DE945745C - Drawing die for the continuous drawing of semi-finished products, e.g. in the form of strips or tubes, made of aluminum or metal with a high aluminum content - Google Patents

Description

Ziehmatrize für das fortlaufende Ziehen von Halbzeug, z. B. in Form von Streifen oder Rohren, aus Aluminium oder stark aluminiumhaltigem Metall Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Teilen aus Aluminium oder Legierungen, in denen Aluminium stark vorherrscht (im nachfolgenden mit »Aluminium« bezeichnet), wobei ein fortlaufendes Ziehen durch eine Ziehmatrize oder ein sonstiges Formwerkzeug hindurch stattfindet, um entweder eine Querschnittsänderung oder eine Querschnittsverringerung des zu ziehenden Werkstoffes zu erzielen. Die Erfindung betrifft vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, die nachstehenden Arbeitsvorgänge: i. Die Herstellung eines Rohres durch Biegen eineg Metallstreifens, derart, daß dieser annähernd eine kreisförmige Gestalt annimmt, wobei die Kanten des Streifens dicht zusammengebracht werden, 2. die Verringerung des Durchmessers eines Rohres. .Drawing die for the continuous drawing of semi-finished products, e.g. B. in shape of strips or tubes, made of aluminum or metal with a high aluminum content Die Invention relates to the manufacture of parts from aluminum or alloys, in which aluminum predominates (hereinafter referred to as "aluminum"), continuous drawing through a drawing die or other forming tool takes place therethrough to either a change in cross section or a reduction in cross section of the material to be drawn. The invention preferably relates to, however not exclusively, the following operations: i. The making of a Tube by bending a metal strip so that it is approximately circular Takes shape, bringing the edges of the strip close together, 2. reducing the diameter of a pipe. .

Bei manchen Arbeitsverfahren ist es im Hinblick auf die Nachbehandlung besonders vorteilhaft, daß der nach außen liegende Teil der Oberfläche eines Werkstückes aus Aluminium keine Schmiermittelspuren vom Ziehvorgang trägt. Ein Beispiel hierfür ist die Rohrherstellung durch Querbiegen eines Aluminiumstreifens in einem Zieh-oder Formwerkzeug, bei der später die dicht beieinanderliegenden Kanten des zum Rohr gebogenen Streifens durch elektrische Lichtbogenschweißung verbunden werden. Ein anderes Beispiel ist das Niederziehen eines Rohres auf einen kleineren Durchmesser, um als Mantel für ein elektrisches Kabel zu dienen. Dieser Mantel muß eine Schutzdeckschicht erhalten. Hierbei ist es- von Wichtigkeit, daß die Oberfläche des Mantels sauber ist, um eine sonst mögliche Korrosion zu vermeiden, die das Haften der Schutzdeckschicht gefährden könnte.In some work processes it is with a view to post-treatment it is particularly advantageous that the part of the surface of a workpiece which is located outward made of aluminum does not carry any traces of lubricant from the drawing process. An example of this is the production of tubes by transverse bending of an aluminum strip in a drawing or Form tool, in which later the closely spaced edge of the strip bent to form a pipe connected by electric arc welding will. Another example is pulling a pipe down onto a smaller one Diameter to serve as a sheath for an electrical cable. This coat must receive a protective top layer. It is important that the surface of the jacket is clean in order to avoid any possible corrosion that would prevent the sticking could endanger the protective cover layer.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es undurchführbar ist, Halbzeug ohne Verwendung von Schmiermitteln mittels üblicher Ziehwerkzeuge zu ziehen. Denn die Oberfläche des Ziehwerkzeugs wird sehr schnell mit Oxyd oder Metall verunreinigt, das von der Oberfläche des gezogenen Werkstückes herrührt. Diese Verunreinigungen bewirken eine Beschädigung der Aluminiumoberfläche und eine weitere Ansammlung von herausgerissenem Metall oder von Oxyden an der Oberfläche des Ziehwerkzeugs. Wenn auch Ziehwerkzeuge aus Diamant und Wolfram-Karbid in Gebrauch sind, so findet doch der Diamant offensichtlich nur eine sehr begrenzte Anwendung. Wolfram-Karbid scheint bei der Verwendung als Ziehwerkzeug das Verhalten eines Metalls zu haben und macht die Verwendung eines Ziehschmiermittels ebenfalls erforderlich.However, it has been found to be impractical to use semi-finished products to be drawn without the use of lubricants by means of conventional drawing tools. Because the surface of the drawing tool is very quickly contaminated with oxide or metal, which originates from the surface of the drawn workpiece. These impurities cause damage to the aluminum surface and further accumulation of torn metal or oxides on the surface of the drawing tool. if Diamond and tungsten carbide drawing tools are also in use, so it finds The diamond obviously has a very limited application. Tungsten Carbide appears to have the behavior of a metal when used as a drawing tool the use of a drawing lubricant is also required.

Im Schrifttum wird eine Matrize beschrieben, deren Arbeitsfläche aus einer Mischung harter, nichtmetallischer Werkstoffe, die- zusammengesintert sind, beispielsweise aus Porzellan oder anderer keramischer Massen, wie Aluminiumoxyd, Quarz, Feldspat oder harter Glasmassen, bestehen. Ein Vorteil derartiger Ziehwerkzeuge soll darin zu sehen sein, .daß sie gegenüber den Schmier- und Kühlmitteln, welche beim Drahtziehen verwendet werden, und zwar auch gegenüber Schmiermitteln mit zerstörender oder korrodierender Eigenart, widerstandsfähig sind und daß sie zum Aufnehmen und Festhalten des Schmierstoffes porös ausgebildet sein können. Es ist ferner bekanntgeworden, die Arbeitsfläche eines Werkzeugs für die Kaltverformung von Metallen, beispielsweise zum Ziehen von Stahl, mit einer nichtmetallischen kristallinischen, beispielsweise einer Zink-Phosphat-Schicht, zu versehen, welche im Betrieb geschmiert wird. Außerdem ist schon angeregt worden, Werkstücke mit nichtmetallischen Schichten zu versehen und beispielsweise ein Aluminiumwerkstück mit einer kristallinen, aus Oxyden oder Salzen gebildeten Schicht zu überziehen, damit eine unmittelbare Metall-auf-Metall-Berührung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug vermieden wird. Hierbei soll die Schicht das Schmiermittel absorbieren bzw. aufnehmen und dadurch die Wirkung des Schmiermittels beim Ziehvorgang -unterstützen. Endlich ist ein Verfahren dem Stande der Technik zuzurechnen, bei dem ein zu ziehendes, metallisches Werkstück mit einer nichtmetallischen Schicht versehen wird, welche Graphit und einen Bindewerkstoff aus einem Kunstharz enthält. Diese Schicht ist porös und nimmt Öl auf bzw. verteilt es -gleichförmig über die Arbeitsoberfläche des Werkzeuges. -Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Ziehen von Halbzeug aus Aluminium oder einer Legierung, in welcher Aluminium stark vorherrscht, durch eine Ziehmatrize hindurch ohne Verwendung eines, Schmier- oder Kühlmittels erfolgen kann. Hierbei tritt weder eine Verunreinigung der Oberfläche des Werkzeuges noch eine Beschädigung der Werkstückoberfläche ein. Es ist somit nach dem Ziehvorgang auch nicht erforderlich, die Oberfläche des gezogenen Teiles von den Rückständen eines Schmiermittels zu reinigen. Dieses Ergebnis wird erzielt, ohne daß die Oberfläche des zu ziehenden Teiles mit einer Sonder= schicht versehen wird. Denn das Äufbringen derartiger Schichten macht erhebliche Schwierigkeiten, wenn das Werkstück eine große Länge hat, wie dies beispielsweise bei aluminiumummantelten elektrischen Kabeln der Fall ist.In literature, a matrix is described whose work surface consists of a mixture of hard, non-metallic materials that are - sintered together, for example made of porcelain or other ceramic materials, such as aluminum oxide, Quartz, feldspar or hard glass masses exist. An advantage of such drawing tools should be seen in it, that they compared to the lubricants and coolants, which are used in wire drawing, even with destructive lubricants or corrosive nature, are resistant and that they are suitable for receiving and Holding the lubricant can be made porous. It has also become known the working surface of a tool for cold working metals, for example for drawing steel, with a non-metallic crystalline, for example a zinc-phosphate layer, which is lubricated during operation. aside from that It has already been suggested to provide workpieces with non-metallic layers and, for example, an aluminum workpiece with a crystalline one, made of oxides or Salts to coat the formed layer so as to allow direct metal-to-metal contact between the workpiece and the tool is avoided. Here the layer absorb or absorb the lubricant and thereby the effect of the lubricant -support during the pulling process. Finally, a process is state of the art attributable, in which a metallic workpiece to be drawn with a non-metallic workpiece Layer is provided, which graphite and a binding material made of a synthetic resin contains. This layer is porous and absorbs or distributes oil uniformly via the work surface of the tool. -The essence of the present invention is that the drawing of semi-finished products made of aluminum or an alloy, in which aluminum is strongly predominant, through a draw die without use one, lubricant or coolant can be done. Neither an impurity occurs here the surface of the tool can damage the workpiece surface. It is therefore also not necessary after the drawing process, the surface of the drawn To clean the part from the residues of a lubricant. This result will achieved without the surface of the part to be drawn with a special = layer is provided. Because the application of such layers makes considerable difficulties, if the workpiece has a great length, as is the case with aluminum-coated ones, for example electrical cables is the case.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die für das Ziehen von Halbzeug oder sonstigen Werkstücken aus Aluminium oder stark aluminiumhaltigen Legierungen verwendeten Zielwerkzeuge, welche nichtmetallische, harte und zähe Arbeitsoberflächen von gleichmäßigem Gefügeaufbau aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Ziehmatrizen oder deren Arbeitsoberflächen verwendeten Werkstoffe den Ziehvorgang ohne ein Schmier- oder Kühlmittel gestatten.According to the present invention, they are for drawing semi-finished products or other workpieces made of aluminum or alloys with a high aluminum content used aiming tools, which are non-metallic, hard and tough work surfaces have a uniform structure, characterized in that the for the Draw dies or their work surfaces use the drawing process without a lubricant or coolant.

Im folgenden sind Beispiele von Werkstoffen aufgeführt, welche sich für. die Herstellung derartiger Matrizen oder deren Arbeitsoberflächen eignen: a) Kunstharzwerkstoffe, beispielsweise Phenol-Formaldehyd oder Harnsäure-Formaldehyd-Kunstharz oder Polytetrafluoräthylen, b) Schichtpapier oder -stoff, welches oder welcher mit Kunstharzstoff abgebunden ist, c) Hartholz mit feinem Korn, beispielsweise -Lignum-vitae, Teak-oder Boxholz, d) Glimmer-Glas-Verbindungen oder -Zusammensetzungen und e) physikalisch stabile Mineralstoffe, welche vermittels Kunstharz-Stoff abgebunden sind, z. B. Asbest, Talkum und Molybdän-Disulfid, wobei das letztere aus Molybdänit in seiner Naturform oder in einer künstlichen Äquivalenzform besteht. Pulver kann in einer innigen Mischung mit derartigen Mineralstoffen vorhanden oder enthalten sein. Es sei erwähnt, daß die verwendeten Werkstoffe regelmäßig bzw. ständig, die zuvor erwähnten Eigenschaften über den ganzen Bereich der Arbeitstemperatur der 'Ziehmatrizen beibehalten.The following are examples of materials that are for. the production of such matrices or their work surfaces are suitable: a) Synthetic resin materials, for example phenol-formaldehyde or uric acid-formaldehyde synthetic resin or polytetrafluoroethylene, b) laminated paper or fabric, which or which with Synthetic resin is set, c) hardwood with fine grain, for example -Lignum-vitae, Teak or boxwood, d) mica-glass compounds or compositions, and e) physical stable minerals, which are bound by means of synthetic resin material, z. B. Asbestos, talc and molybdenum disulfide, the latter being made up of molybdenite in its Natural form or in an artificial equivalent form. Powder can be in one intimate mixture with such minerals be present or contained. It it should be mentioned that the materials used regularly or constantly, the previously mentioned Maintain properties over the entire working temperature range of the drawing dies.

Die Werkstoffe können das ganze Ziehwerkzeug oder nur dessen Arbeitsfläche bilden.The materials can be the entire drawing tool or just its work surface form.

Als Beispiel sei ein Ziehwerkzeug angeführt, welches dazu dient, einen Aluminiumstreifen zu einem Rohr zu biegen, dessen Kanten dicht zusammenliegen.As an example, a drawing tool is given, which is used to pull a Bending aluminum strips into a tube with the edges close together.

Eine Anzahl von Platten, von denen jede aus Papierschichten besteht, welche mit Phenol-Formaldehyfl-Kunstharz abgebunden- sind, werden mittels Schrauben dicht aufeinander zu einem Block gepreßt, der in einen Halter eingesetzt wird. In den Block wird dann die Ziehbohrung in entsprechender Form eingedreht und durch Feindrehen ihrer Ziehoberfläche hochglanzpoliert. Derartige Ziehbohrungen bestehen zweckmäßig aus einer zylindrischen Bohrung, deren Länge etwa gleich ihrem Durchmesser ist, und einem konischen sich nach der Eingangsseite der Matrize an den zylindrischen anschließenden Teil, welcher einen Öffnungswinkel von etwa 2o° besitzt sowie eine Länge von etwa dem Doppelten des Ziehdurchmessers aufweist. Der konische Teil der Matrize ist nach vorn glockenartig erweitert. Die Zusammensetzung der Matrize durch Platten hat den Vorteil, daß diejenigen Teile, die dem größten Verschleiß unterworfen sind, nämlich der zylindrische und ein Stück des konischen Teiles, ohne weiteres dadurch erneuert werden können, daß einige der Platten entfernt und durch andere ersetzt werden, in die die Ziehöffnung wieder neu eingearbeitet werden kann.A number of panels, each made up of layers of paper, which are bound with phenol-formaldehyde synthetic resin are fastened with screws close together to form a block pressed, which is inserted into a holder will. The drawing hole is then screwed into the block in the appropriate form and polished to a high shine by fine turning the drawing surface. Such drawing holes suitably consist of a cylindrical bore, the length of which is approximately equal to yours Diameter is, and a conical to the entrance side of the die the cylindrical adjoining part, which has an opening angle of about 2o ° and has a length of about twice the drawing diameter. Of the The conical part of the die is widened like a bell towards the front. The composition the die by plates has the advantage that those parts that make up the largest Are subject to wear, namely the cylindrical and part of the conical Part, can easily be renewed by removing some of the plates and replaced by others in which the opening is reworked can be.

Da durch das Ziehen mit dem Werkzeug der beschriebenen Art kein Fremdwerkstoff auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird, kann der zum Rohr gebogene Aluminiumstreifen unmittelbar im Anschluß an den Ziehvorgang an seinen Kanten verschweißt werden.Since there is no foreign material by pulling with the tool of the type described is applied to the workpiece surface, the aluminum strip bent to form a tube be welded at its edges immediately after the drawing process.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Ziehmatrize für das fortlaufende Ziehen von Halbzeug, z. B. in Form von Streifen oder Rohren, aus Aluminium oder stark aluminiumhaltigem Metall, welche aus einem nichtmetallischen harten und zähen Werkstoff .mit im wesentlichen gleichmäßigem Strukturaufbau besteht, gekennzeichnet durch die Verwendung von Werkstoffen für die Ziehmatrizen oder deren Arbeitsoberflächen, welche das Ziehen ohne die Verwendung eines Schmier- bzw. Kühlmittels gestatten. PATENT CLAIMS: i. Drawing die for the continuous drawing of semi-finished products, e.g. B. in the form of strips or tubes, made of aluminum or high aluminum-containing metal, which consists of a non-metallic hard and tough material .mit a substantially uniform structure, characterized by the use of materials for the drawing dies or their work surfaces, which allow drawing without the Allow the use of a lubricant or coolant. 2. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet. durch die Verwendung eines Kunstharzwerkstoffes. 2. drawing die according to claim i, characterized. through the use of a synthetic resin material. 3. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von mit Kunstharz-'stoff getränktem Schichtpapier oder -stoff. 3. drawing die according to claim i, characterized by the use of layered paper impregnated with synthetic resin or fabric. 4. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Hartholz, z. B. Lignum-vitae, Teak- oder Boxholz. 4. drawing die according to claim i, characterized by the use of hardwood, e.g. B. Lignum vitae, teak or box wood. 5. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung eines mit Kunstharzstoff abgebundenen, physikalisch stabilen Mineralstoffes, z. B. Asbest, Talkum oder Molybdän-Disulfid. 5. drawing die according to claim i, characterized by the use of a synthetic resin bonded, physically stable mineral, e.g. B. asbestos, talc or molybdenum disulfide. 6. Ziehmatrize nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Graphit in inniger Vermischung mit dem abgebundenen Mineralstoff. 6. Drawing die according to claim 5, characterized by the use of graphite in intimate mixing with the set mineral. 7. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Glimmer-Glas-Verbindung bzw. -Zusammensetzung. -8. Ziehmatrize nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polytetrafluoräthylen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 673 4o5, 676 792, 687 31o, 697 363, 741 217; »Machinery«, New York, 1949, Heft ä, S. 170 bis 76; »Werkstattstechnik und Maschinenbau«, 1951, Heft i i, S. 447.7. drawing die according to claim i, characterized by the use of a mica-glass compound or composition. -8th. Drawing die according to claim i, characterized by the use of polytetrafluoroethylene. Cited publications: German Patent Nos. 673 405, 676 792, 687 31o, 697 363, 74 1 2 1 7; "Machinery", New York, 1949, Issue ä, pp. 170 to 76; "Workshop technology and mechanical engineering", 1951, issue ii, p. 447.