Es ist bekannt, das Walzdraht,
der von einer Temperatur
oberhalb AC3 schnell
auf 500 - 55ü°
C abgektlhlt hrurde
und dessen W-- e
- Umwandlung
in diesem Temperaturbereich
erfolgte; ein fUr
die Verarbeitung
zu gezogenem Draht
be-
sonders günstiges Gefüge aufweist.
Dieses Geftige besteht
oberwiegend aus Sorbit, d.h.
einem Perlit reit
so feinen Lamellen,
das sie lichtmikroskopisch nicht
mehr auflösbar
sind. Die Eierstellung
diesen Gefüges erfolgt
üblicher-
weise durch
eine besondere Wärmebehandlung, den Patentieren,
wobei das Patentieren im
Bleibad den qualitativ besten Draht
ergibt. Der gebeizte Walzdraht wird dazu
nach dem Walzen abgekühlt, tn einem Durchlaufofen nochmals auf eine Temperatur oberhalb
AC3 erhitzt und ansohliegend durch ein Bleibad von etwa 500° C geführt. Infolge
der guten WUrc:eleitt'ähigkeit dos
Bleis kühlt
er in diesem Bleibad
schnell
auf
etwa 500 -
5500 C ab und wandelt bei dieser Temperatur
um. Erfolgt die Abkühlung des Walzdrahtes nach dem Verlassen
des Ofens langsamer
an Luft,
so entsteht ein luftpatentierter Draht, der in der Qualität
als nicht sehr hochwertig angesehen wird. - Der
im Bleibad
patentierte
Walzdraht
verbindet
eine hohe Festigkeit mit guter Verformbarkeit.
Die gute Verformbarkeit äußert sich dahingehend, daß der um etwa 80 -
90 % durch Ziehen verformte gezoüene Draht bei der eogenannten Biegeprüfung
eine große Zahl von Biegungen aushält. Das weist darauf hin, daß die plastischen
und elastischen Eigensohafter eines gezogenen Drahtes mit einem solchen sorbitischen
Gefüge trotz der hohen Verformung von über 80 % nooh gut sind. 'rine andere tL1iglichkeit,
die plastischen und elastischen Eigenschaften des gezogenen Drahtes zu prüfen, bietet
die sogenannte Torsionsprobe. Bei dieser Probe ergibt ein aus 3uft#patentiertem
Walzdraht gezeogener Draht höhere Werte als der bleipatentierte. Diese ffung Wird
in Deutachlam vor allem für Federdrähte angewandt. Es ist bis heute nicht möglich,
einen: gezogenen Draht zu erzeugen, der sowohl hohe Blegefestigkeit als auch gute
Torsionswerte ergibt, dessen plastische und elastisahe Eigenschaften im gezogenen
Zustand
also in
jeder Hinsicht als geit bezeichnet werden können.
| Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen |
| gezogenen Draht zu schaffen, der gleiehzeitiß hohe Diegefe-tig- |
| keit und hohe Torsionsxerte aufweist. Die Erfindung
geht aus |
| von dem bekannten Vorschlag, das Patentieren von Walzdraht |
| unmittelbar hinter d« Walzwerk" d.h, unmittelbar
nach Verlas- |
| sen des letzten Walzgerüstes der Walzstraße durchzuführen, |
| wobei der aus den Walzwerk mit einer oberhalb AG3 liegenden |
| Temperatur auslautende Walzdraht mit Hilfe fron ßebläseluft, |
| vorzugsweise in ausgefächerter Form schnell auf unter
600° C |
| abgekühlt und dann aufgehaspelt wird. Im einzelnen
gibt es |
| eine ,Reihe von Verfahren, die diesen Patentiervorgang
unnittelba |
| hinter das Walzwerk verlegen. Das von D.Zewig entwickelte |
| Verfahren (vergl. ü3- Patentschrift 2 944 328) sieht vor, |
| den Walzdraht nach dem Verlassen den letzten Walzgerüstes |
| der Walzstraße eine Reihe von@WasserkUhlrohren
durchlaufen |
| zu lassen. Dabei wird er sehr schnell auf etwa 600 -
700o C |
| absekühlt und anschließend gehaspelt, Das sog. StQlmor- |
| Verfahren (tergl. U3-Patentschrift 3 320 10l)
sieht vor, |
| den Walzdraht nach dem Verlassen des letzten WalzgerUstas |
| der Valzstraße auf einen kontinuierlich laufenden Förderer |
| auszutächern und ihn auf diesem Förderer durch Geblüseluft |
| abzukühlen" was bei |
| Walzdraht von maximal 5"5 mm |
| Drahtdurchmesser nicht später als 30 Sekunden nach Verlassen |
| des Walzwerken erfolgt. Während dieser AÖkUhlung erfolgt
die |
| Umwandlung des Waladrahtea. Exakte Aussagen über den
Abküh- |
| lungsverlauf_liefert das sog. Zeit-Temgeratur-Umwandlungs- |
| Schaubild, kurz ZTU-3chaubild, in dem regelmäßig als
Ordinate |
| die Teferatur in Grad Celsius, als Abszisse der Logarithmus |
| der Zeit in Sekunden aufgetraf aiaä und die Temperatur des |
| sich abkühlenden iralzdralites als Funktion der Zeit aufgetra- |
| gen wird. Beginn und Ende der Phasenandlungen sind in |
| das Schaubild eingezeichnet und kennzeichnen den Umwandlunga- |
| bereiah. Die Abk'Jhlungaverläu:re des Lewie-Verfahrens
und des |
| Stelmor-Verfahrens sind in Fig. 1 in ein sole&a;
ZT3-Sohau- |
| bild eingezeichnet und mit der Abkühlung bei Blei- und Iuft- |
| pateatierung verglichen. ihn sieht, daß die AbkUhlung bei |
| beiden Verfahren anders als bei der Bleipatentierung erfolgte |
| Heisa Lexis-Verfahren wird zwar sehr schnell abgekühlt,
aber |
| nur bis zu einer Temperatur oberhalb 6Wo C, bei der
dann die |
| Umwandlung des Walzdrahtes erfolgt. Bei dieser Temperatur |
| bildet sieh aber ein tUr die Weiterverarbeitung wesentlich |
| ungUnatigerea ßefUge als bei 500 - 550a C. Das Stelaor-Yer- |
| fabren kühlt wesentlich langeaer ab als die Bleibadpatentie-, |
| rung, aber etwas schneller als die Ubliahe Luftpatentlerung. |
| Zum Stelmor-Verfahren wird eine etwas (um etwa 5
%) erhöhte |
| Festigkeit des nach dem Stelmor-Verfahren
direkt aus der |
| Walzhitze abgekühlten Materials gegenüber normaIoa luftpaten- |
| tierten Material behauptet. Außerdem werden um etwa
1a 96 |
| erhöhte Werte der Brucheinsaänürung angegeben. Beide Elgen. |
| schatten werden auf die gegenüber üblichem luftpatentierten |
| Material kleinere Korngröße des nach dem Btelmor-Verfahren |
| behandelten Walzdy%htes zurUekgerührt. Es erscheint jedoch |
| sehr traglieb, ob eine so kleine Festigkeitssteigerung auf |
| ein andersartiges CeMe hinweist. Die Streuungen des Ubliohen |
| Stahlen von Charge zu Charge sind bereits so. groß,
daß ein |
| BnteraaMed von 5 % In der Festigkeit schwer festzustellen |
| ist. Die BrucheinschrMrtmg des Walzdrahtes stellt
keinen |
| t«Omlegiaaben Wert den Materials dar, der auf e%a Abnahme- |
bedingung Einflug hat. Ein Einfluß einer Erhöhung der Bruch" einsehnürung
des Walzdrahtes um 10 % auf die technologischen Eigenschaften.des fertiggezogenen-Drahtes
ist unwahrscheinlidz. - Tatsächlich konnten bei zahlreichen, der US-Patentschrift
3 320 101 nachgearbeitetenUntersuchungen keine vom .üblichen luftpatentierten Draht
abweichenden Eigenschaften des nach dem Stelmor-Verfahren patentierten Walzdrahtes
festgestellt werden.
Alle bekannten Maßnahmen der Patentierung von Walzdraht
unmittelbar hinter dem Walzwerk lassen den Zeitpunkt des Einsetzens oder der Beendigung
der Umwandlung nach Verlassen des letzten Walzgerüstes der Walzstraße unberücksichtigt
und übersehen damit einen kritischen Parameter des Systems. Demgegenüber ist Gegenstand
der Erfindung die Verwendung von Waldraht aus Stahl, dessen Temperaturkurve im ZTU-Schaubild
spätestens 10 sek. nach Verlassen des Walzwerkes die G03-Linie des Eisenkohlenstoffdiagramms
durchstoßen hat, und der danach mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von
mindestens 200 C/sec. bis auf eine zwischen 480 -
5800 C liegende Umwandlungstemperatur
abgekühlt worden ist, für die Herstellung von gezogenem Draht, der gleichzeitig
hohe Biegefestigkeit und hohe Torsionswerte aufweist. Nach bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung wird mit einem Walzdraht gearbeitet, der dadurch gekennzeichnet ist,
daß der auf 480 - 580o C abgekühlte Draht etwa 10 sek. auf dieser Umwandlungstemperatur
getäten worden ist. Bevorzugt soll. Innerhalb von 5 sek., möglichst schon 1 sek.
nach Verlassen den Walzwerkes die
| GOS-Linie im Eisenkohlenstoftdiagraum durchstoßen |
| X$rden. |
| Neu sind im Rahmen der Erfindung auch die verfahrens- |
| mäßigen Maßnahme?i, Zwar hat man auch im Rahmen der ein- |
| gangs bekannten t`jaßnaivnen die Patentierung schon so ver- |
| wirklicht, daß aus dem Walzwerk mit einer oberhalb AC3 |
| liegenden Temperatur auslaufender dünner Walzdraht von |
| maximal 5,5 arme Durchmesser mit Hilfe von Gebläseluft, |
| vorzugsweise in ausgefächerter Form, nicht später
als |
| 30 Sekunden nach Verlassen den Walzwerkes, schnell
auf |
| unter 604o C abkühlt und dann aufgehaspelt Wird, dabei |
| hat man jedoch weder dem Durchstoßen der GOS-Llnie, |
| noch der Abkühlungsgeschwindigkeit und dem angegebenen |
| Halten auf Umwandlungatemperatur besonderen Wert beige- |
| messen. |
| Bei der Patentierung des erfindungsgemäß zu verwendenden |
| Walzdrahtes kamrs die Gebläseluft unmittelbar
an dem |
| vorzugsweise ausgefächerten Draht angreifen, der sich |
| z.B. auf einem Förderer befindet. Man kann aber auch
mit |
| Wasser als Kühlmittel arbeiten und dieses aus Düsen |
| aufsprühen. GeblEselu£t kann auch lediglich als Hilfs- |
| mittel dienen, wenn x.B. mit einem Fließbett aus flui- |
| disierten Wärmeträgern gearbeitet-wird* Zn diesem
Zusam- |
| menhaag ist eine bevorzugte AusfUhrungsrorw der Erfindung |
| dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühiung auf Umwandlungrs- |
| temperatur und das Halten des Walzdrahtes
auf Urrwandlungs- |
| temperatur in einen derartigen FlieSbett erfolgt.
- |
| Uberrasohenderneise besitzt nach der Lehre der Erfindung
ge- |
| zogener Draht sowohl hohe Bfegefestigkeit als auch optimale |
| Torsionsswerte. Das wird darauf' zurückgetührt, daß besondere |
| defUgeeigenachaften, die auf der Verformung im Walzwerk
be- |
| ruhen» sich positiv auswirken. Erfindungsgemäß wurde festge- |
| stellt, daß ein Walzdraht, der in der beschriebenen Weise |
| behandelt wurde, wesentlich gUnäti$ere Eigenschaften hat, |
| als ein Walzdraht, der nach dem Verlassen eines Patcntler- |
| otena mit ungefähr gleicher @bkühlungageaohwindigkeit
im Blei- |
| bad abgekühlt und damit patentiert wurde. Auch bei Abkühlung |
| eines Walaärahtes nach des Stelmor..Yerfahren ist nicht
zu er- |
| warten, daß etwaige besondere deMgseiganschatten, die
der |
| Draht nach der Verformung im Walzwerk haben könnte, die
techno- |
| logischen Werte noch beeintlusgen, da der Walzdraht
genügend |
| Zeit zur Erholung aus den Zwangszustand nach der Walzeng
hat, .# |
| wahrersl ertindunZaguM dieser Zwan"'szustand zur Verbesserung |
| där technologischen Werte zunächst den Walsdrahte_a und
danach |
| des gezogenen Drahtes nutzt wird. |
| Der in der beschriebenen feine direkt aus der Walzhitze
abge- |
| kthlte Walzdraht zeigt bei elektronenoptischer Untersuchung |
| innen vom üblichen bleipatentierten Draht abweichenden
Gefü- |
| geaufbau. Das wird anhand der Figuren c und 3 erläutert: |
| em. aeigens |
| Flg. 2 das GefUge von aus der Walzhitze abgeMMtem, erfin.. |
| du..igsgemU zu verwendendem Yalzdraht bei 40000facher |
| Vergrößerung, |
| Fis. 3 das Gefüge des gleichen Walzdrahtes nach üblicher |
| Bleipatentierung. |
| Y,t,n erkennt aus einem Vergleich der" Figuren 2 und
3, dat3 |
| der in der beschriebenen Weise direkt aus der Walzhitze
ab- |
| geküüte Walzdraht einen im Elektronenmikroskopf
sichtbarer, |
| sehr deutlichen" feinlamellaren Aufbau riet" während beim |
| bleipatentierten Material die Lamellen wesentlich kilrzer |
| und nur sehr verwaschen erkennbar sind. %s ist also
im Ge- |
| fügebäld ein deutlicher Unterschied zu erkennen. Dieser
im |
| Blektrorermikroakog sichtbare unterschiedliche Gefügeaufbau |
| hat auch unterschiedliche technologische Eigenschaften
des |
| aua dem Walzdraht ,gezogenen Drahtes zur Folge. Der erfin- |
| dungagemäB hergestellte gezogene Draht hat zunächst ein . |
| gegenber dem bleipatentierten Material anderes Verfeuti- |
| Zungsverhalten, währerd die Endfestigkeit der eines
blei- |
| patentierten Materials entspricht. Er hat außerdem wesentlieh# |
| r#.fch etwa 20 # h8here Torsionswerte und
etwa um 10 % . |
| höhere Biegewerte als bleipatentierter
Draht gleicher Zu- |
| aamense»tzung. Das wird 3.m folgenden rmhand
eines Bei- |
| spiel* erläutert. |
Ein Walzdraht
mit 0"66 ,
C, 0a76 % J@&&n,
0"23 g, Si,
0,019 %
P,
0,029 % S
Rest Fe und übliche
Verunreinigungen, wurde bei 11a00°
C auf 5,5 mm 0 gewalzt. Die Haspeleintrittstemperatur
betrug 800°C.
Zwei Sekunden
nach Verlassen des letzten
Walzgerüstes
'der il'alzstraße wurde
er mit einer durchschnitt-.liehen Abkühlungsgeschwindigkeit
von 430
C auf
520o C
abgekühlt
und bei dieser Temperatur
12 Sek,
bis zum voll-
ständigen Ablauf der - -Umwandlung
gehalten.