika wolframu G30, jak podano poniżej. Warunki próby prasowania z przetłaczaniem wykorzystano w modelowaniu operacji wytłaczania i ciągnienia drutu, jako dwóch tradycyjnych operacji bardzo reprezentatywnych dla formowania stalowych przedmiotów obrabianych metodą odkształcania plastycznego na zimno.
Dokładne warunki eksperymentu dla tego badania przykładowo opisano w następującej literaturze:
Vortragstexte des Symposiums, Neuere Entwicklungen in der Massivumbormung in Feilbach bei Stuttgart, am 19. und 20. Mai 1999, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Klaus Siegert, Institut fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart, in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft fur Materialkunde e.V., 1999 by MAT-INFO Werkstoff-Informal ionsgesells chaff mbH Hamburger Allee 26, D-60486 Frankfurt [Materiały z Sympozjum w Filadelfii: Najnowsze osiągnięcia w zakresie formowania, Feilbach, near Stuttgart, w dn. 19-20 maja 1999, według Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Klaus Siegert, Instytut Technologii Formowania, Uniwersyte w Stuttgarcie, we współpracy z Niemieckim Stowarzyszeniem d/s Materiałowych. e.V., 1999 by MAT-INFO Materials-Information Society mbH, Hamburger Ailee 26, D-60486 Frankfurt].
PL 198 112 B1
Badania porównawcze dotyczące współczynnika μ** fosforanowanie + mydło, porównanie z mechanicznym nakładaniem cynku + środka smarnego w postaci wodnej zawiesiny grafitu.
| Średnia współczynników tarcia obliczona na długości od 5 do 35 mm | Ciągnienie drutu: CSR* - 14,7% odkszt. plast. 0,18, stały nacisk 800 MPa | Ciągnienie drutu + wyciskanie współbieżne: CSR* = 14,7%, odkszt. plast. 0,18, stały nacisk 800 MPa; CSR* = 31%, odkszt. plast. 0,80, nacisk stykowy 1380 Mpa |
| Fosforanowanie + mydło reaktywne | μ = 0,062 | μ = 0,100 |
| Mechaniczne nałożenie cynku + środek smarny w postaci wodnej zawiesiny grafitu | μ = 0,054 | μ = 0,085 |
Badania porównawcze dotyczące współczynnika tarcia μ** fosforanowanie + mydło + olej do wytłaczania, w porównaniu z mechanicznym nałożeniem cynku + środek smarny w postaci wodnej zawiesiny grafitu + olej do wytłaczania.
Zastosowano olej MHE 68 według normy ISO 6743/7.
| Średnia współczynników tarcia obliczona na długości od 5 do 35 mm | Ciągnienie drutu + wyciskanie współbieżne: CSR* = 14,7%, odkszt. plast. 0,18, stały nacisk 800 MPa; CSR* = 31%, odkszt. plast. 0,80, nacisk stykowy 1380 Mpa |
| Fosforanowanie + mydło reaktywne + oleje do wytłaczania podczas wyciskania | μ = 0,120 |
| Mechaniczne nałożenie cynku + środek smarny w postaci wodnej zawiesiny grafitu | μ = 0,082 |
* CSR = współczynnik zmniejszenia ipr^ekoj^uj
CSR = 100 (di2-df2t/di2 gdzie di = średnia wewnętrzna, df = średnica zewnętrzna;
**μ oznazza wspótozynnik t^rt;^^, wyrażjjąyy iloraz siły w ruchu oostępowym (Ft) , styzznjj do kierunuu rrzemiezczzenia wgłębienia oraz siły nacisku Fn wywieranej przez wgłębnik w kierunku prostopadłym
Odmiany sposobu według wynalazku objęły zmianę masy mechanicznie uzyskanej warstwy powłoki cynkowej. Zmiany zawierały się w zakresie 0 mg/dm2 do 200 mg/dm2.
Wyniki opracowania wykazują, że dla prostych czynności ciągnienia w praktyce wystarcza warstwa cynku o masie 50 mmW.
Natomiast dla kolejnych czynności ciągnienia drutu, następujących po wyciskaniu współbieżnym przy zoptymalizowaniu sposobu według wynalazku, wystarcza zastosowanie warstwy o masie od 50 mm/dm2 do 100 mg/m2.
Claims (11)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób kkzrartowania metalowych ccęęci poprzez οόΚ^ζ^Ηη-'ΐϊβ na zimno, znamienny tym, że nakłada się mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku na swobodną powierzchnię odkuwki wstępnej wytwarzanego przedmiotu obrabianego i kształtuje się przedmiot obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno.
- 2. Spooch według zastrz k, znamienny tym, że na wcześnice n^acj^cjr^^ warrtww na bazże metalicznego cynku, a przed kształtowaniem przedmiotu obrabianego nakłada się dodatkową warstwę środka smarnego.
- 3. Sposób według zas^z. 1 albo 2, znamienny tym, że nakładaną mechanicznie warsswę na bazie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie śrutem mającym co najmniej jedną warstwę zewnętrzną zawierającą stop na bazie cynku.
- 4. Sppsóóweeługkzstrz k albo k, kznmieeny tym, ke nakłaadsąmeeUasiccnie warowna bbzie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie za pomocą mieszaniny śrutu ze stopu na bazie żelaza i śrutu mającego co najmniej jedną warstwę zewnętrzną zawierającą stop na bazie cynku.PL 198 112 B1
- 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym. ze nakładaną mechanicznie warstwę na bazie metalicznego cynku nakłada się poprzez śrutowanie śrutem na bazie stopu żelaza w obecności proszku cynku.
- 6. SpooSbweeługkłóreegoklwiekz zzatrz. 2, znamienny tym i że warstwę środdk smarneeonakłada się w postaci płynnej, zwłaszcza poprzez nakładanie płynnej zawiesiny na bazie cząstek grafitu.
- 7. Sposób według z zas^z. 2, znamienny tym, że warsswę śr^c^c^i^^ smarnego nakłada się w postaci stałej, zwłaszcza w postaci dwusiarczku molibdenu lub teflonu.
- 8. Sposób według któregokoLwiek z 1 albo 2, znamienny tym, że nakkadana mechanicznie warstwa na bazie metalicznego cynku zawiera cząstki cynku, mieszaninę cząstek cynku i cząstek żelaza, lub dodatkowo cząstki stopbw cynku z żelazem, korzystnie w ilości od 50 do 250 mg/dm2.
- 9. Spooób wedłuu zaatrz. 6 albo 7, znamienny tym, że wamswę środka smarneeo nakkada się w ilości do 300 mg/dm,.
- 10. Sppośb weełuu zzasz. 1 slbo 2, znamienny tym, 2ż śkstattując sfOzemiot zbrabiean zpomze odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się prasowanie na zimno.
- 11. SppdSbwęeługzzatre. 1 zlbb z, znamienny tym, zż śkstałtrιjąc zrezemiot z0oeaiaan zpofOze odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się kucie na zimno lub wyciskanie metalu.1,. Sposób według z ζζε^ζ. 1 albo 2, znamienny tym, że kszta-łując przedmioo obrabiany poprzez odkształcenie plastyczne na zimno jako odkształcenie plastyczne na zimno stosuje się ciągnienie drutu.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9903155A FR2790983B1 (fr) | 1999-03-15 | 1999-03-15 | Procede de formage de pieces metalliques par deformation a froid |
| PCT/FR2000/000630 WO2000054907A1 (fr) | 1999-03-15 | 2000-03-15 | Procede de formage de pieces metalliques par deformation a froid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL354612A1 PL354612A1 (pl) | 2004-02-09 |
| PL198112B1 true PL198112B1 (pl) | 2008-05-30 |
Family
ID=9543186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL354612A PL198112B1 (pl) | 1999-03-15 | 2000-03-15 | Sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6598441B1 (pl) |
| EP (1) | EP1159097B1 (pl) |
| JP (1) | JP2002538969A (pl) |
| KR (1) | KR100602897B1 (pl) |
| AT (1) | ATE219397T1 (pl) |
| AU (1) | AU3298500A (pl) |
| BR (1) | BR0009003A (pl) |
| CA (1) | CA2368062C (pl) |
| CZ (1) | CZ296833B6 (pl) |
| DE (1) | DE60000228T2 (pl) |
| ES (1) | ES2177512T3 (pl) |
| FR (1) | FR2790983B1 (pl) |
| HU (1) | HUP0200233A2 (pl) |
| MX (1) | MXPA01009377A (pl) |
| PL (1) | PL198112B1 (pl) |
| TR (1) | TR200102686T2 (pl) |
| WO (1) | WO2000054907A1 (pl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299838C (zh) * | 2005-01-28 | 2007-02-14 | 武汉理工大学 | 冷锻用坯料复合润滑膜涂覆方法 |
| US8113025B2 (en) * | 2007-09-10 | 2012-02-14 | Tapphorn Ralph M | Technique and process for controlling material properties during impact consolidation of powders |
| US8065898B2 (en) * | 2008-07-29 | 2011-11-29 | Hamilton Sundstrand Corporation | Method and article for improved adhesion of fatigue-prone components |
| JP5680998B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2015-03-04 | 日本パーカライジング株式会社 | 塑性加工用潤滑被膜の形成方法 |
| KR102453133B1 (ko) * | 2022-04-27 | 2022-10-11 | (주)티플랙스 | 봉강제조장치 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1287402B (de) * | 1964-06-16 | 1969-01-16 | Huettenwerk Oberhausen Ag | Verfahren zum Aufbringen metallischer Korrosionsschutzschichten auf Stahloberflaechen |
| US3574658A (en) * | 1967-12-22 | 1971-04-13 | Ball Brothers Res Corp | Dry-lubricated surface and method of producing such surfaces |
| US3754976A (en) * | 1971-12-06 | 1973-08-28 | Nasa | Peen plating |
| CH630112A5 (de) * | 1977-10-26 | 1982-05-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zum aufbringen eines schmiermittelfilms. |
| JPS599312B2 (ja) * | 1979-09-13 | 1984-03-01 | 同和鉄粉工業株式会社 | ブラスト用材料およびこの材料を使用した表面処理法 |
| JPS5848666A (ja) * | 1981-09-16 | 1983-03-22 | Hikifune:Kk | メカニカルプレ−テイング被膜及びその形成方法 |
| US4457150A (en) * | 1982-02-11 | 1984-07-03 | National Steel Corporation | Method of forming D&I cans from coated steel |
| US4552784A (en) * | 1984-03-19 | 1985-11-12 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Method of coating a substrate with a rapidly solidified metal |
| DE3571562D1 (en) * | 1984-05-21 | 1989-08-24 | Sumitomo Metal Ind | Method for continuous drawing of wire rod |
| JPS6138870A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-24 | Dowa Teppun Kogyo Kk | メカニカルプレ−テイング用混合粉体およびこれを使用した連続メカニカルプレ−テイング法 |
| JPS6167773A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-07 | Nippon Dakuro Shamrock:Kk | 金属表面処理法 |
| JPS61269929A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Nippon Parkerizing Co Ltd | 金属材料の潤滑処理方法 |
| JPS6268647A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-28 | Dowa Teppun Kogyo Kk | 塑性加工用金属材料における潤滑性金属被膜の製造方法 |
| US4753094A (en) * | 1986-06-19 | 1988-06-28 | Spears Richard L | Apparatus and method of powder-metal peen coating metallic surfaces |
| JPS63130236A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-06-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 冷間鍛造用鋼の潤滑処理方法 |
| US4876837A (en) * | 1988-08-22 | 1989-10-31 | Usg Interiors, Inc. | Corner bead structure |
| JP2988147B2 (ja) * | 1992-08-28 | 1999-12-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 硬質層およびFe合金層を複合被覆してなる切削工具およびその製造方法 |
| FR2710866B1 (fr) * | 1993-10-08 | 1995-12-29 | Entrepose Montalev | Procédé et installation de nettoyage de pièces revêtues. |
| JPH0899116A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | 溶接用鋼線材の伸線方法 |
| JP3256108B2 (ja) * | 1995-08-07 | 2002-02-12 | スカイアルミニウム株式会社 | しごき加工を施して使用されるdi缶胴用アルミニウム合金圧延板 |
| JP3517522B2 (ja) * | 1996-06-21 | 2004-04-12 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属材料の冷間塑性加工用水系潤滑剤 |
| JP3122616B2 (ja) * | 1996-07-17 | 2001-01-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 深絞り加工性および塗膜密着性に優れた潤滑性樹脂被覆金属板 |
| JP3025228B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2000-03-27 | 株式会社メタルアート | 歯車の成形方法 |
| JP3108710B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2000-11-13 | 株式会社メタルアート | 変速用歯車の製造方法 |
-
1999
- 1999-03-15 FR FR9903155A patent/FR2790983B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-15 TR TR2001/02686T patent/TR200102686T2/xx unknown
- 2000-03-15 US US09/936,459 patent/US6598441B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 EP EP00910954A patent/EP1159097B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 JP JP2000604969A patent/JP2002538969A/ja active Pending
- 2000-03-15 BR BR0009003-4A patent/BR0009003A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-03-15 CZ CZ20013309A patent/CZ296833B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-03-15 HU HU0200233A patent/HUP0200233A2/hu unknown
- 2000-03-15 DE DE60000228T patent/DE60000228T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 KR KR1020017011652A patent/KR100602897B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-15 ES ES00910954T patent/ES2177512T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 MX MXPA01009377A patent/MXPA01009377A/es active IP Right Grant
- 2000-03-15 PL PL354612A patent/PL198112B1/pl unknown
- 2000-03-15 CA CA002368062A patent/CA2368062C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-15 AU AU32985/00A patent/AU3298500A/en not_active Abandoned
- 2000-03-15 WO PCT/FR2000/000630 patent/WO2000054907A1/fr not_active Ceased
- 2000-03-15 AT AT00910954T patent/ATE219397T1/de active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1159097A1 (fr) | 2001-12-05 |
| EP1159097B1 (fr) | 2002-06-19 |
| FR2790983B1 (fr) | 2001-06-22 |
| CA2368062A1 (fr) | 2000-09-21 |
| ATE219397T1 (de) | 2002-07-15 |
| US6598441B1 (en) | 2003-07-29 |
| CZ296833B6 (cs) | 2006-06-14 |
| ES2177512T3 (es) | 2002-12-16 |
| PL354612A1 (pl) | 2004-02-09 |
| DE60000228D1 (de) | 2002-07-25 |
| BR0009003A (pt) | 2002-01-02 |
| MXPA01009377A (es) | 2003-06-06 |
| AU3298500A (en) | 2000-10-04 |
| HUP0200233A2 (en) | 2002-05-29 |
| DE60000228T2 (de) | 2003-02-27 |
| JP2002538969A (ja) | 2002-11-19 |
| CZ20013309A3 (cs) | 2002-05-15 |
| CA2368062C (fr) | 2008-09-23 |
| WO2000054907A1 (fr) | 2000-09-21 |
| KR100602897B1 (ko) | 2006-07-20 |
| TR200102686T2 (tr) | 2002-03-21 |
| FR2790983A1 (fr) | 2000-09-22 |
| KR20020007326A (ko) | 2002-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abe et al. | Improvement of formability in deep drawing of ultra-high strength steel sheets by coating of die | |
| JPS61269929A (ja) | 金属材料の潤滑処理方法 | |
| US4244738A (en) | Method of and apparatus for hot pressing particulates | |
| Matsumoto et al. | Lubrication and friction of magnesium alloys in warm forging | |
| PL198112B1 (pl) | Sposób kształtowania metalowych części poprzez odkształcenie na zimno | |
| US4235947A (en) | Method for the manufacture of a steel sheet adapted for use in ironing processing having good lubrication property | |
| US10914009B2 (en) | Method for manufacturing non-phosphate coated metal material for cold heading-plastic working process | |
| JP5027407B2 (ja) | 鍛造による素形材の製造方法 | |
| JP3881269B2 (ja) | 金属材料の塑性加工用表面処理方法 | |
| JP5247873B2 (ja) | 鍛造による素形材の製造方法 | |
| Funazuka et al. | Application of DLC coatings in metal forming | |
| Shivpuri et al. | Lubricants and their applications in forging | |
| EP1270708B1 (en) | Pressurizing forming process and pressurized-and-formed member | |
| RU2785111C1 (ru) | Способ горячей штамповки заготовок из труднодеформируемых металлов и сплавов | |
| CN120984796B (zh) | 一种用于汽车座椅角度调节的月牙部品及其冷镦制备方法 | |
| Padfield et al. | Cold heading | |
| US3242563A (en) | Plastic deformation of alloys | |
| JP2003080337A (ja) | 加圧成形方法および加圧成形部材 | |
| Bhupatiraju et al. | Cold extrusion | |
| Leland et al. | The influence of proper lubrication on the design of cold extruded components | |
| Shivpuri et al. | Die wear | |
| Seah et al. | The benefits of coating the tools with titanium nitride in the deep drawing of mild steel cups | |
| Schlegel | Forming | |
| Watkins | Cold Forming and Extrusion of Steel: Economics and Future Applications | |
| Zohdi et al. | Metal Forming, Shaping, and Casting |