DE1287098B

DE1287098B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Praezisionsstahlrohren fuer hydraulische und/oder pneumatische Zwecke

Info

Publication number: DE1287098B
Application number: DEO11308A
Authority: DE
Inventors: Srda Boleslav
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-10
Filing date: 1965-12-08
Publication date: 1969-01-16
Also published as: BE673438A; FR1464951A; GB1124608A; CS152535B1; DE1937152U; AT263507B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Präzisionsstahlrohren für hydraulische und/oder pneumatische Zwecke mit einer Oberflächenschutzschicht hoher Festigkeit und Glätte durch Kaltverformung.

Präzisionsstahlrohre für hydraulische und/oder pneumatische Zwecke sind fertige Maschinenelemente, speziell für den Zylinderbau sowie für hydraulisch und pneumatisch betriebene Maschinen und Anlagen. Derartige Präzisionsstahlrohre müssen an den Oberflächen eine Werkstoffverdichtung aufweisen, die eine ausgezeichnete Oberflächengüte gewährleistet. Außerdem sind engste Durchmessertoleranzen einzuhalten, um ein reibungsloses Gleiten über die ganze Länge zu ermöglichen. Die Anforderangen an geringe Rauhigkeitswerte und enge Durchmessertoleranzen erhöhen sich noch durch den Einsatz synthetischer Gummi- und Kunststoffdichtungen für hohe Drücke, weil die Lebensdauer dieser Dichtungen zu einem großen Teil von der Beschaffenheit der Arbeitsfläche abhängt. Ebenso wichtig für die Lebensdauer der Dichtungen ist die Härte der Zylinderwand. Die Präzisionsstahlrohre der beschriebenen Art werden beispielsweise in hydraulisch beschriebenen Baggern, bei Grubenstempeln u. dgl. m. verwendet.

Über die vorstehend aufgeführten speziellen Anforderungen hinaus sollen die Präzisionsstahlrohre der geschilderten Art auch zumindest eine beschränkte Korrodierbarkeit aufweisen, und darüber hinaus sollen die Oberflächen zweckmäßigerweise noch elektrisch leitfähig sein, damit sie gegebenenfalls elektrolytisch oder in ähnlicher Weise nachbehandelt werden können.

Die Rohre der geschilderten Art werden bisher dadurch hergestellt, daß ein hüttenmäßig unter Erhitzung gewonnener Rohling durch Warmverformen und gegebenenfalls Kaltziehen mit anschließendem Bohren, Ausreiben, Schleifen, Honen, Kugelpolieren, Polierwalzen u. dgl. hergestellt wird. Vor dem Kaltziehen, wobei im allgemeinen mittels eines in das Rohr eingeführten Domes der Innendurchmesser kalibriert wird, werden die zu verformenden Rohre mit einer Oberflächenschicht versehen, die die Kaltverformung erleichtert und den Gleitwiderstand vermindert. Die Schicht dient insbesondere auch als Träger eines Schmiermittels. Das bekannteste Verfahren zur Herstellung solcher Schichten ist das Phosphatieren, das sogenannte Bondern.

Eine andere Möglichkeit der Vorbehandlung der Oberflächen vor dem Kaltziehen besteht darin, die Oberfläche mit einem Zink-, Kupfer- oder Phosphat-Belag zu versehen.

Die bekannten Verfahren weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Beim Kaltziehen und nachträglichen mechanischen Bearbeiten der Rohre zeigt es sich, daß trotz des ganz außerordentlichen Arbeitsaufwandes nur mit größter Schwierigkeit eine wirklich gute Maßgenauigkeit und die erwünschte Glätte auf der ganzen Oberfläche des Rohres zu erzielen ist. Die speziellen Anforderungen an die Härte machen Wärmebehandlungen notwendig, woraus sich jedoch ergibt, daß für die einzeln hergestellten Rohre die Festigkeits- und Härtewerte unterschiedlich ausfallen. Die vorstehend aufgeführten Nachteile machen sich insbesondere dort unangenehm bemerkbar, wo es sich um die Herstellung von Rohren größerer Dimensionen handelt.

Bei der Herstellung durch Kaltverformung von Präzisionsrohren großer Dimensionen hat man bisher insbesondere das Phosphatierverfahren (Bondern) vor der Kaltverformung angewandt. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Rohre nachträglich beispielsweise nicht elektrolytisch behandelt werden können, weil der Phosphatüberzug nicht elektrisch leitend ist. Es ist dann jeweils notwendig, die Phosphatschicht von der Oberfläche zu entfernen, wodurch dann jedoch die unter großem Aufwand erzielte Glätte der Oberfläche wieder zerstört wird.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren sind unter anderem bekannt aus der Zeitschrift »Metallverarbeitung«, Heft 3, 1964, S. 71; F. Hemr, »Protlacovani oceli ca studena«, 1963, S. 59, und Druckschriften der Phoenix-Rheinrohr AG., Vereinigte Hütten- und Röhrenwerke, Düsseldorf (1962). Insbesondere die in den letztgenannten Druckschriften bekanntgewordenen Verfahren, gemäß welchen die Stahlrohre durch Kaltziehen hergestellt werden, haben sich in der Praxis durchgesetzt. Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sich beim Kaltziehen die Rohre pro Arbeitsgang bezüglich ihres Durchmessers nur um wenige Prozent (2 bis 5 %) reduzieren lassen. Überdies hinaus ist die Aufbringung einer harten und glatten metallischen Oberflächenschutzschicht nur nach dem Ziehvorgang möglich, da bei der Zugbeanspruchung eine gegebenenfalls vorher aufgebrachte Oberflächenschicht zerrissen werden kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die vorstehend beschriebenen Nachteile dadurch behoben, daß der zu verformende, innen hohle Rohling zunächst in an sich bekannter Weise elektrolytisch, chemisch oder durch Tauchen in ein Schmelzbad mit einer Oberflächenschicht aus einem im wesentlichen korrosionsbeständigen, ziehfähigen, elektrisch leitenden Stoff versehen und dann durch Pressen in einem ersten Arbeitsschritt unter gleichzeitiger Einwirkung des Werkzeuges auf Innen- und Außenfläche auf ein grobes Endmaß kaltverformt und in einem unmittelbar folgenden Arbeitsschritt, gegebenenfalls in zwei Teilschritten, mit dem gleichen Werkzeug auf das Endmaß nachgeglättet wird.

Auf diese Weise wird durch ein sehr wenig aufwendiges Verfahren erreicht, daß sich auf dem fertig verformten Rohr aus dem vorher angebrachten Gleit- und Schutzbelag oberflächig eine Schicht größter Glätte, Festigkeit und Dichtigkeit ausbildet, welche mit dem Stahlgrandkörper durch Diffusion praktisch untrennbar verbunden ist. Während bei den bekannten Präzisionsstahlrohren eine Zugfestigkeit von nur 70 kp/mm² bei einem Ausgangsmaterial mit einer Zugfestigkeit von 45 kp/mm² erreicht wird, weisen die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Präzisionsrohre eine Zugfestigkeit von 80 bis 85kp/mm2 auf.

Mit Ufern erfindungsgemäßen Verfahren werden die geschilderten, außerordentlich großen Vorteile insbesondere dadurch erzielt, daß bei der Kaltverformung das Material gepreßt statt gezogen wird und daß die einzelnen Arbeitsgänge so rasch aufeinanderfolgen bzw. sogar gleichzeitig durchgeführt werden, daß zwischenzeitlich keine Verfestigung des verformten Materials auftreten kann, wodurch vor dem nächsten Arbeitsgang jeweils erneutes Glühen und Bondern od. dgl. notwendig würde. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die Wand-

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stärken des Ausgangsrohlings um 50%, ja um bis zu bis zum engsten Querschnitt ein etwa kegelförmiger

60 bis 7O°/o in einem einzigen Arbeitsgang zu redu- Raum anschließt. Der engste Querschnitt bildet die

zieren. Die dabei auftretenden Temperaturen (etwa Fließöffnung, in deren Mitte ein axial verschieb-

200° C) bewirken dabei insbesondere vorteilhafter- barer, ein- oder mehrteiliger Dorn vorgesehen ist,

weise, daß etwa vorhandene Unebenheiten an der 5 der an seinem Umfang eine umlaufende, mit der

Oberfläche des Rohres, insbesondere also Zwischen- engsten Stelle der Matrize einen den geringsten

räume zwischen einzelnen Stahlkristallen, durch die Durchtrittsquerschnitt des Preßwerkzeuges dar-

Schutzschicht ausgefüllt werden und das Material stellenden Ringspalt bildende Kante aufweist,

der Schutzschicht durch Diffusion in dem Stahlgrund- Mit dieser Vorrichtung läßt sich vorteilhaft fol-

körper fest verankert ist. io gendes Arbeitsverfahren durchführen:

Bekanntlich wird die Möglichkeit, Stahl kalt zu Der mit der Oberflächenschicht versehene, innen

pressen, in erster Linie durch den Kohlenstoffgehalt hohle Rohling wird mit seinem offenen Ende voran

bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den oberen Hohlraum der Preßmatrize eingesetzt

wird daher vorzugsweise ein Stahl niedrigen Kohlen- und mittels eines Stempels bis zum Anschlag durch

stoffgehalts verwendet. 15 den aus Dorn und Matrize gebildeten Ringspalt ge-

AIs besonders vorteilhaft hat es sich weiterhin preßt. Auf diese Weise wird durch Einwirkung der

erwiesen, für die aufzubringende Oberflächenschicht verformenden Kanten des Domes und der Matrize

ein Metall mit einem spezifischen Gewicht von min- auf Innen- und Außenoberfläche die Wandstärke des

destens 7,1 g/cm^s vorzusehen. Insbesondere Kupfer Rohlings auf das gewünschte Maß reduziert. Sodann

und/oder Kadmium sind geeignete Metalle. 20 wird der Dorn mit dem aufsitzenden Rohr nach oben

Durch geeignete Maßnahmen beim Aufbringen bewegt. Bei diesem Arbeitsgang wird durch die verder Oberflächenschicht vor dem Pressen als auch formende Kante der Preßmatrize die Außenoberbeim Pressen selbst kann man erreichen, daß die fläche nachgeglättet. Von Bedeutung ist hierbei, daß Oberflächenschicht am fertigen Stahlrohr einen dich- bei der ersten Verformung das Material auf Grund ten Oberflächenfilm in einer Stärke von 10 bis 60 μ as seiner Elastizität nach der verformenden Einwirkung bildet. Die Stärke der aufzubringenden Schicht ist wieder auf einen etwas größeren Durchmesser zudabei abhängig vom Charakter des verwendeten Me- rückgeht, so daß beim geschilderten Nachglätttalls und von den Arbeitsbedingungen, insbesondere arbeitsgang in der Tat das Material abermals angevom Ausmaß der zu erzielenden Reduktion. Für die griffen wird. Wenn das auf dem Dorn aufsitzende elektrolytische Behandlung verwendet man in der 30 Rohr dann weit genug nach oben bewegt ist, ins-Regel alkalische Bäder auf der Basis von Zyaniden. besondere sein unterer Teil also die Fließöffnung Die galvanische Metallisierung wird zweckmäßiger- verlassen hat, wird schließlich das Rohr mittels eines weise bei einer Spannung von 2 bis 3 Volt und bei Greifwerkzeuges von außen gefaßt und gehalten und einer Stromdichte von 2,5 bis 3 A/dm² durchgeführt. daran anschließend der Dorn nach unten aus dem Die Badtemperatur hat dabei normale Höhe. Die 35 Rohr herausbewegt. Auf diese Weise wird nun auch, Oberflächenschicht des Endproduktes hat sich als unter denselben Umständen wie vorstehend geschilnotwendig und hinreichend für die in der Hydrau- dert, die Innenfläche des Rohres nachgeglättet.
lik und Pneumatik auftretenden Beanspruchungen Von Bedeutung ist, daß die Arbeitsschritte innererwiesen. Zur Erleichterung des Preßvorganges kann halb weniger Sekunden aufeinanderfolgen, so daß der mit der Oberflächenschicht versehene Rohling 40 dem verformenden Material keine Möglichkeit insvor dem Pressen mit einem Schmiermittel, wie besondere zur Abkühlung bleibt. Das gleichzeitige heißem Rapsöl, versehen werden. Einwirken auf Innen- und Außenfläche und die da-

Im Gegensatz zum bisher bekannten läßt sich mit durch erzielte Reduktion bis im wesentlichen auf das

dem erfindungsgemäßen Verfahren auch ohne weite- Endmaß bewirkt, daß die durch die Verformung

res ein Rohr herstellen, das auf einer Seite durch 45 eingetretene Verfestigung nicht hindernd auf einen

einen ebenen oder sonstwie gearteten Deckel abge- sonst notwendigen nachfolgenden Arbeitsgang

schlossen ist. Hierzu wird dann von einem Rohling wirkt.

ausgegangen, der vorzugsweise durch ein Kaltspritz- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur verfahren als Napf ausgebildet worden ist. Vor der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren Herstellung des Napfes ist der Ausgangsrohling oft- 5° besteht schließlich noch eine vorteilhafte Maßnahme mais zweckmäßig schon mit einer Oberflächenschutz- darin, daß der für die Form wirksame Teil der Preßschicht versehen, die beim anschließenden Kaltspritz- matrize Kerben aufweist. Auf diese Weise können pressen im Grundkörper fest verankert wird. Um den die Präzisionsstahlrohre in vorteilhafter Weise mit derart hergestellten Napf jedoch weiter gemäß dem längslaufenden Rippen versehen werden. Darüber erfindungsgemäßen Verfahren kalt verformen zu 55 hinaus kann der die wirksame Kante kleinsten Durchkönnen, ist eine Wärmebehandlung vorzunehmen, messers umfassende Teil der Preßmatrize als ausbei der die Oberflächenschutzschicht in der Regel wechselbarer Einsatz ausgebildet sein, was sich auf zerstört wird. Nach dieser Wärmebehandlung muß Grund der erhöhten Abnutzung dieses Teiles für daher nochmals die Oberflächenschutzschicht neu Reparatur- bzw. Ersatzzwecke als zweckmäßig eraufgebracht werden. Erst dann kann der Napf nach 60 weist. Auch dieser auswechselbare Einsatz kann zur dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Zug zu Erzeugung der längslaufenden Stahlrippen Kerben einem Präzisionsstahlrohr der geschilderten Art ver- aufweisen,
formt werden. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- gehen aus den nachfolgend an Hand von Zeichnun-

fahrens hat sich folgende Vorrichtung als zweck- 6g gen beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor,

mäßig erwiesen: Hierbei zeigen

Sie weist eine Preßmatrize mit einem oberen zy- F i g. 1 bis 4 verschiedene Phasen der Herstellung

lindrischen Hohlraum auf, an den sich nach unten von Rohren mit beidseitig offenen Enden,

Fi g. 5 bis 10 verschiedene Phasen der Herstellung von Rohren mit einseitig geschlossenen Enden,

Fig. 11 den auswechselbaren Einsatz der Preßmatrize,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch diesen Einsatz und

F i g. 13 die Draufsicht des Einsatzes.

In F i g. 1 ist ein Rohling 1 aus einem hüttenmäßig hergestellten nahtlosen Rohr aus Stahl niedrigen

Kohlenstoffgehalts in die Preßmatrize 4 eingebracht. io Zinkphosphat versehen, also gebondert, und Der Rohling weist ungefähr das Gewicht des herzu- einem Film heißen, dünnen Pflanzenöles belegt, stellenden Rohres auf und ist nach einer Wärmebehandlung und grober Bearbeitung mit einem
mechanisch untrennbar anhaftenden Schutz- und
Gleitbelag aus einem ziehfähigen, schwer korrodier- 15
baren Metall zweckmäßig des spezifischen Gewichts
von wenigstens 7,1 g/cm³ versehen. Außerdem ist er
zweckmäßigerweise vorher in erwärmtes Rapsöl eingetaucht worden.

Der Rohling 1 ist auf den oberen Teil des ver- 20 baren Kopf 15, der an seiner Basis 16 abgeschrägt ist. schiebbaren Dorns 2 aufgesteckt. Der Dorn 2 weist Der mit einer Phosphatschicht überzogene Napf

einen auswechselbaren Kalibriereinsatz 5 auf. Von 17 wird nun abermals einer Wärmebehandlung oben wirkt auf den Rohling 1 in Richtung S₁ der unterworfen, bei welcher der Phosphatfilm verbrennt, hohlzylinderförmige Preßstempel 3 ein. Daran anschließend wird eine mechanisch untrenn-

Der Rohling 1 hat zweckmäßig an dem Ende, mit 25 bar anhaftende Schutz- und Gleitschicht aus einem

richtung ist zur Aufnahme eines neuen Rohlings bereit.

In Fig. 5 ist eine von einem hüttenmäßig hergestellten Rundstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt abgetrennte Ronde 12 dargestellt, die in ihrem Gewicht etwa dem Gewicht des fertigen Rohres entspricht. Diese Ronde ist nach einer Wärmebehandlung und grober Bearbeitung mit einem mechanisch untrennbar anhaftenden Gleitbelag aus tertiärem

Die Ronde 12 ist in den oberen Hohlraum der Preßmatrize 14 eingelegt, die unten durch einen feststehenden Stempel abgeschlossen ist.

Wenn nun der Preßstempel 13 in Richtung S₅ in die Preßmatrize 14 eingeführt wird, so ergibt sich der in F i g. 6 dargestellte Napf 17 durch Kaltspritzpressen in bekannter Weise. Der Preßstempel 13 hat zweckmäßigerweise einen verstärkten, auswechsel-

welchem er auf dem Kalibriereinsatz 5 des Domes 2 aufsitzt, abgeschrägte Kanten, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Der Kalibriereinsatz 5 ist außen durch koaxiale

ziehfähigen, schwer korrodierbaren Metall aufgebracht und der Körper in ein Bad erwärmten Rapsöles getaucht.
Sodann wird der Napf mit seinem offenen Ende

Kegelflächen begrenzt, die am Berührungsumfang 30 durch den Preßstempel 22 in Richtung S₁ in die

eine Kreiskante 6 bilden. Der Dorn 2 mit dem Kali- Preßmatrize 8 eingeschoben, bis er auf der engsten

briereinsatz 5 ist in den F i g. 1 und 2 in der Arbeits- Stelle der Preßmatrize 18 aufsitzt (F i g. 7).

grundstellung dargestellt, in welcher sich der Kali- Nunmehr wird vom Preßstempel 22 mit hohem

briereinsatz im Bereich der engsten Stelle im Inneren Druck (etwa 20001) von außen auf den Boden des

der Preßmatrize 4 befindet.
Beim Herunterführen des Preßstempels 3 in Rich-

Napfes 17 eingewirkt, und durch Kaltfließpressen in Richtung des Arbeitshubes des Preßstempels in Richtung S₈ entsteht das an einem Ende vom Boden 24 abgeschlossene Rohr 23 (Fig. 8).

Hierauf stößt der Dorn 21, dessen Kopf 20 sich

gepreßt, so daß aus dem Rohling 1 durch einen ein- 40 am Inneren des Bodens 24 abstützt, das Rohr 23 in zigen Preßhub durch Kaltfließpressen das Rohr 7 mit Richtung S₉ aus der Preßmatrize 18 heraus (F i g. 9),

tung des Pfeiles S₂ wird nun der Rohling 1 durch den durch die Kante 6 und den engsten Querschnitt der Preßmatrize gebildeten Ringspalt hindurch-

dem Flansch 8 entsteht, das an seiner Oberfläche eine durch Diffusion mit dem Grundkörper fest verbundene Oberflächenschutzschicht aufweist. Das derart hergestellte Rohr und der in seine unterste Stellung bewegte Preßstempel 3 sind in F i g. 2 dargestellt.

Im weiteren Verfahren stößt nun der Dorn 2, dessen Kalibriereinsatz 5 sich an dem nach innen ragenden Rand des Flansches 8 des Rohres 7 abstützt,

wobei der" kleinste innere Umfang 19 der Preßmatrize 18 die Außenoberfläche des durch die Verformung erhitzten Rohres 23 nachglättet.

Das aus der Preßmatrize 18 ausgestoßene Rohr 23 wird schließlich unterhalb des Flansches beim Boden 24 von einem zweiteiligen ringförmigen Halter 25 erfaßt, der sich an einem auf der Basis 27 ruhenden Ständer 26 abstützt, so daß das Rohr bei der Rück-

das Rohr in Richtung S₃ aus der Preßmatrize 4 her- 50 bewegung des Domes 21 in die Arbeitsgrandstellung

aus, wobei die verformende Kante 9 der Preß- gemäß Richtung S₁₀ nicht in die Preßmatrize 18 zu-

matrize 4 die Außenfläche des Rohres 7 nachglättet. rückgezogen werden kann. Das festgehaltene Rohr

Nach diesem Arbeitsgang befinden sich Rohr und 23 und der sich zurückbewegende Dorn 21 sind in

Dom in der in Fig. 3 dargestellten Lage. Fig. 10 dargestellt. Bei der Rückbewegung glättet

Das derart aus der Preßmatrize 4 herausgestoßene 55 der Dorn 21 mit dem äußeren Umfang seines Kopfes

Rohr 1, 8 wird nun von einem zweiteiligen, ring- 20 die Innenwand des Rohres 23 nach. Wie schon

förmigen Halter 10 erfaßt, der sich an einem auf erwähnt, wird nach dem ersten Verformungsgang der

einer Basis 12 ruhenden Ständer 11 abstützt, so daß Innendurchmesser des Rohres auf Grand der Elasti-

das Rohr 7, 8 bei der Rückbewegung des Doms 2 zität des Materials wieder kleiner und der Außen-

in die Arbeitsgrandstellung in Richtung des Pfei- 60 durchmesser größer, so daß der äußere Umfang des

les S₄ nicht in die Preßmatrize zurückgerissen wird. Kopfes 20 an der Innenwandung wirklich angreifen

Das festgehaltene Rohr 1, 8 und der sich zurück- kann.

bewegende Dorn 2 sind in F i g. 4 dargestellt. Bei Das fertige Rohr kann nun nach Lösen des Halder Rückbewegung glättet der Dom 2 mit seiner ters 25 von der Presse abgenommen werden und ein verformenden Kante 6 des Kalibriereinsatzes 5 die 65 neuer Rohling in die Vorrichtung eingesetzt werden, innere Oberfläche des Rohres 7 nach. Das Rohr 23 mit dem Boden 24 ist gleichmäßig

Nun wird nach Lösung des Halters 10 das fertige mit einem metallischen, elektrisch leitfähigen, mit

Rohr 7, 8 von der Presse abgenommen, und die Vor- dem Grundmaterial durch Diffusion fest verbun-

denen Oberflächenschutzfilm aus dem verwendeten, schwer korrodierbaren Metall überzogen, und der Film füllt die etwa verbliebenen Unebenheiten des Rohres, insbesondere die Lücken zwischen den Stahlkristallen, bestens aus.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der in den F i g. 7 bis 10 dargestellten Verformungsvorrichtung wird darin gesehen, daß der Stempel 21 in einer Arbeitsstellung wie in F i g. 7 nach oben bis zum Boden des Napfes hinaufgefahren ist und sich erst unter Einwirkung des Preßstempels 22 nach unten bewegt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Preßstempel mit einer Kraft von 2000 t wirkt, der Dorn jedoch nur mit einer Gegenkraft von etwa 1001 gehalten wird.

In Fig. 11 ist in einem gegenüber den vorausgehenden Figuren etwas vergrößerten Maßstab eine Preßmatrize 29 mit einem auswechselbaren Einsatz 28 dargestellt. F i g. 12 zeigt einen radialen Schnitt dieses Einsatzes28, und Fig. 13 gibt eine Draufsieht auf diesen Einsatz wieder, wobei der Einsatz Kerben 30 zur Herstellung von Längsrippen auf der Rohraußenfläche aufweist.

Nachfolgend werden noch einige Beispiele für die Durchführung des Verfahrens dargestellt.

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Beispiel 1

Ein Ring aus nahtlosem Stahlrohr (DIN 17100-57) wird nach Glühen bei einer Temperatur von etwa 700° C während einer Zeitdauer von etwa 3 Stunden galvanisch mit einer Kadmiumschicht in der Stärke von etwa 10 μ versehen. Das verwendete Bad enthält

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Kadmiumoxyd 30 g/l

Natriumzyanid 12OgVl

Natriumhydroxyd ...... IDg/l:■.:

Nickelsulfat,· ......... ν 2 g/l

Die Badtemperatur beträgt etwa 20° C, die Klemmenspannung etwa 2 bis 3 V und die Stromdichte' — etwa 2,5 A/dm².

Das derart vorbehandelte Rohr wird dann einer Kaltverpressung gemäß Fig. 1 bis 4 unterworfen. Das erhaltene Fertigrohr weist dann folgende Eigenschäften auf:

Zugfestigkeit 70 kp/mm²

Fließgrenze 50 kp/mm²

Bruchdehnung 8°/o

Toleranz der Öffnung nach ISA: H 6;
Oberflächenrauheit der Öffnung nach ISA:

axial Ra 0,1 μ, radial Ra 0,4 μ;
Ovalität der Öffnung: max. 0,05 mm; Toleranz der Rohroberfläche: — 0,2 mm.
Oberflächenrauheit des Rohres nach ISA:

min. Ra 2,5;

Geradheit des Rohres: max. 2°/oo der Länge; Schweißbarkeit: schmelzbar.

Beispiel 2

Es wird vom gleichen Rohr ausgegangen wie im Beispiel 1; dieses wird nach Glühen bei einer Temperatur von etwa 700° C während einer Zeitdauer von etwa 3 Stunden galvanisch mit einer Kupferschicht in einer Stärke von etwa 50 μ versehen. Das verwendete Bad enthält dabei

Kupferzyanid 45 g/l

Natriumzyanid 55 g/l

Natriumkarbonat 20 g/l

Natriumhydroxyd 3 g/l

Die Klemmenspannung beträgt 2,5 bis 3 V bei Normaltemperatur und einer Stromdichte von 0,1 bis 0,5 A/dm² oder bei einer Badtemperatur von 45° C und einer Stromdichte von 0,8 bis 1,5 A/dm².

Durch Kaltfließpressen gemäß F i g. 1 bis 4 wird dann ein Rohr mit folgenden Eigenschaften erhalten:

Zugfestigkeit 90 kp/mm²

Fließgrenze 70 kp/mm²

Bruchdehnung 8%

Toleranz der Öffnung nach ISA: H 7;
Oberflächenrauheit der öffnung nach ISA:

axial Ra 0,1 μ, radial Ra 0,4 μ;
Ovalität der öffnung: max. 0,05 mm;
Toleranz der Rohroberfläche: —0,5 mm;
Oberflächenrauheit des Rohres nach ISA:.

min. Ra 2,5;

Geradheit des Rohres: max. 2%o der Länge;
Schweißbarkeit: schmelzbar.

Beispiel 3

Ein Rondell aus einem Rundstahl (DIN 17100-57) wird nach Glühen bei einer Temperatur von §twa 7QO-⁰.C während einer Zeitdauer von etwa 3 Stunden durch Tauchen mit einer Phosphatschicht .(nach Bonder) versehen. Das. Bad ist auf über 95° C erhitzt.und enthält,; .: . . -^:.-.-..--.·.

Phosphorsäure 32,44 g/l

;· Zinkoxyd 16,75 g/l

Salpetersäure 32,08 g/l

Nickelkarbonat 0,045 g/l

Aus diesem phosphatisierten Rondell wird sodann gemäß F i g. 5 und 6 ein Napf hergestellt. Dieser Napf wird nach Glühen bei einer Temperatur von etwa 700° C während einer Zeitdauer von etwa 3 Stunden galvanisch mit einem Kadmiumüberzug unter den im Beispiel 1 gegebenen Bedingungen versehen.

Nach Kaltfließpressen dieses Napfes gemäß F i g. 7 bis 10 wird ein von einem Boden abgeschlossenes Rohr erhalten, daß die gleichen Werte aufweist wie das Rohr nach Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Präzisionsstahlrohren für hydraulische und/oder pneumatische Zwecke mit einer Oberflächenschutzschicht hoher Festigkeit und Glätte durch Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet, daß der zu verformende, innen hohle Rohling zunächst in an sich bekannter Weise elektrolytisch, chemisch oder durch Tauchen in ein Schmelzbad mit einer Oberflächenschicht aus einem im wesentlichen korrosionsbeständigen, ziehfähigen, elektrisch leitenden Stoff versehen

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und dann durch Fließpressen in einem ersten Arbeitsschritt unter gleichzeitiger Einwirkung des Werkzeuges auf Innen- und Außenfläche auf ein grobes Endmaß kaltverformt und in einem unmittelbar folgenden Arbeitsschritt, gegebenenfalls in zwei Teilschritten, mit dem gleichen Werkzeug auf das Endmaß nachgeglättet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufzubringende Stoff ein Metall mit einem spezifischen Gewicht von mindestens 7,1 g/cm³ ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Stoff Kupfer und/oder Kadmium ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht in einer Stärke von 10 bis 60 μ erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Oberflächenschicht versehene Rohling vor dem Pressen mit einem Schmiermittel, wie heißem Rapsöl, versehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohling ein Napf verwendet wird, der aus einem nach einer Wärmebehandlung mit der Oberflächenschicht versehenen und dann einem Kaltspritzverfahren unterworfenen Rundstahl hergestellt ist und der solchermaßen hergestellte Napf vor dem Fließpressen einer weiteren Wärmebehandlung unterworfen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßmatrize (4, 18) einen oberen zylindrischen Hohlraum aufweist, an den sich nach unten bis zum engsten Querschnitt (9, 19) ein etwa kegelförmiger Raum anschließt, und in der Mitte der derart gebildeten Fließöffnung der Preßmatrize (4, 18) ein axial verschiebbarer Dorn (2, 21) vorgesehen ist, der an seinem Umfang eine umlaufende, mit der engsten Stelle der Matrize einen den geringsten Durchtrittsquerschnitt des Preßwerkzeuges darstellenden Ringspalt bildende Kante (6) aufweist.

8. Arbeitsverfahren mittels einer Vorrichtung nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Oberflächenschicht versehene Rohling (1, 17) mit seinem offenen Ende voran mittels eines Stempels (3, 22) bis zum Anschlag durch den aus Dorn (2, 21) und Matrize (4, 18) gebildeten Ringspalt bei gegebenenfalls nachgebendem Dorn (21) gepreßt wird, sodann der Dorn (2, 21) mit dem aufsitzenden Rohr (7, 23) nach oben bewegt wird, das Rohr (7, 23) daraufhin mittels eines Greif Werkzeuges (10, 25) von außen gefaßt und gehalten wird und daran anschließend der Dorn (2, 21) nach unten aus dem Rohr (7, 23) herausbewegt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Form wirksame Teil der Preßmatrize Kerben aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die wirksame Umfangskante kleinsten Durchmessers umfassende Teil der Preßmatrize (29) als auswechselbarer Einsatz (28) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (28) Kerben (30) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kante {6} umfassende Teil des Domes (2) auswechselbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (20) des Domes (21) auswechselbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen