Волочіння дроту — особливості технології та обладнання

Волочіння, за допомогою якого виробляють дротяну продукцію, є нескладною технологічною операцією. Тим часом, щоб в результаті виконання такої процедури отримати якісний виріб, здійснювати її необхідно в правильній послідовності і використовувати для цього відповідне обладнання.

Лінія виробництва дроту за методом волочіння

Основні етапи

Суть технології, по якій виконують волочіння дроту, полягає в тому, що металеву заготовку зі сталі, міді або алюмінію простягають через звужується отвір — фільєру. Сам інструмент, в якому такий отвір виконано, називається волокою, його встановлюють на спеціальне обладнання для волочіння дроту. На те, якими діаметром, перетином і формою буде володіти готовий виріб, впливають параметри фільєри.

Принцип волочіння металу

Виконання волочіння, якщо порівнювати таку технологічну операцію з прокаткою, дозволяє отримувати вироби, що відрізняються більш високою чистотою поверхні і винятковою точністю геометричних параметрів. Такими виробами можуть бути не тільки різні типи дроту (електротехнічна, використовувана для зварювання, вязочная і ін.), Але також фасонні профілі, труби та прутки різного діаметру. Отримані за такою технологією вироби відрізняються і кращими механічними характеристиками, так як в процесі волочіння металу з його поверхневого шару знімається наклеп. Що стосується саме виробництва дроту, то методом волочіння можна отримати вироби, діаметр яких знаходиться в інтервалі від 1-2 мікрон до 10 і навіть більше міліметрів.

Технологія волочіння сьогодні вже добре відпрацьована, для її реалізації використовуються сучасні моделі волочильних верстатів, що працюють без збоїв і дозволяють виконувати технологічний процес на швидкості, яка доходить до 60 метрів готового виробу в секунду. Використання такого обладнання для волочіння, крім того, дозволяє забезпечити значну величину обтиску заготовки.

Технологічна схема волочіння дроту з нержавіючої сталі

Виготовлення дроту за технологією волочіння включає в себе кілька етапів.

  • Вихідна заготівля піддається процедурі травлення, для чого використовується сірчанокислий розчин, нагрітий до 50 градусів. З поверхні металу, що пройшов таку процедуру, легко знімається окалина, за рахунок чого збільшується термін служби матриць волочильних верстатів.
  • Щоб збільшити пластичність оброблюваної заготовки, а її внутрішню структуру довести до дрібнозернистого стану, виконують попередній відпал металу.
  • Залишки травильного розчину, який є досить агресивним, нейтралізують, після чого заготовку піддають промивці.
  • Щоб кінець заготовки можна було пропустити в фільєру, його загострюють, для чого може бути використаний молот або кування валки.
  • Після завершення всіх підготовчих операцій заготовка пропускається через фільєри для волочіння дроту, де і формуються профіль і розміри готового виробу.
  • Виробництво дроту завершується виконанням відпалу. Після волочіння виріб також піддають ряду додаткових технологічних операцій — різання на відрізки необхідної довжини, зняттю решт, виправлення й ін.

особливості процедури

Будь волочильник дроту знає такий недолік волочіння, як недостатньо високий ступінь деформування готового виробу. Пояснюється це тим, що воно, виходячи із зони обробки волочильного верстата, деформується тільки до ступеня, обмеженою міцністю кінця заготовки, до якого і прикладається відповідне зусилля в процесі обробки.

В якості вихідного матеріалу, який піддають обробці на волочильних верстатах, служать металеві заготовки, отримані методом безперервного лиття, пресуванням і катанням з вуглецевих і легованих сталей, а також кольорових сплавів. Найбільшу складність процес волочіння являє в тому випадку, якщо обробці піддається сталевий сплав. У таких випадках для якісного волочіння необхідно довести мікроструктуру металу до потрібного стану. Щоб отримати оптимальну внутрішню структуру стали, раніше використовували таку технологічну операцію, як патентування. Полягав цей спосіб обробки в тому, що сталь спочатку нагрівали до температури аустенізації, а потім витримували в свинцевому або соляному розплаві, нагрітому до температури близько 500 °.

методи волочіння

Сучасний рівень розвитку металургійної промисловості, які використовуються в ній технології та обладнання для отримання металів і сплавів дозволяють не готувати метал до волочіння таким складним і трудомістким способом. Сталева заготовка, що виходить з прокатного стану сучасного металургійного підприємства, вже володіє внутрішньою структурою, оптимально підходить для волочіння.

Сама технологія волочіння і волочильне обладнання також удосконалювалися протягом багатьох років. В результаті волочильник дроту сьогодні має можливість застосовувати сучасні волочильні пристрої, що дозволяють з мінімальними затратами гарантовано отримувати вироби високої якості. Якість і точність обробки, виконуваної на таких волочильних спеціалізованих верстатах, забезпечується не тільки їх оснащенням сучасним робочим інструментом, а й використанням при їх роботі комбінованої системи охолодження, для якого застосовуються повітря і вода. Виходячи з такого верстата для волочіння, готовий виріб має не тільки необхідною якістю і точністю геометричних параметрів, а й оптимальної микроструктурой.

На якому обладнанні виконується волочіння металу

Устаткування, яке волочильник дроту використовує у своїй професійній діяльності, називається станом. Обов’язковим елементом оснащення волочильний спеціалізованої машини є «око» — волока. Діаметр волоки, зрозуміло, завжди повинен бути менше, ніж розміри поперечного перерізу простягаємо через неї заготовки.

Співвідношення первісного та фінального діаметрів дроту при різних типах волочіння

На сьогоднішній день виробничі підприємства застосовують волочильні спеціалізовані верстати двох основних типів, які відрізняються один від одного конструкцією тягне механізму. Так, розрізняють:

  • верстати, в яких готовий виріб намотується на барабан, що навіть забезпечується тягне зусилля;
  • обладнання з прямолінійним рухом готової дроту.

Прямоточний волочильний стан з програмним керуванням

На пристроях другого типу, зокрема, виконують волочіння труб і інших виробів, які не вимагають намотування на бухти. Саме дріт, а також трубні вироби невеликого діаметра виробляють переважно на верстатах, оснащених барабанним механізмом. Такі верстати в залежності від конструктивного виконання можуть бути:

  • однократними;
  • багаторазовими, що працюють з ковзанням або без нього, а також ті, в яких використовується принцип протинатягненням заготовок.

Многониточной волочильний стан володіє більшою продуктивністю і вигідний на великих підприємствах

Найбільш простою конструкцією відрізняється одноразовий верстат для волочіння. Маніпулюючи таким обладнанням, волочильник дроту виконує її протягування за один прохід. На волочильном пристрої багаторазового типу, яке працює за безперервною схемою, формування готового виробу здійснюється за 2-3 проходу. Великі підприємства, що виробляють дріт в промислових масштабах, можуть бути оснащені не одним десятком волочильних верстатів різної потужності, на яких виготовляється продукція різного призначення.

Основним робочим органом будь-волочильний машини, як уже говорилося вище, є фильера, для виготовлення якої використовують тверді металокерамічні сплави — карбіди бору, молібдену, титану, термокорунд і ін. Відмінними характеристиками таких матеріалів є підвищена твердість, виняткова стійкість до стирання, а також невисока в’язкість. В окремих випадках, коли необхідно виготовити дуже тонкий дріт зі сталі, фильера може бути виготовлена ??з технічних алмазів.

Фільєри волочильний машини

Єри встановлюється в міцну і в’язку сталеву обойму. Це так звана волочильна дошка. За рахунок своєї пластичності така обойма не робить значного тиску на фільєру і одночасно знижує напруження розтягу, які в ній виникають.

На сучасних підприємствах волочіння металу часто проводять з використанням збірних волок, які дозволяють ефективно виконувати такий процес навіть в умовах підвищеного гідродинамічного тертя. Крім того, застосування такого інструменту знижує витрату електроенергії і збільшує продуктивність роботи обладнання на 20-30%.

Підготовка металевих заготовок

Волочильник дроту, використовуючи спеціалізоване обладнання, тільки в тому випадку зможе домогтися якісного кінцевого результату, якщо поверхня заготовки буде відповідним чином підготовлена. Така підготовка полягає у видаленні окалини, для чого можуть бути використані наступні методи:

  • механічний;
  • хімічний;
  • електрохімічний.

Більш простим і економічно вигідним є механічний спосіб очищення від окалини, який використовують для заготовок з вуглецевих сталей. При виконанні такого очищення заготовку просто гнуть в різні боки, а потім обробляють її поверхню за допомогою металевих щіток.

Технологія роботи окаліноснімателя

Складнішою і витратною є хімічне очищення від окалини, для виконання якої використовують розчини соляної або сірчаної кислоти. Спеціаліст, який виконує таку складну і досить небезпечну операцію, повинен бути добре підготовлений і строго дотримуватися всіх правил безпеки роботи з агресивними розчинами. Без хімічного способу очищення не обійтися, якщо дріт необхідно зробити з заготовок, виконаних з нержавіючих та інших типів високолегованих сталей. Слід мати на увазі, що відразу після виконання хімічної очистки поверхню заготовки слід ретельно промити гарячою, а потім холодною водою.

Електрохімічний спосіб очищення від окалини заснований на методі травлення в електролітичному розчині. Залежно від особливостей виконання такої метод може бути анодним і катодним.

Волочіння мідного дроту

Щоб більш детально познайомитися з технологією волочіння, можна розглянути її на прикладі того, як роблять мідний дріт. Заготовки для виконання такої операції отримують методом лиття, після чого їх сплавляють між собою і прокочують. Щоб волочіння мідного дроту було виконано максимально якісно, ??з поверхні заготовки необхідно видалити оксидну плівку, для чого її обробляють розчином кислоти.

Намотування готового дроту на барабан

Сам процес волочіння мало чим відрізняється від виробництва зварювального дроту (або будь-який інший). Дротяний стан в такому випадку тягне заготовку, пропускаючи її через фільерно отвори певного діаметру. Для виготовлення мідного дроту дуже невеликого діаметра (до 10 мкм) її формування може здійснюватися в спеціальному змащувальному складі (погружной метод). В якості таких складів, зокрема, можуть використовуватися:

  • комплексні розчини;
  • спеціальні емульсії;
  • комплексні речовини.

Використання таких складів, через які дріт проходить в процесі свого формування, дозволяє отримувати вироби, зовнішня поверхня яких відрізняється максимальною чистотою.

Ссылка на основную публикацию