DE3050428T1 - Verfahren zur Herstellung von Messingrohren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von MessingrohrenInfo
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Description
Messinga gegenüber den Temperatur- und Geschwlndigkeitsiältnissen\
einer Warmverformung zur Herstellung eines
.'·-:": : : * : X:f PM 81 591-Σ-61
VERFAHREN ZUR'HERSTELLUNG VON *MESS INGROHREN
Die vorliegende Erfindung bezieht sioh auf die Buntmetallindustrie,
und betrifft inabesondere Verfahren zur Herstellung von Mea3iiigrohr<m, die z.B. als Bauteile von
Wärmeaustauschapparaten in der Energetik, dem üohiffbau,
• der chemischen und der Nahrungsmittelindustrie eine breite Anwendung finden sowie auch als Bauelemente in dem Masohinenbau,
der Rundfunktechnik und in vielen anderen Industriezweigen
benutzt werden.
Die zur Zeit anzuwendende Technologie der Herstellung von Messingrohren ist kompliziert, sie erfordert einen
bedeutenden Rohstoff- und Arbeitsaufwand, und die Wanddioke der. Pertigröhre weist größere Abweichungen von der Neiindicke
X5 auf. So. z. B. wird infolge einer erhöhten Empfindlichkeit
des
Verhältnissen^
Vorrohres ein Doppclpre33on verwendet, d.h. zuerst wird in
einer liegenden Presse ein Rundknüppel mit Vollquerschnitt
und dann naoh einer meonanisohen Bearbeitung in einer stehenden
Presse aus einer dickwandigen Hülse eine dünnwandige
Rohrluppe hergestellt.
Im Prozeß der Kaltverformung wird das Messing schnell verfestigt; deshalb wird nach 2 bis 3 Zügen im Kaltziehen .
die Rohrluppe einem Glühen bei hoher Temperatur, anschließendem
Beizen und V/aschen in Kalt- und Heißwasser unterzogen.
Danach werden die Arbeitsgänge zum Ziehen, Glühen, Beizen und Wascnen wiederholt. Auf diese Weise beträgt ,
der Anteil der Abfälle an der gesammten für die Herstel- .
lung von Messingrohren zu verwenden ϊ/iet allmenge 40 bis 60%.
Da die Mas*1 β eines Hohres (4 bis 6 kg) gering ist, ist es
nicht noglLch, hochleistungsfähige Anlagen CZiehgeschwin-'
digkeiten übersteigen nicht einmal 40 bis 60 m/min) zu
verwenden. Das Zwischenglühen, Beizen und Wasohen führen
zu einer Verunreinigung der Umwelt, zu einer Verschleohterung
der Arbeitsbedingungen für das Bedingungspersonal
und der Qualität der Rohre.
Stand der Technik
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Kupferrohren
bekannt, bei dem ein dünnwandiger Rohrknüppel durch Pressen
auf. einer liegenden Presse hergestellt und dann einem Ziehen auf schneilaufenden TrommelZiehbänken unterzogen wird
(s. z.B. Scnapiro W,Ja. und Uralski,·) W.I. "Rohrziehen zu
Bunden", Moskau, Metallurgie, 1972» S. 263). Bei der Herstellung
von Meesingrohren nach dem genannten Verfahren ist die Präzision der herzustellenden Rohre jedoch nicht
hoch ι 1^ d*-e Leistung der Presse und der Trommelζiehbänke
ist gering. Das wird durch einen im Vergleich zu
Kupfer höheren Formänderungswiderstand des Messinga sowie
auch durch kleinere Abmessungen des Querschnittes eines Rohrknüppels bedingt; deshalb ist die Masse eines zu einem
Bund gewickelten Rohrknüppels gering (30 bis 35 kg"), und seine Länge (lä bis 23 m) reicht für eine wirksame Verwandung
der Tr ο mine 1 Ziehbänke nioht aus. Die Abweichung der
Wanddicken eines gepreßten Rohrknüppels beträgt +10 bis 12'/b, und beim anschließenden Ziehen erhöht sioh die Maligenauigkeit
der Rohre nur wenig.
Das Glühen eines zu einem Bund gewickelten Rohrknüppels, das nach 2 bis 3 Zügen beim Ziehen erforderlich ist sowie das anschließende Beizen und Waschen
der Bunde stellen komplizierte Arbeitsgänge dar und
erfordern einen bedeutenden Arbeitsaufwand und führen
zu einer Verschlechterung der Arbeitsbedingungen für das
Bedienungspersonal. . -
Es ist ein Verfahren zur kalten Druckverformung,· eines gepreßten Rohrknüppels durch Kaltwalzen oder Ziehen in 2 bis
3 Zügen bekannt, wonaca die üessingrohre einem Glühen bei
hoher Temperatur, Beizen und Waschen ausgesetzt werden. (s. z.B. Schewakin Ju.P. und Rytikow.A.M. "Verwendung von
Rechenmaschinen bei der Herstellung von Rohren", Moskau, Metallurgie, 1972).
Das Kaltwalzen eines gepreßten Rohrknüppels gestattet es, die Maßgenauigkeit der Rohre zu erhöhen. Der geringe
GesamfrM^erformungsgrad bei der Kaltdruckverformung
(50-?0%) gestattet es jedooh nicht, die.Masse des zu bearbeitenden
Rohres bedeutend zu erhöhen, und das ans chi ießend unbedingt durchzuführende Glühen bei hoher Temperatur,
3050*28
Beizen and Wasonen aohaffen größere Probleme für die Herstellung
von Messingrohren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Messingrohren,
das es gestattet, durch eine wesentliche Änderung des Arbeitsganges
zur Kaltverformung eines Rohrknüppels und der Teniperaturhaltung des anschließenden Glühens die Leistung
des tecnnologischen Herstellungsprozcssea Lj ganzen be-O
deutend zu steigern und gleichzeitig die Genauigkeit der
geometrischen Abmessungen der herzustellenden Rohre zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zur Herstellung von Messingrohren, welches darin be-X5
steht, dau man einen Rohrknüppel einer kalten Druckverformung
und anschließend einem Glühen und nachfolgendem Ziehen unterzieht, erfindun&sgemäß der Arbeitsgang der kalten
Druckverformung mit einem FormanaerungsKrad von 75 bis ^0%
und das Glühen.bei einer Temperatur von 400 bis 4800C in einer
Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.
Dadurch wird es möglich, die Leistung des gesamten technologiscnen Prozesses bedeutend zu steigern und gleichzeitig
die Genauigkeit des Durchmessers und der Wanddicke der herzustellenden H ohr β sowie auch die Wirksamkeit der
2«j Verwendung von schnellaufenden technologischen Ausrüstungen
zu erhöhen.
Die kalte Durckverformung wird zweckmäßigerweise mittels
Kaltwalzens durchgeführt.
Dadurch wird es möglich, den zykliscnen Arbeitsablauf
£0 zu reduzieren, Metallabfälle zu vermindern und die Maßgenauigkeit
der herzustellenden Rohre bezogen, auf die Wanddicke zusätzlicn zu erhöhen.
Die kalte Druckverformung kann mit Hilfe von mehreren
aufeinanderfolgend dur einzuführend en Arbeitsgängen zum
κ Ziehen über einen Dorn durchgeführt werden.
Dadurch wird es möglich, billigere und für den Betrieb einfachere Ziehausrüstungen zu verwenden, die in der
Regel in allen Betrieben vorhanden sind, in denen Rohre her-
· : -XV 305042Θ
gestellt werden.
Eg ist möglich, naoa dem Glühen ein mehrfaches Ziehen
durchzuführen, das im eraten Zuk mit einem Formänderungsgrad
von 38 bis 45% durchgeführt werden kann, während bei
jedem nachfolgenden Zug der Formänderungsgraä um 2 bis
6% vermindert werden kann.
Dadurch wird es möglich, das Ziehen von Bohren mit einer bedeutenden Gesamtverformung ohne Zwischenglühen,
Beizen, Waschen und andere Vorbereitungs- und Hilfaarbeitsgänge
durchzuführen.
Als Schutzgasatmosphäre kann man beim Glühen Produkte der Verbrennung von Schmiermittel verwenden. Daduroh wird
es möglich, den Arbeits-, Rohstoff- und Energieaufwand
für die Herstellung von Rohren zu vermindern, weil es nicht
mehr notwendig ist, spezielle Anlagen für die Schutzgasherstellung
zu verwenden, Rohstoffe und die Elektroenergie für die ScnutzgashersteilunR zu verbrauchen sowie auoh Arbeit3-schutziaaiinahmen
bei der Verwendung von Schutzgasen durchz ufuhren.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Nachstehend wird das erfindungsgemaiie Verfahren zur
Herstellung von blessing rohr en anhand konkreter Durchführungsbeispiele naher erläutert.
Das erfindungsp;emäße Verfahren zur Herstellung von
Mesaingrohxen bestent in folgendem.
Ein Rohrknüppel aus Messing wird einer kalten Druokverformung
mit einem bedeutenden Formanderungagrad von 75 bis
ausgesetzt, wonach das Glühen in einer Scnutzgasatmo-
sphare bei einer Temperatur von 400 bis 4800C durchge-
^O führt und anschließend das Rohr auf das erforderliche Maß
kalibriert wird. Die kalte Druckverformung wird mittels
Kaltwalzens oder Ziehens in.mehreren Zügen mit einem .
Gesamtformänderungsgrad von 95 Dia 90% durchgeführt.
Durch einen bedeutenden Grad der Kaltverformung wird . die Maßgenauigkeit der Fertigrohre erhöht und die Ungleichmäßigkeit der Wanddioken vermindert. Duroh eine Vergrößerung
der Abmessungen des Querschnittes eines Rohrknüppels wird die Steifigkeit des Preßwerkzeuges und folglich die Maß-
genauigkeit eines Rohrknüppels erhöht. Beim Pressen vermindert
sich der Formänderungswiderstand, was es gestattet,
die Masse des 31ookes an der Presse und folglich die Le istung
der Presse zu ernöhen. Das Glühen eines kaltverformten iiohres in einem Temperatur interval 1 von 400 bis 4b'O 0C
gestattet es, die bei der kalten Dr uc kv er formung aufgetretene Verfestigung des Metalls vollständig zu beseitigen,
und gleichzeitig ein Verdampfen von Zink zu vermeiden. In Verbindung mit einer Schutzatmosphäre gestattet
es das Glühen unter den genannten Betriebsverhältnissen,
Arbeitsgänge zum Beizen und V/aschen zu ersparen, d.h. es
wird möglich, eine weitere kalte Druckverformung, das Kalibrieren
eines Rohres auf das Fertigung ohne irgendwelche
zusätzliche Vorbereitungsarbeitsgänge durchzuführen.
Bei der Herstellung von Rohren mit geringen Abmessungen
nach dem erfindungsgemäßen Verfaoren wird ein kaltveribrm~
tes Rohr nacn dem Glühen einem mehrfachen Zienen unterzogen, wobei bei dam ersten Zug der Formänderungs«rad 2Ü bis
45% beträft, und bei jedem darauffolgenden Zug der Foriaänderungsgrad
.um 2 bis 6% vermindert wird. Durcn die üinhalt
ung der genannten Verhältnisse der Verformung wird es möglich, das Ziehen mit bedeutenden Gesamtverformungen
ohne Zwischenglühen des Rohres durchzuführen.
Zur Durcnführung des Glühens eines kaltverformten Rohres
wird In die Anwärmkammer ein Schutzgas gewöhnlicher
Zusammensetzung, z.B. dissoziiertes Aiiunoniak oder Stickstoff
mit einem Zusatz von 2 bis 4 % Wasserstoff und mit einem
Taupunkt von - 40° zugefünrt. Für Rohre, die «us Messing
mit einem Zinkgehalt von über 5 bis 10% hergestellt sind,
2Q wurde jedoch ermittelt, daß man zweckmäßig aolche Verhältnisse
des Glühens verwendet, unter welchen es niciit mehr notwendig ist, in die Anwärmkammer Scnutzgas
zuzuführen; in diesem Fall werden zum Sohutz eines Rohres gegen Oxydation Produkte der Verbrennung der Reste von dem
technolgisch bedingten Schmiermittel verwendet, das gewöhnlich bei einer kalten Druckverformung von Messingrohren
benutzt wird. (S. z.B. Tschertawskioh A.K., Belossewitsoh
W.K» "Reibung und technologisone Schmierung bei der Druck-
verformung von Metallen", iioskau, Metallurgie, I960"). Dabei
werden die .Rohre nach dem Glühen einem mehrfachen Zienen
und Kalibrieren ohne Beizen und Waschen unterzogen.
Nachstellend wird eine Reihe von konkreten Durcnführungabeispielen
des erfindungsgemäßen Verfahrens ange- .
führt.
Aus einem Messingrohblock (Cu=9O%, Zn»10%) mit einem
Durchmesser von 250 mm wird in einer liegenden Presse mit XO einer Preßkraft von etwa 3000 Mp ein Rohrknüppel mit einem
Durchmesser von 75 mfli und einer Wanddicke von 5 bis 6 ram
hergestellt. Dann wurden ein Kaltwalzen des Rohrknüppels mit einem Foriuänderungsgrad von 90% und ein Glühen bei einer
Temperatur von 480 0C in Schutzgasatmosphäre aus dis-
soziiertem Ammoniak durchgeführt. Das hergestellte Rohr wird auf das Fertitjuaß kalibriert, geriohtet, einer nicht zerstörenden
Kontrolle unterzogen, in Meßlängen geschnitten und verpackt. Die Fertigrohre weisen Abweichungen bezogen
auf die Wanddicke von dem Nennwert in einer Hohe von + 5
bis 7% auf.
Aus einem Messingrohblock (Cu=68%, Zn-22%) mit einem
Durchmesser von .200 mm wird in einer liegenden Presse mit einer Preßkraft von etwa 2000 Mp ein Rohrknüppel mit einem
Durchmesser von 60 mm und einer Wanddicke von 6 bis 7 mm
hergestellt. Dann wird der Rohrknüppel in vier aufeinanderfolgenden
Zügen mit einem Pormänderungsgrad beim ersten Zug
von 42»5#» beim zweiten Zug von 29,4%, beim dritten Zug von
35,6>ό und beim vierten Zug von 32 % gezogen. Der
GesamtformänderungsKrad beim Ziehen betrugt 05%. Das
hergestellte Rohr wird bei 4500C ohne Zuführung von äohutzgas
in die Qfenka.uiner geglüht, die hermetisch abgedichtet
wird, um ein eindringen von kuft aus der Umwelt in die
lleizzone zu verhindern.^ Πθ Schutzgasatmosphäre wird im
Ofen durch die Verbrennung der ^este des technologisch bedingten
^cnmieriaittels hergestellt, das beim Ziehen von
«iessingrohren gewöhnlicn verwendet wird (S.z.B. Tschertaws-.
kich A.K., Belossewitscn W.K." Reibung und teonnologi-
sehe Schmierung bei Druckverformung von Metallen" Moskau,
Metallurgie, 1968,S. 282-286).
Naoh dem Glühen wird das Rohr einer Trommelziehbank zugeführt, in der das Ziahen mit einem iOrmanderun^aKrad
von 45% beim ersten Zug, von 39% beim zweiten Zug,von 23J&
beim dritten Zug und von 27% beim vierten Zug durchgeführt
wird. Naoh Kalibrieren, fertigbearbeiten, Kontrolle und
Verpackung werden die Fertigrohre ins Lager geliefert.
Aus einem Messingrohrblock (Cu « 65%, Zn -37) mit
einem Durchmesser von 200 mm wird in einer liegenden Presse
mit einer Preßkraft von etwa 2500 Mp ein Rohrknüppel
mit einem Durchmesser von 55 sam und einer Wanddicke von 6
bis 9 um hergestellt. Dann werden Kaltwalzen des Rohr-
knüppeis mit einem Forinänderungsgrad von 95% und Glühen
bei einer Temperatur von 4000C in einer Schutzgasatmosphäre
aus dissoziiertem Ammoniak durcageführt. Nach dem Glühen
wird das Rohr einer Trommelziehbank zugeführt, in der es mit
einem Forinänderungsgrad von JSjS beim ersten Zug gezogen
wird, wobei beim zweiten und bei den darauffolgenden Zügen der For mänöe rungs «rad um $ % vermindert wird; auf diese
Weise^6 Γ uer Poriaänderungsgrad bei den darauffolgenden
Zügen jeweils 35%,32%,29/ό, 26% usw. Das Fcrtig-
rohr wird geriohtet, einer nicnt zerstörenden Kontrolle
unterzogen, in Meßlängen geschnitten, bis zum erforderlichen Zustand geglüht und verpackt.
Beispiel 4 ' .
Aus einem Messingrohblock (Cu-99%, Zns2I%, Al=2%) mit
einem Durchmesser von 150 mm wird in einer liegenden Presse
^Q mit einer Preßkraft von etwa 2000 Mp ein Rohrknüppel mit
einem Durchmesser von 55 ωΐα und einer Wanddicke von 4,5 bis
5 mm hergestellt. Dann wird der Rohrknüppel mit einem Formänderungsgrad
von 95 % kaltgewalzt und bei 4800C in einer
Schutzgasatmosphäre mit einer Zusammensetzung von Np «96
bis 97 %, H2 = 5 bis 4% geglüht. Nach dem Glühen wird das
Rohr über einen selbsteinstellbaren Dorn kalibriert und
anschließend gericntet, einer nicht zerstörenden Kontrolle
unterzogen, in ileßlängen geschnitten, normalgoglüht und
verpackt.
Aus einem. ivieasinßrohblook(Cu-70%,Zna29%,Gnal%) mit
einem Duxichmes2er von j.75 mm wird in einer liegenden Presse mit einer Preßkraft von etwa 2$00 Mp ein Rohrknüppel
mit einem Duronmesser von 60 mm und einer Wanddicke von 6 bis 7 ium hergestellt. Dann wird der Rohrknüppel mit einem Forruänderungsgrad von 80% kaltgewalzt und die hergestellten
Rohre werden bei. einer Temperatur von 4JO0C in
einer Schutzgasatmosphäre mit einer Zusammensetzung-von
90 bis 97 % N2 , 3 bis 4 % H2" geglüht.
Nach dem Glühen werden die Rohre einer Trommelziehbank
■zugeführt, in der ein mehrfaches Ziehen mit einem Formänderungsgrad von 42 % beim ersten Zug, von $0% beim zweiten
Zug, von 34% beim dritten Zug und von 30% beim vierten Zug
durchgeführt wird. Naoh dem Ziehen werden die.Rohre über
einen selbsteinstellbaren Ziehdorn kalibriert, gerichtet,
einer nicht zerstörenden Kontrolle unterzogen, geschnitten, auf dexi erforderlichen Zustand geglüht und verpackt.
Auf diese Weise gewährleistet das erfindungsKOmäßs ..
Verfahren eine Lrnohung der Leistung der Presse, der Trommelziehbänke
und der tfertigbearbeitungs- und iiontrollinien.
Bei der Herstellung von bohren naoh dem erfindungsgemäßen
Verfahren werden die Masse eines Rohblockes und die Querabmessungen
(Durchmesser und Wanddicke) eines gepreßten Rohrknüppels vergrößert. Dadurch werden die MetallverluRte
beim Pressen vermindert und die Maßgenauigkeit eines gepreßten Rohrknüppels erhöht. Die Verwendung des Kaltwalzens
eines gepreßten Rohrknüppels mit einem bedeutenden Formändexungsgrad
gestattet es, die iüaßgenauigkeit der JPertigrohre
au erhöhen. Das Glühen von kaltverformten Rohren in.
einer Schutzgasatmosphäre im vorgegebenen Temperatur int ervall
und das fehlen von Zwiscnenglühen beim Ziehen der Rohre
in Trommel Ziehbänken tragen dazu bei, daß eine Verunreinigung
der Umwelt verhindert und die Arbeitsbedingungen für
. ^ das Bedienungspersonal verbessert werden. Sine größere Länge
des zu einem Bund gewickelten Rohrknüppels, der durch Kaltwalzen und Ziehen in mehreren Zügen mit einem bedeutenden
Pormänderungsgrad und mit anschließendem Glühen her-
«»■»-»-•ar*
gestellt wurde, gestattet es, das Zienen\ den Trommel
ziehbänken sowie das fertigbearbeiten der fiohre auf den
/Straßen
Fertigbeärbeitungs- und Kontrola mit hohen Geschwindigkeiten
durchzuführen, wodurch stabile Bedingungen für
die Bearbeitung gescuaffen sowie die Ma^genauigkeit erhöht
und stabile Länsenniaüe der Hohre gesichert werden. Die
oben dargelegten technischen Besonderheiten des erfindungsgemäiien
Verfahrens sowie auch, die Verwendung der Produkte der Verbrennung eines Schmiermittels als Schutz atmosphäre
beim Glühen eines kalt verformt en iiohres lassen die
t ecnn is ch-ökonom is ehe/Kennziffer η der Herstellung von Messintirohren
verbessern und den Aui'wand an Arbeit, Elektroenergie, Rohrstoffen und anderen Materialen für deren Herstellung
vermindern.
Claims (1)
- χ··;: 3050Α2Θ'-*'Α·β1 591-Χ-61- 29.01.1982 I/RoPATENTANSERÜCHE:(1·)Verfahren zur Herstellung von Messingrohren, welohea aarin bestent, daß man einen Rohrknüppel einer kalten Dr uc kv er formung, danach einem Glühen und nachfolgendem ZIehen auf geforderte Abmessungen unterzieht, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang zur kalten Druokverformung mit einem Formänderungsgrad von 75% bis 90% und das Glühen bei einer Temperatur von 400 bis. 4800C in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.2. Verfahren nacn Ansprucn !,dadurch g ekennze ichnet, daß die kalte Druckverformung mittels Kaltwalzens durchgeführt wird.5..Verfahren nach Anspruon 1,dadurch gekennzeiohnet, daß die kalte Druckverformung mitI^ Hili'e von meureren aufeinanderfolgend durchzuführenden Arbeitsgängen zum Ziehen über einen Ziehdorn durchgeführt wird.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d ad ur c h . gekennzeichnet, daß nach dem Glühen ein mehrfaches Ziehen durchgeführt wird, das beim ersten Zug mit. einem Formänderungsgrad von $ti bis 45% durchgeführt wird, und bei jedem nachfolgenden Zug der Formänderungsgrad um 3 bis 6 % vermindert wird.5· Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch.gekennze lehne t, daß man als Schutzgasatmosphäre beim Glühen Produkte der Verbrennung β ines· Schmiermittels verwendet.
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