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Verfahren zum Warmverformen, insbesondere Strangpressen oder Warmlochen von Pressblöcken aus schwierig verformbaren
Metallen und Legierungen
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Natur der Umhüllung und mit der Pressgeschwindigkeit variieren. Es besteht daher das Bedürfnis, diesen
Schwierigkeiten in einer ebenso möglichst wirksamen wie sicheren Weise abzuhelfen. Dieses Ziel lässt sich erreichen, wenn erfindungsgemäss der erwärmte Pressblock unter Belassung eines kleinen Zwischen- raumes mit einer ebenfalls erwärmten Umhüllung umgeben, in diesen Zwischenraum ein nichtmetall- sches, wärmedämmendes, vorzugsweise glasartiges Schmiermittel eingebracht und anschliessend der ge- wünsche Verformungsvorgang ausgeführt wird.
Nach diesem Verfahren hergestellte Presserzeugnisse wei- sen eine von Rissen freie Oberfläche auf, die gegenüber der Oberfläche von aus den gleichen Materialien in üblicher Weise durch Pressen geformten Werkstücken auch hinsichtlich ihrer Gleichmässigkeit und Struk- tur wesentlich verbessert ist. Angestellte Untersuchungen haben die Richtigkeit der Erkenntnis, welche der
Erfindung zugrunde liegt, erwiesen und bestätigt, dass das Zwischenfügen einer heissen Umhüllung zwi- schen Pressblock und Presszylinder eine geeignete Vorkehrung zur Unterdrückung der Wärmeverluste ist, die in der Zeit während des Herausnehmens aus dem Ofen und dem Verformungsvorgang auftreten. Der er- wähnte Temperaturabfall innerhalb des Pressblockes lässt sich verhindern, so dass alle Mängel vermieden werden, die auf die Temperaturinhomogenität ursächlich zurückgehen.
Der zwischen dem erhitzten Pressblock und der Umhüllung belassene Zwischenraum für das Schmier- mittel ist im allgemeinen von der Grössenordnung von einem Millimeter.
Man kann den Pressblock und die Umhüllung gleichzeitig erwärmen oder jeden dieser Teile gesondert erhitzen-und sie nach dem erfolgten Anwärmen auf irgendeine passende Weise vereinigen. Wenn eine ge- trennte Erwärmung stattfindet, ist es von Vorteil, zur Erleichterung der Verbindung gegebenenfalls zwi- schen der inneren Oberfläche der Umhüllung und der äusseren des Pressblockes ein Spiel von z. B. 2 bis 3 mm zu belassen. Als Schmiermittel dienen vorzugsweise glasartige Substanzen, die eine ausreichende
Viskosität aufweisen, um bei der Erwärmung nicht auszufliessen. Man kann das Schmiermittel entweder auf die innere Oberfläche der Umhüllung, auf die äussere Oberfläche des Pressblockes oder auf beide Flä- chen aufbringen.
In gewissen Fällen, insbesondere beim Strangpressen, kann es angezeigt sein, zwischen der Aussenfläche der Umhüllung und der Wand des Presszylinders das Aultreten einer das Hatten wenigstens unterstutzenden Reibung zu sichern, was entweder durch das Weglassen jeder Schmierung an dieser Stelle oder durch beabsichtigtherbeigeführtes Oxydieren der äusseren Oberfläche der Umhüllung geschehen kann, wenn die aus dem Pressblock, dem Schmiermittel und der Umhüllung bestehende Einheit in einer oxydierenden Atmosphäre erwärmt wird.
Beim Verpressen lässt man den Pressstempel ausschliesslich auf den Pressblock einwirken. Der Pressstempel kann zu diesem Zweck, vorzugsweise mit Hilfe eines konzentrischen Gleitringes, geführt und mit einem Presskopf versehen sein, welcher einen Durchmesser aufweist, der gleich oder um weniges kleiner ist als der Innendurchmesser der Umhüllung. Nach dem Pressvorgang und der Abtrennung des Pressrestes werden die Hülle und der Kopf des Pressstempels aus dem Behälter herausgezogen.
Dank dem zwischen dem Pressblock und seiner Umhüllung vorgesehenen Schmiermittel und unter dem Einfluss der Einwirkung des Presskopfes gleitet das Pressstück entlang der Wände der Umhüllung und fliesst durch die Pressdüse aus, wogegen die Umhüllung an der Wand des Presszylinders haften bleibt. Während des gesamten Pressvorganges bleibt das zu verformende Material mit der heissen Umhüllung in Kontakt, welche jede Berührung mit der kälteren Wand des Presszylinders verhindert.
Um das Entstehen eines Pressrestes zu verhindern oder diesen zu vermindern. kann schliesslich in bekannter Weise zwischen dem Pressblock und dem Presskopf eine Scheibe aus einem billigeren Material eingelegt werden, das von dem des Pressblockes verschieden ist und den Pressrest bildet, wogegen das Material, aus dem der Pressblock besteht, zur Gänze verpresst wird.
Wenn Bohrungen aufgeweitet werden sollen, so kann man das Verfahren nach der österr. Patentschrift Nr. itius anwenden. Nach diesem Vertahren wird der mit einem Fuhrungsloch versehene Pressblock mit seiner Umhüllung umkleidet und anschliessend in den Zylinder einer Presse eingelegt. Dank der Wirkung des zwischen der Umhüllung und dem Pressblock eingebrachten Schmiermittels kann sich das Metall unter dem Einfluss der während des Aufweitungsvorganges zum Einwirken gebrachten Kräfte oder Drücke leicht verlagern und bleibt durch die Umhüllung gegen eine Abkühlung an den Wänden des Presszylinders immer geschützt.
Als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung deren Anwendung bei einem Strangpressvorgang veranschaulicht. In der Zeichnung zeigt in schematisierter Darstellung Fig. 1 bzw. Fig. 2 je einen Schnitt durch verschiedenartige Pressblöcke, die mit einer Umhüllung umkleidet und zum Erhitzen bereit sind, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Pressblock, welcher in einen Presszylinder eingebracht ist und Fig. 4 einen Schnitt durch diesen Pressblock nach dem Verpressen.
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Wie in den Figuren dargestellt, ist um Pressblöcke 2, z. B. aus einer schwierig zu verformenden Le- gierung, eine äussere Umhüllung 1 angeordnet. In dem Zwischenraum von z. B. 1 mm, welcher zwischen der Umhüllung 1 und dem Pressblock 2 belassen ist, wurde eine Lage oder Schicht aus beispielsweise ge- pulvertem Schmiermittel untergebracht. Dieses Schmiermittel 3 ist vorzugsweise ein Material von glas- artiger Natur, das eine hinreichende Viskosität aufweist, um während des Erwärmens nicht auszufliessen.
Gemäss Fig. 2 ist an der Stirnseite des Pressblockes 2 innerhalb der Hülle 1 eine Scheibe 4 aus einem billi- geren Metall angeordnet, um den Verlust eines kostspieligen Pressrestes zu vermeiden.
Nachdem die aus der Umhüllung 1, dem Schmiermittel 3 und dem Pressblock 2 bestehende, zusam- mengesetzte Einheit auf die für den Pressvorgang passende Temperatur erhitzt worden ist, wird sie in den
Zylinder 6 einer Strangpresse (Fig. 3) eingebracht, der mit einer Pressdüse 7 abgeschlossen ist, vor welche in bekannter Weise eine Scheibe 5 aus einem Schmiermittel gelegt ist. Vorne am Pressstempel 8 ist ein
Presskopf 9 angeordnet, dessen Durchmesser kleiner als jener der Umhüllung ist. Wenn der Stempel 8 ver- schoben wird, so tritt der Presskopf 9 in das Innere der Umhüllung 1 ein und presst den Pressblock 2 durch die Düse 7 hindurch, aus der das verpresste Werkstück 2'austritt.
Mit einer dieser beschriebenen Vorrichtung entsprechenden Anlage ist im Einklang mit der Erfindung eine vergütbare Nickel-Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung verpresst worden, bei welcher ein Verpressen nach den üblichen Verfahrensweisen nicht möglich ist, ohne zu einer Rissbildung zu führen.
Der Pressblock, von dem ausgegangen wurde, hatte einen Aussendurchmesser von 56 mm und eine
Länge von 80 mm. Nach dem Einpulvern seiner Oberfläche mit gepulvertem Fensterglas wurde dieser
Pressblock in einen Topf aus gewöhnlichem Stahl mit einem Innendurchmesser von 57 mm und einem
Aussendurchmesser von 60, 5 mm eingebracht. Die zusammengesetzte Einheit wurde dann in einem elektrischen Ofen auf 10500C erhitzt. Auf die Pressdüse, deren Auspressöffnung einen Durchmesser von 27 mm aufwies, war eine 4 mm dicke Scheibe aus gepulvertem Fensterglas aufgelegt. Der Pressblock wurde mit einem Presskopf von 57 mm Durchmesser in einem Presszylinder von 62 mm Innendurchmesser verformt.
Das gepresste Werkstück zeigte keine Risse.
Das erfindungsgemässe Verfahren wurde weiter zum Warmlochen eines Pressblockes aus einer Legierung vom Typ Ni 20 Cr 20 Co 20 angewendet. Nachdem ihre Oberfläche durch das Aufbringen einer Paste aus Galspulver und einer Flüssigkeit mit einem Überzug von Schmiermittel versehen war. wurden Pressblöcke von 185 mm Aussendurchmesser und 480 mm Länge in eine Umhüllung aus gewöhnlichem Stahl von 187 mm Innen-und 207 mm Aussendurchmesser eingebracht. Nach dem Anwärmen auf 11000C in einem elektrischen Ofen wurde die aus der Umhüllung und dem Pressblock bestehende Einheit in den Zylinder einer Lochpresse von 210 mm Innendurchmesser eingebracht, um mit einem Loch von 110 mm Durchmesser versehen zu werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Warmverformen, insbesondere Strangpressen oder Warmlochen von Pressblöcken aus schwer verformbaren Metallen oder Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass der erwärmte Pressblock unter Belassung eines kleinen Zwischenraumes mit einer ebenfalls erwärmten Umhüllung umgeben, in diesen Zwischenraum ein nichtmetallisches, wärmedämmendes, vorzugsweise glasartiges Schmiermittel eingebracht und anschliessend der gewünschte Verformungsvorgang ausgeführt wird.