Die Erfindung betrifft einen Lochdorn zum Schrägwalzen von metallischen Hohlkörpern auf Schrägwalzwerken, mit einem Einspannschaft und mit einem zur Spitze hin gewölbten Verlauf des Walzballens, wobei der Lochdornballen in zwei Längsabschnitte, einen Spitzenabschnitt und einen hinteren Längsabschnitt als Lochdorngrundkörper, geteilt ist und wobei der Spitzenabschnitt bei vollem Querschnitt aus einem hoch schmelzenden Werkstoff oder einer hoch schmelzenden Werkstoff-Legierung besteht.
Derartige Lochdorne dienen als Innenwerkzeug beim Schrägwalzen von metallischen Hohlblöcken. Die Lochdorne unterliegen einer hohen thermischen und mechanischabrasiven Beanspruchung. Die hohe Beanspruchung führt demzufolge zu kurzen Standzeiten.
Es ist vom Nachbargebiet der Walzdorne mit Walzstangen für Schrägwalzwerke bekannt (DE 196 04 969 A1), die Standzeiten durch besondere Maßnahmen zu erhöhen. Als solche Maßnahmen gelten das Ausführen der Lochdornspitze aus besonders hitzebeständigen Werkstoffen, wie z.B. technischer Keramik, die Beschichtung der Lochdornoberfläche mit Zusatzwerkstoffen, eine gesteuerte Oxidation der Oberfläche sowie eine Wasserspritz- oder Tauchkühlung im Inneren der Lochdorne mit Wasser durch die Walzstangen hindurch. Alle diese Maßnahmen waren bis jetzt wenig geeignet, die abrasive Beanspruchung der Lochdorne beim Schrägwalzen zu vermindern, so dass immer noch nicht ausreichende Standzeiten hingenommen werden müssen.
Das Dokument JP - A - 62 207 503 beschreibt eine Länge des Spitzenabschnitts zwischen 1/10 bis 1/ 4 und führt dadurch immer noch zu einem sehr kurzen, hoch beanspruchsrelevanten Spitzenabschnitt. Der am höchsten beanspruchte Spitzenabschnitt bedingt dadurch eine teurere Werkstoffwahl auch für den Lochdorngrundkörper und erhöht die Werkzeugkosten beträchtlich.
Das Dokument JP - A - 02 251 304 beschreibt ähnliche Längenverhältnisse Spitzenabschnitt / Lochdorngrundkörper. Es wird deutlich, dass auch dort ein wirtschaftlich ausgewogenes Längenverhältnis nicht berücksichtigt wird. Als Werkstoffe werden Molybdän, Wolfram und Niob vorgeschlagen, die demzufolge auch für den Lochdorngrundkörper zu verwenden sind.
Im Dokument JP - A - 63 203 205 sind ebenfalls sehr kurze Spitzenabschnitte vorgesehen, so dass sich auch hier ein etwa gleichgroßer Verschleiß von Spitzenabschnitt und Lochdorngrundkörper ergibt. Für den dortigen Lochdorngrundkörper ist auch nur eine teure Legierung auf Molybdän-Basis vorgeschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeiten der Lochdorne beim Schrägwalzen von metallischen, fertigungswarmen Hohlblöcken auf Schrägwalzwerken unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Beanspruchungen und dem Verschleiß des Spitzenabschnitts und des Lochdomgrundkörpers zu verbessern.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Spitzenabschnitt etwa ein Drittel und der rückwärtige Lochdorngrundkörper etwa zwei Drittel der Länge des Walzballens einnimmt und dass der Spitzenabschnitt aus einer Titan-Zirkon-Molybdänlegierung (TZM) besteht. Dadurch wird der Spitzenabschnitt länger belastet, was jedoch durch die spezielle Werkstoffwahl ausgeglichen wird. Der hoch schmelzende Werkstoff oder die hoch schmelzende Werkstoff-Legierung erhöhen im vollen Querschnitt des Spitzenabschnitts die Standzeit erheblich. Außerdem wird durch die höhere Festigkeit an der Spitze des Lochdornes die Innenoberfläche des metallischen Hohlkörpers qualitativ verbessert. Die größere Standzeit bedeutet außerdem eine Verringerung der Kosten für die Umformwerkzeuge. Die längenangepasste Zweiteilung erlaubt nun zusätzlich das Schrägwalzen von höher und hochlegierten Werkstoffen, was früher nur bedingt möglich war. Der Einsatz eines Lochdornes mit einem Spitzenabschnitt spezieller Länge aus einem hoch schmelzenden Werkstoff oder aus einer hoch schmelzenden Werkstofflegierung macht das Schrägwalzen von hochlegierten Werkstoffen wirtschaftlicher, weil sich die Standzeit des Lochdornes erheblich verbessert.
Gegenüber dem Spitzenabschnitt kann der übrige Teil des Lochdornes aus thermisch und abrasiv weniger beanspruchtem Material bestehen, so dass der Lochdorngrundkörper aus hoch warmfestem Werkzeugstahl gebildet ist.
Die Verschraubung kann nach weiteren Merkmalen derart ausgestaltet sein, dass im Lochdorngrundkörper eine Sacklochbohrung mit Innengewinde vorgesehen ist und dass der Spitzenabschnitt einen korrespondierenden Gewindezapfen aufweist. Das Einbringen des Gewindes im Lochdorngrundkörper ist weniger schwierig und aufwendig.
Die unterschiedlich beanspruchten Abschnitte des Lochdorns, die beim Walzen zum Einsatz kommen, gestatten einen Übergang von dem Spitzenabschnitt auf den Lochdorngrundkörper. Demzufolge ist es vorteilhaft, dass der Lochdorngrundkörper und der Spitzenabschnitt einen von einer Trennfuge abgesehen gemeinsamen, stetigen Verlauf aufweisen. Die geringeren Werkzeugkosten gestatten dann, dass zu einem Lochdorngrundkörper mehrere Spitzenabschnitte am Lager gehalten werden. Die Spitzenabschnitte sind bezüglich ihres Gewindes und der Toleranzen dann schon als passend ausgesucht.
Die Beanspruchung des kostengünstigen Werkstoffs des Lochdomgrundkörpers kann noch dadurch gesenkt werden, dass der Lochdorngrundkörper innen oder außen gekühlt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachfolgend näher erläutert wird.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht des Lochdornes mit einem Teilschnitt im Bereich des Spitzenabschnitts.
Der Lochdorn 1 wird im Schrägwalzwerk über einen Einspannschaft 1a eingespannt und arbeitet rotierend. Der Lochdornballen 2 ist von einem größten Durchmesser ausgehend mit einem zur Spitze gewölbten Verlauf geformt. Der Lochdornballen 2 ist ferner in zwei Längsabschnitte 3 geteilt und zwar in einen vorderen Spitzenabschnitt 4 und einen hinteren Längsabschnitt 5, nämlich den Lochdorngrundkörper 6. Der Spitzenabschnitt 4 besitzt einen Vollquerschnitt 4a und besteht aus dem hoch schmelzenden Werkstoff oder aus der hoch schmelzenden Werkstoff-Legierung. Im Ausführungsbeispiel nimmt der Spitzenabschnitt 4 etwa ein Drittel und der rückwärtige Lochdorngrundkörper 6 etwa zwei Drittel der Länge des Lochdornballens 2 ein. Vorzugsweise besteht der Spitzenabschnitt 4 aus einer Titan-Zirkon-Molybdän-Legierung (TZM). Der Lochdorngrundkörper 6 hingegen kann aus hoch warmfestem Werkzeugstahl gebildet sein.
Der Spitzenabschnitt 4 wird mit dem Lochdorngrundkörper 6 mittels eines Gewindes 7 verschraubt. Dazu ist im Lochdorngrundkörper 6 eine Sacklochbohrung 8 mit Innengewinde 9 vorgesehen und der Spitzenabschnitt 4 weist einen korrespondierenden Gewindezapfen 10 auf. Abgesehen von der sich durch eine geringfügige Phasenbearbeitung ergebenden Trennfuge 11 besitzt der Lochdorn 1 vom Lochdorngrundkörper 6 ausgehend bis in den Spitzenabschnitt 4 einen gemeinsamen, stetigen Verlauf 12 des Walzballens.
Der Spitzenabschnitt 4 kann bei Verschleiß leicht durch Lösen des Gewindes 7 ausgetauscht werden, wobei für einen Lochdorngrundkörper 6 mehrere Spitzenabschnitte 4 auf Vorrat gehalten werden können.
Der Spitzenabschnitt 4 ist an und für sich ungekühlt. Demgegenüber kann der Lochdorngrundkörper 6 in üblicher Art innen oder außen gekühlt sein.