DE1602306A1

DE1602306A1 - Method of lubrication during hot extrusion of metals that are difficult to compress, in particular steel

Info

Publication number: DE1602306A1
Application number: DE19671602306
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Maak; Otto Dipl-Ing Wessel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1967-04-12
Filing date: 1967-04-12
Publication date: 1971-09-30
Also published as: AT291713B; SE351141B; FR1561655A; GB1168385A

Description

Patentanwälte
Dipl-lng.W.Meissnei g/ Berlin, den 12. April 1967Patent attorneys
Dipl-Ing W. Meissnei g / Berlin, April 12, 1967

Dipl.-Ing. H. Tischer Mannesmann AktiengesellschaftDipl.-Ing. H. Tischer Mannesmann Aktiengesellschaft

1 Berlin33 (Grunewald) IROOInR 4- Düsseldorf 1 Herberts*. 22 Tel. 8 87 723λ ι w u ä. ^ w ^ Mannesmanmif er 2 - Verfahren zum Schmieren beim Warmstrangpressen von schwer verpreSbaren Metallen, insbesondere von Stahl1 Berlin33 (Grunewald) IROOInR 4- Düsseldorf 1 Herberts *. 22 Tel. 8 87 723λ ι wu ä. ^ W ^ Mannesmanmif er 2 - Procedure for lubricating during hot extrusion of metals that are difficult to compress, especially steel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren beim Warmstrangpressen von schwer verpreßbaren Metallen, insbesondere von Stahl. Bei dem Verfahren werden Schmiermittel von unterschiedlicher Zusammensetzung verwendet und getrennt auf Block und Preßwerkzeug aufgegeben.The invention relates to a method for lubrication during hot extrusion of metals that are difficult to press, especially steel. In the process, lubricants are of different types Composition used and applied separately to block and press tool.

Beim Warmstrangpressen von Stahl ist es bekannt, die Matrize mit Glas zu schmieren, das bei der Verformungstemperatur im zähflüssigen Zustand vorliegt. Das Glas wird in Form einer kompakten Scheibe vor die Matrize gelegt (DBP 961 611). Der erwärmte Block wird zusätzlich noch in Glaspulver gewälzt.When hot extrusion of steel, it is known to lubricate the die with glass, which is at the deformation temperature im viscous state is present. The glass comes in the form of a compact disc placed in front of the die (DBP 961 611). The heated block is also rolled in glass powder.

Die Schmierscheibe aus Glas kann aus mehreren Schichten aufgebaut sein (DBP 922 821), die sich durch ihr Raumgewicht und damit auch durch ihre Temperaturleitzahl unterscheiden. Diese Mehrschichtplatte wird zweckmäßig so eingesetzt, daß die Temperaturleitzahl an der Blockoberfläche am höchsten ist. Nach dem gleichen Prinzip ist ein aus einzelnen Glasfaserschichten bestehender Schmierkörper hergestellt (DAS 1 117 072). Um eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit zu erreichen, kann neben dem Raumgewicht auch die Glaszusammensetzung von Schicht zu Schicht verändert werden.The glass grease washer can be made up of several layers (DBP 922 821), which differ in their density and thus also in their thermal diffusivity. These Multi-layer board is expediently used in such a way that the thermal diffusivity is highest on the block surface. To A lubricating body consisting of individual layers of glass fiber is manufactured according to the same principle (DAS 1 117 072). To a To achieve different thermal conductivity, besides Depending on the density, the composition of the glass can also be changed from layer to layer.

Bei der Verwendung von Glas als Schmiermittel kann die Innenfläche der Aufnehmerbüchse zusätzlich mit einem Schmiermittel wie Borax oder Natriumborat bestrichen sein (DBP 961 611). Ferner ist bekannt, auf den zuvor sorgfältig entzunderten Block Bariumchlorid aufzubringen (TJSP 2 538 917). Auf diese Weise soll die Reibung zwischen Block und Aufnehmerbüchse verringert werden. Durch die Art der Zugabe und die Eigenschaften der genannten Schmiermittel bleibt die Schmierwirkung auf die Berührungsflächen zwischen Block und Aufnehmerbüchse beschränkt. Die Matrize wird daher auch in diesem Fall nur mit Glas geschmiert. When using glass as a lubricant, the inner surface can the transducer sleeve must also be coated with a lubricant such as borax or sodium borate (DBP 961 611). Further it is known to apply barium chloride to the block that has previously been carefully descaled (TJSP 2 538 917). In this way the aim is to reduce the friction between the block and the transducer bushing. By the type of addition and the properties of the ones mentioned Lubricant, the lubricating effect is limited to the contact surfaces between the block and the transducer sleeve. In this case, too, the die is only lubricated with glass.

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Der Vorteil einer Schmierung mit Glas liegt darin, daß das Glas bei Preßtemperatur ohne einen festen Schmelzpunkt erweicht und daß sich die Zähigkeit des erweichenden Glases in Abhängigkeit von der Temperatur in weiten Grenzen verändert. In dem Temperaturbereich zwischen dem kalten'Werkzeug und dem heißen Block weist Glas daher verschiedene Zähigkeitswerte auf, was die Bildung eines nicht abreißenden Schmierfilmes auf dem Block beim Durchgang durch die Matrize begünstigt. Dem steht als Nachteil gegenüber, daß auf dem verpreßten Material und auch auf dem Preßwerkzeug ein Glasrest zurückbleibt, der sich nur schwer entfeman läßt. Eine notwendige, sich an das Pressen anschließende Behandlung des verpreßten Materials verteuert das Verfahren erheblich.The advantage of lubrication with glass is that the glass softens at the pressing temperature without a fixed melting point and that the toughness of the softening glass changes within wide limits as a function of the temperature. In the temperature range between the cold 'tool and the hot block, glass therefore has different toughness values which promotes the formation of a non-tearing lubricating film on the block as it passes through the die. This is offset by the disadvantage that a glass residue remains on the pressed material and also on the pressing tool. which can only be removed with difficulty. A necessary to look at the pressing and subsequent treatment of the pressed material makes the process considerably more expensive.

Es sind daher Salze mit einem Umwandlungspunkt als Schmiermittel bekannt, die bei einer Temperatur oberhalb des Umwandlungspunktes geglüht v/orden sind. Hierfür kommen vor allem Natrium- oder Kaliumkarbonat sowie Alkalihalogenide in Frage, denen weitere Salze zugemischt sein können (DAS ^Λ 204 767, DAS 1 228 016). Auf dem verpreßten Material bildet ,sich ein wasserlöslicher Film, der leicht zu entfernen ist. nachteilig bei diesem Schmiermittel ist, daß im Vergleich zum Glas 3ich die Zähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur nur wenig ändert.Salts with a transition point are therefore known as lubricants which have been calcined at a temperature above the transition point. Sodium or potassium carbonate as well as alkali halides, to which further salts can be added (DAS ^Λ 204 767, DAS 1 228 016), are particularly suitable. A water-soluble film that is easy to remove forms on the pressed material. The disadvantage of this lubricant is that, compared to glass, the toughness changes only slightly as a function of the temperature.

Der Erfindung liegt daher die Aufgibe zugrunde, die liachteile einer Schmierung mit Glas oder mit einem Salz durch die Bildung eines in weiten Grenzen viskosen Schmierfilmes zu vermeiden, der sich von dem verpreßten Material leicht entfernen läßt.The invention is therefore based on the task, the liachteile to avoid lubrication with glass or with a salt due to the formation of a widely viscous lubricating film, which can be easily removed from the compressed material.

Das geschieht erfindungsmäßig dadurch, daß zur Erzielung eines Schmierfilmes mit einem bei Preßtemperatur erweiterten Zähigkeitsbereich der Block mit einem Überzug aus einem Schmiermittel, das ein ErweichungsIntervall aufweist, versehen wird und auf die Preßwerkzeuge ein Schmiermittel mit einem festen Schmelzpunkt gegeben wird. Der Überzug auf dem Block kann au3 einer pulverförmigen, glasbildend&njaixd aus mehreren Komponenten bestehenden Mi-According to the invention, this takes place in that, in order to achieve a lubricating film with a range of toughness which is extended at the pressing temperature the block is provided with a coating of a lubricant which has a softening interval and on which A lubricant with a fixed melting point is given to pressing tools. The coating on the block can consist of a powdery, glass-forming & njaixd consisting of several components

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schung hergestellt werden und aus 75 - 90 f° SiO₂, 5 - 20
B₀O-, und 1 - 15 ^o RaCl bestehen. Vor die Matrize wird au
dom eine Schmierscheibe aus Natriumkarbonat gelegt.and from 75 - 90 ° SiO ₂ , 5 - 20
B ₀ O-, and 1 - 15 ^ o RaCl consist. In front of the die is au
dom a grease washer made of sodium carbonate.

Auf diese Weise bildet sich beim Durchgang des Blockes durch die Matrize ein Schmierfilm aus, der aus mehreren Schichten
von unterschiedlicher Zähigkeit besteht. Die der Blockoberfläche zugewandte Schicht ist aufgrund ihrer Zusammensetzung zähflüssig. Ebenfalls hochviskos ist die Schicht, die an das kalte Werkzeug grenzt. Durch eine gegenseitige Beeinflussung bildet sich zwischen den beiden äußeren Schichten an den Berührungsflächen eine Zone von niedrigerer Zähigkeit aus. Danit wird der zur Verfügung stellende Zähigkeitsbereich gegenüber der \^rorwendung von nur einem Schmiermittel beträchtlich erweitert. So i~t es möglich, daß innerhalb der Matrize an
jeder Stelle in Abhängigkeit von der Temperatur und der Geachwindigkeit den Schmierfilms eine-optimale Zähigkeit des
Schmiermittels vorliegt. Dadurch läßt sich die notwendige
Verformungsarbeit und der Werkzeugverschleiß verringern. Bei Abctimmung der Schmiermittel aufeinander bleibt auf dem verpreßten Material ein Sehmierfilmrest zurück, der sich leicht entfernen läßt. Die Verwendung einer pulverförmigen, aus mehreren Komponenten zusammengesetzten Mischung gestattet ferner die Aufgabe von Gläsern mit einer sehr hohen Zähigkeit. Würden solche Gläser als homogene, vorgeschmolzene Pulver verwendet, so könnte sich unter Umständen auf dem Block kein zusammenhängender Film ausbildenIn this way, when the block passes through the die, a lubricating film is formed that consists of several layers
of different tenacity. The layer facing the block surface is viscous due to its composition. The layer that borders the cold tool is also highly viscous. Mutual influence creates a zone of lower toughness between the two outer layers on the contact surfaces. Danit is the-providing toughness area opposite the \ ^r orwendung expanded considerably from one lubricant. So it is possible that inside the die
Every point, depending on the temperature and the speed of movement, the lubricating film has an optimal toughness
Lubricant is present. This allows the necessary
Reduce deformation work and tool wear. If the lubricants are coordinated with one another, a residue of a Sehmierfilm remains on the pressed material, which can be easily removed. The use of a powdery mixture composed of several components also allows glasses with a very high toughness to be used. If such glasses were used as a homogeneous, pre-melted powder, no coherent film could possibly form on the block

Das erfindungsgemäSe Verfahren sei an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:Let the method according to the invention be based on an exemplary embodiment explained in more detail:

Der auf Preßtemperatur erhitzte Block wird nach dem Herausnehmen aus dem Glühofen allseitig in einem Pulvergemisch aus Kieselgel, Bortrioxyd und Kochsalz gewälzt. Dabei überzieht der Block sich mit einer viskosen Schicht, die beim Pressen als Schmier-The block heated to the pressing temperature is after removal rolled out of the annealing furnace on all sides in a powder mixture of silica gel, boron trioxide and common salt. The block covers it with a viscous layer that acts as a lubricant during pressing

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mittel dient. Der Block muß zuvor von grobem ."under ζ. Ώ. in einer hydraulischen Entzunderungoanlage befreit v/erden. Der Zunder, der auf der Bloekoberflache zurückbleibt, würde su Riefen auf der Oberfläche des verpreßten Materials und zu einem erhöhten Verschleiß der üatrize führen.medium serves. The block must first be made of coarse. "Under ζ. Ώ. freed in a hydraulic descaling system. The scale that remains on the bloek surface would see below grooves on the surface of the pressed material and lead to increased wear of the die.

Auf der heißen Blockoberfläche schmelzen die einzelnen Komponenten der Pulvermicellung nacheinander zu einer einheitlichen Glaaphase auf. Das Bortrioxyd iot in der Lage, Zunder zu losen, soweit er nicht in groben Schollen vorliegt. Zusammen mit der Kieselsäure wird ein Glas von geeigneter Viskosität gebildet. Eine dünne Oxydhaut, wie sie nach der hydraulischen Entzunderung auf der Gtahloberflache entsteht, wird durch das Kochsalz unter Bildung von flüchtigen Eisenchloriden entfernt. Das dabei entstehende Uatriumoxyd fördert eine schnelle Glasbilcuag, Gegenüber den bekannten Schmiermitteln, die direkt auf den Block aufgegeben v/erden, hat die verwendete pulverförmige Mischung, den Vorteil, daß der Block nicht vollständig frei von Zunder sein muß. Sine dünne Zunderüchicht kann sogar unter Umständen nützlich sein. Die auf der Blockoberfläche entstehende Schicht ist co dicht, daß der Block auf dem Y/eg in die Presse nicht wieder verzundert. Auf diese V/eise wird es möglich, auch unlegierte oder niedrig legierte Stähle zu verpressen.The individual components melt on the hot block surface the powder micellation successively into a uniform Glaaphase on. The boron trioxide iot able to scale to be drawn, as long as it is not in rough clods. Together a glass of suitable viscosity is formed with the silica. A thin oxide skin, like the one after the hydraulic one Descaling occurs on the Gtah surface, is removed by the common salt with the formation of volatile iron chlorides. The resulting urodium oxide promotes a quick glass bilcuag, compared to the known lubricants, which are applied directly to the block, the powdery mixture used has the advantage that the block does not have to be completely free of scale. Its thin layer of tinder can even be useful under certain circumstances. The resulting layer on the block surface is co dense that the Block on the Y / eg in the press not scaled again. In this way it is possible to also use unalloyed or low-grade to press alloy steels.

Vor die Matrize wird in an sich bekannter Weise eine Schmieracheibe aus ITatriumkarbonat gelegt. Die Schmier scheibe wurde vorher geglüht. Unter dem Einfluß der Blockwärme schmilzt das Natriumkarbonat auf und wird zusammen mit dem G-las auf der Blockoberfläche durch die Matrize gedrückt. Das Natriumkarbonat reagiert mit dem Glas und bildet eine neue Glasphase, die bei tieferer Temperatur erweicht. Zwischen den beiden äußeren aufgegebenen Schmiermittelschichten entsteht eine Zwischenschicht von niedriger Viskosität. Mit fortschreitender Reaktion bildet sich ein natriumreiches Glas, das sehr thermoschockempfisiölich ist und sich bei der hydraulischen Entzunderung leicht entfernen läßt. BAP ORIGINAL A lubricating disk made of sodium carbonate is placed in front of the die in a manner known per se. The lubricating disk was annealed beforehand. Under the influence of the block heat, the sodium carbonate melts and is pressed through the die together with the glass on the block surface. The sodium carbonate reacts with the glass and forms a new glass phase that softens at a lower temperature. An intermediate layer of low viscosity is created between the two outer layers of lubricant applied. As the reaction proceeds, a sodium-rich glass is formed which is very susceptible to thermal shock and can be easily removed during hydraulic descaling. BAP ORIGINAL

1098A0/0212 - PatentansprüoHe-1098A0 / 0212 - claims

Claims

Patent claims:

· / Method for lubricating "in the hot extrusion of difficult - ^ compressible metals, in particular steel using lubricants of different compositions, characterized in that they are applied separately to the block and pressing tools, namely that to achieve a lubricating film with an expanded at the pressing temperature Toughness range, the block is provided with a coating of a lubricant that has a softening interval and a lubricant with a fixed melting point is applied to the press eye «

2 · The method of claim 1 _9, characterized in that the coating on the block of a powdered _$ glasbil & Toggle -.den and several components existing mixture is prepared.

ίο method according to the records that the 75 - 90 % SiO ₂₉ 5 is made «

1 and 2, thereby germinated on the block from one. Hybrid 20 % B ₂ O ₃ imä Λ - 15 % ^ aCl her-

4. The method according to claim 1, characterized in that

a lubricating disk is placed in front of the die

rium cartoonate

IÖ9840 / 0212