DE1072343B

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Publication number: DE1072343B
Application number: DENDAT1072343D
Authority: DE
Priority date: 1955-04-20
Publication date: 1959-12-31
Also published as: FR1248603A; CH390848A; GB790398A; NL104551C

Description

DEUTSCHES

AUSLEGESCHRIFT: 31. DEZEMBER 19Ö9

Die Erfindung bezieht sich auf die Warmverformung von Metallen, beispielsweise Schmieden oder Tiefziehen, und betrifft ein diesem Zweck dienendes Schmiermittel sowie weiterhin ein Xerfahren zum Schutz und zur Aufrechterhaltung des Härtegrades der hierzu benutzten Werkzeuge. Besondere Bedeutung besitzt die Erfindung für die Fertigung von Hohlkörpern, deren Hohlraum eine größere Tiefe aufweist, z. !5. von Zylindern. Geschotlhüllen.

Die tür diesen Zweck früher gebräuchlichen Schiniermittel vertragen die hierbei auftretenden Temperaturen nicht. Infolgedessen ist man dazu übergegangen, als reibuugsminderndes Mittel Glas zu verwenden. Dieses 'jt&£hrt%:T den Nachteil, daß es beim Erkalten ein !'uTver Tjfldet. das starke mechanische Abnutzungen •lervorruft und sich infolgedessen auf die Lebensdauer •ler Werkzeuge äußerst ungünstig auswirkt.

Jur Vermeidung dieser Nachteile hat man dann Schmiermittel benutzt, die als schmierenden Bestandteil Graphit oder Glimmer in. Blättchenform enthalten. Dieser Bestandteil bewirkt eine befriedigende Schmierung und wiilersteht auch den hohen Temperaturen, lic beim .Schmieden oder Tiefziehen auftreten. Durch •iie.se Widerstandsfähigkeit unterscheiden sich Graphit .•ml Glimmer beispielsweise gegenüber Molybdän-•iisulfid. das ebenfalls einen für manche Zwecke zum Schmieren geeigneten festen Körper in Blättchenform darstellt, zum Schmieren bei der Warmverformung von Metallen aber völlig ungeeignet ist. \veil es »ich bei den hohen Arbeitstemperaturen zersetzt.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Schmiermittrl für den genannten Zweck, das in bekannter Weise ••inen Gehalt an Graphit oder Glimmer als schmierenden Bestandteil aufweist. .Gegenüber den bekannten Schmiermitteln dieser Art unterscheidet sich das Schmiermittel gemäß der Erfindung dadurch, daß es außerdem fcinverteilten Kohlenstoff und Mangandioxyd enthält. Die zusätzliche Verwendung dieser beiden Materialien bedeutet insofern eine ganz wesentliche Verbesserung, als dadurch auf Grund noch zu '•!"läuternder Vorgänge die Werkzeuge einen Schutz erfahren, und zwar, wird auf Grund chemischer Reaktionen der ursprüngliche Härtegrad aufrechterhalten '■nid kann sogar noch gesteigert werden. Durch die gleichzeitige Verwendung, von feinverteiltem Kohlen- >t«»fr und .Maiigandioxyd erhält das Schmiermittel somit zu.-ätzlich die Eigenschaft eines Zeincntierungs-"lith ls. |)a zur Erzielung einer guten Reaktion der ^r^"lilen>toff in möglichst feiuverteilter Form zur An- ^■«■iidung gebracht werden soll, sind beispielsweise l<uß o.U-r Graphit für diesen Zweck sehr geeignet.

IJie Wirkung kann noch verbessert werden, indem "«-■inäß weiterer Erfindung dem Schmier- und Zemen-'''Tiin^Hniitel ein pulverförmiger, brennbarer, poröser.

Schmier- und Zementierungsmittel
für Werkzeuge sowie Verfahren
zum Schutz und zur Aufrechterhaltung
des Härtegrades von Werkzeugen
zur Warmverformung von Metallen

Anmelder:

Societe d'Exploitation des Brevets C.L.S., Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. VV. Reinke, Patentanwalt,
Bensheim-Auerbach, Jahnstr. 11

Beansprudite Priorität:
Frankreich vom 20. April 1955

wärmeisoliereuder. mechanisch jedoch nicht angreifender l^rüllstoff zugemischt wird, beispielsweise pulverförmige Sägespäne, Kork- oder Strohpulver.

Die Anwendung des Schmiermittels kann in Form eines festen Körpers erfolgen. Zu diesem Zweck werden die miteinander gemischten Bestandteile mit Hilfe eines Bindemittels, beispielsweise Dextrin, miteinander vereinigt. Die Anwendung kann aber auch in flüssiger Form erfolgen, indem die festen Bestandteile mit Wasser vermischt werden. Auf diese Weise kanu man eine spritzfähige Suspension in Wasser erhalten, die auf die zu schmierenden Flächen beispielsweise durch Spritzen aufgebracht wird.

Als Beispiel sei eine bevorzugt in Frage kommende Mischung angegeben:

Gewiditstcilc

Sägespäne 10

Graphit in Blättchenform AO

Ruß 23

Mangandioxyd 4

Diese Mischung wird mit fünf weiteren Teilen Wasser vermischt, das etwa 4⁰Zo Dextrin oder ein ähnliches Bindemittel enthält.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit einmal darin, die bekannten Schmiermittel, die als schmierenden Bestandteil Graphit oder Glimmer ent-

Claims

1 halten, in soldier Weise zu verbessern, daß außer der schmierenden Wirkung zugleich eine Zementierung erzielt wird, die die Lebensdauer der Werkzeuge erhöht. Zum anderen bestellt die Evnndung in Zusammenhang damit in diesem Verfahren zum Schutz und zur Aufrechterhaltuug des Härtegrades der Werkzeuge. Zur Veranschaulichung der praktischen Anwendung —<lcs eriindungsgcmäßen Sclunier- und Zcmentierungsmittels sowie der Hurchfiihrung des erfindungsgemäßcn Verfahrens wird auf die Zeichnung Bezug genommen. Fig. I und Fig. 2 veranschaulichen das Tiefziehen eines Hohlkörpers nach dem bisher allgemein ge-, bräuchlichen Wrfahren unter Darstellung der dafür benutzten Werkzeuge: Fig. 3 zeigt demgegenüber ein Werkzeug, das für die Anwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels bestimmt ist und somit die Durchführung des crfindungsgcmiißcn Verfahrens ermöglicht. Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, benötigt das gebräuchliche Verfahren in der Regel zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge. In dem ersten Arbeitsgang gemäß Fig. 1 wird nur eine Vorform geschmiedet, und zwar aus einem Materialklotz 1 von zylindrischer oder rechteckiger Form, der in eine Matrize 2 gelegt und mittels eines Dorncs 3 bearbeitet wird. In dem anschließenden Arbeitsgang gemäß Fig. 2 wird dann die auf diese Weise erhaltene Vorform mittels eines Dornes 4 durch ein Zieheisen 5 hindurchgetrieben. In diesem zweiten Arbeitsgang wird das Material also zu seiner endgültigen Form ausgezogen. Um ilen ersten Arbeitsgang zu erleichtern, schmiert man bei diesem gebräuchlichen Verfahren die Inncnwandungen der Matrize 2 und die Oberfläche des Dornes 3 mit Fetten oder Seifen. Wenngleich man hierzu Schmiermittel wählt, deren Schmelzpunkt mögliehst hoch liegt, so schmelzen die für diesen Zweck bisher gebräuchlichen Schmiermittel aber doch stets unverzüglich und fließen durch eine Öffnung 6 ab. die im Hoden der Matrize für eine Ausstoßstange vorgesehen ist. Da ein weiterer Teil des Schmiermittels sich infolge der hohen Temperatur auch verflüchtigt, ist die schmierende Wirkung sehr gering. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die beim Auswerfen des geformten Werkstückes ausströmenden Gase sich bei Berührung mit der Luft entzünden. Die. dabei herausschlagenden Flammen greifen die Oberfläche des Werkstückes und der AVerkzeuge an. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, wie es an Hand des in Fig. 3 dargestellten Werkzeuges veranschaulicht sei. Das erfindungsgemäße Schmiermittel kann auch beim Schniieden tiefer Hohlkörper einwandfrei auf Matrize und Dorn aufgebracht werden. Infolgedessen ist es möglich, die Verformung in einem einzigen Arbeitsgang vorzunehmen. So dient das in Fig. 3 dargestellte Werkzeug zur Fertigung eines Zylinders 7, dessen Hohlraum eine große Tiefe aufweist. 'Auch hier wird als Ausgangskörpcr ein Materialklotz benutzt, der in eine Matrize 8 eingesetzt wird. Der Innendurchmesser der Matrize entspricht etwa dem Außendurchmesser des zu fertigenden Stückes unter Berücksichtigung der nachträglich etwa \-orzunehmendcn Bearbeitung. Die Fonming erfolgt mit Hilfe eines Dornes 9. Vor Beginn des Arbeitsganges werden die Innenflächen der Matrize 8 und die Oberfläche des Domes 9 mit dem Schmiermittel, sei es in Form einer Mischung mit Wasser unter Beifügung eines Bindemittels, sei es in Form von Pulver, versehen. Diesem Zweck dienen die Pistolen 10 und 10'. Wrie schon gesagt, kann die .Anwendung auch in Form eines festen Körpers er-343 folgen. So kann man das Versehen der Flächen inii dein Schmiermittel verbessern, indem bei jeden Schmiedevorgang oder von Zeit zu Zeit eine Preß piatte dieses Schmiermittels auf den zu verarbeitender Werkstoffklotz aufgelegt wird, so daß das Schmiermittel durch den Dorn 9 eingedrückt wird. Der am unteren Ende des Dornes 9 durch die konkave Form der Stirnfläche gebildete Hohlraum 11 dient hierbei in bekannter Weise zur Aufnahme einer Vorrats an Schmiermittel, das beim Niederdrücker des Doriu s 9 als dünner, schmierender Film zwischcr der (oberfläche des Domes und dem Metall 7 !Kieloben Iiindu^hgetricben wird. Hierdurch wird dii relative W rschieluing zwischen 'Dorn und Metall erleichtert. Diese Wirkung wird durch die schon erwähnte Beimischung eines organischen brennbaren Stoffes verbessert. Die Vorbrennungsgase. die bei de; Verformung ebenfalls zwischen dem herausgedrückten Metall einerseits und den Oberflächen der Matrize bzw. des Dorncs andererseits ausströmen, unterstützen die genannte Wirkung. Das gleiche gilt für den Fall des Tiefziehens, bei dem sich die Verbrennungsgasc zwischen dem gezogenen Metall und der Randöftuung des Zielieisens hindurchdrängen und dadurch die Schmierwirkung begünstigen. Da diese Verbrennungsgase zum überwiegenden Teil aus COi bestehen, sind sie nicht brennbar. Daher können hierbei nicht diejenigen Nachteile entstehen, die bei den gebräuchlichen Verfahren durch die Verbrennung der bei der Schmierinittelzcrsetzung gebildeten brennbaren Gase auftreten. Die Wirkung des gemäß der Erfindung beigefügten Mangandioxyds beruht auf der Tatsache, daß bei der Reaktion mit dem ebenfalls zugegebenen feinvertcilten Kohlenstoff Mangan frei wirrl und durch Diffusion in die Oberfläche der Matrize und des Domes eindringt. Dieses so eingedrungene Mangan erleichtert die Härtung der Matrize und des Domes mittels des Kohlenstoffs. Hierbei ist wesentlich, daß die genannte Reaktion, wenn sie auch schon nicht ausgesprochen exotherm ist. doch zumindest ohne Wärmeaufnahme vor sich geht und somit keine Tcnipcratursenkung des zu behandelnden Materials mit sich bringt. AVie die vorstehende Erläuterung zeigt, bewirken das Schiniermittel und das Verfahren gemäß der Erfindung eine gute Härtung und Glättung der Wcrkzeugoberflächcn. Dadurch wird die Lebensdauer der Werkzeuge erhöht und die Obernachenbeschaftenheit der gefertigten Formlinge verbessert. Patentansprüche:

1. Schmier- und Zemeutierungsmittcl für Werkzeuge zur Warmverformung von Metallen, beispielsweise zum Schmieden oder Tiefziehen, mit einem Gehalt an Graphit oder Glimmer als schmierenden Bestandteil, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem feinvertcilten Kohlenstoff und Mangandioxyd enthält.

2. Schmier- und ZcmentierungsmitteI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen pulverförmiger!, brennbaren, porösen, wärmeisolierenden und mechanisch nicht angreifenden Füllstoff, beispielsweise piilvorförmigc Sägespäne. Kork- oder Strohpulver, enthält.

3. Schmier- und Zementierungsmittel nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß es If) Gewichtsteile pulverförmige Sägespäne. 60 Gewichtsteile Graphit in Blättchenioini. 23 Gewichtsteile Ruß und 4 Gewiclitsteile Mangandioxyd enthält.