DE2521369A1

DE2521369A1 - Extrusion tool system with high wear resistance - has heat resistant steel holder for carbide inserts and screw ejectors (NL161176)

Info

Publication number: DE2521369A1
Application number: DE19752521369
Authority: DE
Inventors: Klemens Buschmann
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1976-11-25
Also published as: NL7603342A

Abstract

The extrusion tool system has a die made from heat resistant tool steel and it is used for extrusion of semifinished metallic material with solid, open or hollow cross sections. The extrusion tool system has high wear resistance in the hot state and low affinity to extruded material in the region of the die openings. The die has a heat resistant steel holder and a number of carbide inserts each of which has an opening for extruded material. The steel holder consists of a number of components. Carbide inserts are fastened into the steel by rolling and they are pushed out by screws in tapped holes in the steel holder.

Description

Strangpreßwerkzeug Die Erfindung betrifft eine aus hitzebestöndigem Werkzeugstahl bestehende Matrize zur Herstellung stranggepreßter, metallischer Halbzeuge mit vollen, halboffenen oder hohlen Querschnittsformen, die im Werkzeughalter einer Strangpresse angeordnet ist und einen oder mehrere, die Querschnittsform der Halbzeuge bestimmende Durchbrüche aufweist. Extrusion die The invention relates to a heat-resistant Tool steel existing die for the production of extruded, metallic semi-finished products with full, half-open or hollow cross-sectional shapes that are in the tool holder of a Extruder is arranged and one or more, the cross-sectional shape of the semi-finished products has defining breakthroughs.

Es ist bekannt, daß aus metallischen Werkstoffen gegossene Blöcke in einer Strangpresse zu Drähten, Voll- und Hohlprofilen stranggepreßt werden können. Dabei wird der zu verpressende Block auf Preßtemperatur erhitzt, in den Blockaufnehmer einer Strangpresse eingeführt und mittels eines Stempels durch die Matrize, die auch als Strangpreßwerkzeug bezeichnet wird, gepreßt. Zur Herstellung stranggepreßter Halbzeuge eignen sich insbesondere Reinaluminium und Aluminium-Legierungen, Kupfer und Kupfer-Legierungen, Baustahl nach DIN 17 100, stahlähnliche Nickel-Legierungen, Titan und Molybdän. Stranggepreßte Halbzeuge haben volle, halboffene oder hohle Querschnittsformen mit gleichbleibender oder ungleichmäßiger Dicke und große Stranglängen. Die bekannten Matrizen bestehen aus hitzebeständigem Warmarbeitsstahl und sind mit einem oder mehreren Durchbrüchen zum ein- oder mehrsträngigen Strangpressen versehen. Die Formen und Abmessungen der Durchbrüche entsprechen unter Berücksichtigung der vorgegebenen Schwundmaße denen der herzustellenden Halbzeuge. Zur Herstellung stranggepreßter Rohre werden Spider-Matrizen, Brückenwerkzeuge oder Porthol-Matrizen eingesetzt.It is known that blocks cast from metallic materials can be extruded into wires, solid and hollow profiles in an extruder. The block to be pressed is heated to pressing temperature in the block receiver introduced into an extruder and by means of a punch through the die, the is also referred to as an extrusion die, pressed. For the production of extruded Semi-finished products are particularly suitable for pure aluminum and aluminum alloys, copper and copper alloys, structural steel according to DIN 17 100, steel-like nickel alloys, Titanium and molybdenum. Extruded semi-finished products have full, semi-open or hollow Cross-sectional shapes with constant or uneven thickness and long strand lengths. The known matrices are made of heat-resistant hot-work steel and are with provided one or more openings for single or multi-strand extrusion. The shapes and dimensions of the openings correspond, taking into account the specified shrinkage dimensions of the semi-finished products to be produced. To the Manufacture of extruded tubes are spider dies, or bridge tools Porthol matrices used.

Die bekannten, aus Warmarbeitsstahl gefertigten Matrizen haben insbesondere den Nachteil, daß sie wegen ihrer verhältnismäßig geringen Warmhärte und ihrer Affinität zum Preßgut einem hohen Verschleiß unterliegen und häufig gereinigt werden müssen.The known dies made of hot-work steel have in particular the disadvantage that they because of their relatively low hot hardness and their affinity the material to be pressed is subject to high wear and has to be cleaned frequently.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strangpreßwerkzeug zu sehaffen, das eine hohe Warmverschleißfestigkeit und im Bereich der Durchbrüche eine geringe Affinität zum verpreßten Material aufweist.The invention is based on the object of an extrusion die See that it has a high hot wear resistance and in the area of the breakthroughs has a low affinity for the pressed material.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Matrize aus einer hitzebeständigen Stahlfassung und einem oder mehreren Hartmetalleinsätzen besteht, die mit je einem Durchbruch versehen sind. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Stahlfassung aus mehreren Teilen besteht. Durch diese erfinderische Maßnahme können Teile der Stahlfassung mehrmals benutzt werden. Sollen mit der Matrize Halbzeuge mit halboffenen oder hohlen Querschnittsformen hergestellt werden, so ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Hartmetalleinsötze aus mehreren Teilen bestehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hartmetalleinsötze durch Anwalzen in der Stahlfassung befestigt und durch Drehen von mehreren in die Gewindelöcher der Stahlfassung einzubringenden Schrauben aus dieser zu entfernen sind. Dadurch wird erreicht, daß eine Stahlfassung für mehrere Hartmetalleinsätze nach deren Verschleiß verwendet werden kann. Die erfindungsgemäße Matrize hat besonders dann eine hohe Verschleißfestigkeit und Lebensdauer, wenn die Hartmetalleinsätze schräge Fixierungsflächen aufweisen, wobei der Fixierungswinkel 2 bis 250 beträgt.The object on which the invention is based is achieved in that the die consists of a heat-resistant steel frame and one or more carbide inserts exists, which are each provided with a breakthrough. In many cases it is beneficial to when the steel frame consists of several parts. Through this inventive measure parts of the steel frame can be used several times. Shall be semi-finished products with the die are made with half-open or hollow cross-sectional shapes, so is in further Embodiment of the invention provides that the hard metal insoles from several Share exist. It is particularly advantageous if the hard metal insoles are through Rolled into the steel frame and fixed by turning several into the threaded holes The screws to be inserted into the steel frame must be removed from it. Through this it is achieved that a steel frame for several hard metal inserts after their wear can be used. the mold according to the invention has particularly then high wear resistance and service life if the carbide inserts have inclined fixing surfaces, the fixing angle being 2 to 250.

Auch die Hartmetaileinsatze, die aus mehreren Teilen bestehen, besitzen schräge Fixierungsflächen. Die Hartmetalleinsötze liegen mit ihren schrägen Fixierungsflöchen fest in der Stahlfassung an und werden durch den zu verpressenden Werkstoff noch zusätzlich in erwünschter Weise in die Stahlfassung gedrückt. Ferner wird durch die schräg ausgebildeten Fixierungsflächen erreicht, daß die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hartmetalls und des Warmarbeitsstahls keine ungünstigen Auswirkungen auf die Preßgenauigkeit und die Lebensdauer des Strangpreßwerkzeuges haben. Insbesondere dann, wenn die Hartmetalleinsätze einer Matrize aus mehreren Teilen bestehen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Hartmetalleinsötze einen der Fixierung dienenden Wulst aufweisen.Also have the hard metal inserts, which consist of several parts inclined fixing surfaces. The hard metal insoles lie with their inclined fixing surfaces firmly in the steel frame and are still due to the material to be pressed additionally pressed into the steel frame in the desired manner. Furthermore, through the inclined fixing surfaces achieved that the different coefficients of thermal expansion of the carbide and the hot-work tool steel have no adverse effects on the Have pressing accuracy and the life of the extrusion tool. In particular when the hard metal inserts of a die consist of several parts In a further embodiment of the invention it is provided that the hard metal insoles have a have the fixation serving bead.

Dieser Wulst ist zusätzlich zu den schrägen Fixierungsflächen vorhanden und verbessert die Fixierung der Hartmetalleinsätze in der Stahlfassung insbesondere deshalb, weil der zu verpressende Werkstoff in erwünschter Weise Druck auf den Wulst ausübt sowie die Sicherungsmutter entlastet.This bead is available in addition to the inclined fixing surfaces and improves the fixation of the hard metal inserts in the steel frame in particular This is because the material to be pressed is putting pressure on the bead in a desired manner exerts and relieves the lock nut.

Gegenüber bekannten Stahlmatrizen hat das entsprechend der Erfindung gestaltete Werkzeug insbesondere den Vorteil, daß es bei großer Preßgeschwindigkeit eine hohe Verschleißfestigkeit besitzt. Außerdem haben die zu verpressenden Werkstoffe zum Hartmetall eine geringe Affinität, was bewirkt, daß die Hartmetalleinsätze nur verhältnismäßig selten ausgewechselt werden müssen. Beispielsweise kann bei der Herstellung zu eloxierender Aluminium-Halbzeuge mit der erfindungsgemäßen Matrize eine hohe Preßgeschwindigkeit gefahren werden, ohne daß es beim Eloxieren zu Verfärbungen des Halbzeugs kommt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß im Preßkanal durch verminderte Reibung weniger Wärme entsteht.Compared to known steel matrices, this has according to the invention designed tool has the particular advantage that it is at high pressing speed has a high wear resistance. In addition, the materials to be pressed have low affinity for hard metal, which causes the cemented carbide inserts only have to be replaced relatively seldom. For example, at the production of semi-finished aluminum products to be anodized with the die according to the invention a high pressing speed can be used without discoloration during anodizing of the semi-finished product comes. This is achieved in particular that in the baling channel through reduced friction less heat is generated.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Several embodiments of the subject invention are in the Drawing shown and are described in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 Strangpresse mit erfindungsgemäßer Matrize, Fig. 2 Aufsicht auf eine Matrize in Einloch-Ausftihrung mit einem Hartmehl leinsatz, Fig. 3 Querschnitt der in Fig. 2 dargestellten Matrize entsprechend der Schnittlinie 111-111, Fig. 4 Matrize zur Herstellung von Rohren mit zweiteiligem Hartmetalleinsatz, Fig. 5 Matrize zur Herstellung von Rohren mit zweiteiligem Hartmetalleinsatz, der einen der Fixierung dienenden Wulst aufweist.The figures show: FIG. 1 extrusion press with a die according to the invention, FIG. 2 Top view of a single-hole die with a hard meal insert, Fig. 3 cross section of the die shown in Fig. 2 according to the cutting line 111-111, Fig. 4 die for the production of tubes with a two-part hard metal insert, Fig. 5 die for the production of tubes with a two-part hard metal insert, the has a bead serving for fixation.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Strangpresse, welche mit einer erfindungsgemäßen Matrize ausgerüstet ist. Im Blockaufnehmer 1 befindet sich der zu verpressende Werkstoff 2, der mittels des hydraulisch bewegten Stempels 3 durch den Durchbruch 5 der Matrize 4 hindurchgepreßt wird. Aus dem Durchbruch 5 tritt das Halbzeug 6 aus. Die Matrize 4 besteht aus der Stahlfassung 8 und dem Hartmetalleinsatz 7 und ist im Werkzeughalter 9 angeordnet, der wiederum am Blockaufnehmer 1 befestigt istp Die Fig0 2 und 3 zeigen eine Matrize 4, die aus einer einteiligen Stahlfassung 8 und einem einteiligen Hartmetalleinsatz 7 bestehtsowie einen Durchbruch 5 aufweist. Die Matrize 4 ist im Werkzeughalter 9 angeordnet. Der Hartmetalleinsatz 7 ist mit der schrägen Fi:<ierungsfläche 13 versehen und an der Linie 12 in der Stahlfassung angewalzt. In der Stahlfassung 8 sind mehrere Gewindelöcher 10 a, 10 b angebracht. Werden Schrauben in die Gewinde löcher 10 a, 10 b gedreht, so drUcken sie den Hartmetalleinsatz 7 aus der Stahlfassung 8.Fig. 1 shows the schematic representation of an extruder which is equipped with a die according to the invention. Located in block pick-up 1 the material to be pressed 2, which by means of the hydraulically moved ram 3 is pressed through the opening 5 of the die 4. From the breakthrough 5 the semi-finished product 6 exits. The die 4 consists of the steel frame 8 and the Hard metal insert 7 and is arranged in the tool holder 9, which in turn is on the block receiver 1 attached isp Figures 2 and 3 show a die 4, which consists of a one-piece Steel frame 8 and a one-piece hard metal insert 7 as well as a breakthrough 5 has. The die 4 is arranged in the tool holder 9. The hard metal insert 7 is provided with the inclined Fi: <ierungsfläche 13 and on the line 12 in FIG Rolled steel frame. In the steel frame 8 there are several threaded holes 10 a, 10 b attached. If screws are screwed into the threaded holes 10 a, 10 b, press they remove the hard metal insert 7 from the steel frame 8.

Auf diese Weise ist es möglich, den Hartmetalleinsatz 7 auszuwechseln und die Stahlfassung 8 mehrfach zu verwenden. Durch das Anwalzen des Hartmetalleinsatzes 7 wird vermieden, daß sich der zu verpressende Werkstoff 2 zwischen die Einzelteile der Matrize 4 schiebt. Durch die schräge Fixierungsflöche 13, die einen Fixierungswinkel 11 von 2 bis 250 aufweist, hat der Hartmetalleinsatz 7 einen besonders festen Sitz in der Stahlfcissung 8. Die Matrize 4 hat besonders dann eine hohe Lebensdauer, wenn der Fixierungswinkel 11 3 bis 60 beträgt.In this way it is possible to replace the hard metal insert 7 and to use the steel frame 8 multiple times. By rolling on the hard metal insert 7 it is avoided that the material to be pressed 2 is between the individual parts the die 4 pushes. Due to the inclined fixing surface 13, which has a fixing angle 11 has from 2 to 250, the hard metal insert 7 has a particularly tight fit in the Stahlfcissung 8. The die 4 has a particularly long service life, when the fixation angle 11 is 3 to 60.

Fig. 4 zeigt eine zur Herstellung von Hohlprofilen geeignete Matrize 4, die als Porthol-Matrize ausgebildet ist. Die Stahlfassung 8 und der Hartmetalleinsatz 7 bestehen jeweils aus zwei Teilen 8 a, 8 b beziehungsweise 7 a, 7 b. Die beiden Teile 7 a, 7 b des Hartmetalleinsatzes 7 sind in den Teilen 8 a, 8 b der Stahlfassung 8 an den Linien 12 a, 12 b, 12 c angewalzt und weisen schräge Fixierungsflächen 13 a, 13 b, 13 c auf, mit denen sie fest in der Stahlfassung 8 anliegen. Der innere Hartmetalleinsatz 7 b ist am Stahlfassungsteil 8 b durch eine Mutter 14 gesichert. Der Fixierungswinkel 11 beträgt 2 bis 250, wobei auch hier ein Winkel von 3 bis 6° besonders vorteilhaft ist.4 shows a die suitable for producing hollow profiles 4, which is designed as a Porthol die. The steel frame 8 and the hard metal insert 7 each consist of two parts 8 a, 8 b and 7 a, 7 b. The two Parts 7 a, 7 b of the hard metal insert 7 are in parts 8 a, 8 b of the steel mount 8 rolled on the lines 12 a, 12 b, 12 c and have inclined fixing surfaces 13 a, 13 b, 13 c, with which they rest firmly in the steel frame 8. The inner one Hard metal insert 7 b is secured on steel frame part 8 b by a nut 14. The fixation angle 11 is 2 to 250, with an angle of 3 to 6 ° is particularly advantageous.

Auch Fig. 5 zeigt eine zur Herstellung von Rohren geeignete Matrize 4.5 also shows a die suitable for producing tubes 4th

Die in Fig. 5 dargestellte Matrize 4 unterscheidet sich von der in Fig. 4 abgebildeten Matrize dadurch, daß der Hartmetalleinsatzteil 7 b am unteren Ende einen Wulst 15 aufweist, durch den der Teil 7 b besonders fest im Stahlfassungsteil 8 b fixiert und die Sicherungsmutter 14 entlastet wird.The die 4 shown in Fig. 5 differs from that in Fig. 4 die shown in that the hard metal insert part 7 b at the bottom The end has a bead 15 through which the part 7 b is particularly fixed in the steel frame part 8 b fixed and the lock nut 14 is relieved.

Claims

Patent claims:

Die for production made of heat-resistant tool steel extruded metallic semi-finished products with full, semi-open or hollow cross-sectional shapes, which is arranged in the tool holder of an extrusion press and one or more, has openings which determine the cross-sectional shape of the semi-finished products, characterized in that that the die (4) consists of a heat-resistant steel frame (8) and one or more There is hard metal inserts (7) which are each provided with an opening (5).

2. Die according to claim 1, characterized in that the steel mount (8) consists of several parts (8 a, 8 b).

3. Die according to claims 1 and 2, characterized in that the Hartmetalleinsötze m consist of several parts p a, 7 b).

4. Die according to claims 1 to 3, characterized in that the hard metal inserts m fixed by rolling in the steel frame (8) and through Turning several in the threaded holes (10 a, 10 b) of the steel socket (8) to be introduced Screws are to be removed from this.

5. Die according to claims 1 to 4, characterized in that the hard metal inserts p) have inclined fixing surfaces (13 a, 13 b, 13 c), the angle of fixation (11) being 2 to 250.

6. Die according to claims 1 to 5, characterized in that the hard metal insoles (7) have a bead (15) serving for fixing.