Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рисование серебряной проволоки вручную.
Вытягивание более толстой серебряной проволоки изогнутым вытягиванием.

Волочение проволоки является металлообработка процесс , используемый , чтобы уменьшить поперечное сечение в виде проволоки , потянув за проволоку через одну или серию, рисунок штампа (S) . Существует множество применений для волочения проволоки, включая электропроводку, кабели, компоненты конструкций, нагруженные растяжением, пружины, скрепки, спицы для колес и струнные музыкальные инструменты. Несмотря на схожий процесс, волочение отличается от экструзии , потому что при волочении проволока протягивается, а не проталкивается через матрицу. Волочение обычно выполняется при комнатной температуре, что классифицируется как процесс холодной обработки, но его можно выполнять при повышенных температурах для больших проволок, чтобы уменьшить усилия.[1]

Процесс [ править ]

Концепция волочения проволоки

Принцип волочения проволоки довольно прост. Проволоку подготавливают путем усадки ее начала путем обработки молотком, опиливанием, прокаткой или обжимкой так, чтобы она прошла через матрицу; затем проволока протягивается через матрицу. По мере протягивания проволоки через матрицу ее объем остается неизменным, поэтому с уменьшением диаметра увеличивается длина. Обычно для достижения желаемого размера проволоке требуется более одной протяжки через все более мелкие матрицы. На этом основана американская шкала калибра проволоки . Это может быть сделано в небольшом масштабе с помощью вытяжной пластины или в большом промышленном масштабе с использованием автоматизированного оборудования. [1] [2] Процесс волочения проволоки изменяет свойства материала из-за холодной обработки.

Уменьшение площади малых проводов обычно составляет 15–25%, а более крупных - 20–45%. [1] Точная последовательность штампов для конкретной работы зависит от уменьшения площади, размера входного и выходного провода. По мере изменения уменьшения площади изменяется и последовательность кубиков. [3]

Очень тонкие провода обычно тянут в жгуты. В жгуте провода разделены металлом с аналогичными свойствами, но с более низкой химической стойкостью, поэтому его можно удалить после вытяжки. [ необходима цитата ] Если уменьшение площади превышает 50%, процесс может потребовать промежуточного этапа отжига, прежде чем его можно будет перерисовать.

Промышленное волочение проволоки обычно начинается с рулона горячекатаной проволоки диаметром 9 мм (0,35 дюйма). Поверхность сначала обрабатывается для удаления окалины. Затем он подается в машину для волочения проволоки, которая может иметь один или несколько последовательно соединенных блоков.

Одноблочные волочильные машины включают средства для точного удержания штампов в нужном положении и для постоянного протягивания проволоки через отверстия. Обычная конструкция состоит из чугунной скамьи или стола с кронштейном, стоящим вверх, чтобы удерживать матрицу, и вертикального барабана, который вращается и, наматывая проволоку вокруг своей поверхности, протягивает ее через матрицу, причем катушка проволоки хранится на другом. барабан или «стриж», который лежит за матрицей и наматывает проволоку так быстро, как требуется. Проволочный барабан или «блок» снабжен средствами для быстрого соединения или отсоединения его от его вертикального вала, так что движение проволоки может быть остановлено или начато мгновенно. Блок также имеет коническую форму, так что катушку с проволокой можно легко соскользнуть вверх по завершении. Прежде чем проволоку можно будет прикрепить к блоку,его необходимо протянуть через матрицу достаточной длины; это осуществляется парой зажимных клещей на конце цепи, намотанной вокруг вращающегося барабана, поэтому протягивание проволоки до тех пор, пока ее количество не будет намотано два или три раза на блоке, где конец закреплен маленьким винтовым зажимом. или порок. Когда проволока находится на блоке, она приводится в движение, и проволока равномерно протягивается через матрицу; очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.поэтому протягивайте проволоку до тех пор, пока ее не удастся намотать два или три раза на блок, где конец закрепляется маленьким винтом или тисками. Когда проволока находится на блоке, она приводится в движение, и проволока равномерно протягивается через матрицу; очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.поэтому протягивайте проволоку до тех пор, пока ее не удастся намотать два или три раза на блок, где конец закрепляется маленьким винтом или тисками. Когда проволока находится на блоке, она приводится в движение, и проволока равномерно протягивается через матрицу; очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.

Машины с непрерывными блоками отличаются от машин с единичными блоками тем, что они имеют ряд матриц, через которые проволока протягивается непрерывно. Из-за удлинения и проскальзывания скорость проволоки изменяется после каждой последующей перерисовки. Эта повышенная скорость достигается за счет различной скорости вращения для каждого блока. Одна из этих машин может содержать от 3 до 12 штампов. [2] Операция продевания проволоки через все матрицы и вокруг блоков называется «натягиванием». Устройства для смазки включают насос, который заполняет матрицы, и во многих случаях также нижние части блоков работают в смазке. [4]

Часто требуются промежуточные отжиги, чтобы противодействовать эффектам холодной обработки и обеспечить дальнейшую вытяжку. Окончательный отжиг также может быть использован для готового продукта, чтобы максимизировать пластичность и электропроводность . [5]

Примером продукта, производимого на машине для непрерывного волочения проволоки, является телефонный провод. Его вытягивают от 20 до 30 раз из горячекатаного проката. [2]

В то время как круглые поперечные сечения преобладают в большинстве процессов рисования, рисуются некруглые поперечные сечения. Их обычно вытягивают, когда поперечное сечение невелико, а количество слишком мало, чтобы оправдывать прокатку . В этих процессах используется блочная машина или машина с головкой турка. [6]

Смазка [ править ]

Смазка в процессе волочения важна для поддержания хорошего качества поверхности и длительного срока службы штампа. Ниже приведены различные методы смазки: [1]

  • Мокрое волочение: матрицы и проволока или пруток полностью погружены в смазку.
  • Сухое волочение: проволока или пруток проходит через емкость со смазкой, которая покрывает поверхность проволоки или прутка.
  • Металлическое покрытие: проволока или пруток покрыты мягким металлом, который действует как твердая смазка.
  • Ультразвуковая вибрация: матрицы и оправки вибрируют, что помогает снизить усилия и позволяет добиться большего уменьшения за проход
  • Роликовый чертеж штампа (также называемый роликовым волочением ): роликовые штампы используются вместо неподвижных штампов для преобразования трения сдвига в трение качения с резким снижением сил волочения, как сообщает Lambiase. [7] [8] [9] Когда используются роликовые матрицы, этапы волочения состоят из 2-4 холостых роликов, и проволока протягивается в пределах зазора между роликами. Этот тип решения может быть легко применен также для производства плоской или профилированной тянутой проволоки.

Используются различные смазочные материалы, например масло . Другой метод смазки заключается в погружении проволоки в раствор сульфата меди (II) , так что осаждается медная пленка, которая образует своего рода смазку. В некоторых классах проволоки медь остается после окончательной вытяжки, чтобы предотвратить ржавчину или облегчить пайку . [ необходима цитата ] Лучший пример проволоки с медным покрытием - это проволока MIG, используемая при сварке. [10]

Механические свойства [ править ]

Эффект повышения прочности при волочении проволоки может быть значительным. Наивысшая прочность, доступная для любой стали, была зафиксирована для холоднотянутой проволоки из аустенитной нержавеющей стали малого диаметра.

Штампы для рисования [ править ]

Схема штампа для волочения твердосплавной проволоки

Формы для волочения обычно изготавливаются из инструментальной стали , карбида вольфрама или алмаза , причем карбид вольфрама и промышленный алмаз являются наиболее распространенными. [2] Для волочения очень тонкой проволоки используется монокристаллический алмазный штамп. [2] Для горячего волочения используются стальные литые матрицы. Для волочения стальной проволоки используется фильера из карбида вольфрама. Матрицы помещены в стальной кожух, который поддерживает матрицу и позволяет легко менять матрицу. [2] Углы матрицы обычно находятся в диапазоне 6–15 °, и каждая матрица имеет как минимум 2 разных угла: угол въезда и угол въезда. [2]

См. Также [ править ]

  • Чертеж (изготовление)

Примечания [ править ]

  1. ^ а б в г Калпакджян, стр. 415–419.
  2. ^ a b c d e f g Дегармо, стр. 434.
  3. ^ Расчет последовательности штампов для штампов для волочения проволоки
  4. Перейти ↑ Chisholm, Hugh, ed. (1911). «Проволока»  . Британская энциклопедия . 28 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 738.
  5. ^ ДеГармо, стр. 435.
  6. ^ Дэвис, Джозеф R; Справочный комитет, ASM International (2001-08-01). Медь и медные сплавы . ISBN 978-0-87170-726-0.
  7. ^ Lambiase, F .; Ди Илио, А. (2011). «Параметрическое исследование остаточных напряжений и нагрузок в процессе волочения холостых валков». Материалы и дизайн . 32 (10): 4832–4838. DOI : 10.1016 / j.matdes.2011.06.019 .
  8. ^ Lambiase, F .; Ди Илио, А. (2012). «Экспериментальное и конечноэлементное исследование процесса волочения валков». Журнал материаловедения и производительности . 21 (2): 161–166. DOI : 10.1007 / s11665-011-9932-1 .
  9. ^ Lambiase, F .; Ди Илио, А. (2012). «Неоднородность деформации в процессе волочения валков». Журнал производственных процессов . 14 (3): 208–215. DOI : 10.1016 / j.jmapro.2011.12.005 .
  10. ^ Свойства провода Mig

Ссылки [ править ]

  • Будинский, Кеннет Г. (1996). Технические материалы: свойства и выбор (5-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: ISBN Prentice-Hall, Inc. 978-0-13-367715-7.
  • Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003). Материалы и процессы в производстве (9-е изд.). Вайли. ISBN 978-0-471-65653-1..
  • Калпакджян, Серопе; Шмид, Стивен Р. (2006). Технологии производства и технологии (5-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл п. 429. ISBN. 978-0-13-148965-3.