DE2314415C3 - Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform - Google Patents
Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in DrahtformInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform, bestehend aus einer wäßrigen, öligen Dispersion,
die durch luftloses Versprühen gegebenenfalls in Nebelform auf das angewärmte Werkstück und das
Werkzeug aufgesprüht wird.
Die bekannten Schmiedeverfahren lassen sich in drei
Gruppen einteilen, nämlich in Kaltschmiedeverfahren, Halbwarmschmiedeverfahren und Warmschmiedeverfahren. In allen drei Verfahrenskategorien werden
eigene Schmiermittel und eigene Schmiermethoden angewendet, die im allgemeinen aus den weiter unten
angegebenen Gründen nicht gegeneinander austauschbar sind.
Beim Warmschmieden, das (für Stahl) bei Temperaturen oberhalb 800° C durchgeführt wird, braucht auf das
zu schmiedende Material wegen der hohen Temperatur, die es besitzt, kein Schmiermittel aufgebracht zu
werden. Dagegen cnuß auf das Werkzeug ein Schmiermittel aufgebracht werden, um dis-.es zu kühlen. Zu
diesem Zweck werden die beim Warmschmieden verwendeten Schmiermittel in der Re*pl mit Wasser in
einem Verhältnis von 1 :30 verdünnt
Dagegen ist beim Kaltschmieden, das bei Temperaturen unterhalb 450°C (für Stahl) durchgeführt wird, die
Verwendung eines Schmiermittels für die Werkzeuge nicht erforderlich, wohl aber muß auf das zu
schmiedende Werkstück ein Schmiermittel aufgebracht werden. Im allgemeinen wird dafür Zinkphosphorsäure
verwendet
Beim Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform, das in der Regel bei Temperaturen zwischen
450 und 8000C durchgeführt wird, muß ein Schmiermittel verwendet werden, das nicht nur auf das Werkzeug,
sondern auch auf das zu schmiedende Werkstück aufgebracht wird. Durch das verwendete Schmiermittel
wird das Werkstück gekühlt, ohne daß dadurch die Temperatur des zu schmiedenden Werkstückes übermäßig stark herabgesetzt wird. Da die Temperatur beim
Halbwarmschmieden niedriger ist als beim Warmschmieden, ist eine Abkühlung des Werkzeugs in dem
Ausmaße wie beim Warmschmieden nicht erforderlich. Es genügt daher, wenn der Anteil des dem öligen
Schmiermittel beigemischten Wassers das 5- bis 20fache der Schmiermittelmenge beträgt, um eine ausreichende
Kühlung des Werkzeugs zu erzielen. Da jedoch wegen der niedrigeren Temperatur das Werkstück bedeutend
schwieriger zu schmieden ist als nach dem Warmschmiedeverfahren, muß ein Schmiermittel auch auf das
Werkstück aufgebracht werden. Wenn nun der Anteil des Wassers des beim Halbwarmschmieden verwendeten Schmiermittels zu hoch ist, wird die Temperatur des
zu schmiedenden Werkstückes zu niedrig, so daß die Bearbeitung noch schwieriger wird und die Schmierwirkung unzureichend ist, während dann, wenn der
Wasseranteil zu gering ist, eine Rauchbildung auftritt,
die ebenfalls die Bearbeitung erschwert und die Gefahr einer Entzündung oder Verbrennung mit sich bringt
Aus den nachstehend angegebenen Gründen ist es daher nicht möglich, die beim Warmschmieden oder
Kaltschmieden verwendeten Schmiermittel auch beim Halbwarmschmieden einzusetzen.
Wird ein Werkstück bei einer Temperatur unterhalb 300°C geschmiedet, dann können ölige Materialien, z. B.
öle. Fette oder Schmierfette, als Schmiermittel
verwendet werden. Diese Materialien lassen sich nach Beendigung des Schmiedens leicht von dem Werkstück
entfernen. Wird jedoch das Schmieden bei einer Temperatur oberhalb 300° C, insbesondere bei einer
Temperatur von mehr als 450° C, durchgeführt, dann geht bei dieser hohen Temperatur das Schmiervermögen des öligen Schmiermittels praktisch verloren. In
solchen Fällen wird dann häufig Graphit oder Molybdändisulfid als Schmiermittel verwendet Dabei
wird die Oberfläche des Werkstückes mit einem Graphit- oder Molybdändisulfid-Film überzogen, der
sich jedoch nach dem Schmieden nur schwer wieder entfernen läßt Um einen solchen Überzug oder Zunder
von der Oberfläche des Werkstückes zu entfernen, muß eine sehr starke Säure verwendet werden, welche die
Oberfläche des Werkstückes nach der Entzunderung vergröbert, worunter dje präzise Dimensionierung des
Werkstückes leidet Außerdem sind diese Maßnahmen außerordentlich zeitraubend, und bei Verwendung von
Graphit oder Molybdändisulfid wird dieses während des Schmiedens häufig in die Schmiedeform eingebrannt, so
daß diese Form frühzeitig ersetzt werden muß.
In der Zeitschrift »Draht-Welt Düsseldorf«, 57,1971,
Nr. 11, Seiten 546 bis 547, ist beispielsweise ein Schmiermittel beschrieben, das neben 01, Mineralölen
oder Harzen als Zusatz kolloidales Graphit enthält Aus der Zeitschrift »Werkstattstechnik und Maschinenbau«,
Heft 4/1956, Seiten 196 bis 199, ist ein Schmiermittel bekannt, das unter Verwendung einer Luftsprühpistole
aufgebracht wird. In der US-Patentscju ift 28 21 016 ist
ein Schmiermittel beschrieben, das kolloidale Graphitteilchen enthält Dieses Schmiermittel wird mittels einer
Ölpumpe unter einem Druck von 5,6 kg/cm2 dem Werkstück zugeführt In der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, 93. Jahrgang, Nr. 84 vom 8.10.1971, Seite 2089,
ist eine Schmiermittelsuspension beschrieben, die aus einem anorganischen Pulver (Molybdändisulfid) besteht,
das in Wasser in einem Verhältnis von 1 :10 bis 1 :25
dispergiert ist Dieses Schmiermittel wird zur Kühlung auf das Werkzeug aufgesprüht, ohne daß dabei eine
Vernebelung auftritt In der Nr. 30 der gleichen Zeitschrift ist auf Seite 2312 zwar von der Verwendung
eines wasserlöslichen Syntheseöls beim Warmschmieden die Rede, dieses Syntheseö! dient jedoch nur als
Träger für das eigentliche Schmiermittel, das anorganische Pulver, das diesem zugesetzt wird. In der
Literaturstelle »Werkstatt und Betrieb«, 104 (1971), 10,
Seite 753, ist in dem Abschnitt »Schmieden bei mittleren Temperaturen«, worunter Temperaturen zwischen 425
und 650° C zu versehen sind, angegeben, daß beim Halbwarmschmieden Seifen und andere anorganische
Schmierstoffe, wie sie beim Kaltschmieden verwendet werden können, versagen und nur noch anorganische
Stoffe in Pulverform, die in Form einer Suspension aufgebracht werden, als Schmiermittel verwendet
werden können (z. B. Graphit, Molybdändisulfid, Wolframsulfid u. dgl.). In der US-Patentschrift 36 05 473 ist
zwar von der Verwendung von Schmiermitteln die
Rede, die von Feststorfanteilen frei sind, diese werden jedoch zum Walzen und nicht zum Halbwarmschmieden
verwendet, und außerdem ist die darin enthaltene Ölkonzentration wesentlich geringer (um den Faktor
102 bis 103) als im Falle der vorliegenden Erfindung. In dieser Patentschrift wird ferner darauf hingewiesen, daß
schon bei diesen geringen ölkonzentrationen eine zu
starke Schmierwirkung erzielt wird, d, h, es wird von der Anwendung höherer ölanteile in dem Schmiermittel
abgeraten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Schmiermittel anzugeben, das für das Halbwarmschmieden,
insbesondere von Stahl in Drahtform, verwendet werden kann und bei dem die vorstehend geschilderten
Probleme nicht auftreten, d. h. bei dem keine Rauchbildung und keine Bildung von giftigen und feuergefährlichen
Gasen auftritt und sich das Werkstück nach dem Halbwarmschmieden sehr leicht reinigen läßt, ohne daß
dabei der Oberflächenzustand des Werkstücks beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schmiermittel keine festen Schmiermittelanteile
aufweist
Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahmen
besteht darin, daß es möglich ist, Werkstücke einwandfrei
halbwarm zu schmieden, ohne daß eine langwierige Nachbehandlung zur Reinigung der geschmiedeten
Werkstücke erforderlich ist Bei Verwendung dieses Schmiermittels tritt beim Halbwarmschmieden keine
unerwünschte Rauch- und Gasbildung auf, das Schmiermittel läßt sich leicht und gleichmäßig auf das zu
schmiedende Werkstück und auf das Werkzeug aufbringen und leicht wieder davon entfernen und
zurückgewinnen. Durch den gleichmäßigen Auftrag des erfindungsgemäßen Schmiermittels, der durch luftloses
Aufsprühen des Schmiermittels begünstigt wird, ist die Erzielung eines gleichmäßigen Schmiermittelfilms auf
dem Werkstück und dem Werkzeug möglich, der ein Festfressen zwischen Werkzeug und Werkstück oder
eine Rißbildung zuverlässig verhindert So sind die beim Halbwarmstauchen angewendeten Preßdruckc bei
Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels um etwa 5 Tonnen niedriger als bei Verwendung
bekannter Schmiermittel, die dispergierten Graphit enthalten.
Außerdem werden Vorteile beim Rückwärtsfließpressen erzielt, weil die Oberflächenrauhigkeit bei etwa
gleichem Preßdruck bedeutend geringer ist Durch das luftlose Aufsprühen des erfindungsgemäßen Schmiermittels
ist es außerdem möglich, die Bearbeitung des Werkstücks bei wesentlich höheren Temperaturen
durchzuführen, ohne daß übermäßig hohe Preßdrucke auftreten, d.h. ohne daß das Schmiervermögen des
erfindungsgemäßen Schmiermittels dadurch beeinträchtigt wird (vgl in diesem Zusammenhang die
Literaturstelle »Draht-Fachzeitschrift«, 12/1974, Seiten 694-697).
Das erfindungsgemäße Schmiermittel besteht zweckmäßig aus Ölen, Fetten, Mineralölen und/oder Polyäthylenglykol,
die vorzugsweise mehr als 30% des Schmiermittels ausmachen. Es kann zweckmäßig mehr
als 50% Polyäthylenglykol und außerdem noch andere organische und anorganische Zusätze, wie Phosphate,
Polyacrylsäure, Kaliumhydroxid u. dgl. enthalten.
Als ölige Bestandteile kommen für das erfindungsgemäße Schmiermittel in erster Linie solche in Betracht,
die normalerweise beim Halbwarmschmieden verwendet werden, z. B. öle, Fette, Mineralöle und wasserlösliche
harzartige synthetische Schmierstoffe, die einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Außer
diesen Hauptkomponenten, die vorzugsweise mehr air 30% des erfindungsgemäßen Schmiermittels ausmachen,
kann das Schmiermittel noch die vorstehend genannten Zusätze sowie Zusätze zur Regulierung
seiner Viskosität enthalten. Nachfolgend sind zwei Beispiele für eine praktisch verwendbare Zusammensetzung
des erfindungsgemäßen Schmiermittels angegeben:
a) Schmiermittel auf Basis von ölen. Fetten und
Mineralölen:
■5 | Sulfide von ölen und Fetten | 30% |
Öle und Fette | 10% | |
Asphalt | 8% | |
Anionenaktivator | 12% | |
Kationenaktivator | 5% | |
2O | Rostschutzmittel | 10% |
Mineralöle | 30% | |
Rest | 5% | |
b) Schmiermittel auf Basis von ' | ivasserlö! | |
25 | synthetischen Verbindungen: | |
Polyäthylenglykol | 70% | |
Phosphat | 5% | |
Polyacrylsäure | 5% | |
Kaliumhydroxid | 0,5% | |
Rest | 19,5% |
Die erfindungsgemäßen Schmiermittel, welche beispielsweise die vorstehend angegebene Zusammensetzung
haben können, werden mit Wasser, vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 :5 bis 1 :20, gemischt oder
darin gelöst und unter den oben angegebenen Bedingungen auf die Oberfläche des Werkstückes und
des Werkzeugs luftlos aufgesprüht Ist die Schmiermittelmenge oder die Viskosität des Schmiermittels zu
gering, dann wird keine ausreichende Schmierwirkung erzielt, während bei zu hoher Viskosität das Schmiermittel
zum Festbrennen neigt, wenn es auf die Oberfläche eines Werkstückes oder eines damit in
Berührung kommenden Werkzeugs aufgebracht wird.
Die Wirkung des in dem erfindungsgemäßen Schmiermittel enthaltenen Wassers ist dabei von großer
Bedeutung. Das Wasser dient nicht nur als Verdünnungsmittel, sondern auch als Kühlmittel, welches das
Anbrennen und Ankleben des Schmiermittels an den heißen, miteinander in Berührung stehenden Oberflächen
verhindert.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel wird gegebenenfalls in Form eines Nebels, zweckmäßig unter
Verwendung einer Hochdruckdüse, unter Anwendung eines Sprühdruckes zwischen 50 und 150 kg/cm2 auf die
zu schmierenden Oberflächen luftfrei aufgesprüht. Dabei wird das Schmiermittel mittels komprimierter
Luft in einer luftfreien Pumpe indirekt komprimiert, wobei jedoch darauf geachtet wird, daß keine Luft in
dem aufgesprühten Nebel enthalten ist Das Aufsprühen kann während und/oder vor dem Halbwarmschmieden
durchgeführt werden.
Es hat sich gezeigt, daß eine zufriedeniteiiende
Schmierung beim Halbwarmschmieden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels nur dann
erzielbar ist, wenn die°es in Form eines Nebels luftfrei aufgesprüht wird.
Durch die luftlose Aufsnrühune des erfindnninicrprnä-
Ben Schmiermittels in Form eines Nebels ist eine gleichmäßige Zufuhr des Schmiermittels zu dem
Werkstück und dem Werkzeug sowie eine gleichmäßige Verteilung desselben auf den zu schmierenden Oberflächen
gewährleistet. Dabei tritt keine Phasentrennung auf, und es ist kein Einschluß von Luftblasen zu
beobachten, so daß das erfindungsgemäße Schmiermittel nach Durchführung des Halbwarmschmiedeverfahrens
ohne weiteres wieder zurückgewonnen werden kann.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel haftet fest an den Oberflächen des Werkstückes und des Werkzeuges
in Form eines dünnen Films, wodurch ein Festbrennen des Werkstückes verhindert wird und die Lebensdauer
des Werkzeugs durch die Kühlwirkung des erfindungsgemäßen wäßrigen Schmiermittels verlängert wird.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel hat gegenüber bekannten Schmiermitteln, die feste Bestandteile, wie
Graphit, rvioiybdänsuifiu oder Woiiranisuifid, enthalten,
den Vorteil, daß sein Wirkungsgrad, insbesondere im Bereich höherer Temperaturen, beispielsweise bei
Temperaturen oberhalb 3000C, außerordentlich hoch ist. So ist es beispielsweise bekannt, daß ein warmgewalzter
Draht schlecht verarbeitbar ist und daher nach dem Kaltschmiedeverfahren oder dem Halbwarmschmiedeverfahren
bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen nicht in zufriedenstellender Weise verarbeitet
werden kann, weil bei den bisher verwendeten öligen Schmiermitteln die Gefahr besteht, daß beim Schmieden
Risse auftreten. Man hat daher bisher stets einen angelassenen oder weichgemachten Draht verwendet.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels ist es nun jedoch möglich, einen warmgewalzten
Draht selbst bei Temperaturen oberhalb 4500C nach
dem Halbwarmschmiedeverfahren unter einem Druck zu verarbeiten, wie er beim Schmieden eines angelassenen
und weichgemachten Drahtes auftritt, wobei das Problem der Rißbildung überraschenderweise nicht in
Erscheinung tritt. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels kann daher ein billiger, warmgewalzter
Draht einem Halbwarmschmiedeverfahren unterworfen werden, ohne daß er vorher angelassen
und weichgemacht werden muß. Durch das erfindungsgemäße Schmiermittel wird nicht nur die Verarbeitbarkeit
eines solchen warmgewalzten Drahtes verbessert, sondern es wird auch die Funkenbildung an den
Kontaktstellen zwischen den Elektroden und dem Draht beim Aufheizen des Drahtes durch elektrische Widers
andsheizung vermieden. Diese Funkenbildung führt ni.nlich häufig zur Entstehung von unerwünschten
Obe.*flächendefekten in Form von kleinen Löchern, die
den Obcrflächenzustand der Endprodukte verschlechtern
und häufig zu einer Rißbildung während der sich daran anschließenden Verarbeitung führen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele anhand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigt
F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Halbwarmschmiedens unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels,
Fig.2 eine Seitenansicht des Halbwarmstauchabschnittes
der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig.3 eine Draufsicht auf den Halbwarmstauchteil
der F i g. 2 in einem noch größeren Maßstabe, die
F i g. 4 und 5 graphische Darstellungen der Beziehung
zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Belastung eines angelassenen und weichgemachten Stahldrahtes
bezüglich des Halbwarmschmiedens bei Verwendung bekannter Schmiermittel sowie bei Verwendung
des erfindungsgemäßen Schmiermittels,
F i g. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Druckbelastung
eines warmgewalzten Stahldrahtes und eines angelassenen und weichgemachten Stahldrahts, wobei
beide Drähte unter Verwendung eines bekannten Schmiermittels sowie unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Schmiermittels verarbeitet worden sind,
ίο F i g. 7 eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Verarbeitbarkeit ohne Rißbildung eines warmgewalzten
Stahldrahtes sowie eines angelassenen und weichgemachten Stahldrahtes, wobei beide Drähte unter
Verwendung eines bekannten Schmiermittels sowie unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schmiermittels
verarbeitet worden sind,
Fig.8 eine Seitenansicht eines Teils der in Fig. 1
dargestellten Vorrichtung, die insbesondere zur Bearbeitung des Drahtes zum Zwecke der Verhinderung
einer Funkenbildung geeignet ist, und
Fig.9 eine vergrößerte Ansicht des Teils A der
F ig. 8.
Bei der Durchführung der nachstehend geschilderten Ausführungsformen hat der Stacheldraht die nachfolgend angegebene Zusammensetzung und wird unter Anwendung eines Halbwarmstauchverfahrens zu M 10-Schrauben verarbeitet:
Bei der Durchführung der nachstehend geschilderten Ausführungsformen hat der Stacheldraht die nachfolgend angegebene Zusammensetzung und wird unter Anwendung eines Halbwarmstauchverfahrens zu M 10-Schrauben verarbeitet:
C 0,27, Si 0,27, Mn 1,51, PO1OlO, S 0,017.
Beispiel 1
(angelassener und weichgemachter Stahldraht)
(angelassener und weichgemachter Stahldraht)
Ein Stahldraht mit der oben angegebenen Zusammensetzung wird warmgewalzt und anschließend
angelassen und weichgemacht. Unter Verwendung des Drahtes als Rohmaterial werden M 10-Schrauben unter
Anwendung eines Halbwarmstauchverfahrens hergestellt.
Die Fig. 1 zeigt die zur Bearbeitung des Drahtes verwendete Vorrichtung. Der angelassene und weichgemachte
Stahldraht 1 wird auf einen Spulenhalter 2 aufgesetzt und durch eine mechanische Entzunderungsvorrichtung
3 geführt, die Umlenkwalzen 4 und Bürstenwalzen 5 aufweist, um eine Entzunderung zu
bewirken. Das an der Oberfläche des Drahtes haftende, Zunderpulver wird durch Luftdüsen 6 weggeblasen, die
sich am Ausgang der mechanischen Entzunderungsvorrichtung befinden. Diese Entzunderung dient dazu, die
Lebensdauer einer Ziehdüse 10 einer Drahtzieheinrichtung 7 zu verlängern. Der in der mechanischen
Entzunderungseinrichtung entzunderte Draht wird der Drahtzieheinrichtung 7 zugeführt and durch ein Bad aus
einem eine Funkenbildung verhindernden Schmiermittel geführt und dann durch die Ziehdüse 10 auf die
gewünschte Abmessung gebracht
Der ausgezogene Draht wird auf die Trommel 16 aufgewickelt und dann durch eine Vielzahl von
Führungswalzen 17 einer Begradigungseinrichtung 18 zugeführt, in welcher der Draht begradigt wird. Der
begradigte Stahldraht wird dann einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung 19 zugeführt Da die
Oberfläche des der elektrischen Widerstandsheizeinrichtung zugeführten Drahtes gleichmäßig mit einem
Film aus einem erfindungsgemäßen harzartigen Schmiermittel mit einem guten elektrischen Leitvermögen, der bei dem vorangegangenen Ausziehverfahren
erzeugt worden ist, überzogen ist, wird eine Funkenbildung
an den Kontaktstellen zwischen dem Draht mit den Elektroden 20 vollständig vermieden. Der in der
elektrischen Wide.-Standsheizeinrichtung erhitzte Draht wird in eine Halbwarmstaucheinrichtung 22 eingeführt,
in der eine Halbwarmstauchung durchgeführt wird.
Die Halbwarmstaucheinrichtung 22 wird in den Fig. ? 'snd 3 näher erläutert. Der Draht wird an einem
Abschniit zwischen den zwei Elektroden 20 der elektrischen Widerstandsheizvorrichtung 19 erhitzt und
mittels eines Transportwalzenpaares 21 der Halbwarmstaucheinrichtung 22 zugeführt. Das vordere Ende des
Drahtes wird zuerst gegen ein Absperrorgan 23, das die Endposition des Drahtes festlegt, geführt, worauf ein
Drahtstück mit einer vorher festgelegten Länge mittels eines Schneidwerkzeugs 24 abgeschnitten wird. Die
Stücke werden in einem vorherbestimmten Maße halbwarmgestaucht, und zwar durch ein Hauptwerkdauer
des Schneidewerkzeugs und der Stempel erheblich verlängert. Bei dem gewöhnlichen Schmieren
durch Auftropfenlassen von bekannten Schmiermitteln wird die Schnittoberfläche des Drahtstückes nicht
S geschmiert, so daß die Lebensdauer der Stempel relativ
kurz ist. Um die Hochdruckdüse 34-3 voll zur Wirkung kommen zu lassen, ist es günstig, diese Düse in einem
Abstand von 300 mm oberhalb des Schneidewerkzeugs 24 unter einem Neigungswinkel zwischen 34 und 45°
ίο anzubringen. Der Sprühdruck sollte vorzugsweise
relativ niedrig sein und zwischen 50 und 70 kg/cm2 liegen. Eine Sicherheitsabdeckung 35 dient dazu, die
Düsen gegen Verstellung zu schützen und ein Verblassen des Schmiermittelnebels zu verhindern, so
daß dessen Wirkung erhöht wird. Die auf diese Weise unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels
halbwarmgestauchten Werkstücke fallen auf eine Rutsche 36 und gelangen zu einer Schmiermittel-Rück-
7ρπσ 25, einen ersten Stemne! 26 und einen zweiten "swinnun^scinrichtun17 37, in der d?.s Schrniermitt?!
Stempel 26'.
Während dieses Halbwarmstauchverfahrens wird das erfindungsgemäße Schmiermittel auf die Oberflächen
des Drahtes, die mit den Verarbeitungswerkzeugen in Berührung kommen, luftlos aufgesprüht. Das Schmiermittel
wird von einem Bad 27 in einem Schmiermittelgefäß 28 mittels einer luftlosen Pumpe 29 in Aufwärtsrichtung
gepumpt. Nachdem es unter einen relativ hohen Druck gesetzt worden ist, wird es durch die Filter 30
geschickt, um Verunreinigungen zu entfernen, und dann durch einen Hochdruckschlauch 31 einem Verteiler 32
zügel itet. In der gezeigten Ausführungsform wird das Schmiermittel durch den Verteiler 32 in drei Teile
aufgeteilt. Ist jedoch die Staucheinrichtung größer, dann kann der Verteiler mehrere Verzweigungen besitzen.
Jeder der entstandenen Schmiermittelteilströme wird durch einen Absperrhahn, durch welchen der Druck
reguliert werden kann, geschickt und den Düsen 34-1 und 34-2 oder 34-3 zugeführt. Der Sprühdruck in den
Hochdruckdüsen 34-1 bis 34-3 wird auf einen Wert zwischen 50 und 150 kg/cm2, je nach dem Material
sowie den Abmessungen des Drahtes, eingestellt.
Die Hochdruckdüse 34-1 dient hauptsächlich zum Kühlen und Schmieren des Hauptwerkzeugs sowie zum
Wegblasen von Verunreinigungen von dem Hauptwerkzeug. Die Anordnung der Hochdruckdüse 34-1 richtet
sich hauptsächlich nach der auf das Hauptwerkzeug und den Draht aufzubringenden Schmiermittelmenge sowie
nach dem angewendeten Sprühdruck. Beispielsweise kann die Hochdruckdüse 34-1 vorzugsweise ungefähr
300 mm oberhalb des Hauptwerkzeugs 25 unter einem Neigungswinkel zwischen 35 und 45° angebracht sein.
In diesem Falle ist ein relativ hoher Sprühdruck von 100 kg/cm2 günstig. Die Hochdruckdüse 34-2 wird
gewöhnlich nicht verwendet, sie kann jedoch die Hochdruckdüse 34-1 ersetzen oder diese Düse ergänzen,
falls deren Leistung nachläßt Auch dann, wenn die Hochdruckdüse 34-1 aussetzt, wird auf diese Weise die
Produktivität der Stauchvorrichtung voll aufrechterhalten. Die Hochdruckdüse 34-3 dient dazu, das Schmiermittel
auf die Schnittoberfläche des Drahtmaterials sowie auf die Oberflächen der Stempel 26 und 26'
aufzubringen, damit das Drahtstück auf allen seinen Oberflächen geschmiert wird und außerdem Verunreinigungen
entfernt werden, die an den Oberflächen des Schneidewerkzeugs 24 und der Stempel 26 und 26'
haften.
Durch das durch die Hochdruckdüse 34-3 aufgebrachte erfindungsgemäße Schmiermittel wird die Lebensabgetrennt
wird. Da das zurückgewonnene Schmiermittel viele Verunreinigungen enthält, wird es mittels eines
Filters 38 filtriert, bevor es erneut dem Schmiermittelbad 27 zugeleitet wird.
Bei Verwendung der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung läßt sich der angelassene und weichgemachte
Stahldräht zu M 10-Schrauben halbwarmschmieden, wobei die dabei erzielten Ergebnisse in den
F i g. 4 und 5 wiedergegeben sind.
Die Fig.4 zeigt die Beziehung zwischen der Bearbeitungstemperatur und der Belastung beim Halbwarmschmieden bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels aus ölen, Fetten und Mineralölen unter Anwendung einer luftfreien Pumpe und unter Einhaltung eines Druckes von 100 kg/cm2 einerseits sowie andererseits bei Verwendung eines bekannten Schmiermittels durch Auftropfenlassen desselben. Das Arbeitsverhältnis an dem Schraubenkopfteil beträgt 75,0%. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist die Belastung bei einer Bearbeitungstemperatur unterhalb 250°C die gleiche wie bei Anwendung der bekannten Tropfmethode, jedoch nimmt sie bei einer Bearbeitungstemperatur oberhalb 300° C schnell ab, so daß ein glattes Halbwarmschmieden möglich ist, während bei der üblichen Tropfmethode die Druckbelastung zunimmt, und zwar infolge Brennens und Festklebens des bekannten Schmiermittels. Man hat bisher angenommen, daß Schmiermittel aus Ölen, Fetten und Mineralölen nur in einem Temperaturbereich bis zu 300° C verwendbar sind. Es wurde nun aber festgestellt, daß solche Schmiermittel bis zu einer Temperatur von 700 bis 800° C eingesetzt werden können.
Die Fig.4 zeigt die Beziehung zwischen der Bearbeitungstemperatur und der Belastung beim Halbwarmschmieden bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels aus ölen, Fetten und Mineralölen unter Anwendung einer luftfreien Pumpe und unter Einhaltung eines Druckes von 100 kg/cm2 einerseits sowie andererseits bei Verwendung eines bekannten Schmiermittels durch Auftropfenlassen desselben. Das Arbeitsverhältnis an dem Schraubenkopfteil beträgt 75,0%. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist die Belastung bei einer Bearbeitungstemperatur unterhalb 250°C die gleiche wie bei Anwendung der bekannten Tropfmethode, jedoch nimmt sie bei einer Bearbeitungstemperatur oberhalb 300° C schnell ab, so daß ein glattes Halbwarmschmieden möglich ist, während bei der üblichen Tropfmethode die Druckbelastung zunimmt, und zwar infolge Brennens und Festklebens des bekannten Schmiermittels. Man hat bisher angenommen, daß Schmiermittel aus Ölen, Fetten und Mineralölen nur in einem Temperaturbereich bis zu 300° C verwendbar sind. Es wurde nun aber festgestellt, daß solche Schmiermittel bis zu einer Temperatur von 700 bis 800° C eingesetzt werden können.
Die Fig.5 zeigt die Beziehung zwischen der Bearbeitungstemperatur und der Belastung beim
Halbwarmschmieden von M 10-Schrauben, wobei das Halbwarmschmieden zum einen unter Verwendung
eines erfindungsgemäßen Schmiermittels aus ölen, Fetten und Mineralölen durch Versprühen des Schmiermitteis
unter einem Sprühdruck von 100 kg/cm2 und
zum andern unter Verwendung eines bekannten Graphitschmiermittels nach der üblichen Tropfmethode
durchgeführt wurde. Wie aus der F i g. 5 hervorgeht war die Druck-Belastung niedriger als bei Anwendung der
üblichen Methode; das machte über den ganzen Bearbeitungs-Temperaturbereich 4 bis 8 Tonnen aus,
woraus hervorgeht, daß das erfindungsgemäße Schmiermittel dem bekannten Schmiermittel überlegen
ist Wird ein aus ölen, Fetten oder Mineralölen oder wasserlöslichen harzartigen Schmiermitteln bestehen-
des erfindungsgemäßes Schmiermittel verwendet, dann lassen sich die Schmiermittel sehr leicht durch Abbeizen
mit einer schwachen Säure entfernen, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß die Oberfläche der Produkte
gröber wird als sie vorher war. Das bei Anwendung des s bisher üblichen Hochtemperatur-Stauchverfahrens verwendete
Graphit oder Molybdändisulfid läßt sich dagegen nur sehr schwer entfernen.
Beispiel 2
(warmgewalzter Stahldraht)
(warmgewalzter Stahldraht)
IO
Der Stahldraht mit der oben angegebenen Zusammensetzung wird in warmgewalztem Zustand unter
Anwendung eines Halbwarmstauchverfahrens sowie unter Einsatz der durch die Fi g. 1 bis 3 wiedergegebenen
Vorrichtung zu M 10-Schrauben verarbeitet. Die F i g. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Bearbeitungstemperatur und der Druck-Belastung in zwei Fällen,
wobei es sich bei dem einen Fall um das Halbwarmschmieden des warmgewalzten Siahidrahies unier
Verwendung eines erfindungsgemäßen Schmiermittels aus ölen, Fetten und Mineralölen, das unter einem
Sprühdruck von 100 kg/cm2 aufgebracht wird, handelt, während der andere Fall das Halbwarmschmieden eines
angelassenen und erweichten Stahldrahtes unter Verwendung eines in üblicher Weise aufgetropften
bekannten Schmiermittels betrifft. Das Arbeitsverhältnis an dem Schraubenkopfabschnitt beträgt 75,0%. Wie
aus F i g. 6 hervorgeht, wird bei einer Bearbeitungstemperatur oberhalb 4000C beim Halbwarmschmieden der
warmgewalzte Stahldraht bei einer Druck-Belastung verarbeitet, die der Druck-Belastung des angelassenen
und erweichten Stahldrahtes, der unter Verwendung eines üblichen Schmiermittels verarbeitet worden ist,
entspricht oder geringer als die Belastung ist. Daraus geht hervor, daß mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel
ein glattes Halbwarmschmieden möglich ist.
Die F i g. 7 zeigt, daß bei der Durchführung des anhand der F i g. 6 beschriebenen Halbwarmschmiedeverfahrens
keine Rißbildung auftritt. Beim Halbwarmschmieden unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Schmiermittels wird in einem Bearbeitungstemperaturbereich von 300 bis 4000C die Bearbeitbarkeit infolge
der Blausprödigkeit des Stahls vermindert Da in diesem Bereich die Bearbeitbarkeit in der Größenordnung von
72,5% liegt und sich unterhalb des erwarteten Arbeitsverhältnisses (75%) des Schraubenkopfabschnitts
befindet, besteht die Gefahr, daß Risse in dem Abschnitt des Schraubenkopfes auftreten. Erreicht
jedoch die Bearbeitungstemperatur 4500C, dann wird die gute Verarbeitbarkeit schnell zurückgewonnen. Bei
einer Bearbeitungstemperatur oberhalb 5000C erreicht die Bearbeitbarkeit ohne Rißbildung den Wert von 80%.
In einem solch hohen Temperaturbereich ist keine Rißbildung festzustellen.
Beispiel 3
(Schmiermittel zur Verhinderung der Funkenbildung)
(Schmiermittel zur Verhinderung der Funkenbildung)
Ein angelassener und erweichter Stahldraht mit der oben angegebenen Zusammensetzung wird zuerst
gebeizt und dann mit Kalk behandelt und anschließend der Bearbeitungskammer 8 zugeführt (F i g. 8 und 9). In
der Bearbeitungskammer 8 wird der Draht mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel 9 überzogen und
dann durch die Ziehdüse 10 zur Einstellung der gewünschten Dimensionen ausgezogen. Das erfindungsgemäße
Schmiermittel 9 besteht aus 70% Polyäthylenglykol, 5% Phosphat, 5% einer Polyacrylsäure,
0,5% Kaliumhydroxyd und zum Rest aus Wasser. uic wuci 1 mi-lie UCS uuK.il uie £iv.iiuüsc ausgezogener;
Drahtes ist gleichmäßig mit einem Film 11 aus dem erfindungsgemäßen Schmiermittel mit einer guten
elektrischen Leitfähigkeit überzogen.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel wird in einem Gefäß 12 gelagert und durch eine Umlaufpumpe 13 der
Bearbeitungskammer 8 zugeführt, von welcher es über eine Umkehrleitung 14 erneut dem Gefäß 12 zugeleitet
wird. Da das Schmiermittel, das aus der Bearbeitungskammer 8 kommt, Verunreinigungen enthält, wird es
mittels eines Filters 15 filtriert. Der ausgezogene Draht wird auf die Trommel 16 aufgewickelt, um eine Vielzahl
von Führungswalzen 17 herumgeführt und dann der Begradigungseinrichtung 18 zugeführt. Der begradigte
Stahldraht wird dann durch die elektrische Widerstandsheizeinrichtung 19 geleitet.
Bei dem in dieser Einrichtung durchgeführten elektrischen Widerstandsheizen wird eine Funkenbildung
an den Elektroden 20 dadurch vermieden, daß der Draht · mit dem Film mit einer guten elektrischen
Leitfähigkeit überzogen wird. Der durch das elektrische Widerstandsheizen erhitzte Draht wird der Stauchvorrichtung
22 zugeführt und dort halbwarmgestat/cht. Der
Schmtermittelfilm, der im wesentlichen aus Polyäthylenglykol besteht, verhindert auch ein Rosten des
Drahtes und läßt sich leicht durch Waschen mit einem Entfettungsmittel, beispielsweise einer schwachen Säure,
zum Beispiel einer 10%igen wäßrigen Chlorwasserstoffsäure und/oder Salpetersäure, von der Oberfläche
der fertigen Produkte entfernen.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch;Schmiermittel for das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform, bestehend aus einer wäßrigen, öligen Dispersion, die durch luftloses Versprühen gegebenenfalls in Nebelform auf das angewärmte Werkstück und das Werkzeug aufgesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß es keine festen Schmiermittelanteile aufweist xo
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2880772A JPS516012B2 (de) | 1972-03-22 | 1972-03-22 | |
JP2961372A JPS5345303B2 (de) | 1972-03-24 | 1972-03-24 | |
JP9752972A JPS5243176B2 (de) | 1972-09-28 | 1972-09-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2314415A1 DE2314415A1 (de) | 1973-10-18 |
DE2314415B2 DE2314415B2 (de) | 1977-11-03 |
DE2314415C3 true DE2314415C3 (de) | 1978-07-27 |
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ID=27286326
Family Applications (2)
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---|---|---|---|
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DE2314415A Expired DE2314415C3 (de) | 1972-03-22 | 1973-03-22 | Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2365822A Expired DE2365822C3 (de) | 1972-03-22 | 1973-03-22 | Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform |
Country Status (2)
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---|---|
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GB (1) | GB1424215A (de) |
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CN111922272A (zh) * | 2020-08-11 | 2020-11-13 | 牟联满 | 一种高速高精度冷镦机 |
CN112897228A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-04 | 江苏胜达科技有限公司 | 一种应用于胎圈钢丝生产的矫直卷绕装置 |
-
1973
- 1973-03-22 DE DE2365822A patent/DE2365822C3/de not_active Expired
- 1973-03-22 DE DE2314415A patent/DE2314415C3/de not_active Expired
- 1973-03-22 GB GB1383273A patent/GB1424215A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2314415A1 (de) | 1973-10-18 |
GB1424215A (en) | 1976-02-11 |
DE2365822A1 (de) | 1976-06-10 |
DE2365822C3 (de) | 1980-03-27 |
DE2314415B2 (de) | 1977-11-03 |
DE2365822B2 (de) | 1979-07-19 |
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