DE1178881B - Deforming steels in a drawing or pressing die - Google Patents
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: C21d Boarding school Class: C21d
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Deutsche Kl.: 18 c-7/14 German class: 18 c -7/14
L 17667 VI a/18 c
12. Januar 1954
1. Oktober 1964L 17667 VI a / 18 c
January 12, 1954
October 1, 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von Stählen in einer Zieh- oder Preßmatrize, wodurch sich Stähle mit verbesserten mechanischen Eigenschaften ergeben. Dabei werden Stähle mit verbesserten Eigenschaften erhalten, wie sie sonst nur die Legierungsstähle oder teureren vergüteten Stähle aufweisen, so daß diese durch die billigeren nichtaustenitischen Stähle ersetzt werden können.The invention relates to a method for deforming steels in a drawing or pressing die, which results in steels with improved mechanical properties. Thereby steels with improved Properties obtained that are otherwise only found in alloy steels or more expensive heat-treated steels have so that they can be replaced by the cheaper non-austenitic steels.
Es ist bekannt, Stähle in einem kontinuierlichen Verfahren oberhalb der Raumtemperatur, aber unterhalb der unteren Umwandlungstemperatur zu verformen. Es war auch herrschende Ansicht, daß beim plastischen Verformen bei erhöhten Temperaturen entweder die Zugfestigkeit oder die Verarbeitbarkeit des Materials abnimmt. Es war auch bekannt, daß Ausscheidungsvorgänge einen wichtigen, aber noch nicht geklärten Einfluß bei der Verformung ausüben, wodurch der Stahl in unbeabsichtigter und unbeherrschbarer Weise härter und spröder sowie weniger verformbar werden kann. Ein Verformen von Stählen bei erhöhter Temperatur ließ deshalb bei solchen Stählen, welche die Erscheinung der Ausscheidungshärtung aufweisen, keine bedeutenden Erfolge erwarten. Überraschenderweise wurde nun aber gefunden, daß bei dem plastischen Verformen bei erhöhten Temperaturen von Stählen, deren Zugfestigkeit bei dieser Verarbeitung vergrößert wird, die Verarbeitbarkeit des Materials nicht nur aufrechterhalten wird, sondern es sogar möglich ist, die Verarbeitbarkeit noch zu verbessern.It is known to produce steels in a continuous process above room temperature but below deform the lower transformation temperature. It was also the prevailing view that the plastic deformation at elevated temperatures either the tensile strength or the processability of the material decreases. It was also known that excretory processes were an important one, but still exert unexplained influence in the deformation, causing the steel in unintentional and uncontrollable Way harder and more brittle as well as less deformable. A deformation of steels at elevated temperature, therefore, in those steels which had the appearance of precipitation hardening do not expect any significant success. Surprisingly, however, it has now been found that in the plastic deformation at elevated temperatures of steels, their tensile strength at this processing is increased, the processability of the material is not only maintained but it is even possible to further improve the workability.
Von besonderer Bedeutung ist noch die Tatsache, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Verformungsstufe bei erhöhter Temperatur mit dem heiß gewalzten Stahl ausgeführt wird, ohne daß besondere, sonst übliche Verfahrens- und Glüharbeitsgänge dazwischen vorgenommen werden müssen.Of particular importance is the fact that in the process according to the invention, the deformation stage is carried out at elevated temperature with the hot-rolled steel, without special, otherwise usual process and annealing operations must be carried out in between.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren zum kontinuierlichen plastischen Verformen von heiß gewalzten Stählen durch Führen in Stangenform durch eine Zieh- oder Preßmatrize bei gegenüber Raumtemperatur erhöhten Temperaturen, aber unterhalb der unteren Umwandlungstemperatur auf Stähle angewandt, die a) ein Perlitgefüge in einer Grundmasse von freiem Ferrit aufweisen und die b) bei Verarbeitung bei erhöhter Temperatur im Gebiet zwischen 200 und 300° C Verformungsverfestigung ergeben sowie durch irgendeine Ausscheidungsart härten, wobei das Verformen in der Zieh- oder Preßmatrize zwischen 200 und 300° C vorgenommen wird.According to the invention the method for the continuous plastic deformation of hot-rolled Steels by guiding them in bar form through a drawing or pressing die at room temperature elevated temperatures but below the lower transformation temperature applied to steels, which a) have a pearlite structure in a matrix of free ferrite and b) during processing result in deformation hardening at elevated temperature in the area between 200 and 300 ° C as well as hardening by some kind of precipitation, the deformation in the drawing or pressing die between 200 and 300 ° C is carried out.
Durch das Ziehen bei der angegebenen erhöhten Temperatur werden zahlreiche unerwartete Vorteile
in bezug auf die verminderte Ziehbelastung, die er-Verformen von Stählen in einer Zieh- oder
PreßmatrizeDrawing at the specified elevated temperature provides numerous unexpected benefits in terms of the reduced drawing load that he-deforming steels in a drawing or
Press die
Anmelder:Applicant:
Lassalle Steel Company, Hammond, Ind.Lassalle Steel Company, Hammond, Ind.
(V. St. A.)(V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Elliot S. Nachtman,Elliot S. Nachtman,
Eldon B. Moore, Park Forest, JIl. (V. St. A.)Eldon B. Moore, Park Forest, JIl. (V. St. A.)
höhte Ziehgeschwindigkeit und/oder die Möglichkeit, stärkere Verformungen des Stahles vorzunehmen, erreicht. Es werden auch bisher nicht vorhandene mechanische Eigenschaften in dem Stahl hervorgerufen, wie hohe Zugfestigkeit, hohe Proportionalitätsgrenzen, Härte u. dgl. Von besonderer Wichtigkeit ist die verbesserte Zerspanbarkeit. Die Zerspanungskennwerte werden im allgemeinen durch Vergleich des Metalls gegen ein Standardmetall (im vorliegenden Fall Standardmetall B 1112) bewertet. Dazu werden die Metalle auf einer Drehbank angeordnet und mit einem nicht angetriebenen Werkzeug geschnitten. Durch den auf das Drehbankwerkzeug ausgeübten konstanten Druck ergeben sich in Abhängigkeit von der Zerspanbarkeit des zu untersuchenden Metalls Änderungen des Vorschubes, so daß die Vorschubgeschwindigkeit als Vergleichswert für die Zerspanbarkeit des Stahles genommen werden kann. Die Oberflächenrauheit des Metalls wird mittels eines Profilometers festgestellt.increased drawing speed and / or the possibility of more pronounced deformations of the steel, achieved. Mechanical properties that have not previously existed are also created in the steel, such as high tensile strength, high proportionality limits, hardness and the like. Of particular importance is the improved machinability. The machining parameters are generally determined by comparison of the metal against a standard metal (in this case standard metal B 1112). To do this, the metals are placed on a lathe and with a non-powered tool cut. The constant pressure exerted on the lathe tool results in dependencies of the machinability of the metal to be examined, changes in the feed rate, see above that the feed rate is taken as a comparison value for the machinability of the steel can be. The surface roughness of the metal is determined using a profilometer.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die Erzielung verbesserter Eigenschaften, insbesondere von verbesserter Zerspanbarkeit von der Zusammensetzung des Stahles und dem Zustand, in dem sich dessen Bestandteile während des Zieharbeitsganges befinden, abhängig ist.The invention is based on the discovery that the achievement of improved properties, in particular of improved machinability from the composition of the steel and the state in which it is the components of which are located during the drawing operation.
Es ist natürlich schwierig, genau die Beziehung zwischen Verarbeitbarkeit, Zusammensetzung, Ziehtemperatur und Verformung aufzuzeigen. Es ergabIt is of course difficult to precisely determine the relationship between processability, composition, drawing temperature and to show deformation. It resulted
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sich jedoch, daß bei einigen Sorten nichtaustenitischer Stähle, die mehr als 0,1%, aber nicht weniger als 0,5% Kohlenstoff enthalten, die Zerspanbarkeit des Stahles vergrößert wird, wenn sie bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 200 bis 300° C gezogen werden. Bei derartigen Stahlzusammensetzungen ergeben sich sehr wichtige Verbesserungen der Zerspanungskennwerte bei schwefelarmen Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,1 und 0,25%, wenn sie bei diesen Temperaturen gezogen werden.however, that some grades of non-austenitic steels contain more than 0.1% but not less than Containing 0.5% carbon, the machinability of the steel is increased when it is at high temperatures be drawn within the range of 200 to 300 ° C. Given such steel compositions very important improvements in the machining parameters for low-sulfur steels a carbon content between 0.1 and 0.25% when drawn at these temperatures.
Bei anderen Versuchen wurde auch festgestellt, daß bei nichtaustenitischen Stählen, die freies Ferrit enthalten und bei Verarbeitung bei der angegebenen Temperatur Verformungsverfestigung ergeben sowie durch irgendeine Ausscheidungsart härten, sich die unerwarteten Verbesserungen ihrer Eigenschaften beim Ziehen bei diesen Temperaturen ergeben. Bei Stählen, die wenig oder kein freies Ferrit in ihrer Struktur haben, scheint die Zerspanbarkeit im wesentlichen von der Ziehtemperatur unbeeinflußt zu sein. Andererseits zeigen nichtaustenitische Stähle, die wesentliche Mengen freies Ferrit enthalten, das als Einfluß des Ziehvorgangs gehärtet wird, eine ausgeprägte Verbesserung bei der Zerspanbarkeit durch genaue Regelung der Ziehtemperatur, d. h. bei Temperaturen zwischen 200 und 300° C bei nichtaustenitischen Stählen, die einen Kohlenstoffgehalt von bevorzugt zwischen 0,10 und 0,20% haben.In other tests it was also found that in non-austenitic steels, the free ferrite contain and result in deformation hardening when processed at the specified temperature and harden through any type of precipitation, the unexpected improvements in their properties when drawn at these temperatures. For steels that have little or no free ferrite in their Structure, the machinability seems to be essentially unaffected by the drawing temperature. On the other hand, non-austenitic steels containing substantial amounts of free ferrite show that as Influence of the drawing process is hardened, a marked improvement in machinability by precise control of the drawing temperature, d. H. at temperatures between 200 and 300 ° C for non-austenitic ones Steels that have a carbon content of preferably between 0.10 and 0.20%.
Durch Verarbeitung der nichtaustenitischen Stähle bei erhöhten Temperaturen in dem Bereich von 200° C bis unterhalb der unteren Umwandlungstemperatur für die Stahlzusammensetzung ist es nicht nur möglich, bisher nicht erzielbare Festigkeiten, Proportionalitätsgrenzen und andere Verbesserungen der mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu erreichen, sondern es ergibt sich durch die Wahl der Temperatur eine sehr wesentliche Verbesserung der Zerspanbarkeit. Die Verbesserungen der Festigkeit und der Proportionalitätsgrenzen können auf Kosten der Dehnung erhalten oder nicht erhalten werden, die durch die Behandlungstemperatur bestimmt wird. Durch Behandlung bei erhöhten Temperaturen in der beschriebenen Weise ist es auch möglich, Restspannungen auf niedrige Werte zu vermindern, wie sie bisher durch die üblichen Methoden des Ziehens von Stahl verfügbar waren, denen aber eine Entspannung folgte. Auf diese Weise ist es durch das vorliegende metallurgische Verfahren möglich, in einem einzigen Schritt viele der Vorteile zu gewährleisten, die bisher viele Schritte erforderten.By processing the non-austenitic steels at elevated temperatures in the range of It is not 200 ° C to below the lower transformation temperature for the steel composition only possible, previously unachievable strengths, proportionality limits and other improvements the mechanical and physical properties to be achieved, but it arises through the choice the temperature a very substantial improvement in machinability. The improvements in strength and the proportionality limits may or may not be obtained at the expense of elongation which is determined by the treatment temperature. By treatment at elevated temperatures in the manner described it is also possible to reduce residual stresses to low values, as they were previously available through the usual methods of drawing steel, but which relaxation followed. In this way it is possible through the present metallurgical process Deliver many of the benefits that previously required many steps in a single step.
Während die Verbesserungen der Zerspanbarkeit von der Zusammensetzung des Stahls abhängen, scheinen die Größe der Kaliberabnahme und andere Eigenschafften, wie beispielsweise die Oberflächenrauheit, nicht so abhängig zu sein, obgleich sie allgemein durch Behandlung des Stahles bei erhöhten Temperaturen weitgehend verbessert werden.While the improvements in machinability depend on the composition of the steel, the size of the caliber decrease and other properties, such as the surface roughness, not to be so dependent, although they are generally increased by treating the steel at Temperatures are largely improved.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.
In einer Versuchsreihe wurde warmgewalzter Bessemer-Schraubenstahl, eine frei bearbeitbare Sorte des nichtaustenitischen Typs mit Perlitgefüge in einer Grundmasse von freiem Ferrit, bei verschiedenen Temperaturen gezogen, um eine 19%ige Querschnittsverminderung an 15,88-mm-Rundmaterial zu erzielen. Die Zusammensetzung des Stahles istfolgende: In a series of tests, hot-rolled Bessemer screw steel, a freely machinable one Variety of the non-austenitic type with pearlite structure in a matrix of free ferrite, with various Temperatures pulled 19% reduction in area on 15.88 mm round stock to achieve. The composition of the steel is as follows:
0,08% Kohlenstoff, 0,75% Mangan,0.08% carbon, 0.75% manganese,
0,12% Phosphor, 0,27 % Schwefel, 0,01% Silizium. 0,015% Stickstoff.0.12% phosphorus, 0.27% sulfur, 0.01% silicon. 0.015% nitrogen.
In einer anderen Versuchsreihe wurde warmgewalzter Siemens-Martin-Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und ausreichender Zerspanbarkeit des nichtaustenitischen Typs mit Perlitgefüge in einer Grundmasse von freiem Ferrit bei Temperaturen gezogen, die denen im Beispiel 1 entsprechen, um eine ähnliche Reduktion an 15,88-mm-Rundmaterial zu erzielen. Die Zusammensetzung dieses Stahles ist folgende:In another series of tests, hot-rolled Siemens-Martin steel with a medium carbon content was used and sufficient machinability of the non-austenitic type with pearlite structure in one Base mass of free ferrite drawn at temperatures corresponding to those in Example 1 to achieve a similar reduction on 15.88 mm round stock. The composition of this steel is the following:
0,48% Kohlenstoff, 1,50% Mangan,
0,03% Phosphor, 0,27% Schwefel, 0,30% Silizium,0.48% carbon, 1.50% manganese,
0.03% phosphorus, 0.27% sulfur, 0.30% silicon,
0,005% Stickstoff.0.005% nitrogen.
In einer dritten Versuchsreihe wurde warmgewalzter Siemens-Martin-Stahl mit geringem Schwefelgehalt und verhältnismäßig schlechter Zerspanbarkeit des nichtaustenitischen Typs unter den Bedingungen der Beispiele 1 und 2 gezogen, um eine ähnliche Verminderung an 15,88-mm-Rundmaterial zu erzielen. Die Zusammensetzung dieses Stahles ist folgende:In a third series of tests, hot-rolled Siemens-Martin steel with a low sulfur content was used and relatively poor machinability of the non-austenitic type under the conditions of Examples 1 and 2 drawn to give a similar reduction in 15.88 mm round stock achieve. The composition of this steel is as follows:
0,17% Kohlenstoff, 0,75% Mangan,
0,03% Phosphor, 0,04% Schwefel, 0,08% Silizium,
0,005 % Stickstoff.0.17% carbon, 0.75% manganese,
0.03% phosphorus, 0.04% sulfur, 0.08% silicon,
0.005% nitrogen.
Verfahrenprocedure
Stäbe oder Stangen jeder der oben Zusammensetzungen wurden ohne jede vorhergehende Erwärmung durch die Ziehmatrize geschickt, wobei sich die üblichen Schmiermittel auf deren Oberflächen befanden. Andere Stangen jeder Zusammensetzung wurden auf verschiedene Temperaturwerte erwärmt und dann durch dieselbe Matrize mit derselben Art des Schmiermittels auf deren Oberfläche geschickt, um eine 19%ige Querschnittsverminderung zu erreichen. Die gezogenen Stangen konnten sich natürlich auf Raumbedingungen abkühlen und wurden dann auf Zerspanbarkeit untersucht. Die folgende Tabelle zeigt die erhaltenen Ergebnisse:Rods or bars of any of the above compositions were made without any prior heating sent through the drawing die, with the usual lubricants on their surfaces found. Other bars of each composition were heated to different temperatures and then sent through the same die with the same type of lubricant on its surface, to achieve a 19% reduction in cross-section. The drawn poles could of course move cool to room conditions and were then examined for machinability. The following table shows the results obtained:
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL17667A DE1178881B (en) | 1954-01-12 | 1954-01-12 | Deforming steels in a drawing or pressing die |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEL17667A DE1178881B (en) | 1954-01-12 | 1954-01-12 | Deforming steels in a drawing or pressing die |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1178881B true DE1178881B (en) | 1964-10-01 |
Family
ID=7260820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEL17667A Pending DE1178881B (en) | 1954-01-12 | 1954-01-12 | Deforming steels in a drawing or pressing die |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1178881B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR767081A (en) * | 1933-12-29 | 1934-07-09 | Bethlehem Steel Corp | Further training in sheet metal processing and the like |
| US2320040A (en) * | 1940-04-11 | 1943-05-25 | Lasalle Steel Co | Steel product and method for the manufacture thereof |
-
1954
- 1954-01-12 DE DEL17667A patent/DE1178881B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR767081A (en) * | 1933-12-29 | 1934-07-09 | Bethlehem Steel Corp | Further training in sheet metal processing and the like |
| US2320040A (en) * | 1940-04-11 | 1943-05-25 | Lasalle Steel Co | Steel product and method for the manufacture thereof |
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