DE1644983C2 - Lubricants for the heat treatment of metals and alloys - Google Patents

Lubricants for the heat treatment of metals and alloys

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Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen und Legierungen durch Auspressen. The invention relates to a lubricant for heat treatment of metals and alloys by pressing.

Die wirksamsten bekannten technologischen Schmiermittel, die zur Wärmebearbeitung von Metallen durch Auspressen angewendet werden, sind zur Zeit Glas- und kristalline Schmiermittel. So sind z. B. Glasschmiermittel bekannt, die in den französischen Patentschriften 10 14 362 und 1152 757, in der britischen Patentschrift 8 14 558 und in den UdSSR-Urheberscheinen 1 48 190 und 1 21 647 beschrieben sind.The most effective known technological lubricants used for heat processing of metals Applied by pressing are currently glass and crystalline lubricants. So are z. B. Glass lubricants known in French patents 10 14 362 and 1152 757, in British Patent Specification 8 14 558 and in USSR Copyrights 1 48 190 and 1 21 647 are described.

Alle angeführten Patentschriften und Urheberscheine sehen im Grunde die Anwendung der Glasschmiermittel auf der Grundlage von Glas verschiedener chemischer Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Metallart und der Bearbeitungstemperatur vor. Dies ist auf die Änderung der physikalischen Eigenschaften des Glases in Abhängigkeit von der Temperatur zurückzuführen. Die Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur läßt sich durch eine allmähliche Kurve wiedergeben. Der Kurvenverlauf wird durch die so chemische Zusammensetzung des Glases bestimmt. Das Glas kommt in verschiedener Form, z. B. als Glasgewebe, Pulver mit Korngröße bis 0,8 mm, Glasscheiben zur Anwendung.All cited patents and copyrights basically see the use of glass lubricants on the basis of glass of different chemical composition depending on the Type of metal and the processing temperature. This is due to the change in the physical properties of the Glass depending on the temperature. The change in viscosity as a function of the temperature can be represented by a gradual curve. The curve shape is through the so chemical composition of the glass is determined. The glass comes in a variety of forms, e.g. B. as glass fabric, Powder with grain size up to 0.8 mm, glass panes for use.

Zu den mit dem Glaszustand zusammenhängenden Nachteilen der Glasschmiermittel gehört der weite Temperaturbereich der Viskositätsänderung von der Erweichungstemperatur des Glases bis zur Verformungstemperatur des Metalls. Die Erweichungstemperatur der Mehrzahl der als Schmiermittel angewandten &> Gläser liegt in einem Bereich von 500 bis 70O0C, während die Bearbeitungstemperatur der Mehrzahl der Stahltypen 1000 bis 1250° C beträgt.The glass-related disadvantages of glass lubricants include the wide temperature range of the viscosity change from the softening temperature of the glass to the deformation temperature of the metal. The softening temperature of the majority of glasses used as lubricants is in a range from 500 to 70O 0 C, while the processing temperature of the majority of the steel types is 1000 to 1250 ° C.

Das im Preßvorgang zu deformierende Metall führt, indem es mit der auf die Matrize zur Schmierung der Außenrohroberfläche aufgelegten Glasscheibe in Kontakt kommt, zum Schmelzen der Glasschicht und dränet Glas durch das Matrizenloch ab. Die Glas-The metal to be deformed in the pressing process leads to the lubrication of the metal by applying it to the die Outer tube surface placed glass sheet comes into contact, to melt the glass layer and glass drains through the die hole. The glass

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schicht ist in der Regel recht umfangreich, weil das Glas bis in die Tiefe hinein erweicht. Das Vorhandensein einsr dicken Schmierschicht auf der Kontaktoberfläche führt zur Senkung der Qualität der Oberfläche der Preßstücke.layer is usually quite extensive because the glass softens down to the depth. The presence A thick smear layer on the contact surface leads to a decrease in the quality of the surface the pressed pieces.

Es wurden auch kristalline Schmiermittel auf Basaltgrundlage entwickelt, die wegen ihrer technologischen Eigenschaften die Glasschmiermittel übertreffen, weil sie eine bessere Qualität der Oberfläche der Preßstücke sowie eine größere Geschwindigkeit des Preßvorgangs gewährleisten.There were also crystalline basalt-based lubricants which, because of their technological properties, surpass glass lubricants because they have a better quality of the surface of the pressed pieces and a greater speed of the pressing process guarantee.

Die kristallinen Schmiermittel auf der Grundlage der Naturbasalte weisen den Nachteil auf, daß deren Herstellungsweise mit großem Arbeitsaufwand verbunden ist. Die als Rohstoffe zur Herstellung der kristallinen Schmiermittel dienenden Basalterze haben eine hohe Schmelztemperatur von 1250 bis 13000C und zeichnen sich durch eine inkonstante chemische Zusammensetzung aus. Die Herstellungsweise schließt deshalb folgende Vorgänge ein:The crystalline lubricants based on natural basalts have the disadvantage that their production method is associated with a great deal of work. The basalt ores used as raw materials for the production of the crystalline lubricants have a high melting temperature of 1250 to 1300 ° C. and are characterized by an inconsistent chemical composition. The manufacturing process therefore includes the following processes:

Umschmelzen der Naturbasalte,
Mahlen des Ausgangsrohstoffes,
Korrektur der chemischen Zusammensetzung,
Schmelzen der korrigierten Zusammensetzung,
thermische Behandlung,
Mahlen.Remelting of the natural basalts,
Grinding the raw material,
Correction of chemical composition,
Melting the corrected composition,
thermal treatment,
Grind.

Eine derart komplizierte Herstellung der kristallinen Schmiermittel auf Basaltgrundlage erfordert den Aufbau einer speziellen Produktion und erschwert die breite Anwendung dieser Schmiermittel.Such a complicated production of the basalt-based crystalline lubricants requires the structure a special production and makes the wide use of these lubricants difficult.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und ein Schmiermittel zur Wärtr.ebearbeitung von Metalien durch Auspressen anzugeben, das es ermöglicht, die Qualität der Preßstücke zu erhöhen, die Gewinnung kristalliner Schmiermittel wesentlich zu vereinfachen und eine breite Anwendung des Warmpressens von Metallen und Legierungen zugänglich zu machen.It is the object of the present invention to eliminate the disadvantages mentioned and to provide a lubricant for thermal processing of metals by pressing, which makes it possible to improve the quality of the pressed pieces to increase, to simplify the production of crystalline lubricants considerably and to have a wide range of applications the hot pressing of metals and alloys.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Verwendung der Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps als Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen durch Auspressen vor. Dieses Schmiermittel kann sowohl unmittelbar nach Mahlung bis zur Korngröße von 0,8 mm als auch nach der Aufbereitung in einer Erzaufbereitungsfabrik in Pulverform des Datolith- oder Danburitkor.zentrats verwendet werden.To solve this problem, the invention proposes the use of the natural borosilicate rocks of the datolith or Danburite type as a lubricant for the heat treatment of metals by pressing. This Lubricant can be used both immediately after grinding up to a grain size of 0.8 mm and after Processing in an ore processing plant in powder form of the Datolith or Danburitkor.zentrats used will.

Die Naturborosilikatgesteine werden in Abhängigkeit von der Verformungstemperatur des Metalls und der Schmelztemperatur und Struktur des angewandten Gesteins ausgewählt.The natural borosilicate rocks are depending on the deformation temperature of the metal and the melting temperature and structure of the applied rock.

Der chemischen Zusammensetzung nach sind Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps hauptsächlich aus den Oxyden B2O3, S1O2, CaO aufgebaut. According to their chemical composition, natural borosilicate rocks are of the datolith or danburite type mainly composed of the oxides B2O3, S1O2, CaO.

Zum Unterschied von Gläsern, die ihre Viskosität allmählich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, weisen die Borosiükatgesteine des Datolith- und Danburittyps wegen ihrer Kristallstruktur paktisch nur eine Phasenübergangstempeiratur, die Schmelztemperatur, auf. Diese Tatsache sichert beim Pressen eine dünnere Schicht des Schmiermittels mit der erforderlichen Viskosität und eine hohe Qualität der Preßstücke. Wegen verschiedener Schmelztemperaturen von Borosilikatgesteinen des Datolith- und Danburittyps haben sie einen genügend großen Anwendungsbereich als Schmiermittel beim Warmauspressen von Metallen und Legierungen.In contrast to glasses, which change their viscosity gradually depending on the temperature, show the Borosiükat rocks of the datolith and danburite types due to their crystal structure, practically only one phase transition temperature, the melting temperature, on. This fact ensures a thinner layer of the lubricant with the required viscosity during pressing and a high quality of the pressed pieces. Because of different melting temperatures of borosilicate rocks of the datolith and danburite types, they have a sufficiently large area of application as Lubricant for hot extrusion of metals and alloys.

Im Preßvorgang soll das Schmiermittel sich zwischen Hülse und Werkzeug befinden, und zwarDuring the pressing process, the lubricant should be located between the sleeve and the tool

a) zwischen der Innenoberfläche des Behälters und der Außenoberfläche der Hülse,a) between the inner surface of the container and the outer surface of the sleeve,

b) zwischen der Nadel und der Innenoberfläche der Hülse,b) between the needle and the inner surface of the sleeve,

c) zwischen der Matrize und dem Preßstück.c) between the die and the press piece.

Das Schmieren zwischen der Aufnehmeroberfläche und der Hülse wird durch Abrollen der erwärmten Hülse auf dem Schrägetisch auf einer Schicht des Schmiermittelpulvers mit Korngrößen bis 0,4 mm erreicht.The lubrication between the transducer surface and the sleeve is achieved by rolling the heated sleeve reached on the inclined table on a layer of the lubricant powder with grain sizes up to 0.4 mm.

Das Schmieren zwischen der Nadel und der Hülse wird durch Einbringen des Schmiermittelpulvers mit Korngrößen bis 0,4 mm in die Hülse beim Abrollen auf dem Tisch gesichert. Das Schmieren der Matrize wird mit Hilfe von Schmierscheiben durchgeführt, die aus dem Puiver des vorgeschlagenen Schmiermittels mit Korngrößen bis 0,8 mm und Natriumsilikatlösung hergestellt werden.The lubrication between the needle and the sleeve is achieved by introducing the lubricant powder with it Grain sizes up to 0.4 mm are secured in the sleeve when rolling on the table. Lubricating the die is done carried out with the help of grease washers obtained from the puiver of the proposed lubricant with Grain sizes up to 0.8 mm and sodium silicate solution can be produced.

Die Technologie des Mahlens und der Anwendung der Naturborosilikatgesteine des Datolith- oder Danburittyps unterscheidet sich nicht von der Technologie des Mahlens; und der Anwendung von Glasschmiermitteln. Die Kosten des vorgeschlagenen Schmiermittels sind bedeutend niedriger als die der Basalt- und Glas- *5 schmiermittel.The technology of milling and application of natural borosilicate rocks of the datolith or danburite type does not differ from the technology of milling; and the use of glass lubricants. The cost of the proposed lubricant is significantly lower than that of the basalt and glass * 5 lubricant.

Die durchgeführten Prüfungen von Naturborosilikaten des Datolith- und Danburittyps als Schmiermittel bei der Herstellung von Metallrohren haben ergeben, daß die Qualität der Innen- und Außenoberflächen der Rohre nicht niedriger als im FaMe des Basaltschmiermittels und höher als im Falle des GlasschmiermittelsThe tests carried out on natural borosilicates of the datolith and danburite types as lubricants in the manufacture of metal pipes have shown that the quality of the inner and outer surfaces of the Pipes no lower than in the case of the basalt lubricant and higher than in the case of the glass lubricant

sollen folgende Beispiele dienen.
Beispiel ithe following examples are intended to serve.
Example i

Die Rohrherstellung wurde durch Auspressen unter Anwendung von Danburit als Schmiermittel für die Matrize und von Datolith zum Einbringen in die Hülse und Abrollen ihrer Außenoberfläche durchgeführt.The pipe was made by extrusion using danburite as a lubricant for the Die and carried out by Datolith for insertion into the sleeve and rolling of its outer surface.

Die Temperatur des Haibzeugs betrug 1180 bis 11900C. Der rostfreie Stahl war vom Typ 18-10. Der Aufnehmerdurchmesser betrug 200 mm. Die Preßgeschwindigkeit lag bei 450 mm/s. Die Abnahmekoeffizienten von ausgepreßten Rohren lagen in einem Bereich von 15 bis 23. Die hergestellten Rohre hatten eine saubere und glatte Oberfläche, während die unter Anwendung von G'asschmiermitteln gepreßten Rohre große Blasen (Unebenheiten) aufwiesen.The temperature of the Haibzeugs was 1180 to 1190 0 C. The stainless steel was of the type 18-10. The transducer diameter was 200 mm. The pressing speed was 450 mm / s. The reduction coefficients of the extruded pipes were in a range from 15 to 23. The pipes produced had a clean and smooth surface, while the pipes pressed using gas lubricants had large bubbles (unevenness).

Beispiel 2Example 2

Die Rohrherstellung wurde durch Auspressen schwerverformbarer Nickellegierung unter Anwendung von Datolith als Schmiermittel für die Matrize durchgeführt.The pipe was made by extruding hard-to-deform nickel alloy using performed by Datolith as a lubricant for the die.

Die Temperatur des Halbzeugs war 10800C. Der Aufnehmordurchmesser betrug 200 mm. Die Preßgeschwindigkeit lag bei 150 mm/s. Der Abnahmekoeffizient betrug 9.The temperature of the semi-finished product was 1,080 0 C. The Aufnehmordurchmesser was 200 mm. The pressing speed was 150 mm / s. The decrease coefficient was 9.

Die hergestellten Rohre hatten eine zufriedenstellende Qualität der Oberfläche, während die unter Anwendung von Glasschmiermitteln gepreßten Rohre große Blasen hatten und Querrisse am vorderen Rohrende aufwiesen.The pipes produced had a satisfactory surface quality while those in use Pipes squeezed by glass lubricants had large bubbles and transverse cracks at the front end of the pipe exhibited.

Zur näheren Eirläuterung der vorliegenden ErfindungTo further elucidate the present invention

Claims (4)

Patentansprüche: 16 ZClaims: 16 Z 1. Verwendung von Naturborosilikatgesteinen des Datolilh- oder Danburittyps als Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen und Legierungen durch Auspressen, insbesondere zur Herstellung von Rohren aus Stahl oder schwer verformbarer Nickellegierung.1. Use of natural borosilicate rocks of the Datolilh or Danburite type as a lubricant for heat treatment of metals and alloys by pressing, in particular for production of pipes made of steel or difficult to deform nickel alloy. 2. Verwendung nach Anspruch I1 dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Naturborosilikatgesteine unmittelbar nach einer Mahlung bis zu Korngrößen von weniger als 0,4 bis 0,8 mm zur Anwendung gelangen. 2. Use according to claim I 1 characterized in that the natural borosilicate rocks are used immediately after grinding to grain sizes of less than 0.4 to 0.8 mm. 3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Naturborosilikatgesteine nach der Erzaufbereitung in Form von konzentriertem Datolith- oder Danburitpulver zur Anwendung gelangen.3. Use according to claim 1, characterized in that the natural borosilicate rocks after ore processing in the form of concentrated datolith or danburite powder for use reach. 4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ao dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Naturborosilikatgesteinspulver mit Korngrößen bis 0,8 mm und Natriumsilikatlösung hergestellte Schmierscheiben, die zum Auftragen des Schmiermittels auf die Matrize dienen, zur Anwendung gelangen.4. Use according to one of claims 1 to 3, ao characterized in that from the natural borosilicate rock powder lubrication washers made with grain sizes up to 0.8 mm and sodium silicate solution, which are used to apply the lubricant to the die, are used.
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