DD237060A3 - Verfahren zur kaltumformung metallischer werkstoffe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kaltumformung metallischer Werkstoffe. Objekte bei denen die Anwendung der Erfindung moeglich und zweckmaessig ist, sind das Ziehen von Draehten, Baendern, Rohren, Staeben, Blechen, Profilen und Verfahren wie das Fliesspressen, Tiefziehen, Walzen, Strangpressen, Kaltstauchen. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung der Voraussetzungen zur Erhoehung der Ziehgeschwindigkeit, der Erhoehung des Einzel- und Gesamtumformgrades, der Verbesserung der Oberflaechenqualitaet des Umformgutes, der Senkung des Ziehsteinverschleisses, der Erhoehung der Produktionssicherheit und der Senkung des Energieverbrauches. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Umformverfahren so zu gestalten, dass bei der Umformung eine geringere Reibungswaerme auftritt und/oder die einzelnen Umformschritte gegenueber dem direkten Einfluss von Wasser unempfindlich sind. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch geloest, dass das umzuformende Gut mit einer an sich bekannten Schmiermitteltraegerschicht durch Kontaktieren und Trocknen aus einer Loesung oder Dispersion von Festschmierstoffen, die unter den Bedingungen der Umformung in trockener Form wasserunloeslich sind, aufgebracht wird und anschliessend eine Kombination der Arbeitsschritte, bestehend aus Verdichten des bekannten Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug, Kuehlen des Umformgutes waehrend und/oder nach der Umformung mit Wasser und weitere Umformung ohne Trocknungsmassnahmen, erfolgt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kaltumformung metallischer Werkstoffe.

Objekte bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind das Ziehen von Drähten, Bändern, Rohren, Stäben, Blechen, Profilen und Verfahren wie das Fließpressen, Tiefziehen, Walzen, Strangpressen, Kaltstauchen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Verfahren zum Ziehen von Draht bekannt, bei denen der Stahldraht phosphatiert wird und nach Trocknung der Phosphatschicht mittels pulverförmigen Schmierstoffen auf der Basis wasserunlöslicher Kalziumfettsäuresalze gezogen wird, wobei die Umform- und Reibungswärme nach der Umformung mittels Ziehstein-, Block- und/oder direkter Wasserkühlung entfernt wird.

Bei allen diesen Kühlverfahren ist es notwendig, daß das Umformgut, auch wenn es direkt mit Wasser kontaktiert oder durch Schwitzwasser benetzt wurde, vollständig vordem nächsten Umformschritt getrocknet wird, um progressiv steigenden Verschleiß der Umformwerkzeuge zu vermeiden.

Weiterhin ist bekannt, daß Edelstahldraht oxaliert wird und nach Trocknen der Oxalatschicht mittels in Wasser gelöster Fettsäuresalze gezogen wird, wobei die Umform- und Reibungswärme durch die wäßrige Fettsäuresalzlösung, die den Draht und den Ziehstein in der Ziehmaschine umspült, abgeführt wird.

Diese Verfahren eignen sich nicht zur Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit, der Einzelumformgrade, des Gesamtumformgrades und der Verbesserung der Oberflächenqualität des gezogenen Drahtes.

Weiterhin ist bekannt, auf einem mit Schmiermittelträger behaftetem Umformgut wasserlösliche Alkali- und/oder Aminseifen, in denen wasserunlösliche Metallstreifen dispergiert sind, aufzutragen und zu trocknen (DE OS 2207047).

Der Nachteil bei Verwendung dieser Schmiermittelsysteme !,osteht darin, daß aie wegen ihrer Wasserlöslichkeit bereits bei ungewolltem Kontakt mit Wasser, wie er z. B. beim Kontakt mit Schwitzwasser auftritt, einen unkontrollierten Verschleiß nicht vermeiden können. Ein Kontakt mit Schwitzwasser tritt bereits oft ein, wenn bei mehrstufiger Umformung längere Zeit in den entsprechenden vorgesehenen Bevorratungseinrichtungen verbleibt. Erst recht ist eine direkte Kühlung des Umformgutes mit Wasser nach der Umformung nicht möglich, ohne das Umformgut vor dem nächsten Umformschritt durch zusätzliche Maßnahmen vollständig zu trocknen.

Die Maßnahmen zur Trocknung des Umformgutes vor dem nächsten Umformschritt sind um so aufwendiger, je kürzer der Zeitraum zwischen dem vorangegangenen und dem folgenden Umformschritt ist und begrenzen in der Praxis oft die Produktionsgeschwindigkeit. Außerdem gestatten diese Verfahren nicht die im Sinne der Automatisierung notwendige stabile Produktionssicherheit auf Grund des beträchtlichen Ziehsteinverschleißes.

Darüber hinaus ist bei den genannten Kaltumformverfahren von Nachteil, daß im Falle von in der Produktion möglicherweise auftretenden Einbrüchen von Kühlwasser in dem Ziehmittelkasten es zu unkontrollierbaren Verschleiß und/oder Zerstörung der Umformwerkzeuge kommt.

Das führt zur Maßungenauigkeit, zu Oberflächenschäden in Form von Riefen und letztlich zur Rißbildung.

Bei direkter Berührung der Umformzone des Umformwerkzeuges mit Wasser tritt ebenfalls eine bedeutende Erhöhung des Ziehwerkzeugverschleißes ein, die Werkstoffeigenschaften werden negativ beeinflußt, aber auch auf die Oberfläche des Umformgutes gibt es negative Auswirkungen. Bekannterweise treten in diesen Fällen auch negative Auswirkungen auf die nachfolgenden Kaltumformverfahren wie z. B. Kaltstauchen, Gewindewalzen, Federnwickeln und Verseilen ein.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung der Voraussetzungen zur Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit, der Erhöhung des Einzel- und Gesamtumformgrades, der Verbesserung der Oberflächenqualität des Umformgutes, der Senkung des Ziehsteinverschleißes, der Erhöhung der Produktionssicherheit und der Senkung des Energieverbrauches.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Umformverfahren so zu gestalten, daß bei der Umformung eine geringere Reibungswärme auftritt und/oder die einzelnen Umformschritte gegenüber dem direkten Einfluß von Wasser unempfindlich sind. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das umzuformende Gut mit einer an sich bekannten Schmiermittelträgerschicht beschichtet wird und eine Schmiermittelschicht durch Kontaktieren und Trocknen aus einer Lösung oder Dispersion von Festschmierstoffen, die unter den Bedingungen der Umformung in trockner Form wasserunlöslich sind, aufgebracht wird und anschließend eine Kombination der Arbeitsschritte, bestehend aus Verdichten des bekannten Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug, Kühlen des Umformgutes während und/oder nach der Umformung mit Wasser und weitere Umformung ohne Trocknungsmaßnahmen, erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Schmiermittelträgerschicht an die Oberfläche des Umformgutes chemisch gebunden, wie es bei Phosphaten, Oxalaten und Fluoriden der Fall ist oder physikalisch absorptiv gebunden, wie bei Schichten aus Kalk, Kochsalz, Borax, Karbonaten, Silikaten, Phosphaten, Oxalaten, Chromaten oder Fluoriden, denen Haftvermittler zugesetzt sein können. Als gelöste und/oder dispergierte Festschmierstoffe können Fettsäuren oder Naphtensäuren bzw. deren Salze verwendet werden.

Dabei können diesen Festschmierstoffen Dispergatoren, Hochdruckstabilisatoren und Weichmacher zugesetzt sein.

Die Festschmierstoffe können in Wasser oder organischen Lösungsmitteln eingebracht sein.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können als organische Lösungsmittel solche verwendet werden, die in ihrem molekularen Aufbau Halogene enthalten, z. B. Trichloräthylen, Perchloräthylen, Hexachloräthan und Tetrachlormethan.

Das mit Schmiermittelträger und Festschmierstoff beschichtete Umformgut kann dabei vorteilhafterweise in mehreren Umformstufen und/oder verschiedenen Umformverfahren weiter verarbeitet werden.

Es wurde überraschend festgestellt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kaltumformung gegen den direkten, bisher schädlichen Einfluß von Wasser unempfindlich wird. Das ermöglicht vor allem die Vermeidung eines progressiv steigenden Verschleißes der Umformwerkzeuge bei direktem Kontakt des Umformgutes mit Wasser während der Umformung. Außerdem ist eine gute Abführung der Umform- und Reibungswärme bei mehrstufiger, nachfolgender Umformung ohne Trocknungsmaßnahmen durch direkten Kontakt des Umformgutes mit Wasser unter Produktionsbedingungen stabil gesichert.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtete Umformgut kann ohne weitere Schmiermittelbeaufschlagung vielstufig umgeformt werden.

Besonders vorteihaft wird die Schmiermittelträger-und Festschmierstoffschicht als Korrosionsschutzmittel verwendet.

Ausführungsbeispiele

Gebeizter und phosphatierter Stahldraht der Stahlmarke D85, des Ausgangsdurchmessers 6,5mm wird mit einem Schmiermittel, bestehend aus Kalziumfettsäuresalzen mit einem erhöhten Kalziumoxidgehalt gelöst und dispergiert in Trichloräthylen, im Durchlaufverfahren beschichtet und getrocknet.

Nach Verdichten des Schmiermittelsystems durch einen egalisierenden Trockenzug ohne Querschnittsabnahme des Drahtes wird der Draht in 8 Stufen ohne weitere Anwendung von Schmiermitteln mit einer Endgeschwindigkeit von 8m/s ohne Anwendung von Druckziehdüsen an den Enddurchmesser von 2,8 mm gezogen, wobei unmittelbar nach der Umformung mittels direktem Kontakt von Wasser, der sogenannten Direktkühlung, die Umform- und Reibungswärme entfernt wird und keine weitere Trocknung des umgeformten Drahtes zwischen den einzelnen Stufen erfolgt.

Vorgezogener, beheizter und phosphatierter Stahldraht der Stahl marke M 55 mit einem Ausgangsdurchmesser von 1,2 mm wird mit Schmiermittel, bestehend aus Kaiziumnaphtensäuresalzen mit einem erhöhten Kalziumoxidgehalt und einem Zusatz von M0S2, gelöst und dispergiert in Trichloräthylen, im Durchlaufverfahren beschichtet und getrocknet.

Das Schmiermittelsystem wird durch einen egalisierenden Trockenzug verdichtet und der Draht in einer Naßziehmaschine ohne Anwendung weiterer Schmiermittel mit einer Endziehgeschwindigkeit von 12 m/s an den Fertigdurchmesser von 0,5 mm in 8 Stufen gezogen, wobei die Naßziehmaschine mit Wasser geflutet ist.

Claims (10)

1. - 1 - 237 06C

   Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zum Kaltumformen metallischer Werkstoffe, wobei das umzuformende Gut mit einer an sich bekannten Schmiermittelträgerschicht beschichtet wird und danach auf dem Umformgut eine wasserunlösliche Schmiermittelschicht durch Kontaktieren mit einer Lösung oder Dispersion von Festschmierstoffen und anschließendes Trocknen aufgebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Schmiermittelsystem durch einen egalisierenden Trockenzug verdichtet wird, daß Umformgut während und/oder nach der Umformung mit Wasser gekühlt wird und das Umformgut ohne Trocknungsmaßnahmen weiteren Umformschritten zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Festschmierstoffe gelöste und/oder dispergierte Fettsäuren oder Naphthensäuren verwendet werden.
3. 3. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß als Festschmierstoff die Salze der Fettsäuren oder Naphthensäuren angewendet werden.
4. 4. Verfahren nach Punkt 1,2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß den Festschmierstoffen Dispergatoren, Hochdruckstabilisatoren und Weichmacher zugesetzt werden.
5. 5. Verfahren nach Punkt 1, 2, 3,4, gekennzeichnet dadurch, daß die Festschmierstoffe und ihre Zusätze in Wasser oder in organischen Lösungsmitteln eingebracht sind.
6. 6. Verfahren nach Punkt 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß als organisches Lösungsmittel ein halogenhaltiges verwendet wird.
7. 7. Verfahren nach Punkt 1, 5 und 6,gekennzeichnet dadurch, daß als halogenhaltiges Lösungsmittel Trichloräthylen und/oder Perchloräthylen und/oder Tetrachlormethan verwendet wird.
8. 8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in mehreren Umformstufen und/oder mit verschiedenen Umformverfahren eine Weiterverarbeitung erfolgt.
9. 9. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schmiermittelträger- und Festschmierstoffschicht sowohl vor als auch nach der Umformung als korrosionsschützende Schicht verwendet wird.
10. 10. Verfahren nach Punkt 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß das mit Schmiermittelträger- und Feststoffschmierschicht versehene Umformgut ohne weitere Aufbringung von Schmiermitteln weitere Umformschritte erfährt.