DEVICE FOR APPLYING A LUBRICANT TO A METALLIC PLASTICALLY DEFORMABLE PART

Abstract: 1. Device for applying a lubricant liquefied under pressure to a metallic plastically deformable part (6, 25), comprising a closed vessel (1) installed upstream of the forming station, said vessel being filled with lubricant and having an inlet and an outlet port providing for the continuous passage of the material to be formed (6, 25), wherein the coating space of the vessel is in communication with a pressure generating means, characterized in that the vessel (1) is provided with a cooling portion (9, 11) near the outlet port for solidifying the lubricant deposited under pressure in the liquid state.

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen fester oder halbfester Schmierstoffe Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie und betrifft das Aufbringen von Schmierstoffen auf metallischen Umformgut, welches für die Kaltumformung vorgesehen ist, beispielsweise für das Ziehen mit hydrodynamischer Schmierung. Bei der Erfindung können Schmierstoffe verwendet werden, die bei Raumtemperatur fest oder halbfest sind, wie beispielsweise Kalziumstearat, Schmierseife oder Bienenwachs. Als Umformgut können beispielsweise Drahte, Profile oder Rohre verarbeitet werden. Zum Kaltumformen metallischer Werkstoffe durch Zichen werden feste, halbfeste und flüssige Schmierstoffe bzw. Schmiermittel eingesetzt, mit denen auf des Ziehgut er Auftrag erzeugt wird. Feste Schmierstoffe werden vorwiegend pulverförmig verarbeitet. Zur besseren Haftung pulverförmiger Schmierstoffe wird das Ziehgut vor dem Ziehen mit einer Trägerschicht, z.B. einer Phosphatschicht versehen oder die Ziehgutoberfläche wird aufoe- rauht. Zum Aufbrigen des Schmierstoffes ist es u.a. bereits bekannt, das Ziehgut vor den Eintritt in den Ziehst ein durch einen Kasten zu führen, in den sicn ein fester Schmierstoff befindet. Innerhalb des Schmierstoffes läuft dabei das Ziehgut durch Schmierrollen, welche den Schmierstoff im festen Zustand an das Ziehgut andrücken. Das bekannte Verfahren des Aufbringes des Auftragen aus festen oder halbfesten Schmierstoff ist mit einigen wesentlichen Müngeln behaftet. So ist das Aufbringen der erwähnten Trägerschichten oder das Aufrauhen der Ziehgutoberfläche sehr aufwendig. Ausserdem ist bei festen pulvrigen Schmierstoffen selbst bei vorhandenen Trägerschichten einausreichend homogener Schmierstoffüberzug nicht garantiert. Hinzu kommt, dass die Schmierrollen im Falle des Stehenbleibens bzw. einer Differenz zwischen ihrer Umfangsgeschwindigkeit und der Drahtgeschwindigkeit keinen besseren Schmierstoffauftrag, sondern ein Abstreifen des Schmierstoffes von Ziehgut bewirken. Die dem bekannten Verfahren anhaftenden Mängel führen zu Störungen bei der Schmierstoffzufuhr in das Ziehhol und dedurch zu einer schlechten Ob er flächenqualität des umgeformten Ziehgutes, zu Kaltverschweissungen zwischen Ziehgut und Ziehstein, zu hohen Ziehkräften und zu geringen möglichen Abnahmen und Ziehgeschwindigkeiten. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Voraussetzungen zur Senkung des Aufwandes und zur Verbesserung der Qualität beim Aufbringen fester oder halbfester Schmierstoffe sowie zur Erhöhung der Arbeitsproduktivität und Erzeugnisqualität beim Umformen metallischer werkstoffe. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufbringen fester oder halbester Schmierstoffe auf metallische Werkstoffe, die für eine Kaltumformung vorgesehen sind, so zu gestalten, dass selbst auf solchem Umformgut, das nicht mit einer Trägerschicht versehen ist, ein festhaftender, homogener, ununterbrochener Schmierstoffauf- trag gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Verfahren gelöst, bei dem das Umformgut durch eine odr mehrere nacheinander angeordnete Beschichtungskammern transpertiert wird, in denen ein infolge Druck- und/oder Wärmeeinwirkung verflüssigter, bei Raumtemperatur aber fester oder @lbfester Schmierstoff auf das Umformgut aufbetragen wird. Zweckmässig wird der Schmierstoff zusammen mit dem Umformgut in die erste Beschichtungskammer eingebracht und danach teilweise über Kanäle auch den nachfolgenden Beschichtungskammern zugeführt. Zweckmässig kann auch das Umfromgut in der Beschichtungskammer zunächst durch eine Zone geführt werden, in welcher der Schmierstoff pulverisiert in einer wirbelschnicht vorliegt oder ständig eingedüst wird und durch an sich bekannte elektrostatische Aufladung an das Umformgut herangeführt wird, wobei das Umformgut anschliessend durch eine konische Düse läuft, in welcher infolge Druckaufbau und Wärmeantwicklung durch das durchlaufende Umformgut eine zumindest teilweise Verflüssigung des aufgebrachten Schmierstoffes durchgeführt wird. Das Umfermgut kann dabei am Ende in oder ausserhalb der Beschichtungskammer noch durch Kalibrierwalzen zur Erzeugung eine definiert dicken Schmierstoffilms geführt werden. Ausserdem kann das Umformgut in oder vor der Wirbelschicht-Zone erwärmt werden. Zur Durchführung des Verfahrens beinhaltet die Erfindung eine Vorrichtung, die aus einer heizbaren Beschichtungskammer sowie einer mit dieser verbundenen Beschichtungsund Druckerzeugungseinrichtung für den Schmiestoff besteht, wobei die Beschichtungskammer den verflüssigten Schmierstoff aufnimmt beziehungsweise enthält und eine Einlauf und Auslaufdüse fr den Durchlauf des Umfor:n gutes besitzt. Zweckmässig ist dabei die Einlaufdüse den Querschnittsabmesungen des Umformgutes angepasst. Die Öffnung der Auslaufdüse ist in vorteilhafter Weise in Durchlaufrichtung sich trichterförmig verjüngend ausgebildet und weist an ihrer engsten Stelle die Querschnittsabmessungen des Umformgutes zuzüglich des Aufmasses für die gewänschte Schmierstoffilmdicke auf. Beide Düsen sind ittels eines heiz- oder kühlbaren Ansatzes verlängert. Die Ansätze sind über jeweils eine Wärmestaustrecke lt der Druckkammer verbunden. Eine Variante der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass sich in einen. Gehäuse ein oder hintereinander angeordnet mehrere Arbeitsziehsteine befinden, wobei vor jedem Arbeitsziehstein ein der Verflüssigung des Schmierstoffes dienender Druckraum angeordnet ist und wobei an der Austrittssiete der Vorrichtung im Gehäuse ein Druck rng zur Nachbeschichtung des Ziehgutes ordnet und dies er cit den Druckraum, beziehungsweise bei mehreren Arbeitsziehsteinen mit den Druckräumen, über Kanäle ver bunden ist. In zweckmässiger Weise schliesst der Drucking unter Bil dung eines Druckraumes an den davor angeordneten Arbeits- ziehstein an, wobei die Kanäle in den Druckraum münden. Dieser Druckraum kann einen konischen Einlauf mit abschliessendem zylindrischen Führungsteil aufweisen, wobei der Durchmesser des Führungsteils der gewünschten Schmierstoffilmdicke angepasst ist. Die Kanäle zwischen den Druckräumen können durch in den Vorrichtungsteilen eingebrauchte Nuten gebildet sein. Anzahl, Querschnitt und/ oder Anordnung der Kanäle sind einer selbsttätigen Druckregulierung oder Druckanpassung entsprechend ausgefahrt. Um ein im Falle von Arbeitsunterbrechungen in der Vorrichtung erstarrten Schmierstoff wieder verflüssigen zu können, ist die Vorrichtung beheizbar ausgebildet. Die Erfindung gestattet es, die Vorteile der festen Schmier @ieffe, die auf Crund ihrer hohen dynamischen Viskosität @@@@ für das Ziehen von höherfesten Werkstoffen eingessizt @@@@en können, mit den Vorteilen der flüssigen oder haltfezten Schmiermittel, die einen homogenen Schmiermittel @@ftrag gewührleisten, zu vereinen. Das erfindungsgemässe @@fbringen ist bei kontinuierlichen mehrstufigen Ziehver @@@ren e@@@@trt@r. Die auf den Umfermgut aufgebrachte @@@@- gene Schmierstöffschicht gewährleistet stabile Zichverhältnisse und die daraus sich ergebenden Vorteile. Das erfindungsgemäss unter Verwendung der Arbeitsziehzteine vorgebene Auftragen des Schmierstoffes gestattet gleichzeitig eine sehr effektive Unformung, insbesondere beim Mehrfachzung und bei Druckziehwerkzeugen mit mehreren Arbeist ziehsteinen. Die Erfindung ermöglicht das Umformen mit hydrodynamischer Schmierung und garantiert hohe Umformgeschwindigkeiten und Umformgrade, insbesondere bei Verwendung fester Schmierstoffe mit hoher dynamischer Viskosi tät. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: in Schnittdarstellung eine Vorrichtung zum Auftragen fester Schmierstoffe Fig. 2: in Schichttdarstellung eine Vorrichtung zum Auftragen fester Schmierstoffe bei gleichzeitiger Umformung. Bei der in Fig. 1 in schematischer Dartstellungsweise gezeigten Vorrichtung ist eine Beschichtungskammer 1 über eine Schmierstoffzuführungsleitung 2 mit einer Beschikkungs- und Druckerzeugungseinrichtung 3 verbunden, welche einen Schmierstoff 4 mittels in der Zeichnung nicht dargestellter hydraulisch betriebener Verdichterkolben in die Beschichtungskammer drückt. Die Beschichtungskammer 1 ist mit einem Heizmantel 5 versehen, so dass sich der ursprünglich feste Schmierstoff 4 unter der Einwirkung von Druk und Wärme verflüssigt. Durch den verflüssigten Schwierstoff 4 wird das Umformgut 6 transportiert, welches durch eine Einlaufdüse 7 in die Beschichtungskammer 1 ein- und durch eine Auslaufdüse 8 herausgefürt wird. Die Einlaufdüse 7 ist den Querschnittsabmessungen des Umformgutes 6 entsprechend so bemessen, dass kein Schwierstoff aus der Düse austritt. Die Öffnung der Auslaufdüse 8 ist trichterförmig verlaufend ausgebildet und hat an der engsten Stelle die Querschnittsabmessungen des Umformgutes 6, zuzüglich des Aufmasses für die gewünschte Schmierstoffilmdicke. Beide Düsen 7; 8 sind durch jeweils einen Ansatz 9 verlängert. Diese Ansätze 9 sind mittels Rohrschlagen 10 heiz- oder kählbar. Je nachdem, ob die Ansätze 9 gekühlt oder erwärmt werden, liegt in dem Ansatz der Schmierstoff oder flüssig vor, wodurch die Ansätze als Ventil genutzt werden kön- nen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Funktion der Ansätze 9 sind diese über eine Wärmestaustrecke 11 mit der beheizten Beschichtungskammer 1 verbunden. Als Schmierstoff 4 befindet sich in der Beschichtungskammer 1 verflüssigtes Kalziumstearat bei einer Temperatur von 150 C und einem Druck von 10 at. Das aus der Vorrichtung austretende Umformgut 6 weist einen festhaftenden, homogenen und kontinuierlichen Schmierstoffilm auf. Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichturt sind in einem Gehause, bestehend aus einem Stahlkörper 12, einer Sapannhülse 13 und einer Druckmutter 14, ein Einlaufring 15, zwei Arbeitsziehsteine 16; 17 und ein Druck ng 18 aneinandergereiht angeordnet. Zwischen den im Gehäuse angeordneten Teilen besteht jeweils ein Druckraum 19; 20; 21. Die Druckräume sind über Kanäle 22 miteinander verbunden. Der zwischen dem letzten Arbeits zienstein 17 und dem Druckring 18 vorhande@e Druckraum 21 mündet in einen konischen Einlauf 23 und dieser in ein zylindrisches Führungsteil 24. Durch die Vorrichtung wird ein Umformgut 25 in Form eines Drahtes gezogen, das mit einem festen Schmierstoff aus Kalziumstearat behaftet ist. Der in den ersten Druckraum 19 gelangende Schmierstoff wird darin verflässigt und selbsttätig teilweise über die Kan@le 22 den übrigen Druckräumen 20; 21 zugeführt. Der Einlaufring 15 hat die Aufgabe, den Schmierstoff in Richtung auf die Kanäle 22 zu leiten und ein Zrückflichen des Schmierstoffes aus dem ersten Druckraum 19 zu verhindern. Im zweiten Druckraum 20 dient der Schmierstoff der Umformung durch den zweiten Arbeitsziehstein 17,und im dritten Druckraum 21 dient er zu einer Beschichtung des Umformgutes 25. Das zylindrische Führungsteil 24 legt dabei die Dicke des Schmierstoffilms fest.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufbringen fester oder halbfester Schmierstoffe auf metallisches Umformgut, dadurch ge kennzeichnet, dass das Umformgut durch eine oder mehrere nacheinander angeordnete Beschichtungs@@@@ern transportiert wird, in denen ein infolge einer Druck und/oder Wärmeeinwirkung verflüssigter, bei Raumtem peratur aber fester oder halbfester Schmierstoff auf die Umformgut aufgetragen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoff zusammen mit dem Umformgut in die erste Beschichtungskammer eingebracht und danach teilweise über Kanäle auch den nachfolgenden Be schichtungskammern zugeführt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformgut in der Beschichtungskammer zunächst durch eine Zone geführt wird, in welcher der Schmier stoff pulverisiert in einer Wirbelschicht vorliegt oder ständig eingedüst wird und durch an sich bekann te elektrostatische Aufladung an da Umformgut heran geführt wird, und dass das Umformgut anschliessend durch eine konische Düse läuft, in welcher infolge Druck aufbau und Wärmeentwicklung durch das durchlaufende Umformgut eine zumindest teilweise Verflüssigung des aufgebrachten Schmierstoffes durchgeführtt wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einer heizbaren Beschichtungskammer (1) sowie einer mit dieser verbundenen Beschickungs- und Druckerzeugungs einrichtung (3) für den Schmierstoff (4) besteht, wo bei die Beschichtungskammer den verflüssigten #######-. stoff aufnimmt beseziehungsweise enthält und eine Ein lauf- und eine Auslaufdüse (7;8) für den Durchlauf des Umformgutes (@) besitzt. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrend nach An spruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem oder mehreren hintereinander in einem Ge häuse (12;13;14) angeordneten Arbeitszi@hsteinen (16;17) besteht, wobei vor jedem Arbeitsziehstein ein Druckraum (19;20) angeordnet ist und an der Austritts seite der Vorrichtung im Gehäuse ein Druckring (1@) zur Nachbeschichtung des Umformgutes (25) angeordnet und dieser mit dem Druckraum (19) beziehungsweise bei mehreren Arbeitsziehsteinen (16;17) mit den Druck räumen (19;20) über Kanäle (22) verbunden ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufdüse (7) den Querschnittsabmessungen des Umformgutes (6) angepasst und die Öffnung der Aus laufdüse (8) sich in Durchlaufrichtung trichterförmig verjüngend ausgebildet ist und an ihrer engsten Stelle die Querschnittabmessungen des Umformgutes zuzüglich des Aufmasses für die gewünschte Schmierstoffilmdicke aufweist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Düsen (7;8) mittels eines heiss- oder kühl baren Ansatzes (9) verlängert und die Ansätze über jeweils eine Wärmestaustrecke mit der Beschichtungs kammer (1) verbunden sind. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (18) unter der Bildung eines Druck raumes (21) an den dadvor angeordneten Arbeitszieh stein (17) anschliesst, wobei die Kanäle (22) in den Druckraum münden. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der zwischen Druckring (18) und Arbeits zie@steln (17) gebildete Druckraum (21) einen koni schen Einlauf (23) mit abschliessendem zylindrischen Führungsteil (24) aufweist, wobei der @urchme@@er des Führungsteils der gewünschten Sc@mierst@@@ilmdicke auf dem auslaufenden Umformgut (25) ange@@@t ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Anzahl, Querschnitt und/oder Anordnung der Kanäle (22) einer selbsttätigen Druckregulier@@@ oder Druck anpassung zwischen den verschiedenen Druckräumen (19;20;21) entsprechend ausgeführt sind.

Inventors: BORTFELD, GERHARD, HERING, ROLAND, KURZE, BERNHARD, RAUSCHENBACH, DIETER, SCHLEGEL, JOACHIM, DR.-ING., VOGEL, HEINZ-RUDIGER, DR., WEINHOLD, HARRI, DR.-ING., WERNER, PETER, WUNSCH, HEINZ, Vogel, Heinz-Rüdiger, Dr., Wünsch, Heinz
Applicants: AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN DER DDR
Application year: 1979
Main classification: B21C9
IPC codes: B21C3, B21C9