EP1388378A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlblocks aus metallischem Material - Google Patents

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EP1388378A1
EP1388378A1 EP03016131A EP03016131A EP1388378A1 EP 1388378 A1 EP1388378 A1 EP 1388378A1 EP 03016131 A EP03016131 A EP 03016131A EP 03016131 A EP03016131 A EP 03016131A EP 1388378 A1 EP1388378 A1 EP 1388378A1
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EP
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starting material
punching
cross
rolling mill
rolling
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    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/466—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a non-continuous process, i.e. the cast being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B3/02—Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hollow block of metallic Material, in particular bearing steel, in which cylindrically shaped Starting material in a cross rolling mill using an axially fixed Lochdorns is formed into a tubular hollow block.
  • a procedure This type is known for example from EP 0 940 193 A2.
  • cylindrically shaped starting material is a Slanting mill supplied, which is equipped with an axially fixed hole dome is.
  • the starting material is rolled over the perforated dome.
  • the advantages of the Schrägwalzvons are mainly the low eccentricity of Hollow blocks and a high operating weight of the blocks, d. H. it can be relatively long Tubes are manufactured.
  • a disadvantage of the known Schrägwalz compiler that tensile stresses occur in the material core zone, whereby the risk of Internal fault formation by tearing exists; Furthermore, here is a relatively high Preliminary material quality necessary, which is why usually in materials with reduced Formability only pre-rolled material can be processed.
  • the advantages of the press hole are above all the occurrence of compressive stresses in the material core zone, whereby there is no danger of internal defects, even with steel types with limited forming capacity.
  • the disadvantage is here the relatively high eccentricity of the hollow blocks and their lower operating weight.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method with Hollow blocks made of bearing steel by the Schrägwalz compiler economically let produce.
  • the starting material for the production of Tubes as a starting product for the production of bearing rings are cheaper.
  • the starting material Made from non-pre-formed material produced by direct extrusion is, and that the starting material before feeding into the cross rolling mill is not subjected to a Vorwalzvorgang.
  • the starting material is preferred in the cross rolling then only one rolling process defined during punching diminished, d. H. subjected to low degree of deformation; the forming parameters are then so limited, so that only a small deformation takes place.
  • directly extruded starting material is used used for making seamless pipes without performing a Pre-rolling process is fed to the cross rolling mill.
  • the material is only one rolling process defined diminished, d. H. low degree of deformation compared with the possibilities of known Schrägwalz compiler. It takes place during the oblique rolling Therefore, no massive reduction before or during punching instead, as in previously known Procedure is common. In this way, the manufacturing process for seamless tubes, especially from bearing steel, much easier and thus made more economical.
  • the cross rolling mill is preferably designed as a three-roll cross rolling mill; cone tapered rollers are preferably used here.
  • constriction in the punching process should be at least 75%, preferably at least 87% of the initial diameter.
  • constriction is here the diameter reduction at the narrowest point, the high point, too understand; it thus results as a quotient of the diameter at the high point based on the initial diameter.
  • the high point is the narrowest point between the rollers, d. H. where the material diameter is the smallest.
  • the maximum elongation of the starting material is convergent Punch 3.5, preferably 3.0, and in divergent punching 2.5, preferably 2.0.
  • the extension results as a ratio of the tube length after the Transformation to the original block or pipe length or ratio of Cross-sectional area before forming to the reshaped cross-sectional area.
  • the diameter decrease of the starting material in the cross rolling mill should if a Massiworredump is made, so in the case of a Vorumformung - Maximum 42%, preferably a maximum of 15%. It is defined as Difference between the diameter before forming and the diameter after forming relative to the starting diameter, i. before forming.
  • the process can be used particularly advantageously if the starting material before punching to a temperature between 1050 ° C and 1140 ° C, preferably at a temperature between 1060 ° C and 1080 ° C, is heated.
  • the punching operation is performed with divergent aligned rollers.
  • divergent rolling the roll axes move away in the rolling direction while in convergent rolling, the roll axes in Increasingly approach rolling direction.
  • the proposed method is particularly preferred in processing of bearing steel type 100 Cr 6 is used.
  • bearing steel in direct casting was manufactured to process without prereduction and the hollow block reshape.
  • the core area of the material are advantageous compressive stresses in front.
  • the hollow block substantially cheaper Be prepared as compared with the Schrägwalz Kunststoffmaschinen according to the state of the art.
  • the method according to the invention therefore combines the advantages of the cross rolling method in terms of good concentricity, high application weight and lower Material losses with the advantages of the press hole in terms of predominant Compressive stresses in the core area of the material while avoiding the disadvantages both procedural principles.
  • quality improvements of the hollow block in addition to economic benefits also quality improvements of the hollow block.
  • hollow block 1 In the figure is denoted by 1 to be produced hollow block, which then to a seamless tube is reshaped.
  • This consists in the embodiment Rolling bearing steel of the type 100 Cr 6.
  • the hollow block 1 is made of starting material 2 manufactured with circular cylindrical cross section. The transformation of the starting material 2 to the hollow block 1 takes place in a three-roll cross-rolling mill; shown are two rolls 3 and 4 of the cross rolling mill.
  • the rollers 3, 4 have a conical section on.
  • the axes 6 and 7 of the rollers 3 and 4 are removed in Rolling direction R from each other, d. H. There is a divergent punching.
  • an axially fixed Piercing pin 5 is provided, via which the starting material 2 through the rollers. 3 and 4 is rolled.
  • the Starting material 2 consists of non-preformed material by direct casting will be produced. Before the feed of the starting material 2 in the Slanting mill 3, 4, the material is not subjected to a pre-rolling. in the Beveling mill 3, 4 itself, when punching the starting material 2, with a only defined diminished, d. H. rolled low degree of deformation.
  • constriction of the starting material 2 during the punching process at least 75%, more preferably at least 87%.
  • the punching process is employed according to the embodiment with divergent Rolling performed.
  • the maximum stretch of the starting material 2.5.
  • the method is preferably applicable to the processing of low alloy steels of non-pre-formed continuous casting material and high alloy steels while avoiding significant internal defects and end losses at low eccentricity.
  • the feedstock may be specially melted, pan-treated and potted, such that it has a fine-grained, homogeneous microstructure with finely dispersed primary carbide and high purity distribution, with particularly limited O 2 and S contents.
  • An example of this is a mother block with a diameter of 120 mm, rolled from the hollow blocks with a diameter of 127 to 144 mm become.
  • the mother block before, d. H. before carrying out the invention Method by skew rolling on z. B. 100 mm or 80 mm vorreduish, From the blocks thus formed hollow blocks with a diameter from 106 to 120 mm and 85 to 96 mm, respectively.
  • the degree of deformation or the stretch can be used in a cone slanting mill with 2 Rolls up to 6.0.
  • the Value up to 4.0 In a barrel rolling mill with 2 rollers, the Value up to 4.0.
  • the three-roll cross rolling mill In the three-roll cross rolling mill is in the use of Barrel rollers, depending on the diameter change, a maximum value of 2.8 to 3.5 possible, a value of 2.3 is usual. It proposes a maximum value of 2.5 up to 3.5, depending on the roller position.
  • the stretching area for cross-rolling mills lies between 1.2 and 6.0.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlblocks (1) aus metallischem Material, insbesondere aus Wälzlagerstahl, bei dem zylindrisch geformtes Ausgangsmaterial (2) in einem Schrägwalzwerk (3, 4) unter Einsatz eines axial feststehenden Lochdorns (5) zu einem rohrförmigen Hohlblock (1) umgeformt wird. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial (2) aus nicht vorumgeformtem Material besteht, das durch Direktstrangguss hergestellt wird, und dass das Ausgangsmaterial (2) vor der Zuführung in das Schrägwalzwerk (3, 4) keinem Vorwalzvorgang unterzogen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlblocks aus metallischem Material, insbesondere aus Wälzlagerstahl, bei dem zylindrisch geformtes Ausgangsmaterial in einem Schrägwalzwerk unter Einsatz eines axial feststehenden Lochdorns zu einem rohrförmigen Hohlblock umgeformt wird. Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise aus der EP 0 940 193 A2 bekannt.
Beispielsweise für die Herstellung von Wälzlagerringen werden nahtlose Rohre aus Wälzlagerstahl benötigt, die durch das gattungsgemäße Verfahren hergestellt werden können. Dabei wird zylindrisch geformtes Ausgangsmaterial einem Schrägwalzwerk zugeführt, das mit einem axial feststehenden Lochdom ausgestattet ist. Zur Umformung des zylindrisch geformten Ausgangsmaterials zu einem nahtlosen Rohr wird das Ausgangsmaterial über den Lochdom gewalzt.
Neben dem Lochen des Ausgangsmaterials durch Schrägwalzen ist auch noch das Presslochen bekannt, wie es beispielsweise in der DE 195 20 833 A1 beschrieben wird.
Die Vorteile des Schrägwalzverfahrens sind vor allem die niedrige Exzentrizität der Hohlblöcke und ein hohes Einsatzgewicht der Blöcke, d. h. es können relativ lange Rohre gefertigt werden. Nachteilig ist bei den bekannten Schrägwalzverfahren, dass Zugspannungen in der Materialkernzone auftreten, wodurch die Gefahr der Innenfehler-Entstehung durch Aufreißen besteht; weiterhin ist hier eine relativ hohe Vormaterialqualität notwendig, weshalb in der Regel bei Werkstoffen mit vermindertem Umformvermögen nur vorgewalztes Material verarbeitet werden kann.
Die Vorteile des Presslochens sind vor allem das Auftreten von Druckspannungen in der Materialkemzone, wodurch keine Gefahr von Innenfehlern gegeben ist, selbst bei Stahltypen mit eingeschränktem Umformvermögen. Nachteilig ist hier die relativ hohe Exzentrizität der Hohlblöcke sowie deren geringeres Einsatzgewicht.
Aufgrund der genannten Nachteile dieser Schrägwalzverfahren sieht die EP 0 940 193 A2 vor, dass vor dem Lochen des Ausgangsmaterials eine Massivreduktion des Materials vorgenommen wird. Reduktion und Lochung können dabei in einem einzigen Schritt erfolgen (s. Fig. 1 der EP 0 940 193 A2); alternativ können für die Reduktion und die Lochung auch zwei Schritte vorgesehen werden (s. Fig. 2 und 3 der EP 0940193 A2).
Bei der Nutzung des Schrägwalzverfahrens zur Lochung zylindrischen Ausgangsmaterials hat sich herausgestellt, dass es speziell bei der Verarbeitung von Wälzlagerstahl und hier insbesondere bei Stahl des Typs 100 Cr 6 mit dem vorbekannten Verfahren Probleme gibt. Das gemäß dem Stand der Technik eingesetzte Massivreduzieren des Ausgangsmaterials verteuert den Herstellungsprozess nicht unerheblich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich Hohlblöcke aus Wälzlagerstahl durch das Schrägwalzverfahren ökonomisch herstellen lassen. Insbesondere soll das Vormaterial für die Herstellung von Rohren als Ausgangsprodukt für die Fertigung von Lagerringen preiswerter werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ausgangsmaterial aus nicht vorurngeformtem Material besteht, das durch Direktstrangguss hergestellt wird, und dass das Ausgangsmaterial vor der Zuführung in das Schrägwalzwerk keinem Vorwalzvorgang unterzogen wird. Bevorzugt wird das Ausgangsmaterial im Schrägwalzwerk dann beim Lochen nur einem Walzvorgang mit definiert vermindertem, d. h. geringem Umformgrad unterzogen; die Umformparameter sind dann also limitiert, so dass nur eine geringe Umformung erfolgt.
Gemäß dem Kern der Erfindung wird also direkt stranggegossenes Äusgangsmaterial zur Herstellung nahtloser Rohre verwendet, das ohne Durchführung eines Vorwalzprozesses dem Schrägwalzwerk zugeführt wird. Beim Lochen des Ausgangsmaterials im Schrägwalzwerk wird das Material nur einem Walzvorgang mit definiert vermindertem, d. h. geringem Umformgrad unterzogen, verglichen mit den Möglichkeiten bekannter Schrägwalzverfahren. Es findet beim Schrägwalzen daher keine Massivreduktion vor dem bzw. beim Lochen statt, wie dies bei vorbekannten Verfahren üblich ist. Auf diese Art und Weise kann das Herstellungsverfahren für nahtlose Rohre, insbesondere aus Wälzlagerstahl, wesentlich vereinfacht und damit ökonomischer gestaltet werden.
Das Schrägwalzwerk ist bevorzugt als Drei-Walzen-Schrägwalzwerk ausgebildet; dabei kommen vorzugsweise Kegel-Schrägwalzen zum Einsatz.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die nachfolgenden Bedingungen eingehalten werden:
Die Querschnittsabnahme des Ausgangsmaterials während des Lochungsvorgangs im Schrägwalzwerk sollte beim reduzierenden Lochen mit konvergenter Walzenstellung maximal 71 % und beim aufweitenden Lochen mit divergenter Walzenstellung maximal 60 % betragen. Unter Querschnittsabnahme wird dabei die Differenz zwischen Ausgangsquerschnittsfläche und umgeformter Querschnittsfläche bezogen auf die Ausgangsquerschnittsfläche verstanden.
Die Einschnürung beim Lochungsvorgang sollte mindestens 75 %, vorzugsweise mindestens 87 %, vom Ausgangsdurchmesser betragen. Unter Einschnürung ist hier die Durchmesserreduzierung an der engsten Stelle, dem Hohen Punkt, zu verstehen; sie ergibt sich also als Quotient des Durchmessers am Hohen Punkt bezogen auf den Ausgangsdurchmesser. Der Hohe Punkt ist die engste Stelle zwischen den Walzen, d. h. wo der Materialdurchmesser am kleinsten ist.
Mit Vorteil beträgt die maximale Streckung des Ausgangsmaterials beim konvergentem Lochen 3,5, vorzugsweise 3,0, und beim divergentem Lochen 2,5, vorzugsweise 2,0. Die Streckung ergibt sich als Verhältnis der Rohrlänge nach der Umformung zur ursprünglichen Block- oder Rohrlänge bzw. als Verhältnis der Querschnittsfläche vor der Umformung zur umgeformten Querschnittsfläche.
Die Durchmesserabnahme des Ausgangsmaterials im Schrägwalzwerk sollte - wenn ein Massiworreduzieren vorgenommen wird, also im Falle einer Vorumformung - maximal 42 % betragen, vorzugsweise maximal 15 %. Sie ist definiert als Differenz zwischen dem Durchmesser vor der Umformung und dem Durchmesser nach der Umformung bezogen auf den Ausgangs-Durchmesser, d.h. vor der Umformung.
Das Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft anwenden, wenn das Ausgangsmaterial vor dem Lochen auf eine Temperatur zwischen 1.050 °C und 1.140 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 1.060 °C und 1.080 °C, erwärmt wird.
Bevorzugt wird der Lochungsvorgang mit divergent ausgerichteten Walzen durchgeführt. Beim divergenten Walzen entfernen sich die Walzenachsen in Walzrichtung voneinander, während sich beim konvergenten Walzen die Walzenachsen in Walzrichtung zunehmend annähern.
Das vorgeschlagene Verfahren kommt besonders bevorzugt bei der Verarbeitung von Wälzlagerstahl des Typs 100 Cr 6 zum Einsatz.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich durch verschiedene Vorteile aus:
Durch die genannten Maßnahmen wird es möglich, Wälzlagerstahl, der im Direktstrangguss gefertigt wurde, ohne Vorreduktion zu verarbeiten und zum Hohlblock umzuformen. Im Kerngebiet des Materials liegen dabei vorteilhafte Druckspannungen vor.
Durch Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens wird ein Hohlblock mit niedriger Exzentrizität erzeugt. Ferner ist es möglich, relativ lange Rohre herzustellen, da das Einsatzgewicht der Blöcke beim Schrägwalzverfahren groß sein kann. Durch die vorhandenen Druckspannungen in der Materialkernzone ist auch die Gefahr der Entstehung von Innenfehlern gering, was sich vor allem bei Stahlsorten mit eingeschränktem Umformvermögen positiv bemerkbar macht.
Da ein Vorwalzen des Ausgangsmaterials vor dem Lochen entbehrlich wird, kann mit dem vorgeschlagenen Verfahren der Hohlblock in wesentlichen kostengünstigerer Weise hergestellt werden, verglichen mit dem Schrägwalzverfahren gemäß dem Stand der Technik.
Mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise wird auch in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Qualität des Hohlblocks auf hohem Niveau bleibt: Mit den vorgeschlagenen Walzparametern wird Triangulation (Dreiecksbildung) am hinteren Hohlblockende weitgehend vermieden, und es kommt auch zu keiner großen "Trompetenbildung" (Durchmesseraufweitung am vorderen Ende des Hohlblocks).
Das erfindungsgemäße Verfahren verbindet daher die Vorteile des Schrägwalzverfahrens hinsichtlich guter Konzentrizität, hohen Einsatzgewichts und geringer Materialverluste mit den Vorteilen des Presslochens hinsichtlich überwiegender Druckspannungen im Kerngebiet des Materials unter Vermeidung der Nachteile beider Verfahrensprinzipien. Somit ergeben sich neben ökonomischen Vorteilen auch Qualitätsverbesserungen des Hohlblocks.
Insgesamt ergibt sich eine Einsparung von Energie, Material- und Produktionskosten bei der Vormaterialbereitstellung, insbesondere für die Herstellung von Wälzlagerringen, bei einem hohen Qualitätsniveau der gefertigten Rohre.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt schematisch das metallische Ausgangsmaterial, das mittels Walzen zum Hohlblock umgeformt wird.
In der Figur ist mit 1 der zu fertigende Hohlblock bezeichnet, der dann zu einem nahtlosen Rohr umgeformt wird. Dieses besteht im Ausführungsbeispiel aus Wälzlagerstahl des Typs 100 Cr 6. Der Hohlblock 1 wird aus Ausgangsmaterial 2 mit kreiszylindrischem Querschnitt gefertigt. Die Umformung des Ausgangsmaterials 2 zum Hohlblock 1 erfolgt in einem Drei-Walzen-Schrägwalzwerk; dargestellt sind zwei Walzen 3 und 4 des Schrägwalzwerks. Die Walzen 3, 4 weisen einen kegeligen Abschnitt auf. Die Achsen 6 und 7 der Walzen 3 und 4 entfernen sich in Walzrichtung R voneinander, d. h. es erfolgt ein divergentes Lochen.
Zum Lochen des Ausgangsmaterials 2 zum Hohlblock 1 ist ein axial festgelegter Lochdorn 5 vorgesehen, über den das Ausgangsmaterial 2 durch die Walzen 3 und 4 gewalzt wird.
Als wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausgangsmaterial 2 aus nicht vorgeformtem Material besteht, das durch Direktstrangguss hergestellt wird. Vor der Zuführung des Ausgangsmaterials 2 in das Schrägwalzwerk 3, 4 wird das Material keinem Vorwalzvorgang unterzogen. Im Schrägwalzwerk 3, 4 selber, beim Lochen des Ausgangsmaterials 2, wird mit einem nur definiert vermindertem, d. h. geringem Umformgrad gewalzt.
Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Querschnittsabnahme des Ausgangsmaterials 2 während des Lochungsvorgangs im Schrägwalzwerk 3, 4 höchstens 60 % beim divergenten Lochen und höchstens 71 % beim konvergenten Lochen beträgt. Beim Drei-Walzen-Schrägwalzverfahren gemäß dem Stand der Technik liegt die Querschnittsabnahme bei Werten bis zu 80 %.
Weiterhin beträgt die Einschnürung des Ausgangsmaterials 2 beim Lochungsvorgang mindestens 75 %, besonders bevorzugt mindestens 87 %.
Der Lochungsvorgang wird gemäß dem Ausführungsbeispiel mit divergent angestellten Walzen durchgeführt. Hierbei beträgt die maximale Streckung des Ausgangsmaterials 2,5.
Von Bedeutung ist auch noch, dass die Querschnittsabnahme des Ausgangsmaterials 2 beim Vorumformen - falls es aus Gründen der Sortimentserweiterung durchgeführt wird - maximal 66 % beträgt, was einer Streckung von 1 bis 3 entspricht. Dieser Wert ist im Stand der Technik wesentlich größer; er liegt bei 67 % bis 75 % und höher, was einer Streckung von größer oder gleich 3 bis 4 entspricht.
Das Verfahren ist bevorzugt anwendbar für die Verarbeitung niedrig legierter Stähle aus nicht-vorumgeformtem Stranggussmaterial sowie hochlegierter Stähle unter Vermeidung signifikanter Innenfehler und Endenverlusten bei geringer Exzentrizität. Das Einsatzmaterial kann speziell als Rohrvormaterial erschmolzen, pfannenbehandelt und vergossen sein, so dass es ein feinkörniges, homogenes Gefüge mit feindisperser Verteilung der Primärkarbide und hohem Reinheitsgrad aufweist, wobei besonders die O2- und S-Gehalte begrenzt sind.
Man kann also zusammenfassend sagen, dass beim vorgeschlagenen Verfahren keine Vorreduktion, Vorumformung bzw. Massivreduktion zu erfolgen braucht, woraus eine Kosteneinsparung resultiert. Es kann jedoch auch eine Vorreduktion, beispielsweise auf einem Drei-Walzen-Schrägwalzwerk, stattfinden, um aus einem Mutterblock Ausgangsblöcke verschiedener Durchmesser herzustellen; hierdurch kann das Abmessungssortiment der daraus zu walzenden Hohlblöcke erweitert werden.
Als Beispiel hierfür sei ein Mutterblock mit einem Durchmesser von 120 mm angeführt, aus dem Hohlblöcke mit einem Durchmesser von 127 bis 144 mm gewalzt werden. Wird der Mutterblock vorher, d. h. vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch Schrägwalzen auf z. B. 100 mm bzw. 80 mm vorreduziert, können aus den so entstehenden Blöcken Hohlblöcke mit einem Durchmesser von 106 bis 120 mm bzw. 85 bis 96 mm gewalzt werden. Auf diese Weise können also aus dem genannten Mutterblock Hohlblöcke im Durchmesserbereich von 85 mm bis 144 mm gewalzt werden. Insoweit kommt ein Vorreduzieren des Mutterblocks in Betracht, bevor das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
Nach dem Stand der Technik ist indes eine Vorumformung durch Längswalzen oder Schmieden notwendig, wobei die Streckung 3 bis 4 bzw. die Querschnittsabnahme mindestens 67 % bis 75 % betragen muss.
Das Lochen vom Block, also vom Ausgangsmaterial, zum Hohlblock erfolgt mit einem definiert gemäßigten Umformgrad (Streckung maximal 2,0 bis 3,5) unter komplex gleichzeitiger Kombination mehrerer Umformparameter, die in den Ansprüchen angegeben wurden und die ein Optimum für die Herstellung der in Rede stehenden Hohlblöcke darstellen.
Der Umformgrad bzw. die Streckung kann bei einem Kegelschrägwalzwerk mit 2 Walzen bis zu 6,0 betragen. Bei einem Tonnenwalzwerk mit 2 Walzen kann der Wert bis zu 4,0 betragen. Im Drei-Walzen-Schrägwalzwerk ist beim Einsatz von Tonnenwalzen je nach Durchmesseränderung ein maximaler Wert von 2,8 bis 3,5 möglich, üblich ist ein Wert von 2,3. Vorgeschlagen wird ein Wert von maximal 2,5 bis 3,5, je nach Walzenstellung. Der Streckungsbereich für Schrägwalzwerke liegt zwischen 1,2 und 6,0.
Bei der Vorumformung durch Massivreduktion sollen 66 % Querschnittsabnahme, entsprechend 42 % Durchmesserabnahme, nicht überschritten werden. Beim nachfolgenden Lochen liegt die Streckung beispielsweise bei Werten von 3,5, 3,0 oder 2,5, was einer Querschnittsabnahme von 71 %, 67 % bzw. 60 % entspricht.
Bezugszeichenliste:
1
Hohlblock
2
Ausgangsmaterial
3
Walze des Schrägwalzwerks
4
Walze des Schrägwalzwerks
5
Lochdorn
6
Achse der Walze 3
7
Achse der Walze 4
R
Walzrichtung

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlblocks (1) aus metallischem Material, insbesondere aus Wälzlagerstahl, bei dem zylindrisch geformtes Ausgangsmaterial (2) in einem Schrägwalzwerk (3, 4) unter Einsatz eines axial feststehenden Lochdorns (5) zu einem rohrförmigen Hohlblock (1) umgeformt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial (2) aus nicht vorumgeformtem Material besteht, das durch Direktstrangguss hergestellt wird, und dass das Ausgangsmaterial (2) vor der Zuführung in das Schrägwalzwerk (3, 4) keinem Vorwalzvorgang unterzogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial (2) im Schrägwalzwerk (3, 4) beim Lochen nur einem Walzvorgang mit definiert vermindertem Umformgrad unterzogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial in einem Drei-Walzen-Schrägwalzwerk (3, 4) umgeformt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsabnahme des Ausgangsmaterials (2) während des Lochungsvorgangs im Schrägwalzwerk (3, 4) maximal 71 % bei konvergentem Lochen und maximal 60 % bei divergentem Lochen beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung des Ausgangsmaterials (2) beim Lochungsvorgang mindestens 75 %, vorzugsweise mindestens 87 %, vom Ausgangsdurchmesser beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Streckung des Ausgangsmaterials (2) bei konvergentem Lochen 3,5, vorzugsweise 3,0, und bei divergentem Lochen 2,5, vorzugsweise 2,0, beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesserabnahme des Ausgangsmaterials (2) beim Massiworreduzieren im Drei-Walzen-Schrägwalzwerk (3, 4) maximal 42 % beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial (2) vor dem Lochen auf eine Temperatur zwischen 1.050 °C und 1.140 °C, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 1.060 °C und 1.080 °C, erwärmt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Lochungsvorgang mit divergent ausgerichteten Walzen (3, 4) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass als metallisches Material ein Wälzlagerstahl des Typs 100 Cr 6 umgeformt wird.
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