DE3050428T1

DE3050428T1 - Verfahren zur Herstellung von Messingrohren

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Publication number: DE3050428T1
Application number: DE19803050428
Authority: DE
Original assignee: Gosudarstvenni) nautschno-issledovatelskrj i proektni] Institut splavov i obrabotki cvetnych metallov, Moskau
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1982-07-15
Also published as: WO1981003440A1; JPS57500725A; DE3050428C2; JPS6329611B2; GB2089250B; GB2089250A

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

Gebiet der Technik

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,

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Beizen and Wasonen aohaffen größere Probleme für die Herstellung von Messingrohren.

Offenbarung der Erfindung

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-

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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

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

Beispiel J>

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.

Beispiel 5

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

χ··;: 3050Α2Θ

'-*'Α·β1 591-Χ-61

- 29.01.1982 I/Ro

PATENTANSERÜCHE:

(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 mit

I^ 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.