DE3223942A1

DE3223942A1 - Verfahren zum ein- oder mehrstufigen ziehen von metallischem umformgut

Info

Publication number: DE3223942A1
Application number: DE19823223942
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr.-Ing. DDR 8021 Dresden Eickemeyer; Lothar DDR 9159 Lugau Gräfe; Kurt DDR 1273 Vogelsdorf Kramer; Bernhard Dipl.-Phys. DDR 8020 Dresden Kurze; Dieter DDR 8045 Dresden Rauschenbach; Andreas Uhlig; Heinz-Rüdiger Dr.rer.nat. DDR 8019 Dresden Vogel; Harri Dr.-Ing. DDR 8216 Kreische Weinhold; Heinz Dipl.-Ing. DDR 9150 Stollberg Wellert
Original assignee: Edelstahlwerk VEB; Edelstahlwerk 8 Mai 1945 Freital VEB
Current assignee: Edelstahlwerk VEB; Edelstahlwerk 8 Mai 1945 Freital VEB
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-06-26
Publication date: 1983-07-14
Also published as: SE8204098D0; SE8204098L; SE448526B; DD210526A3; YU146682A

Description

erfahren zum ein- oder mehrstufigen Ziehen von
etallischem Umformgut we Erfindung bezieht sich auf daß Gebiet der Metallurgie und 3t anwendbar beim Ziehen von strangförmigen Umformgut, wie raht, Stangen und Rohren, insbesondere zum Ziehen unter rdrodynamischen Schmierungsverhältnissen.
ir das Ziehen von Draht ist die Verwendung von Ziehwerkzeugen Form von Druckdüsen bekannt, mit denen weitestgehend hyd-,dynamische Schmierungsverhältnisse realisierbar sind. Die ~Druckdüsen bestehen meist aus einem Arbeitsziehstein und ner davor angeordneten Einlaufdüse, wobei dazwischen ein uckraum ausgebildet ist. Beim Ziehen wird zusammen mit m umzuformenden Draht durch die Einlaufdüse hindurch ein hmiermittel in den Druckraum gefördert, wodurch dort ein hmiermitteldruck aufgebaut wird, der das Schmiermittel ischen den Draht und die Arbeitsflächen des Arbeitszieheins drückt. Als Schmiermittel werden dabei feste, pastenrmige und flüssige Substanzen eingesetzt, wobei vor dem fbringen des Schmiermittels auf dem Draht vielfach eine Ggerschicht aus chemischen Verbindungen oder Metallen ttels einer aufwendigen Oberflächenbehandlung, wie Käla, Phosphatieren, Oxalatieren, Boraxen, Verkupfern oder rinnen erzeugt werden muß. Als Festschmierstoffe werden rzugsweise Stearate, wie Calciumstearat und Zinkstearat, wendet, die in Pulverform verarbeitet werden, indem der Bht vor dem Eintritt in die Druckdüse durch einen Kasten rührt wird, der das Schmierstoffpulver enthält. Auf Grund mehr oder weniger losen Haftung des so auf die Oberwelche des Drahtes aufgebrachten Schmierstoffpulvers läßt sich für schwierige Umformbedingungen (hochlegierte Werkstoffe, ße Ziehgeschwindigkeit, hohe Umformgrade) große Schmierffdruck im Druckraum nicht realisieren, da das Schmierffpulver abgestriffen wird und so den Ringspalt zwischen .ht und Düsenbohrung nicht ausreichend abdichtet.
Damit sind der Umformung von hochfesten Werkstoffen bzw. der Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit und des Umformgrades Grenzen gesetzt. Insbesondere treten diese Probleme auf, wenn Draht mit kleinem Durchmesser von unter 1 mm gezogen werden soll.
Die genannten Grenzen lassen sich auch mit der Verwendung pastöser oder flüssiger Schmierstoffilme aus beispielsweise Wachsen, flüssigen seifen, Ölen oder Graphit/MoS-Mischungen nicht überschreiten, da die dynamische Viskosität dieser Schmiermittel geringer als die der Festschmierstoffe ist.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Voraussetzungen für eine Steigerung der Produktivität des Ziehprozesses, insbesondere bezüglich der Erhöhung des Umformgrades und der Ziehgeschwindigkeit, speziell bei der Umformung hochlegierter Werkstoffe. Gleichzeitit sollen die Kosten für die Vorbehandlung des Umformgutes wesentlich verringert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum ein- oder mehrstufigen Ziehen von metallischem Umformgut mittels Druckdüsen zu entwickeln, bei dem mit einfachen Maßnahmen und möglichst unter Vermeidung eines Schmiermittelträgers ein für die Gewährleistung hydrodynamischer Schmierungsverhältnisse ausreichender Druck im Druckraum der Druckdüse erzielt wird, und zwar auch beim Ziehen hochlegierter Werkstoffe, bei großen Ziehgeschwindigkeiten, bei hohen Umformgraden und bei Abmessungen unter 1 mm Durchmesser.
Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf das Umformgut-Ausgangsmaterial zur Erzielung eines festhaftenden homogenen Festschmierstoffilms ein flüssiges Schmiermittel, welches in einer flüssigen Substanz einen Festschmierstoff dispergiert oder gelöst enthält, aufgebracht und getrocknet wird, und daß dieses Ausgangsmaterial einer oder mehreren nachgeordneten Druckdüsen zugeführt wird, wobei das Umformgut zwischen allen oder einigen der Druckdüsen und bei Bedarf außerdem nach der letzten Druckdüse unmittelbar am Ausgang des Arbeitsziehsteins durch eine Flüssigkeit gezogen wird, welche zur Kühlung oder zur Kühlung und zur Ablösung des Schmierstoff-Restfilms oder zur Kühlung und zur Beschichtung mit einem Schmiermittel dient.
Das flüssige Schmiermittel kann nach der Erfindung vorteilhaft auf ein schmiermittelträgerfreies Umformgut aufgebracht werden.
Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung besteht das Schmiermittel beziehungsweise die Flüssigkeit aus einem organischen Lösungsmittel und einem Metallstearat, insbesondere aus Trichloräthylen und Calciumstearat mit erhöhtem Metalloxidanteil, und wird das am Ausgang des Arbeitsziehsteines durch die Flüssigkeit gezogene Umformgut nachfolgend getrocknet. Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ler Erfindung wird der Schmierstoffdruck im Druckraum in seiner Höhe so begrenzt, daß mit Ausnahme des als Restfilm auf dem Um-Eormgut haftenden Schmierstoffs möglichst kein Schmierstoff lurch das Ziehöl des Arbeitsziehsteins in die Flüssigkeit aingetragen werden kann. Die Begrenzung des Schmierstoffdrucks çann dabei mittels eines mit dem Druckraum verbundenen, ein-3teilbaren Uberdruckventils vorgenommen werden. Zweckmäßig flrd der Druckaufbau im Druckraum mittels der Konsistenz rnd/oder Dicke des Festschmierstoffilms beeinflußt. Hierbei rann die Dicke des Festschmierstoffilms durch die Konzentra-Ion des Festschmierstoffs in der Flüssigkeit, die Temperaur des flüssigen Schmiermittels oder einen Abstreifer gesteuert rerden. Die Erfindung sieht außerdem vor, daß Druckdüsen verrendet werden, deren Einlaufdüsen einen nur um 0,01 bis 0,06 im größeren Bohrungsdurchmesser besitzen, als der Druckmeser des einlaufenden Drahtes ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels einfacher Maßnahmen und in überraschender Weise ausgezeichnete Schmierungsverhältnisse in den Druckdüsen gewährleistet. Im Zusa menwirken mit der Funktionsweise der Kammern ermöglichen diese Schmierungsverhältnisse gegenüber dem Stand der Technik eine wesentliche Steigerung der Produktivität des Ziehprozesses hinsichtlich der Erhöhung- des Umformgrades und der Ziehgeschwindigkeiit sowie eine problemlosere Umformung hochlegierter Werkstoffe und dünner Drähte. Außerdem werden durch den beim erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Wegfall der üblichen Trägerschicht die technologischen und die Materialaufwendungen beträchtlich verringert. Vorteilhaft ist auch, daß mit dem Verfahren ein Reinigungseffekt erzielbar ist, wenn die Kammer an der letzten Druckdüse mit einer Flüssigkeit geflutet wird, welche sich zur Reinigung des umgeformten Umformgutes eignet, -beispielsweise zum Ablösen des Schmierstoff-Restfilms.
Draht der Stahlmarke X5CrNi18.10 mit einem Ausgangsdurchmesser von 1,6 mm, auf dem schmiermittelträgerlos ein homogener, festhaftender Festschmierstoffilm aus Calciumstearat aufgebracht worden ist, wird auf einer Mehrfachziehmaschine in 6 Stufen auf eine Endabmessung von 0,8 mm mittels Druckdüsen gezogen. Mit den in den Druckdüsen enthaltenen Arbeitsziehsteinen wird die nachfolgende Ziehfolge realisiert: 1,26/1,06/ 0,92/0,85/0,80 mm. Die vor den Arbeitsziehsteinen in den Druckdüsen angeordneten Einlaufdüsen bestehen aus Ziehsteinen, deren Bohrungsdurchmesser zwischen 0,02 und 0,04 mm größer bemessen ist, als der Durchmesser des in die jeweilige Druckdüse einlaufenden Drahtes. Der umgeformte Draht läuft unmittelbar nach seinem Austritt aus den Arbeitsziehsteinen durch jeweils eine Kammer, deren Ausgang mit einem Ziehstein abgeschlossen ist. Der Bohrungsdurchmesser dieser Ziehsteine ist bis zu 0,1 mm größer bemessen, als der Bohrungsdurchmesser des davor angeordneten Arbeitsziehsteins.
Die nach den Arbeitsziehsteinen angeordneten Kammern werden mit einer Flüssigkeit gespeist, die aus Trichloräthylen besteht, in dem Calciumstearat mit erhöhtem Metalloxidanteil enthalten ist. Dabei wird mittels der am Ausgang der Kammern befindlichen Ziehsteine die Dicke des Flüssigkeitsfilms kalibriert. Infolge der im Draht vorhandenen Umformwärme verdunstet das Trichloräthylen in sehr kurzer Zeit und es entsteht ein trockener, homogener, festhaftender Festschmierstoffilm aus Calciumstearat mit erhöhtem Metalloxidanteil für die nachfolgende Umformung.
Sofern eine Umformung über mehrere Stufen unter Ausnutzung des Schmierstoff-Restfilms realisierbar ist, werden die entsprechenden Kammern nicht mit der Flüssigkeit betrieben.
Das Betreiben der letzten Kammer entfällt stets dann, wenn eine Schmierstoffbeschichtung des umgeformten Drahtes für Weiterverarbeitungsvorgänge nicht erforderlich ist.

Claims

Patentanspruch: W Verfahren zum ein- oder mehrstufigen Ziehen von metallischem Umformgut mittels Druckdüsen, gekennzeichnet dadurch, daß auf das Umformgut-Ausgangsmaterial zur Erzielung eines festhaftenden homogenen Festschmierstoffilms in an sich bekannter Weise ein flüssiges Schmiermittel, welches in einer flUssigen Substanz einen Festschmierstoff dispergiert oder gelöst enthalt, aufgebracht und getrocknet wird, und daß dieses Ausgangsmaterial einer oder mehreren nachgeordneten Druckdüsen zugeführt wird, wobei das Umformgut zwischen allen oder einigen der Druckdüsen und bei Bedarf außerdem nach der letzten Druckdüse unmittelbar am Ausgang des Arbeitsziehsteines durch eine Flüssigkeit gezogen wird, welche zur Kühlung oder zur Kühlung und zur Ablösung des Schmierstoff-Restfilms oder zur Kühlung und zur an sich bekannten Beschichtung mit einem anschließend zu trocknenden Schmiermittel dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das füssige Schmiermittel auf schmiermittelträger£reies Umformgut-Ausgangsmaterial aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schmiermittel beziehungsweise die Flüssigkeit aus einem organischen Lösungsmittel und einem Metallstearat besteht, insbesondere aus Trichloräthylen und Calciumstearat mit erhöhtem Metalloxidanteil.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das am Ausgang des Arbeitsziehsteines durch die Flüssigkeit gezogene Umformgut nachfolgend getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schmierstoffdruck im Druckraum in seiner Höhe so begrenzt wird, daß mit Ausnahme des als Restfilm auf dem Umformgut haftenden Schmierstoffs möglichst kein Schmierstoff durch das Ziehöl des Arbeitsziehsteins in die Flüssigkeit eingetragen werden kann.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Schmierstoffdruck mittels eines mit dem Druckraum verbundenen, einstellbaren Uberdruckventils begrenzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Druckaufbau im Druckraum mittels der Konsistenz und/oder der Dicke des Festschmierstoffs beeinflußt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Dicke des Festschmierstoffilms mittels der Konzentration des Festschmierstoffs in der flüssigen Substanz, der Temperatur des flüssigen Schmiermittels oder einem Abstreifer gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Druckdüsen verwendet werden, deren Einlaufdüsen einen nur um 0,01 bis 0,06 mm größeren Bohrungsdurchmesser besitzen, als der Durchmesser des einlaufenden Drahtes ist.