CH661747A5 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF CYLINDRICAL HOLLOW BODIES. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Maschinenbautechnologie und betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern. The invention relates to mechanical engineering technology and relates in particular to methods for producing cylindrical hollow bodies.

Stand der Technik State of the art

Die konventionelle Herstellungstechnologie derartiger Werkstücke schliesst üblicherweise eine Reihe verschiedener Arbeitsgänge ein, die wichtigsten (ausschlaggebend für die Produktqualität) von denen Vorfertigung, Verfestigung und Feinbearbeitung sind. The conventional manufacturing technology of such workpieces usually includes a number of different operations, the most important (determining the product quality) of which are prefabrication, solidification and finishing.

Allgemein bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern, insbesondere von Walzen, das die Erzeugung eines Rohlings, Oberflächenverfestigung und Feinbearbeitung einschliesst. A method for producing cylindrical hollow bodies, in particular rollers, is generally known, which includes the production of a blank, surface hardening and fine machining.

Im bekannten Verfahren werden die Metallrohlinge für zylinderförmige Hohlkörper durch Walzung hergestellt, deswegen sind sie anisotrop und besitzen einen hohen Gehalt an schädlichen Verunreinigungen (Schwefel, Phosphor, nichtmetallische Einschlüsse), die im Volumen des Rohlingsmetalls ungleichmässig verteilt sind. Diese Faktoren wirken sich auf die Qualitätseigenschaften des Metalls bei nachfolgender Verfestigung und insbesondere bei der Feinbearbeitung negativ aus, weil an den Anhäufungsstellen der Verunreinigungen Mikrofehler der Oberflächenschicht entstehen. In the known method, the metal blanks for cylindrical hollow bodies are produced by rolling, which is why they are anisotropic and have a high content of harmful impurities (sulfur, phosphorus, non-metallic inclusions), which are distributed unevenly in the volume of the blank metal. These factors have a negative effect on the quality properties of the metal during subsequent solidification and in particular during finishing, because micro-defects of the surface layer occur at the points where the impurities accumulate.

Zur Oberflächenverfestigung des Werkstücks wird das Nitrieren durchgeführt, bei dem eine Veränderung der geometrischen Form erfolgt, die Härtenverteilung über die Werkstückoberfläche ungleichmässig und die Tiefe der verfestigten Schicht ungenügend sind. Bei der anschliessenden mechanischen Bearbeitung wird die nitrierte Schicht praktisch abgetragen. For surface hardening of the workpiece, nitriding is carried out, in which the geometric shape is changed, the hardness distribution over the workpiece surface is uneven and the depth of the solidified layer is insufficient. The nitrided layer is practically removed during the subsequent mechanical processing.

Durch die modernen Verfahren zur Feinbearbeitung kann bei grossen Hohlkörpern eine Oberflächenrauhigkeit von Ra<0,04 p.m nicht erzielt werden. Während des Arbeitsvorgangs bröckelt das im Werkzeug fest zusammengehaltene Schleifmittel (Topfläppen, Superfinischen, Bandschleifen, Honen) aus und wird verölt. Beim Andrücken des Werkzeuges wird der zylinderförmige Hohlkörper durch Radialkräfte belastet, wodurch die Endabmessungen negativ beeinflusst werden. Unter diesen Verhältnissen kann bei grossen dünnwandigen Walzen eine stabile Oberflächenrauhigkeit von Ra<0,04 |im nicht sichergestellt werden. Due to the modern processes for fine machining, a surface roughness of Ra <0.04 p.m cannot be achieved with large hollow bodies. During the work process, the abrasive (pot lapping, superfinish, belt grinding, honing) held together in the tool crumbles and becomes oiled. When the tool is pressed on, the cylindrical hollow body is loaded by radial forces, which negatively affects the final dimensions. Under these conditions, a stable surface roughness of Ra <0.04 | im cannot be ensured with large thin-walled rolls.

Die Walzen mit einer derartigen Oberflächengüte sind nicht imstande, die erforderliche Qualität verschiedener Filme zu gewährleisten, die den einsatzspezifischen Anforderungen genügen sollen. Ausserdem zeichnet sich das genannte Verfahren durch einen grossen Arbeitsaufwand bei den einzelnen Operationen aus. The rolls with such a surface quality are unable to guarantee the required quality of various films which are intended to meet the application-specific requirements. In addition, the method mentioned is characterized by a large amount of work in the individual operations.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern zu schaffen, bei dem durch die Wahl von bestimmten Verhältnissen für den jeweiligen Arbeitsgang die Produktion von Werkstük-ken mit geringer Rauhigkeit bei hoher Produktionsleistung ermöglicht wird. The invention has for its object to provide a method for producing cylindrical hollow bodies, in which the production of workpieces with low roughness and high production output is made possible by the selection of certain ratios for the respective work step.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern gelöst, das die Erzeugung eines Hohlrohlings, dessen Oberflächenverfestigung und eine Feinbearbeitung einschliesst und in dem der Hohlrohling erfindungsgemäss durch Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Schmelzgeschwindigkeit von v = 0,3-0,6 mm/s erzeugt, die Oberfläche des Hohlrohlings durch einen Plasmastrahl, der in einem Plasmatron mit einer Stromstärke von I = 220-320 A geformt wird, bei einer Drehgeschwindigkeit des Werkstücks relativ zum Plasmatron von w = 3-10 mm/s und einem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Werkstück von 8 = 2-10 mm verfestigt und die Feinbearbeitung durch eine magnetisch-abrasive Bearbeitung durchgeführt wird, bei der die Polschuhe in Schwingungen versetzt werden, wobei das Produkt ihrer Frequenz mit der Länge der zu bearbeitenden durch die Polschuhe umfassten Rohlingoberfläche als ein Vielfaches einer Ganzzahl im Bereich der lOfachen linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings gewählt wird. The object is achieved by a process for the production of cylindrical hollow bodies, which includes the production of a hollow blank, its surface hardening and fine machining, and in which the hollow blank is remelted according to the invention by electro-slag remelting with a melting speed of v = 0.3-0.6 mm / s, the surface of the hollow blank is generated by a plasma jet, which is formed in a plasmatron with a current of I = 220-320 A, at a speed of rotation of the workpiece relative to the plasmatron of w = 3-10 mm / s and a gap between the plasmatron and the workpiece of 8 = 2-10 mm solidified and the finishing is carried out by a magnetic-abrasive processing in which the pole shoes are set in vibration, the product of their frequency with the length of the blank surface to be machined, which is covered by the pole shoes as a multiple of an integer in the range of 10 times the linear rotational speed it is selected for the blank.

Durch den Einsatz des Elektroschlacke-Umschmelzens für die Erzeugung des Hohlrohlings wird ein minimaler Gehalt und eine gleichmässige Verteilung der schädlichen Verunreinigungen und nichtmetallischen Einschlüsse im Volumen des Rohlingsmetalls erzielt, das Metall mit guten mechanischen Eigenschaften, mit Isotropie, ohne Haarrisse, Verwalzungen und andere innere Fehler erzeugt. Dadurch werden günstige Voraussetzungen für eine hochqualitative Metallverfestigung und Feinbearbeitung der Werkstückoberfläche geschaffen. By using the electro-slag remelting for the production of the hollow blank, a minimal content and an even distribution of the harmful impurities and non-metallic inclusions in the volume of the blank metal is achieved, the metal with good mechanical properties, with isotropy, without hairline cracks, rolling and other internal defects generated. This creates favorable conditions for high-quality metal hardening and fine machining of the workpiece surface.

Durch die erfindungsgemässe Schmelzgeschwindigkeit des Rohlings von 0,3-0,6 mm/s wird ein ausgerichtetes Metallgefüge mit unterschiedlichen Auftreffwinkeln der Kristalle im Metall des Hohlrohlings geformt. Ausserdem wird eine unterschiedliche Packungsdichte der Dendriten erzielt, wodurch die erreichbare Härte und die Glühtiefe beim Plasmahärten beinflusst wird. Die gewählten Schmelzgeschwindigkeiten der Hohlrohlinge von 0,3-0,6 mm/s sind minimal und maximal entsprechend. Bei genannten Schmelzgeschwindigkeiten besitzt der Rohling ein dichtes Mikrogefüge, wodurch stabile mechanische Eigenschaften und ein praktisch fehlerfreier Aufbau des Gussmetalls sichergestellt werden. Eben dadurch ist die Wahl der Schmelzgeschwindigkeiten des Hohlrohlings zu erklären. Due to the inventive melting speed of the blank of 0.3-0.6 mm / s, an aligned metal structure with different angles of incidence of the crystals is formed in the metal of the hollow blank. In addition, a different packing density of the dendrites is achieved, which influences the hardness that can be achieved and the annealing depth during plasma hardening. The selected melting speeds of the hollow blanks of 0.3-0.6 mm / s are minimal and maximally corresponding. At the melting speeds mentioned, the blank has a dense microstructure, which ensures stable mechanical properties and a practically error-free structure of the cast metal. This explains the choice of the melting speed of the hollow blank.

Die Oberflächenverfestigung bei der Zuführung eines Stromes konzentrierter Wärmeenergie ist durch eine Schnellerhitzung (bis 1000 °C/s) charakterisiert, wodurch ein hochdisperses Gefüge der gehärteten Metallschicht mit einer hohen Härte erzeugt wird. Dieser Umstand hat eine positive Wirkung auf die nachfolgende Feinbearbeitung. The surface hardening when a stream of concentrated thermal energy is supplied is characterized by rapid heating (up to 1000 ° C / s), which produces a highly disperse structure of the hardened metal layer with a high hardness. This fact has a positive effect on the subsequent finishing.

Die Plasmaverfestigung erfordert keine komplizierten Einrichtungen und ist kurzzeitig im Vergleich zu anderen Plasma solidification does not require any complicated equipment and is short-term compared to others

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10 10th

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20 20th

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b*5 b * 5

3 3rd

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Arten der thermischen und chemischthermischen Behandlung. Hohe Erhitzungsgeschwindigkeiten gestatten es, das Metall mit einem feindispersen Gefüge zu erhalten, das eine hohe Härte und gute Einhärtbarkeit besitzt. Types of thermal and chemical-thermal treatment. High heating rates allow the metal to be obtained with a finely dispersed structure that is extremely hard and easy to harden.

Bei einer Stromstärke unter 220 A wird ein Plasmastrahl mit einer für die qualitätsmässige Verfestigung der Metalloberfläche unzureichenden Wärmeenergie geformt. Bei einer Stromstärke über 320 A kommt eine Überhitzung des Plasma-trans zustande, wodurch seine Betriebsdauer und -Stabilität beeinträchtigt werden. Eine Vergrösserung der genannten Drehgeschwindigkeit der zu behandelnden Oberfläche führt zur Erhöhung der Wärmeabfuhr und zur Verringerung der Oberflächenhärte. Bei einer Verringerung der genannten Drehgeschwindigkeit wird ein Metallverbrennen hervorgerufen. At a current of less than 220 A, a plasma jet is formed with a thermal energy that is insufficient for the quality hardening of the metal surface. At a current of over 320 A, the plasma trans overheats, which affects its operating time and stability. Increasing the mentioned rotational speed of the surface to be treated leads to an increase in heat dissipation and a reduction in the surface hardness. If the mentioned speed of rotation is reduced, metal burning is caused.

Da für diesen Vorgang ein indirekt wirkendes Plasmatron eingesetzt wird, hängt die an die zu behandelnde Oberfläche übertragene Wärmeenergie von dem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Werkstück ab. Bei einem Spalt über 10 mm ist die Erhitzung ungenügend, und bei einem Spalt unter 2 mm wird das Metall überhitzt. Since an indirectly acting plasmatron is used for this process, the thermal energy transferred to the surface to be treated depends on the gap between the plasmatron and the workpiece. If the gap is more than 10 mm, the heating is insufficient, and if the gap is less than 2 mm, the metal is overheated.

Während der magnetisch-abrasiven Bearbeitung wird die zu bearbeitende Oberfläche fein dispergiert. Dabei wird die sich auf den Polschuhen bildende «Arbeitsbürste» aus den Körnern des ferromagnetischen Pulvers nicht verölt. Das fer-romagnetische Pulver wird mit den Scharfkanten gegen die Werkstückoberfläche ausgerichtet, wodurch eine wirksame Bearbeitung und ein gleichmässiger Metallabtrag erzielt wird. Während des Arbeitsvorgangs werden die Schneidkanten erneuert. Die Leistung der magnetisch-abrasiven Bearbeitung ist im Vergleich zu anderen Verfahren der Feinbearbeitung wesentlich höher, und infolge der Elastizität der «Bürste» wird eine geringe Rauhigkeit erreicht. During the magnetic-abrasive processing, the surface to be processed is finely dispersed. The “work brush” formed on the pole pieces from the grains of the ferromagnetic powder is not oiled. The ferro-magnetic powder is aligned with the sharp edges against the workpiece surface, which results in effective machining and even metal removal. The cutting edges are replaced during the work process. The performance of magnetic-abrasive processing is significantly higher than that of other finishing processes, and the roughness is low due to the elasticity of the «brush».

Unter den gewählten und genannten Verhältnissen der magnetisch-abrasiven Bearbeitung fallen die Bewegungsbahnen der beiden Polschuhe im jeweiligen Paar nicht zusammen, und auf der Werkstückoberfläche wird eine maximal mögliche Kreuzung der Bearbeitungsmarken erzeugt, Under the chosen and mentioned conditions of magnetic-abrasive processing, the trajectories of the two pole shoes in the respective pair do not coincide, and a maximum possible crossing of the processing marks is generated on the workpiece surface

wodurch die Wirksamkeit der Bearbeitung bedeutend erhöht und deren Qualität verbessert wird. which significantly increases the effectiveness of the processing and improves its quality.

Zweckmässigerweise wird die lineare Drehgeschwindigkeit des Werkstücks bei der magnetisch-abrasiven Bearbeitung in einem Bereich von 0,5-4,0 m/s, die Schwingungsfrequenz in einem Bereich von 2-15 s-1 und die Länge der durch das Polschuhpaar umfassten Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks in einem Bereich von 0,06-0,5 m gewählt. Expediently, the linear rotational speed of the workpiece in the magnetic-abrasive machining is in a range of 0.5-4.0 m / s, the oscillation frequency in a range of 2-15 s-1 and the length of the surface of the pole shoe covered by the workpiece to be machined in a range of 0.06-0.5 m.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass die optimalen linearen Drehgeschwindigkeiten des Werkstücks beim magnetisch-abrasiven Läppen in einem Bereich von 0,5-4,0 m/s liegen. Experience has shown that the optimal linear rotational speeds of the workpiece in magnetic-abrasive lapping are in the range of 0.5-4.0 m / s.

Bei einer geringeren Geschwindigkeit wird die Arbeitsleistung herabgesetzt, weil die Dispergierungsgeschwindigkeit der Metalloberfläche sinkt. Bei einer Vergrösserung der Geschwindigkeit über 4 m/s wird das ferromagnetische Pulver aus dem Arbeitsspalt ausgetragen, die Schnittkraft und die Wirksamkeit des Läppvorgangs verringert. At a lower speed, the work performance is reduced because the speed of dispersion of the metal surface decreases. If the speed is increased above 4 m / s, the ferromagnetic powder is discharged from the working gap, the cutting force and the effectiveness of the lapping process are reduced.

Durch die gewählte Schwingungsfrequenz der Polschuhe wird eine zusätzliche Schwingbewegung der Körner des ferromagnetischen Pulvers entlang der Werkstückachse zustandegebracht. Bei einer Verringerung der Schwingungsfrequenz nehmen die Metalldispergierungsgeschwindigkeit, die Leistung und die Wirksamkeit des Läppvorganges ab. Eine Vergrösserung der Schwingungsfrequenz über 15 s~' ist unwirksam, weil die «Bürste» infolge ihrer Trägheit mit einer derartigen alternierenden Geschwindigkeit nicht schwingen kann. An additional oscillating movement of the grains of the ferromagnetic powder along the workpiece axis is brought about by the selected oscillation frequency of the pole shoes. When the frequency of vibration is reduced, the metal dispersion speed, the performance and the effectiveness of the lapping process decrease. An increase in the oscillation frequency over 15 s ~ 'is ineffective because the «brush» cannot oscillate at such an alternating speed due to its inertia.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Best way to carry out the invention

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. The invention is explained below on the basis of a concrete exemplary embodiment.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern vorgeschlagen. Als Hohlkörper wurden Walzen für die Maschinen für die Produktion von dünnen und ultradünnen Polymerfilmen verschiedener Zweckbestim-5 mung verwendet. A method for producing cylindrical hollow bodies is proposed. Rollers were used as hollow bodies for the machines for the production of thin and ultra-thin polymer films of various purposes.

Das Verfahren schliesst folgende wichtige Arbeitsgänge ein: Erzeugung eines Rohlings, Oberflächenverfestigung und Feinbearbeitung. Erfindungsgemäss wird der Rohling in einem Verfahren hergestellt, durch welches eine gleichmäs-K' sige Verteilung von schädlichen Verunreinigungen und nichtmetallischen Einschlüssen im Volumen des Rohlingsmetails gewährleistet wird. Als solches Verfahren wird das Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Schmelzgeschwindigkeit des Rohlings von 20-40 mm/min eingesetzt. Das Elektro-schlacke-Umschmelzen erfordert keine grossen Maschinen und keinen grossen Arbeitsaufwand sowie gestattet es, Rohlinge mit einer praktisch beliebigen Länge und mit minimalen Zugaben für die nachfolgende mechanische Bearbeitung herzustellen. Das Metall wird beim Durchgang durch die Schlacke gereinigt. Dadurch wird der Gehalt an Schwefel von 0,031 auf 0,021 % und an Phosphor von 0,029 auf 0,017U » reduziert. Das erzeugte Metall ist chemisch homogen. Durch die gewählten Schmelzgeschwindigkeiten wurde eine dichte Dendritenpackung erzielt und die Isotropie im Walzenrohling a verbessert. The process includes the following important work steps: production of a blank, surface hardening and finishing. According to the invention, the blank is produced in a process by which a uniform distribution of harmful impurities and non-metallic inclusions in the volume of the blank detail is ensured. Electroslag remelting with a melting speed of the blank of 20-40 mm / min is used as such a process. Electro-slag remelting does not require large machines or work, and allows blanks of practically any length and with minimal additions for the subsequent mechanical processing. The metal is cleaned as it passes through the slag. This reduces the sulfur content from 0.031 to 0.021% and phosphorus from 0.029 to 0.017%. The metal produced is chemically homogeneous. A dendrite packing was achieved by the selected melting speeds and the isotropy in the roll blank a was improved.

Die Walzenoberfläche wird durch die Zuführung eines Stroms konzentrierter Wärmeenergie verfestigt. Als konzentrierte Wärmeenergie wird ein Plasmastrahl verwendet. Dabei wird der Plasmastrahl in einem Plasmatron mit einer Strom-stärke von I = 220-320 A geformt und die Oberflächenverfestigung bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings relativ zum Plasmatron von w = 3-l0 mm/s und bei einem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Rohling von 5 = 2-10 mm durchgeführt. The roll surface is solidified by supplying a stream of concentrated thermal energy. A plasma jet is used as concentrated thermal energy. The plasma jet is formed in a plasmatron with a current strength of I = 220-320 A and the surface hardening at a linear rotational speed of the blank relative to the plasmatron of w = 3-l0 mm / s and with a gap between the plasmatron and the Blank of 5 = 2-10 mm carried out.

Hohe Festigkeitseigenschaften des Metalls sind bei der Wärmeverfestigung nur durch die Bildung einer feinnadeli-gen Martensitstruktur zu erzielen, was nur bei Vorhandensein von feinkörnigem Austenit realisierbar ist. Bei der Plasmahärtung wird die Metalloberfläche mit einer erhöhten Geschwin-4" digkeit von 600-800 °C/s erhitzt. Dadurch wird die Bildung eines hochdispersen Austenitgefüges gefördert, während bei einer langsamen Erhitzung die Ausgangskorngrösse beim Übergang in den Austenitbereich praktisch nicht geändert wird. Dadurch wird der Vorteil der Plasmaverfestigung im Vergleich zu anderen Verfahren der Oberflächenverfestigung bedingt. High strength properties of the metal can only be achieved in heat hardening by the formation of a fine-needle martensite structure, which can only be achieved if fine-grained austenite is present. During plasma hardening, the metal surface is heated at an increased speed of 600-800 ° C / s. This promotes the formation of a highly disperse austenite structure, while with slow heating, the initial grain size is practically unchanged during the transition to the austenite area. This results in the advantage of plasma consolidation compared to other methods of surface consolidation.

Die Analyse der Einwirkung der gewählten Verhältnisse der Plasmaverfestigung auf die Mikrohärte, die Einhärtbarkeit und das Verformen hat erwiesen, dass diese optimal sind. ",n Die verfestigte Schicht besitzt ein feindisperses Martensitge-füge bis zu einer Tiefe von 2-2,5 mm mit einer Härte von Hjx= 10-0,7• 10~4 MPa, das dann allmählich in Sorbit und Perlit-Ferrit-Mischung übergeht. The analysis of the influence of the selected ratios of plasma hardening on the microhardness, the hardenability and the deformation has shown that these are optimal. ", n The solidified layer has a finely dispersed martensite structure to a depth of 2-2.5 mm with a hardness of Hjx = 10-0.7 • 10 ~ 4 MPa, which is then gradually converted into sorbitol and pearlite ferrite Mixture passes.

Zur Feinbearbeitung der Walzen wird das magnetisch-abrasive Läppen mit einer Schwingungsfrequenz der Polschuhe im Bereich von 2-15 s_l, auf einer Länge der durch die Polschuhe umfassten Rohlingoberfläche von 0,05-0,5 m und bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings in einem Bereich von 0,5-4,0 m/s eingesetzt. For fine machining of the rolls, the magnetic-abrasive lapping is carried out with an oscillation frequency of the pole shoes in the range of 2-15 s_l, on a length of the blank surface encompassed by the pole shoes of 0.05-0.5 m and at a linear rotational speed of the blank in one Range of 0.5-4.0 m / s used.

Beim magnetisch-abrasiven Läppen werden die Körner des ferromagnetischen Pulvers mit ihren grössten Achsen in Richtung der Magnetfeldlinien, d.h. normal relativ zu der zu bearbeitenden Rohlingoberfläche orientiert. Indem die Schleifmittelkörner an dieselbe angepresst werden, wird das b"' Metall fein dispergiert. Infolge der Reibungskraft an den Kontaktstellen werden die ferromagnetischen Teilchen in Drehrichtung des Rohlings um einiges verschoben und kreuzen die Magnetfeldlinien, wodurch eine elektromotorische In magnetic-abrasive lapping, the grains of the ferromagnetic powder are with their largest axes in the direction of the magnetic field lines, i.e. oriented normally relative to the blank surface to be machined. The b "metal is finely dispersed by pressing the abrasive grains onto it. As a result of the frictional force at the contact points, the ferromagnetic particles are displaced somewhat in the direction of rotation of the blank and cross the magnetic field lines, thereby creating an electromotive

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4 4th

Kraft erzeugt wird. Durch die entstehenden Mikroströme wird der Metallabtrag zusätzlich intensiviert und die physika-lisch-mechanischen Eigenschaften der bearbeiteten Oberfläche verbessert. Force is generated. The resulting micro-currents further intensify the metal removal and improve the physical-mechanical properties of the processed surface.

Während der Bearbeitung stehen die Körner des ferromagnetischen Pulvers vorwiegend mit den Rauhspitzen, der Oberfläche im Kontakt, die als Magnetfeldkonzentratoren wirken. Dabei werden die grössten Rauhspitzen der Rohlingoberfläche abgetragen. Durch die gewählten Bearbeitungsverhältnisse wird eine für das Anpressen des ferromagnetischen Pulvers an die Rohlingoberfläche ausreichende Kraft sowie eine Schnittgeschwindigkeit sichergestellt, durch die die erforderliche Bearbeitungsleistung und eine Rauhigkeit von Ra = 0,02-0,04 um erzielt wird. During processing, the grains of the ferromagnetic powder are mainly in contact with the rough tips, the surface, which act as magnetic field concentrators. The largest rough tips of the blank surface are removed. The machining conditions selected ensure a force sufficient for pressing the ferromagnetic powder onto the blank surface and a cutting speed by means of which the required machining power and a roughness of Ra = 0.02-0.04 µm are achieved.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand von Beispielen für die Fertigung einer Walze mit einem Durchmesser von 400 mm, einer Länge von I = 2500 mm und einer Wanddicke von 15 mm aus einem chromhaltigen Baustahl veranschaulicht. The method according to the invention is illustrated using examples for the manufacture of a roller with a diameter of 400 mm, a length of I = 2500 mm and a wall thickness of 15 mm from a chromium-containing structural steel.

Beispiel 1 example 1

Ein Rohling wird durch das Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Schmelzgeschwindigkeit von v = 0,3 5 mm/s hergestellt. Die Oberfläche des Rohlings wird mit einem Plasmastrahl, der mit einer Stromstärke von I = 230 A geformt wurde, bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings relativ zum Plasmatron von w = 9 mm/s und einem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Rohling von 5 = 4 mm verfestigt. Die magnetisch-abrasive Bearbeitung wird bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings von v = 0,5 m/s, einer Schwingungsfrequenz der Polschuhe von 3 s_1 und einer Länge des durch das Polschuhpaar umfassten Oberflächen-bogens des zu bearbeitenden Rohlings von 0,1 m durchgeführt. Unter den genannten Verhältnissen dauert die magnetisch-abrasive Feinbearbeitung 6-6,5 h. Die erzielte Rauhigkeit beträgt Ra = 0,039-0,04 u.m. A blank is produced by electro-slag remelting with a melting speed of v = 0.3 5 mm / s. The surface of the blank is covered with a plasma jet, which was formed with a current of I = 230 A, at a linear speed of rotation of the blank relative to the plasmatron of w = 9 mm / s and a gap between the plasmatron and the blank of 5 = 4 mm solidified. The magnetic-abrasive machining is carried out at a linear rotational speed of the blank of v = 0.5 m / s, a vibration frequency of the pole shoes of 3 s_1 and a length of the surface arc of the blank to be machined, which is comprised by the pair of pole shoes, of 0.1 m . Under the conditions mentioned, the magnetic-abrasive finishing takes 6-6.5 hours. The roughness achieved is Ra = 0.039-0.04 u.m.

Beispiel 2 Example 2

Ein Rohling wird durch das Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Schmelzgeschwindigkeit von v = 0,6 mm/s hergestellt. Die Oberfläche des Rohlings wird mit einem Plasmastrahl, der mit einer Stromstärke von I = 260 A geformt wurde, bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings relativ zum Plasmatron von w = 6 mm/s und einem Spalt zwi-s sehen dem Plasmatron und Rohling von 5 = 8 mm verfestigt. Die magnetisch-abrasive Bearbeitung wird bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Werkstücks von v = 2 m/s, einer Schwingungsfrequenz der Polschuhe von 15s-1 und einer Länge des durch das Polschuhpaar umfassten Oberfiächen-io bogens des zu bearbeitenden Rohlings von 0,4 m durchgeführt. Unter den genannten Verhältnissen dauert die magnetisch-abrasive Feinbearbeitung 4-5 h. Die erzielte Rauhigkeit beträgt Ra = 0,034-0,036 Jim. A blank is produced by electro-slag remelting with a melting speed of v = 0.6 mm / s. The surface of the blank is seen with a plasma jet, which was formed with a current of I = 260 A, at a linear speed of rotation of the blank relative to the plasmatron of w = 6 mm / s and a gap between the plasmatron and blank of 5 = 8 mm solidified. The magnetic-abrasive machining is carried out at a linear speed of rotation of the workpiece of v = 2 m / s, an oscillation frequency of the pole shoes of 15s-1 and a length of the surface area of the blank to be machined of 0.4 m, which is covered by the pole shoe pair . Under the conditions mentioned, the magnetic-abrasive finishing takes 4-5 hours. The roughness achieved is Ra = 0.034-0.036 Jim.

i5 Beispiel 3 i5 Example 3

Ein Rohling wird durch das Elektroschlacke-Umschmel-zen bei einer Schmelzgeschwindigkeit von v = 0,4 mm/s hergestellt. Die Oberfläche des Rohlings wird mit einem Plasmastrahl, der mit einer Stromstärke von I = 300 A geformt 2o wurde, bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings relativ zum Plasmatron von w = 7 mm/s und einem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Rohling von 5 = 6 mm verfestigt. Die magnetisch-abrasive Bearbeitung wird bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings von v = 3 m/s, 2' einer Schwingungsfrequenz der Polschuhe von 12 s_1 und einer Länge des durch das Polschuhpaar umfassten Oberflä-chenbogens des zu bearbeitenden Rohlings von 0,3 m durchgeführt. Unter den genannten Verhältnissen dauert die magnetisch-abrasive Feinbearbeitung 2,5-3 h. Die erzielte 3o Rauhigkeit beträgt Ra = 0,02-0,024 |im. A blank is produced by electro-slag remelting at a melting speed of v = 0.4 mm / s. The surface of the blank is covered with a plasma jet, which was shaped with a current of I = 300 A, at a linear speed of rotation of the blank relative to the plasmatron of w = 7 mm / s and a gap between the plasmatron and the blank of 5 = 6 mm solidified. The magnetic-abrasive machining is carried out at a linear rotational speed of the blank of v = 3 m / s, 2 ', an oscillation frequency of the pole shoes of 12 s_1 and a length of the surface arc of the blank to be machined of 0.3 m comprised by the pair of pole shoes . Under the conditions mentioned, the magnetic-abrasive finishing takes 2.5-3 hours. The 3o roughness achieved is Ra = 0.02-0.024 | im.

Gewerbliche Verwertbarkeit Commercial usability

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung für die Herstellung von grossen Hohlkörpern wie Walzen, Rollen, Zylinder, 35 Trommeln Anwendung finden, die eine äusserst geringe Rauhigkeit der bearbeiteten Oberflächen besitzen sollen und in Maschinen für die Produktion von dünnen und ultradünnen Filmen verschiedener Zweckbestimmung (Kino- und Photomaterial, Magnetbänder, Papierware usw.), organischem 4" Flachglas eingesetzt werden. The invention can be used particularly advantageously for the production of large hollow bodies such as rollers, rollers, cylinders, 35 drums, which are said to have an extremely low roughness on the machined surfaces and in machines for the production of thin and ultra-thin films of various uses (cinema and Photo material, magnetic tapes, paper goods, etc.), organic 4 "flat glass can be used.

Claims (2)

661 747 2 PATENTANSPRÜCHE661 747 2 PATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Herstellung von zylinderförmigen Hohlkörpern, das die Erzeugung eines Hohlrohlings, dessen Oberflächenverfestigung und eine Feinbearbeitung einschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlrohling durch das Elektroschlacke-Umschmelzen mit einer Schmelzgeschwindigkeit von 0,3-0,6 mm/s erzeugt, die Oberfläche des Hohlrohlings mit einem Plasmastrahl, der in einem Plasmatron mit einer Stromstärke von 220-320 A geformt wird, bei einer linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings relativ zum Plasmatron von 3-10 mm/s und einem Spalt zwischen dem Plasmatron und dem Rohling von 2-10 mm verfestigt und die Feinbearbeitung durch eine magnetisch-abrasive Bearbeitung durchgeführt wird, bei der die Polschuhe in Schwingungen versetzt werden, wobei das Produkt ihrer Frequenz mit der Länge der durch die Polschuhe umfassten Rohlingoberfläche als ein Vielfaches einer Ganzzahl im Bereich der lOfachen linearen Drehgeschwindigkeit des Rohlings gewählt wird. 1. A process for the production of cylindrical hollow bodies, which includes the production of a hollow blank, its surface hardening and finishing, characterized in that the hollow blank produced by the electro-slag remelting with a melting speed of 0.3-0.6 mm / s, the Surface of the hollow blank with a plasma jet, which is formed in a plasmatron with a current of 220-320 A, at a linear rotational speed of the blank relative to the plasmatron of 3-10 mm / s and a gap between the plasmatron and the blank of 2- 10 mm solidified and the finishing is carried out by a magnetic-abrasive processing in which the pole shoes are set in vibration, the product of their frequency with the length of the blank surface covered by the pole shoes as a multiple of an integer in the range of 10 times the linear rotational speed of the Blank is selected. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsfrequenz der Polschuhe in einem Bereich von 2-15 s-1, die Länge der durch die Polschuhe umfassten Rohlingoberfläche in einem Bereich von 0,05-0,5 m und die lineare Drehgeschwindigkeit des Rohlings in einem Bereich von 0,5-4,0 m/s gewählt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the oscillation frequency of the pole pieces in a range of 2-15 s-1, the length of the blank surface covered by the pole pieces in a range of 0.05-0.5 m and the linear rotational speed of the blank is selected in a range of 0.5-4.0 m / s. Technisches Gebiet Technical field