DE1817064A1 - Vermittels kontinuierlichem Schweissvorgang durchgefuehrtes Verfahren zum Herstellen metallischer Gegenstaende - Google Patents

Description

assessor em Berlin 33, 19. Dezember 1968

MANFREDMiEHB 1817Q64

lChk

Diplom-Chemiker TeUframmis PATOCHEM BERLIN

113!SIIBISHI JUKOSIO KiOTSHIKI KAISHA, 10 Marunouchi,

ku, Tokio, Japan

Yermittels kontinuierlichem SchweißVorgang durehfeführtea Y@r£ahr@n zum Herstelleu metallischer Gegenstände

Erfindung betrifft ei» v*a?ßiittale kontinuierlichem

zum Η·Γβΐ·11·η

Ssgtastäncie» «oäuroJi tait Genauigkeit ana der Schiaels© &egfn«ti»d«_} wi« Getafiebeteil·» aomi· Segen-, stäatä* reoiat Tt?wiok«lter QueraciLBitteiöarm, ub<3 zwar usabhäagig tos «3©res Größe, hergestellt werden könne».

Bei dem He&stelles yob 2,B. langen Gegenständen mit ein und demselben Querschnitt, nie Stangen oder lote» oder dgl.

allgemein dergestalt Terfahren, daß das getoc einen Schmelztiegel aus in eine £orm in der das geschmolzen« Metall erstarrt, und wi^ä. @ia kontinuierliohee H®s»ausBiehen rernittels des

Poetinuierliohes SießTorfahrea« durohgeführt, «s? *φϊ·ϊ$55 !«tallelelctrodee iss eine MetalUeriR unter sadanis Irsterren des Metalles Ib einen

angewandt, uad awar Ähnlich nie !ei einem

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BAD

ElektroechlackeerachmAsen in einer Metallform und sodann erfolgt ein kontinuierliche« Herausziehen vermittele dee sogenannten Verfahrene zu© formen aus der Schmelze·

Bezüglich de« traten Btiapielee jedoch iat das Aufrechterhalten der geeigneten Temperatur de« erschmolzenen Metalls nicht immer ausreichend, und insbesondere bei fortsetzen der Zuführung an geschmolzenem Metall wird dessen Zuführungadruok gewöhnlich verringert, und es ergibt sich die Möglichkeit einer Xamp«vaturv«rr.iDg0Vung,9;o daß aue Graphit gefer-Ä tigte formen mit guter Wärmekapazität gewöhnlich angewandt werden und aufgrund dessen ergibt sioh leicht eine Beschädigung and Abnutzung der fo^is«

Bezüglich des zu erschmelzenden Metalle« ist es weiterhin möglich, lohre oder geformte gegenstand· mit recht verwickeltem Querschnitt durch Anwenden von Metallen mit guten Gießeigenschaften und Ilchteisenmetallen oder Gußeisen herzustellen, jedoch haben sich nicht vemeidbare Nachteile bezüglich dee Gießens von Stählen mit arteigen schlechten Eigenschaften ergeben,so daß dieselben lediglich in sehr einfache ßegenst&ndeodtr Gegenstände mit einheitlichem Querschnitt vorformt werden können.

des zweiten Beispiels, d.h. unter Arbeiten des

und kontinuierlich ausgeführten Terfahrene zum formen aus der Schmelze, bei dem Ifetallekektroden in einer M#t»ll£orm geschmolzen werden, handelt es sich weiterhin aufgrund des Torilegenβ ausreichender Wärmemengen bezüglich

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de? Metallform um eiae mit Wasser gekühlte Form in dee meisten Fällen, «so daß es möglieh ist aui der Schmelze lediglich Stangen ode? rechtwinklig geformte Gegenstände erhebliche? Größen mit sehr einfachem ode? einheitlichem Querschnitt herzustellen, während ee praktisch unmöglich ist_p Gegenstände klein®? Größen und verwickeltes Querschnitts zu erhalt«βο

De? Erfindung liegt somit d&e Aufgabe zugrunde, ein Te?£ah?en zum genauen formen aue de? Schmelze ante? Herstellen verechieden@? Gegenstand® zu. «oheffen, die unabhängig τοη deren

größen recht Te?wickelten Que?eohnitt aufweisen.

Das e?findungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet» daß Metallelektrode in eine Metall£o?m eingeführt ne?den,die im Querschnitt di« gleiche Form wie das aus de? Schmelze zu formende Produkt aufweist, wobei die Metallelektroden In einem Elektronchlaokebad erschmolzen «erden, man das so erhaltene geschmolzene Metall in de? Metallforsi erstarren läßt, und das so erstarrte Metall kontinuierlich, herausgezogeo wird, wobei eine große Anzahl entweder drshtförmige? oder plattenförmiger Metallelektrode!!! ale solche oder in Kombination in (| Anwendung kommea und so angeordnet eied, daß sie im Queapschnitt de? Form des hersuetellenäen Produkt*« entsprcohes*

Aufgrund der angegebenes Anordnung einer großes Anzahl as drahtföriaigen oder plattenförmigen Metfilielektroden als solche oder in einer geeignetes Kombination miteinander werden Sie Metallelektrode^ io eise Metallform eiQg*führt, ü±m is Quersohsitt die gleiche ?o?s «ie das aus der Sehmeise hersu-

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«■bellende Produkt aufweist, und das geschmolzene Metall in der Metallform ifird bei einer einheitliehen (Temperatur gehalten uod die Yerteiluog de« geschmolzenen Metalls wird ebenfalls einheitlich, so daß es möglich wird, beliebige Gegenstände in genauer Weise aus dieser Schmelze zu formen, und zwar unabhängig yon deren Größe und ob die fließfähigkeit ma α die Gießeigenschäften des geschmolzenen Metalles ausreichend sind, und ob der herzustellende Gegenstand recht rerwickelten Querschnitt aufweist.

Per Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Figuren 1 bis 4 Ansichten im senkrechten Schnitt einer Torrichtung zum Ausführen verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsformen ,

Figuren 5 bis 10 Draufsichten, die relative Lagen dir aus der Schmelze geformten Produkte uod Metallelektroden wiedergeben, die so angeordnet sind, daß sie deo Querschnittafortaen der Produkte entsprechen, wie sie unter Anwenden der Torrichtung nach den Figuren 1 bis 4 erhalten worden sind.

In der Fig. 1 wird durch das Bezugszeichen 1 eio hohler, röhrenförmiger Gegenstand wiedergegeben, der nach unten herausgezogen wird, das Bezugsseichen 2 gibt eine Anzahl an drahtförmigen Metallelektrode*! wieder, die aufgehängt sind und too oben aus, siehe deo Pfeil, nach unten geführt werdta,

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daa Bezugazeichen 4 gibt «in· mit WaasergekUhlte Metallform wieder,in di· KUhlwaaaer,siehe die Pftil«, eingeführt und entfernt werden kann. Die figur 5 zeigt die relative lage dea bohlen röhrenförmigen Gegenstandea 1 und der Metallekektrode 2. Ea handelt aioh hier um eine große Anzahl an Metallelektroden 2, die parallel zueinander in der Metallform 4 aufgehängt und ao angeordnet aind, daß aie im Queraohnitt der form dea hohlen röhrenfureigen Gegenstandes 1 entaprechen» siehe die fig. 5.

Daa Teil a der Hetallforn 4 dient al· ein Torratebehälter für ein geschmolzenes Schlaokebad 5 und verbreitert sich τοη unten nach oben.

Des Ttil b der Metaliform 4 enthält eine geschmolzene Metall* maaae 6, no eich daa geachmolzene Metall zu yerfeatigen beginnt und beateht aua einem Zylinder,der aber «eine oberen und unteren Seile den gleiohen Durchmesser aufneiat.

Dae Seil ο der Metallform 4 Terbreitert aioh in Sichtung nach unten, ao daß der hohle röhrenförmige Gegenstand aelbat wenn ein Zusammenziehen desselben aufgrund eines Abkühlen· und Srstarrens erfolgt und ebenfalls gegen weitere Beibungskräfte leicht herausgaaogan werden kanu.

Das Sezugssaiohen 7 gibt einen SohlaokenUberzuf wieder»der auf der Oberfläche des röhrenförmigen Gegenstandes 1 nach demSrstarren Torliegt.

Bei der oben angegebenen Anordnung wird bei dem Herstellen

des röhrenförmigen Gegenstandes 1 aus der Schmelze ein Ao-

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fangaatück (nicht gezeigt) mit praktisch der gleichen Queraohnittaform entsprechend dem röhrenförmigen Gegenstand 1 in daa Teil b der Metallform 4 eingesetzt, eine große Menge an Flußmittel auf die obere Oberfläche dieses AusgangsstUcks aufgebracht und aodann die Metallelektroden unter Strom gesetzt werden,ao daß unter Lichtbogenbildung der Metallelektroden 2 ein Schmelzen des Flußmittels unter Auebilden eines geschmolzenen Schlackebades 5 in dem Teil a der Metaliform erfolgt.

™ Das Ausgangsstiick steht mit einer geeigneten Abaenkvorrichtung oder Antriebewalzen in Verbindung,so daß «in Absenken zusammen mit dem erstarrten röhrenförmigen Gegenstand 1 erfolgen kann.

Vaoh Ausbilden des geschmolzenen Schlackebade« 5 wird eine Anzahl Metallelektroden 2 in dasselbe eingeführt, ao daß die durch Erschmelzen der Metallelektroden 2 auegebildeten Metalltropfen nach unten in das geschmolzene Schlaokebad 5 fallen können, bis eich dieselben in der geschmolzenen Metallmasse φ 6 ansammeln.

In diesem Pail kann da« Seil a der Me ta Hf or si 4 eylinderförmig ausgeführt aein Termittels Verlängern des zylinderförmigen Teils b, jedoch ist ea beTorzugt, eine eich oben verbreiternde Oeffoung Torzusehen, nie in der Zeichnung wiedergegeben, üb ao eine größere Wärmemenge in den geachmolzenen Schlaokenbad 5 fur eine bessere Terarbeitbarkeit vorliegen zu haben.

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Wenn auch, die Oberfläche dee geschmolzenen Metalles in der Metallmasse 6 größer ale der Querschnitt des röhrenförmigen Gegenstandes 1 bedingt durch die Wärmeauedehnung desselben- aod der Größe des Schlackeüberzuges 7 let, kann doch das geschmolzene Metall in dem,Teil b der Metallform 4 abgekühlt und zum Erstarr eis gebracht werden, und zwar praktisch mit der gleichen Querschnittagröße, wie derjenigen des röhrenförmigen Gegenstandes 1.

In diesem Falle ergibt sich aufgrund der zylinder;© rmigen Ausführung des Teile b keinerlei Schwierigkeit bei dem Erstarren selbst dann, wenn die Stelle des Erstarrenß geringfügig nach oben und unten verändert wird.

Gleichzeitig dient der Sohleckenüberzug 7 ale ein Schmiermittel in dem Pail des Herausziehena des erstarrten Metalls, da der Schlackenüberzug 7 in dem Teil b gebildet wird und das geschmolzene Metall während des Erstarrens desselben noch eine sehr hohe Temperatur aufrechterhält und sich noch im fließfähigen Zustand befindet.

Der in dieser Weise erstarrte röhrenförmige Gegenstand 1 wird aus der Metallform 4 vermittele einer Absenkvorrichtung oder Walze (in der Zeichnung nicht gezeigt) herausgezogen.

Da das Teil c sich nach unten hin öffnet, kann gleichzeitig das Herausziehen des röhrenförmigen Gegenstandes 1 leicht gestaltet werden. Weiterhin kann bei dem Heraueziehen ein Erhitzen vermittels des Erhitzers 8 in .form eines elektrischen Erhitzers oder einee Gasbrenners und ein Abkühlen

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vermittele eines Kühlere 9» der Wasser aufsprüht oder mit einem luftstrom arbeitet« ausgeführt «erden.

HIe obigen beschriebenen AusfUhrungsformen beziehen «ich auf die Anordnung einer Anzahl drahtföraigtr Metalitltktroden 2 in einer Weise, die der Querschnittefora des röhrenförmigen Gegenstandes 1 entspricht, siehe die Jig. 5» wodurch das Herstellen des hohlen röhrenförmigen Gegenstandes aus der Schmelze ermöglicht wird.

Wenn andererseits der aus der Schmelze verformte Gegenstand aus einem kreisbogenförmigen Seil" und eine» geradlinigen Heil im Querschnitt besteht, siehe die flg. 6, wird eine große Anzahl an drahtförmigen Metallelektroden 2 so engeordnet,daß dieselben den angegebenen kreisförmigem feil entsprechen und wei terhin wird eine große Anzahl plattenförmiger Metallelektroden 3 so angeordnet, daß dieselben dem angegebenen geradlinigen Teil entsprechen.

Im folgenden werden die Zahlenwerte wiedergegeben, die für das Herstellen kreisförmiger Bohre mit einem Inaeodurchmesser Ton 150 mm und einer Wanddicke von 40 mm erforderlich sind.

(1) Ss werden 18 Elektroden aus 25 Cr-20 Ii rostfreiem Stahl hohen Kohlenstoffgehaltβa mit einem Durchmesser vos 3»2 »» in Abständen von 30 mm länge der Querschnittsfor» des herzustellenden kreisförmigen JRohrs angeordnet. Sodann wird ein elektrischer Strom mit 2200 A and 50 T der Elektroden zugeführt, so daß der Schweißvorgang mit einer Geschwindigkeit von 13 um/ein, ausgeführt werdta kann. _g _

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(2) Β» w©a?d®a 8 Elektrodoo saß 25 0x-2Q Hi s-ostfreiea Stahl holloa Kohlaoatoffgehaltea nit-einer Sick® voa 6 κ» ucd einer Breit® yob 45. mm im gleich®» Abatäadea längs de? Qu«r-

d«® herzuatellenäeo 2Ereie£8?nigea Bohrs SodaiSB ^ira ©la «!©,ktriaohey Stroa isit ISOO A

t-odTifi iagöf ilfli-'t_; ίο äaß de? SciiK«! β Vorgang mit φΙώ®^ deis®^lKcligk©i1; τοώ 13 sis/ffiis, aasg©flib.Yis

d«s «^fisduB^sgemäpen Terfahpese ist «a aöglioii

ale

20 Ii T<Qmt£%Q±®m Stisial Moll®a Sohlenatoffgehaltea um.

Metall nit

rostfreie .Stahl i@t ¥©^aitt©ls dee

- ode? Zeatrifiagalei«ßT«rfatoeuä angewandt worden» jedoch ^u?de d«a«@a Aiwaaduag vermilfeele des

erachtet.

Di® /y@rini-tteis d»ss @3?fiaduäs§sg«aäß©ü Yerfahroos ge^onaeaeo Prod ölet« «®iS9ß is dem Jail kreiaförmiger Bohre Bit ss.B.

^ IiiiiigradtnroiiEs^aa©^ und 10 bes Waeddicske eine S«sauifkeit + 0,5 μ

ist■■■' ttßaöglioli', eä^Ta^tig« Produkt© ^e^aittela des

X» folgendes w©säm oiaigt waitos?® AumtWaxiw gafornea er-

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Die Beaugeseichen der fig. 1 entsprechen genau denjenigen it) den fig. 2 bis 4.

Die AusfUhrungefor» der Vorrichtung sech der Fig. 2 wird für das Herstellen einen rechtwinligen Gegenstandes 1 kleider Dicke im Querschnitt» siehe die fig. 7 anstelle dea in dea fig« 5 and 6 gezeigte» röhrenförmigen Gegen· t and es angewandt.

Ia dieceü falle werden die Metallelektroden so angeordnet, daß sie der Quersehnittsform des rechtwinkligen Gegenstände« entsprechen snsd die Metallelektroden 3 au« Platten größerer Dicke als «ie eier rechtwinklig« Gegenstand 1 auf «eist, werden» siehe di© fig. 7p so angewandt, daß das Seil a der

4 ßt«rk gentigt ist ußd eine ©stsprtchende Oeffauf-»©ist _s. wie «a in der Zeiohauag wiedergegeben ist. Somit fallen die Tropfen dee ύοώ den Metallelektroden 3 versittels Sch»elxen abgeaohuolaeBes Metalls aioht nur in dem ge«ohüols(»Btn SoiilaokesbacS 5 nondtrs) läsge ebtnfaHs äer «stark g®n$igt&g} SeiteBwäisde d®a Teile a der Hetallform 4 nach biss sie 80&ließl±e& in die geechsolseo« Metillmae*©

Sie in der fig» 3 gezeigt· Auaführuagsforai der Vorrichtung nirä für eis* Herst^lles eisiee platteaföraiige» Gegenstandes 1, sieh* die fig. 8_f oder Gegeetasdes ait H-form, siehe die 9

I» dies«a falle werde» ebesfalls» siehe ciia flg. 7, Metall« elektroden 3 άΧ% Plattenforsa größerer Dioke als derjenigen

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dee fertigen Gegenstandes angewandt UQd weiterMo sind in diesem Falle Druckwalzen 10 aste? der Metallform 4, siehe die Fig. 3 vorgesehen, so daß die Dicke dee plattenförmigen Gegenstandes 1 oder des Gegenstandes 1 mit H-Porm unmittelbar nach dem i£rstarren des Metalls kleiner gemacht werden kann, wodurch, die mechanischen Eigenschaften des eo aus der Schmelze geformten Gegenstandes verbessert werden.

Die Aüsfiihrungsform der Vorrichtung nach der fig. 4 wird für das Herstellec eines Zahnrades 1 mit der in der Fig. 10 gezeigten Querschnittsform angewandt.

In diesem Falle wird eine Ports 4 mit Zahnform angewandt« »o daß ein Gegenstand ausgebildet wird, der angenähert die endgültige Größe besitzt, der sodaan nach dem Erstarren des Metalles herausgezogen und abschließend auf die vorherbestimmte endgültige Größe vermittels Hindurchziehen durch einen Zeihetein 11 gebracht wird.

Wie anhand der obigen AusfUhrungsformen des Erflndungsgegen-Standes dargelegt, werden Metallelektroden in eine Metallform eingeführt, die die gleiche QuerschtaittsfortQ des herzustellenden Gegenstandes aufweist und die Metallelektroden werde» in einem Blektroschlackobad geschmolzen, das so erhaltene geschmolzene Metall läßt ©an eich in der Metallform erstarren, und das in dieser Weise erstarrte VetaH wird sodann kontinuierlich herausgezogen, wobei «ine große Anzahl entweder drahtformiger oder plattenförmiger Metallelektrode als solche

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oder is Kombination ale die Metallelektroden βο angeordnet

der werden» daß dieee/Querschnittsform des herzustellenden Ge-

genetandea.

Aufgrund der hier beeehrlebenen erfindungegemäßen Anordnung wird die Temperatur dee gesohmolseaen Metall«» einheitlich gestaltet, und die Verteilung de« geschmolzenen Metalles wird ebenfalle einheitlich dergestalt» daß e« möglich wird beliebige Gegenstände in genauer Weise Über den Schmelz-Vorgang unabhängig von deren Grüße» der fließfähigkeit oder der Gießeigenschaften dea geschmolzenen Metalles und unabhängig davon» ob die Querechnitteform des herzustellenden Gegenstandes ziemlich verwickelt iet» herzustellen.

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Claims (1)

1. " ■ - 13■ -

   P s t β a 1» si s t* p· *· U, q to. *

   Ii· Vermittels kontiauierliohesB Sckw©ißVorgang durchge führtes Terfalaraa zum Herstellen met alii« aber dadurch g β k © a a ζ β i ο h a β t , daß Metallelektrode Iq ©la* Metallfosta ©irsgsfUJart werden, die im Querechaltt dia ^l@ioi>® foras ϊϊΙθ da» au» der ßciiraelaea au Produkt aufweist, wobei di« Metallelektrode io

   ©ar®ßBmol«®is werdee, aaa da« so Metall ia der Metellform erstarren läßt j HQd des no ersstsäx^t© Metall koatiöulerlicii herauegt-,KOgeis ni^d^ wob®! ®in® g^oße ijsaaiil ®atw@d»? drahtfurmiger oder plstttBf^ialg®^ 2S©t®il®lektrüö©a als aoloii· oder in

   tm Anm®üu®% kommen uad eoaage@rdQdt sind« daß im Quensehnitt i^^ form das hersastelleaddn Produktes ■

   2· T@rfsto@n sieh Aü@ps>&oii 1» dadaroh gek«sSK de^ k«^§iä®t«I2»23de Gegen®taad ®±a Bolur oder @iss@m ^iftellsst^a iHid/oder geradliniges Teil in

   lsi ©iösr Metsllfoapta eo

   si® <ät® gsk^äifflstoB Seil

   ftil 9Qtsp5?®©Mea» wo dar ο Ji fise

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   /0 8 07 .. bad original

   3· Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gikesozeich-D · t » daß der herauiitellende Gegeüstaad im Querachaitt •im©Ε Zahnrad «ntepriciitt and eine großt AQsahl an Metallelektffodiea in «ititr Metallform so ang90?dnat wird, daß dieselben der Queraohoitteform des iierzuetellenden Gegenstände« entsprechen·

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   Lierse ite-