DE1444912C

DE1444912C - Verfahren zum Strangpressen von Schwer metallen, insbesondere von Stahl

Info

Publication number: DE1444912C
Authority: DE
Inventors: Dipl Ing 4300 Essen Wehmeyer Werner
Original assignee: Schloemann AG, 4000 Dusseldorf
Publication date: 1971-04-29

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strang- eine Aluminiumoxyd-Schutzschicht gegen die Oxypressen von Schwermetallen, insbesondere von Stahl, dation des Werkzeuges im Ofen zu erzeugen. Diese bei dem zum Schütze der Werkzeuge gegen Verschleiß Schutzschicht wird vor dem Verpressen in Kryolith und zum Schütze des Stranges gegen Oxydation ein bei gelöst, welches dadurch dünnflüssiger als Glas wird. Blocktemperatur noch nicht zähflüssiges, sich jedoch 5 Diese Leichtflüssigkeit hat den Nachteil, daß die auf beim Umformungsprozeß als dünne Schicht zwischen dem Strang gebildete Schicht Lücken aufweist,, weil den Werkzeugen und dem zu verpressenden vorbei- das leichtflüssige Kryolith Na₃[AlF₆] schon in dem gleitenden Preßgut ausbildendes und hierbei das Umformungswerkzeug den Metalloxydfilm abwäscht auslaufende Preßgut mit einer dicht aufgepreßten bzw. fortbläst. Dichte und Porenfreiheit von Oxyd-Oxydationsschutzschicht bedeckendes Mittel, welches io Schutzschichten sind aber Voraussetzung für ihre. Siliciumoxyde, Metalloxyde, gegebenenfalls Wasser Wirksamkeit auf dem Preßstrang. Kupfer- und und gegebenenfalls Bindemittel enthält, auf den Block Nickeloxyde in der Schicht fördern sogar die Oxydation und/oder die Werkzeuge aufgebracht wird. des darunterliegenden Eisens, sie lassen das Eisen

Für derartige Verfahren wurden bereits viele Stoffe zum Sauerstoff diffundieren.

als Gemischbildner vorgeschlagen. Praktisch angewen- 15 Die vorliegende Erfindung geht nun, wie schon det wurde aber bisher nur Glaspulver. Dessen Zu- erwähnt, aus von einem Verfahren zum Strangpressen sammensetzung wird so gewählt, daß es bei Block- von Schwermetallen, insbesondere von Stahl, bei temperatur bzw. Preßtemperatur zähflüssig ist. Es welchem zum Schütze der Werkzeuge gegen Verschleiß bildet eine Schicht auf den Werkzeugen und auf dem und des Stranges gegen Oxydation ein bei Block-Strang, die den Strang gegen Oxydation schützt. Doch ao temperatur noch nicht zähflüssiges, sich jedoch beim gelingt es selten, eine glatte ganz etiene Schicht zu Umformungsprozeß als dünne Schicht zwischen den bilden, so daß der Strang nach Entfernung der Schicht Werkzeugen und dem zu verpressenden vorbeidurch Reck- und/oder Beizverfahren, sofern die gleitenden Preßgut ausbildendes und hierbei das ausEntfernung überhaupt vollständig durchgeführt wird, laufende Preßgut mit einer dicht aufgepreßten Oxyeine mehr oder weniger rauhe, zum Teil narbige as dationsschutzschicht bedeckendes Mittel, welches Oberfläche aufweist. Siliciumoxyde, Metalloxyde, gegebenenfalls Wasser

Die mechanische Entfernung der Schicht geht nicht und gegebenenfalls Bindemittel enthält, auf den Block ohne schlagende oder kratzende Bearbeitung des und/oder die Werkzeuge aufgebracht wird. Stranges vor sich. Zum Beispiel erfolgt die Bearbeitung Die Erfindung besteht darin, daß als Mittel ein

durch Strahlen mit Stahlsand, wodurch ebenfalls 30 Gemisch von Oxyden verwendet wird, welches AufrauhungenderStrangoberflächeaufzutretenpflegen. zusätzlich zu den Siliciumoxyden, dem gegebenenfalls Aus der deutschen Patentschrift 887 186 und aus vorhandenen Wasseranteil und den gegebenenfalls der österreichischen Patentschrift 187 376 ist die vorhandenen Bindemitteln solche Metalloxyde enthält, Verwendung von Glimmer deren Metalle eine ebenso große und gegebenenfalls

35 teils eine größere Affinität zum Sauerstoff besitzen als [K, NaAl₂(OH, F)₂] [AlSi₃O₁₀] die jeweils zu verpressenden Schwermetalle.

Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verunter anderem in der Form von Mikro-Glimmer wendete Gemisch ist wegen der Eigenschaft des in ihm bekannt. Dieses Material hat sich beim Pressen von vorhandenen Siliciumoxyds bei Blocktemperatur noch Stahl und anderen Schwermetallen nicht gut bewährt, 40 nicht zähflüssig oder gar flüssig. Es bildet sich jedoch weil der Stahlstrang beim Auspressen keine Schutz- als dünne Schicht auf dem vorbeigleitenden Preßgut schicht gegen Oxydation erhält. Ähnlich verhielten aus und bedeckt den austretenden Strang mit. einer sich die folgenden Mineralien: dünnen dicht aufgepreßten Oxydationsschutzschicht.

_ „ Eine besondere Sicherheit für den gleichmäßigen

' 45 Ablauf des Vorganges ist gegeben, wenn ein Gemisch

[Mg₃(OH)₂] [Si₄O₁₀] gewählt wird, dessen sämtliche Bestandteile während

des Strangpressens nicht zum Schmelzen kommen.

^aX- · Dabei werden dann aber meist nicht unerhebliche

Na₂B₄O₇ · 10 H₂O (das bei 731⁰C flüssig wird) Kristalle plastisch verformbar, ähnlich wie das aus-P ., 50 zupressende Metall.

hei pat. Metalloxyde, welche eine chemische Reaktion mit

Na oder K[AlSi₃O₈] dem zu verpressenden Block eingehen würden, d. h.

Metalloxyde, deren Metalle eine geringere Affinität

^Asbest: zum Sauerstoff haben als das zu verpressende Metall,

(auch in der Form von Asbestpulver) , 55 können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens

[Mg₆(OH)₆] [Si₄O_n] · H₂O nicht verwendet werden.

Auszuschließen von der Verwendung sind weiterhin

Tonerde: solche Metalloxyde, welche beim zu verpressenden

(in der Form von Bentonit) Metall interkristalline Korrosion hervorrufen würden,

[AI,_f67Mg_0j33(OH)₂] [Si₄O₁₀]Na₀₁₃₃(H₂O)₄ 60 was beispielsweise beim Verpressen von Stahl durch .

Anwendung von Bleioxyd der Fall sein kann.

Bei Graphit besteht die Gefahr der Randaufkohlung Auszuschließen sind schließlich noch solche Metall-

bci Stählen. oxyde und solche anderen Stoffe, welche die Diffusion

Keiner dieser Sloffe konnte sich trotz intensiver des Sauerstoffes in das verpreßte Metall während der

Bemüh 11 HgCIi in die Praxis einführen. 65 verhältnismäßig kurzen Kontaktzeit im Verlauf der

f-s ist ferner durch die französische Patentschrift Preßgtitabkühlung beschleunigen oder die selbst in

1286 145 bekannt, auf einem Slalilprcßblock im dieses diffundieren würden, d. h., es soll beispielsweise Frwünnuiigsofcii aus einem Aliimiiiiiimpulver-Anstrich beim Verpressen von Slahl kein Oxyd der Metalle

Nickel, Kupfer, Kobalt und Molybdän vorhanden sein. Ebenso sollen Stoffe, die Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefeldioxydgase abgeben, nicht als Gemischkomponenten verwendet werden. Für die Verpressung von Stählen, die keine Randaufkohlungen vertragen, sind Graphitbeimengungen zu vermeiden.

Zum Strangpressen eines bestimmten Schwermetalls kann also ein Gemisch von Metalloxyden und Siliciumoxyden mit einem erheblichen Anteil an Oxyden des gleichen Schwermetalls oder eines diesem Schwermetall verwandten Schwermetall verwendet werden. Für das Auspressen der meisten Metalle einschließlich Stahl läßt sich auch ein Oxydgemisch mit einem erheblichen Bestandteil an Aluminiumoxyd verwenden.

Besonders geeignet aus technischen und wirtschaftliehen Gründen ist beim Verpressen von Stahl die Verwendung eines Gemisches mit einem erheblichen Anteil an Oxyden des Eisens. Bevorzugt wird die Verwendung des Minerals Amosit mit einem Siliciumdioxydgehalt von etwa 50%. einem Gehalt an Eisen- ao oxydul von etwa 32°/o, Eisenoxyd mit etwa 8%, Magnesiumoxyd mit etwa 4%, Wasser mit etwa 4% und einem Restgehalt Alkalien.

Gut bewährt hat sich ferner auch die Verwendung von Kapland-Blau-Asbest mit einem Siliciumdioxydgehalt von etwa 51°/o> ^mit einem Eisenoxydulgehalt von etwa 36 %» nut einem Gehalt an Magnesiumoxyd von etwa 2%» mit einem Wassergehalt von etwa 4% und einem Restgehalt Alkalien.

Um zu große Schichtstärken zu vermeiden und einen glatten Auslauf des Verschleiß- und Oxydations-Schutzfilmes durch die Matrize zu gewährleisten, soll das Gemisch vorzugsweise keine Partikeln enthalten mit einer Korngröße von mehr als 300 μ. Zur Herstellung eines dicken Filmes auf dem ausgepreßten Strang werden dabei Gemische verwendet, deren Partikeln eine größere Korngröße besitzen als Partikeln eines Gemisches, welches zur Herstellung eines dünnen Filmes dient.

Die sich auf dem Strang ausbildende Schutzschicht kann dadurch sehr leicht vom Strang entfernt werden, daß der Strang gereckt wird. Aus Gründen der Fertigung ist dies im allgemeinen sowieso notwendig. Der Schutzfilm springt beim Recken vom Strang ab und hinterläßt eine vollständig glatte, narbenfreie Strangoberfläche. Bei Strängen, die eines Rieht- bzw. Reckvorganges nicht bedürfen, genügt eine kurzzeitige Oberflächenerwärmung, um den Film von der glatten Strangoberfläche abzulösen (bestreichen mit einer Gasbrennerflamme).

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gemische können in Form von Pulvermassen, Pasten eder Formstücken (Scheiben) in die Strangeder Rohrpresse eingebracht werden. Wichtig ist nur, daß sie irgendwie zwischen den heißen Metallblock und die Preßwerkzeuge gelangen. Sie können deshalb zeitlich mit dem Bleck oder vor dem Block in die Presse eingebracht werden. Es ist auch möglich, sie schon vor dem Erwärmen oder Einbringen der Preßwerkzeuge, insbesondere der Matrize, auf diese aufzubringen. Es können verschiedene Metalloxyde verwendet werden, und zwar im Gemisch mit Siliciumoxyden. Brauchbar sind Schwermetalloxyde mineralischer eder synthetischer Herkunft.

Die Pulvermassen, Pasten oder Formstücke (beispiclsweise Scheiben) können mit Hilfe von feinkörnigen, puderartigen Metalloxydpiilvern hergestellt werden. Es können ihnen Bindemittel beigefügt sein, wie beispielsweise Wasserglas; feste Formstücke, insbesondere Scheiben, können auch vor dem Einsetzen in die Presse durch einen besonderen Preßprozeß hergestellt werden. Die auf die Werkzeuge und/oder den Metallblock fest aufgepreßten oder lose aufgebrachten Pulvermassen, Pasten oder Formstücke werden in ihrer Struktur infolge ihrer Feinkörnigkeit während des Warmpreßprozesses so verändert, daß sie sich der ständig ändernden äußeren Form des plastischen Metalls als nachgiebige feinkörnige komprimierte Pulverschicht anschmiegen und das ausfließende Metall in Form eines fest aufgepreßten, zusammenhängenden Pulverfilmes umgeben, der naturgemäß auch zwischen dem Metall und den formgebenden Werkzeugen liegt. Dieser Pulverfilm schützt die Werkzeuge gegen Verschleiß.

Der Verschleiß-Schutzwert des Filmes kann durch die Stärke des Pulverfilmes beeinflußt werden, wobei die Stärke des Pulverfilmes, wie bereits gesagt, durch die Korngröße des Pulvers bestimmt ist. Der Verschleiß-Schutzwert setzt sich aus einem Wärmeisolierwert und einem Reibungs-Minderungswert zusammen. Der Wärmeisolierwert wird hierbei nicht nur durch die Filmstärke, sondern auch durch die Wärmeleitwerte der Mischungsbestandteile, beispielsweise der Siliciumoxydbestandteile, bestimmt.

Der aufgepreßte Pulverfilm verbindet sich nie festhaftend mit dem verpreßten Metall und/oder den Werkzeugen, weil keiner seiner Metalloxydanteile zum Schmelzen kommt. Hierin dürfte die Ursache der leichten Entfernbarkeit des Schutzfilmes und der Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens zu sehen sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Strangpressen von Schwermetallen, insbesondere von Stahl, bei dem zum Schütze der Werkzeuge gegen Verschleiß und zum Schütze de& Stranges gegen Oxydation ein bei Blocktemperatur noch nicht zähflüssiges, sich jedoch beim Umformungsprozeß als dünne Schicht zwischen den Werkzeugen und dem zu verpressenden vorbeigleitenden Preßgut ausbildendes und hierbei das auslaufende Preßgut mit einer dicht aufgepreßten Oxydationsschutzschicht bedeckendes Mittel, welches Siliciumoxyde, Metalloxyde, gegebenenfalls Wasser und gegebenenfalls Bindemittel enthält, auf den Block und/oder die Werkzeuge aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel ein Gemisch von Oxyden verwendet wird, welches zusätzlich zu den Siliciumcxyden und dem gegebenenfalls vorhandenen Wasseranteil und den gegebenenfalls vorhandenen Bindemitteln solche Metalloxyde enthält, deren Metalle eine ebenso große und gegebenenfalls teils eine größere Affinität zum Sauerstoff besitzen als die jeweils zu verpressenden Schwermetalle.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch verwendet wird, dessen Komponenten während des Strangpressens nicht zum Schmelzen kommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Strangpressen von Stahl als Gemisch oder Geniischanteil das Mineral Amosit, analytisch bestehend aus

1. etwa 50% Siliciumdioxyd,

2. etwa 32% Eisenoxydul,

3. etwa 8 % Eisenoxyd,

4. etwa 4% Magnesiumoxyd,

5. etwa 4% Wasser und 5

6. Alkalien in Ergänzung auf 100 %, verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Strangpressen von Stahl als Gemisch oder Gemischanteil das Mineral Kapland- io Blau-Asbest, analytisch bestehend aus

1. etwa 51 % Siliciumdioxyd,

2. etwa 36% Eisenoxydul,

3. etwa 2% Magnesiumoxyd,

4. etwa 4% Wasser und

5. Alkalien in Ergänzung auf 100%,

verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxydgemisch verwendet wird, dessen Korngröße bei etwa 300 μ oder unterhalb dieses Wertes liegt.