DE627824C

DE627824C - Process for the production of hollow, lined steel rods for rock drills

Info

Publication number: DE627824C
Application number: DEH140591D
Authority: DE
Original assignee: SHEFFIELD HOLLOW DRILL STEEL C
Current assignee: SHEFFIELD HOLLOW DRILL STEEL C
Priority date: 1933-07-08
Filing date: 1934-07-04
Publication date: 1936-03-24

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von hohlen, ausgefütterten Stahlstangen für Gesteinbohrer. Es Wird ein Rohr aus einer eisenhaltigen Legierung in eine hohle Stahlstange o. dgl. eingesetzt. Das Rohr wird mit einem dehnbaren oder zerreiblichen Kern versehen, und hierauf wird der zusammengesetzte Körper erhitzt und dann durch Schmieden, Walzen oderThe subject of the invention is a method for the production of hollow, lined Steel rods for rock drills. It will be a tube made from a ferrous alloy inserted into a hollow steel rod or the like. The tube comes with a stretchable or friable nucleus, and then the composite body is heated and then by forging, rolling or

to Ziehen gestreckt.to pull stretched.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zwischen die hohle Stange und das Rohr eine beide verbindende Metallegierung oder Metallmischung eingeführt wird, die während der Erhitzung sowie während der folgenden Schmiede-, Walz- oder Ziehbehandlung mit dem Werkstoff der Stange und des Rohres eine Legierungzwischenschicht bildet und beim Abkühlen nach Erwärmung bis auf etwaThe invention consists in that between the hollow rod and the tube a both joining metal alloy or metal mixture is introduced during the Heating and during the subsequent forging, rolling or drawing treatment with the material of the bar and the tube forms an intermediate alloy layer and on cooling after heating to about

so 1100⁰ C ihre Dehnbarkeit behält.so 1100 ⁰ C retains its elasticity.

Vorzugsweise kann das Verbindungsmetall aus einer Silber-Mangan-Kupfer-Legierung mit oder ohne Zusatz anderer Elemente, wie Zink oder Cadmium, bestehen. Es kann auch eine Silber-Kupfer-Zink-Legierung in Frage kommen, die etwa 14% Silber und weniger als 5 °/o Zink enthält. Das Verbindüngsmetall kann aber auch aus einer pulverförmigen Kupfer -Wolfram- Mischung bestehen, die etwa 30 bis 50 °/₀ Wolfram enthält.The connecting metal can preferably consist of a silver-manganese-copper alloy with or without the addition of other elements such as zinc or cadmium. A silver-copper-zinc alloy containing about 14% silver and less than 5% zinc can also be used. But the Verbindüngsmetall mixture may consist also of a powdered copper -Wolfram- containing about 30 to 50 ° / ₀ tungsten.

Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch und im Schnitt, in welcher Weise die Teile eines Bohrerkörpers gemäß der Erfindung zusammengesetzt werden. 1 bezeichnet eine Stange aus Werkzeugstahl, die zur Herstellung von Gesteinbohrern geeignet ist und durch mechanische Behandlung in der Mitte mit einem längs verlaufenden Loch versehen worden ist. 2 bezeichnet ein Rohr aus einer eisenhaltigen Legierung, vorzugsweise rostfreiem Eisen oder Stahl, das als innere Auskleidung für den Stahlbohrer benutzt werden soll und derart bemessen ist, daß es in kaltem Zustande lose in den Hohlraum der Stange 1 einpaßt".The accompanying drawing shows schematically and in section in which way the Parts of a drill body are assembled according to the invention. 1 referred to a rod made of tool steel suitable for making rock drill bits and provided with a longitudinal hole in the middle by mechanical treatment has been. 2 denotes a tube made of an iron-containing alloy, preferably stainless Iron or steel that is to be used as the inner lining for the steel drill and is dimensioned such that it is in cold Condition fits loosely into the cavity of the rod 1 ".

Ein Streifen 3 aus einer beweglichen Verbindungslegierung, die vorzugsweise aus 60 °/„ Silber, 10 °/o Mangan und 30 °/₀ Kupfer besteht, wird zwischen das Rohr 2 und die Stange 1 eingesetzt. Der Streifen 3 ist so dünn, daß er in den Spielraum zwischen dem Rohr 2 und der Stange 1 eingesetzt werden kann. Der Klarheit halber sind in der Zeichnung die Stärke des Streifens .3 und die Größe des Zwischenraumes zwischen dem Rohr 2 und der Stange 1 übertrieben dargestellt. Bei einer Stange, deren Bohrung einen Durchmesser von etwa 41,6 mm hat, hat der Streifen zweckmäßig eine Stärke von etwa 0,127 mm und eine Breite von 7,90 mm,A strip 3 of a movable joining alloy, preferably from 60 ° / "Silver, 10 ° / o manganese, and 30 ° / ₀ of copper, is inserted between the tube 2 and the rod. 1 The strip 3 is so thin that it can be inserted into the clearance between the tube 2 and the rod 1. For the sake of clarity, the thickness of the strip .3 and the size of the space between the tube 2 and the rod 1 are exaggerated in the drawing. In the case of a rod whose bore has a diameter of about 41.6 mm, the strip expediently has a thickness of about 0.127 mm and a width of 7.90 mm,

Das Rohr 2 wird vor oder nach dem Einsetzen in" den Hohlraum der Stange i," mit einem dehnbaren oder zerreiblichen Kern versehen. Der Kern 4 besteht vorzugsweise aus. Manganstahl - oder-austenitischem Stahl, kann *aber auch aus Kupfer, Sand oder einem anderen geeigneten Material bestehen.The tube 2 is before or after insertion in "the cavity of the rod i," with provided with an expandable or friable core. The core 4 is preferably made of. Manganese steel - or austenitic steel, can * but also made of copper, sand or another suitable material.

Der zusammengesetzte Körper, der aus der Stängel, dem Rohr ¹Z, dem Streifen3 und dem Kern 4 besteht, wird so in einen Ofen " " eingesetzt, daß der Streifen 3, wie- in der Abbildung angedeutet, längs des obersten Teiles des Rohres 2 verläuft. Das Ganze wird darauf auf eine Temperatur von etwa 1000° C, x5 gegebenenfalls auch auf eine um einen geringeren Betrag höhere Temperatur, erhitzt, wodurch der Streifen 3 aus Verbindungsmetall schmilzt und sich um das Rohr 2 verteilt.The assembled body, which consists of the stem, the tube ¹ Z, the strip 3 and the core 4, is placed in an oven "" in such a way that the strip 3, as indicated in the figure, runs along the uppermost part of the tube 2 runs. The whole is thereafter heated to a temperature of about 1000 ° C, x5 optionally also heated to a higher temperature to a smaller amount, whereby the strips 3 from compound melts metal and distributed around the pipe. 2

Wenn das Werkstück genügend erhitzt ist, . wird es in gewöhnlicher Weise gestreckt, vorzugsweise durch Walzen. Hierbei muß dafür Sorge getragen werden, daß die Temperatur des Werkstückes beim Abschluß des Verlängerungsprozesses höher als /00⁰C ist. Die Schlußtemperatur liegt vorzugsweise zwischen 750 und 800° C. Nach Abschluß der ■ Walzbehandlung bzw. der Streckbehandlung wird der.Kern4 entfernt. Das Rohr2 ist jetzt fest mit dem Inneren der hohlen Stange verbunden und bildet das erwünschte Futter für die Stange.When the workpiece is sufficiently heated,. it is stretched in the usual way, preferably by rolling. Care must be taken here that the temperature of the workpiece is higher than / 00 ⁰ C when the extension process is completed. The final temperature is preferably between 750 and 800 ° C. After completion of the rolling treatment or the stretching treatment, the core4 is removed. The tube 2 is now firmly connected to the interior of the hollow rod and forms the desired lining for the rod.

Nach dem Ausziehen des Kerns wird die hohle, gefütterte Stahlstange in_: Stücfce von zweckmäßiger Länge geschnitten, aus denen Gesteinbohrer hergestellt werden können;"After the core has been extracted, the hollow, lined steel rod is cut into _: pieces of suitable length from which rock drills can be made; "

In einigen Fällen wird der Kern 4 erst nach der Erhitzung der ausgekleideten Stange eingeführt. , ■ Das bewegliche Verbindungsmetall kann auch in anderer Weise als die o.ben'Deschrieibene aufgetragen werden. Es kann beispielsweise in der Form einer Platte oder eines Streifens um das Rohrs gelegt werden, bevor dasselbe in die hohle Stange 1 eingesetzt wird. In diesem Falle können: die Längsränder des Verbindungsmetalles längs der Außenfläche des Rohres gegeneinander anliegen öder durch einen beliebigen Zwischenraum voneinander getrennt sein. Das Verbindungsmetall kann auch in der Form eines Streifens in Schraubenform um das Röhr 2 gewickelt werden. ■In some cases, the core is 4 only after the heating of the lined rod. , ■ The movable connecting metal can also in a different way than the one described above be applied. For example, it can be in the form of a plate or a Strip around the pipe before the same is inserted into the hollow rod 1. In this case: the longitudinal edges of the connecting metal abut against one another along the outer surface of the tube or be separated from each other by any space. The connecting metal can also be in the form of a strip in a helical shape around the tube 2 to be wrapped. ■

Ein anderes Verfahren besteht darin, das Ver^indungsmetall -in geschmolzenem Zustände auf das Rohr aufzutragen. Das Metall kann auch in ähnlicher Weise auf die Innenfläche" des Hohlraumes in der Stange 1 auf- . getragen werden, und in einigen Fällen können sowohl die Außenfläche des Rohres 2 wie ffo die Innenfläche der Stange 1 mit einer Schicht aus Verbindungsmetalt überzogen werden.Another method is to break the compound metal in a molten state to be applied to the pipe. The metal can also be applied to the inner surface in a similar way " of the cavity in the rod 1 up. be worn, and in some cases both the outer surface of the tube 2 as ffo the inner surface of the rod 1 with a layer are coated from connecting metal.

In allen Fällen ist es zweckmäßig, ein Flulmittel zwischen dem VerbindüngsmetaM und den ihm zugewandten Flächen der Stange bzw, des Rohres zu verwenden. Wie früher erwähnt, wird vorzugsweise eine bestimmte Mischung aus Borsäure oder geschmolzenem Borax und Kaliumfluorid verwendet.In all cases it is useful to have a Flulant between the connecting metal and the surfaces of the rod facing it or the pipe to be used. Like in old times mentioned, a certain mixture of boric acid or molten one is preferred Borax and potassium fluoride used.

Durch die Erfindung wird nicht nur eine feste Verbindung zwischen dem als Auskleidung dienenden Rohr und der Innenwand der" höhlen Stahlstange im endgültigen Produkt erzielt, so daß keine Neigung zum Verschieben entsteht, wenn die Stange als Gesteinbohrer benutzt wird, sondern es wird auch möglieh, gewisse Metallkerne in einer befriedigenderen Weise als; bisher bei der Herstellung von Hohlstangen zu verwenden. In einigen Fällen wird ein Stahl aus Manganstahl oder austenitischem. Stahl verwendet. Dies hat -den Vorteil, daß die Bohrung eine glatte Innenfläche erhält, bringt aber auch den Nachteil mit sich, daß es mit Schwierigkeiten verbunden 'ist, den Kern auszuziehen, ohne daß das innere Rohr sich hierbei lost.. Gemäß vorliegender Erfindung wird aber das Innenrohr so fest mit dem Hauptkörper verbunden, daß selbst ein Kern aus Manganstahl oder austeiritischem Stahl entfernt werden kann, ohne daß das Inrienrohr sich hierbei löst.The invention not only creates a solid connection between the lining serving pipe and the inner wall of the "hollow steel rod" in the final product achieved so that there is no tendency to shift when the rod is used as a rock drill is used, but it is also possible to use certain metal cores in a more satisfactory manner than; so far in the production to use from hollow bars. In some cases, a steel is made from manganese steel or austenitic. Steel used. This has the advantage that the bore a receives smooth inner surface, but also has the disadvantage that it is difficult connected 'is to pull out the core without the inner tube becoming detached. According to In the present invention, however, the inner tube is so firmly connected to the main body, that even a core made of manganese steel or austeiritic steel can be removed, without the inrien tube coming loose.

Claims

Patent claims:

i. Process for the production of hollow, lined steel rods for rock drills, in which a tube made of a ferrous alloy into a hollow one Steel rod or the like used, the tube with an expandable or frangible Provided core and the assembled body after -heating by forging, Rolling or drawing is stretched, whereupon the core is drawn out, thereby characterized in that between the hollow rod and the tube a pair of 105, binding metal alloy or metal mixture, preferably made of a silver-manganese-copper alloy with. or without the addition of other elements, such as zinc or Cadmium, is introduced during no heating as well as during the following Forging, rolling or drawing treatment with the material of the bar and of the tube forms an intermediate alloy layer and replicates when it cools Warming up to about 1100 ° retains its elasticity. :

2. connecting metal for the method according to: claim 1, characterized in that this'35 to 65-% silver, 5 to 35 ⁰ J ₀ manganese and 10 to 6o ° / ₀ copper. fer contains. ^: .

3. connecting metal according to claim 2, characterized in that it consists of an alloy of approximately 60 ° / ₀ silver, 10% manganese and 30% copper.

4. connecting metal according to claim 2, characterized in that the silver is partially replaced by zinc up to 20% of the silver content or by cadmium up to 5 ° / _{0 of the} same or by a mixture of zinc and cadmium within these limits.

5. The compound metal for the execution of the method according to claim 1, characterized in that the same copper-zinc alloy consists of a silver containing about I4 ° _O contains / silver and less than S% zinc.

6. The compound metal for the execution of the method according to claim 1, characterized in that the same consists of copper-tungsten mixture of a powdered, containing about 30 to 50 ° / ₀ tungsten.

7. The method according to claim 1, characterized in that a strip of the connecting metal inserted between the pipe and the staiige and the compound Body before the forging treatment or the like. Arranged in this way in the furnace that the strip runs along the uppermost part of the tube.

8. The method according to claim 1 and 7, characterized in that the composite body is ^{heated up to about 1000 to 1050 0} C and the temperature of the assembled elongated rod after the forging, rolling or drawing treatment is about 750 to 800 ° C.

1 sheet of drawings