что такое волочение металла

Что такое волочение, его виды и сущность процесса

Волочение металла: суть, назначение, области применения. Виды и методы. Этапы процесса волочения. Применяемое оборудование и его разновидности. Видео процесса волочения проволоки.

Холодное или горячее волочение металла является разновидностью обработки металла давлением. Такими способами получают продаваемый в торговой сети сортамент проволоки круглого и фасонного сечения, прутки, трубы и другую продукцию из черных, цветных металлов и сплавов. Для этого используют волочильное оборудование, которое по кинематическому принципу позволяет получать продукцию необходимого диаметра способами одно- и многократного волочения. Арматура витого типа, проволока, металлические канаты, сетки и крепеж получаются из продукции, выполненной волочением, где задействованы волочильная машина или станок. Продукция, полученная методом волочения, используется в разных отраслях промышленности, сельского хозяйства и домашними умельцами.

Суть и назначение операции волочения

Сущность процесса волочения заключается в протягивании металлической заготовки большего диаметра через отверстие необходимой формы и получении изделия меньшего диаметра. Изготовленная продукция характеризуется качеством наружной поверхности, плотностью и точностью размеров поперечного сечения. Операции выполняют на специальных машинах, которые называются волочильными станами. Они повышают производительность труда: трудоемкость изготовления становится гораздо ниже, чем при выполнении таких изделий другими способами.

Волочильные станы выпускаются производителями с прямолинейным движением заготовки и с наматыванием на барабаны. В последнем случае они могут быть с одним или несколькими ведущими барабанами, что позволяет протягивать одну или одновременно несколько заготовок.

Виды и методы волочения

Процесс классифицируют по таким параметрам:

Разнообразие параметров породило огромное количество выпускаемых установок, различающихся техническими характеристиками, технологией выполнения работ и производительностью.

Метод, а следовательно, и оборудование к нему, выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к готовому изделию и марки применяемой заготовки. Трубы изготавливают, применяя волочильный стан цепной и барабанной конструкции. В последнем случае волочение называют бухтовым.

Основные этапы процесса

Как правило, они влияют на плотность, твердость, текучесть, электрическое сопротивление материала (увеличиваются), пластические, антикоррозионные свойства (уменьшаются). Такое проявление, называемое наклепом, устраняют с помощью термообработки – нормализацией, патентированием, отпуском, отжигом. Выбор метода зависит от марки металла или сплава, условий проведения процесса волочения.

Оборудование и станки для волочения

Станы барабанного типа и цепные различаются способом намотки. У барабанных устройств намотка изготовленной продукции осуществляется на специальную вертушку, у цепных она не подлежит смотке.

На видео можно наглядно увидеть процесс изготовления проволоки:

Просим тех, кто работал на станах цепных и барабанных, поделиться опытом работы в комментариях к тексту, а также рассказать о нюансах технологического процесса.

Источник

Волочение – простой метод обработки металлов

Одним из распространенных и давно известных вариантов обработки металлических изделий давлением является волочение, которое используется для увеличения протяженности, а также снижения поперечных параметров заготовки.

1 Зачем выполняется волочильная операция и какова ее сущность?

Волочение обычно назначается для изготовления продукции указанной далее. Во-первых, это профили с большими и средними сечениями разнообразных форм. Процедура рекомендована к выполнению в том случае, когда ширина и толщина сечения таких заготовок должна иметь соотношение не более 20. Кроме того, она используется при необходимости получения гладкой и чистой поверхности профиля либо сечения, которое отличается от требуемых (запланированных) параметров на незначительную величину. В большинстве случаев изделия с большими и средними сечениями тянут максимум до шести метров.

Во-вторых, это большие по протяженности и малые по сечению профили с соотношением ширины и толщины не более 12 (речь идет о стальной, алюминиевой и медной проволоке). Волочение позволяет производить проволочную продукцию диаметром до восьми миллиметров. Отметим, что при изготовлении проволоки рассматриваемая нами обработка металла давлением завершается дополнительными операциями (например, растворением в электролите периферийных слоев готового изделия либо растяжением его на специальном оборудовании).

В-третьих, это трубы любых сечений и форм. Волочение при производстве полых конструкций можно считать оптимальной операцией, так как она дает возможность выпускать очень малые по диаметру (до 0,3–0,4) тонкостенные трубы.

Сущность процесса волочения состоит в том, что металлические полосы или полосовую сталь с одним и тем же сечением подают на специальную волочильную установку, в канале которой и происходит технологический процесс протягивания заготовки до необходимых геометрических размеров.

В канале присутствуют канавки максимально близкие или полностью идентичные по форме сечениям обрабатываемого изделия. При этом их размеры на протяжении канала (от входа к выходу) постепенно снижаются, а поперечное сечение металла, которое подвергается протягиванию, всегда больше выходного сечения канала установки (очень важная характеристика и особенность процедуры). За счет этого и добиваются эффективного изменения поперечного сечения металлической заготовки (она деформируется и на выходе характеризуется заданными размерами и формой).

Перед тем, как начать протягивание заготовки в виде полосы на специальной установке, называемой волочильной машиной (станом), торец изделия обязательно заостряют.

Данная процедура должна выполняться таким образом, чтобы полоска без малейших проблем проникала в канал станка и выходила на некоторое расстояние в месте его окончания. «Выглядывающий» из установки кончик заготовки фиксируют устройством, входящим в состав волочильного оборудования. После этого и начинается операция волочения металла.

2 Характеристика видов и методов протягивания металлических полос

Рассматриваемая обработка заготовок давлением делится на несколько типов. Существуют следующие виды выполнения данной операции:

Также различают горячее и холодное протягивание. Эти виды обработки полос давлением могут производиться на вращающейся по отношению к своей продольной оси волоке и на неподвижной.

Теперь давайте поговорим о способах волочения металла. Их достаточно много, поэтому каждый вариант будет описан по возможности кратко. Методика безоправочного протягивания подразумевает изготовление из цветных сплавов и металлов, а также сталей трубных изделий. Ее особенность заключается в том, что отсутствует контакт между инструментом и поверхностью (внутренней) обрабатываемой детали.

Как правило, безоправочный способ выполняют на двух волоках. Обжатие труб по сечению происходит на одной, а вторая позволяет произвести центровку заготовки. При такой методике поверхность изделий имеет низкое качество, поэтому его в большинстве случаев используют для снижения диаметра труб, подвергаемых протягиванию.

Более эффективная обработка трубных изделий достигается при применении других способов волочения:

Протягивание труб производится на барабанах трубоволочильной группы и на траковых станах, оснащенных цепями. Подбор способа выполнения операции осуществляют на основании анализа технических возможностей волочильного оборудования, вида сплава или металла, подвергаемого протягиванию, особых требованиям к трубам и их размерам.

3 Методы протягивания проволоки и прутков на специальных станах

При помощи волочильной технологии изготавливают проволоку разных сечений, используя в качестве исходного материала цветные металлы и стали. Заготовки из них могут иметь сечение до 0,01 миллиметра. Операция выполняется на тяжелых установках с различными типами волок. Например, алмазный инструмент применяется для протягивания очень тонких изделий, тверодосплавный – для средних и толстых, а стальные мощные волоки используются для обработки крупных заготовок.

Станки для производства проволоки также отличаются большим разнообразием. Они могут работать на скорости до 50 метров в секунду, иметь более двух десятков волок в своей конструкции, работать без скольжения и с таковым, располагать барабанами, расположенными вертикально и горизонтально, а также групповым и индивидуальным электрическим приводом.

Варианты протягивания проволоки:

На волочильных станках можно изготавливать из цветмета холоднодеформированные квадратные, круглые, шестигранные прутки. Незначительные различия в технологическом процессе волочения в данном случае дают возможность выпускать крупные (сечением более 3 сантиметров) и мелкие (менее 2,5 сантиметров) прутки. Стандартная схема производства подобных изделий выглядит так: берется изделие в бухте – помещается в установку – выполняется волочение (однократное). А затем продукция направляется на отдельную автоматическую линию, где производится ее финишная обработка.

4 Краткая информация об особых видах протягивания металла

В настоящее время волочение иногда выполняется по одной из двух инновационных технологий – электропластической и ультразвуковой. Первая основывается на электропластическом явлении (усилие и напряжение протягивания металлического изделия значительно уменьшаются, если через него во время выполнения волочильного процесса проходит электроток).

Данная методика рекомендована при протягивании заготовок из сплавов, которые очень плохо поддаются деформированию. Она считается практически единственным приемлемым вариантом при работе с вольфрамовыми сплавами. Добавим, что максимальный доказанный эффект электропластического воздействия наблюдается при пропускании через заготовку в течение 10 тысяч секунд высокочастотного тока (чуть больше 100 ампер/квадратный миллиметр). При этом не требуется предварительно нагревать рабочий инструмент и саму заготовку.

Для тугоплавких металлов, склонных к деформационному старению и уменьшению пластичных свойств при подогреве, предназначено и ультразвуковое протягивание. На изделие направляются колебания ультразвука. Это приводит к уменьшению величины коэффициента трения и показателя сопротивления процессу деформации в очаге операции. Колебания допускается направлять по-разному (на обрабатываемый металл, на волоки, радиально, в перпендикулярном направлении).

Источник

Виды волочения и сущность процесса

Среди методов обработки металлов давлением волочение является одним из наиболее часто применяемых. Этим способом получают проволоку и другую продукцию высокого качества с поперечным сечением любой формы и размера. Существует несколько разновидностей технологии.

Что такое волочение

Операция состоит в протягивании металлической заготовки сквозь фильеру – отверстие с размерами меньшими, чем у нее. В результате сдавливания исходное изделие становится более тонким и длинным, возможно изменение формы поперечного сечения.

Назначение процедуры

Волочение применяется для изготовления следующих видов продукции:

Из полученного фасонного профиля путем разрезания изготавливают опорные призмы, сегментные шпонки, шлицевые валики и др.

Где используется

Метод задействуют в металлургическом производстве. Область применения получаемых изделий – самая широкая.

Волочение используется в металлургическом производстве.

Например, с помощью волочения изготавливают следующие виды проволоки:

Из этой продукции делают:

Прут используют в разных целях, например, в качестве арматуры.

Трубы – для создания металлоконструкций и транспортирования жидких или газообразных продуктов.

Виды волочения

Существует несколько вариантов метода.

Выбор зависит от ряда критериев:

По типу процедуры

Различают следующие виды волочения:

Разница состоит в способе нанесения смазки. В первом случае заготовка перед фильерой погружается в мыльный порошок, во втором – в эмульсию.

Такая обработка дает следующий положительный эффект:

По чистоте обработки

Существует 2 типа операций:

Первые выступают промежуточным этапом. Полученные с их помощью изделия служат заготовками для чистовых операций, результатом которых становятся проволока или прут требуемых размера, формы и качества.

По кратности переходов

Под кратностью понимают число проходов, т. е. протяжек сквозь фильеры разного диаметра, которым подвергают 1 заготовку.

Различают следующие виды процедуры:

В ряде случаев (например, при волочении медной проволоки) число проходов достигает 18-22.

Однократный метод в основном используют для изготовления толстой, плохо деформируемой проволоки диаметром 8-20 мм.

По обработке

Существует показатель параллельности обработки. Он обозначает, сколько заготовок подвергается волочению одновременно.

Чаще всего обрабатываются сразу несколько заготовок.

По этому признаку различают следующие виды процедуры:

По подвижности

Применяют следующие разновидности волок:

Второй тип используют для изготовления изделий круглого сечения.

Вращение позволяет выиграть в следующем:

Недостаток – требуются сложный привод и дополнительные затраты энергии, обеспечивающие скорость вращения в 50-200 об/мин.

По нагреву

Нагрев обрабатываемого материала производят электроконтактным или индукционным способом.

Особенности процедуры волочения

Технологический процесс считается несложным. Для получения качественных изделий нужно только правильно подобрать параметры процедуры.

Подготовка заготовок

Перед подачей в волоку заготовку подвергают следующим видам обработки:

Необходимое оборудование

Машина для изготовления прутков и других изделий данным методом называется волочильным станом.

Ее основными элементами являются:

Широкое распространение получили машины компаний UDZWG (Германия) и Samp SpA (Италия).

Инструмент изготавливают из материалов со следующими характеристиками:

Для этого подходят:

Стальной инструмент используют для грубого волочения, алмазный – для тонкого.

Вторые в основном используют для производства фасонных профилей.

Такой инструмент имеет следующие достоинства:

Фильеры для волочения проволоки имеют круглое сечение, их чаще всего выполняют в монолитных волоках.

Для исследования процесса обработки и наладки оборудования используют тренажер эмулятор волочильного стана.

Методы волочения и схемы

Используют разные виды машин. Выбор зависит от того, какой конечный продукт нужно получить. Крупное предприятие располагает целым парком станов.

Для производства изделий ограниченной длины, например калиброванного прутка и труб большого диаметра, используют машины с прямолинейной подачей. Тяговое усилие создает цепной, реечный или винтовой привод.

Барабанное

Это вариант для длинномерной продукции – проволоки и др., поставляемой в бухтах. Конечный продукт наматывается на бобину, создающую тяговое усилие. Ее диаметр не превышает 750 мм.

Барабанное волочение наматывает проволоку на бобину.

Барабанное волочение полностью автоматизировано. Обслуживание бобины и укладку заготовок осуществляют подъемники.

Беззабивочное

В этом методе заготовку не вытягивают из фильеры, а проталкивают в нее с другой стороны. В результате удается сократить продолжительность процедуры за счет отказа от операций по подготовке захватки.

Безоправочное

Оправка – это деталь, используемая для выравнивания внутренней поверхности получаемой волочением трубы.

Обработка без этого инструмента производится в 2 этапа:

Недостатки безоправочного волочения:

Из-за этого этот метод в основном применяют как промежуточный, для уменьшения диаметра протягиваемой трубы.

Для тонких изделий он может играть роль отделочной операции.

Этапы волочения

Полный цикл включает в себя следующие операции:

Особенности работы с медной проволокой

Для производства данного продукта используют заготовки, полученные методом литья. На первом этапе их сплавляют в единое целое и подвергают прокатке.

Проволоку методом литья сплавляют в единое целое.

На поверхности меди, как и алюминия, образуется оксидная пленка. Ее удаляют с помощью водного раствора серной кислоты, разогретого до +45…+55°С. Если этого не сделать, качество проволоки будет неудовлетворительным.

Особенности технологического процесса:

При производстве медной проволоки диаметром до 50 мкм применяют погружной метод.

В этой схеме заготовку опускают в смазку, промежуточный отжиг не используют.

Способы удаления окалины

Заготовку освобождают от окалины разными методами. Часто их применяют совместно.

Химический

Используют растворы кислот – азотной, соляной, фосфорной, плавиковой и др.

Перед погружением заготовку подвергают следующим видам обработки:

Раствор нагревают до температуры +50°С. После обработки заготовку моют в воде или растворителе и сушат 1 час в печи при температуре +75…+100°С. Правильно обработанный металл становится матовым.

Недостаток очистки кислотами состоит в том, что процедура сопряжена с риском для здоровья и требует от волочильщика умения работать с опасными веществами.

Механический

Заготовку сгибают, скручивают и растягивают, а затем обрабатывают инструментами:

Электрохимический

Травление кислотой сочетают с действием постоянного электрического тока.

Различают 2 разновидности метода:

Комбинированный

Подразумевает совмещение химического и электрохимического методов. Комбинированный способ используют в наиболее сложных случаях.

Плюсы и минусы волочения

Достоинствами технологии являются:

Несмотря на некоторые неудобства, метод востребован, т. к. продукция, полученная с его помощью, широко используется как в промышленности, так и в быту.

Источник

Волочение проволоки: технология и оборудование — волочильные станы и станки

Одним из способов качественной обработки металлических заготовок является волочение проволоки. Это особая технология на станках, при которой цветные металлы протягивают сквозь круглое или фасонное отверстие (фильеру) специального инструмента – волоки. Результатом процесса является уменьшение заготовки и увеличение ее длины. Это актуально для производства проволоки разного профиля и другой проволочной продукции, применяемой во всех областях человеческой деятельности.

О сути операции, процессе выполнения

Волочение – это название для процесса, при котором происходит протягивание заготовок через отверстия, которые сужаются. При этом исходный материал может быть любым:

Волока – это инструмент, который используется для решения задачи. Фильера – название отверстия, конфигурацией определяющего форму профиля в готовом виде, после обработки.

По сравнению с прокаткой в исполнении волочильщика, методика волочения гарантирует повышение чистоты и точности на поверхности проволоки. То же касается труб, прутков и других деталей с различными габаритами. После такой обработки меняются характеристики материала, только в лучшую сторону. Это связано с тем, что детали в готовом виде получают дополнительное укрепление.

Особенно популярна технология при изготовлении фасонных профилей, требующих высокой прочности. Удачно получаются трубы с разным диаметром, проволоки с сечением в пределах от 1-2 микрон до 10 миллиметров. Возможны и большие показатели. Призма волочения помогает добиться точного результата.

При использовании современных технологий волочения гарантирована высокая производительность оборудования. При волоках это тоже просто. Даже операции с высокой скоростью не мешают добиваться результатов постоянно, без периодических сбоев. Величины обжатия исходного материала остаются серьёзными. Надо только использовать правильный станок для волочения проволоки.

Сам процесс волочения состоит из нескольких этапов, среди которых:

Готовая проволока может подвергаться дополнительным операциям по обработке, включая резку изделий на требуемые по длине отрезки, правку, снятие концов и так далее. Отпечатки на изделиях не появляются.

Особенности процедуры

Процесс волочения несложный. В качестве исходного сырья используют катаную, литую или прессованную заготовки. Работы выполняют на специальном оборудовании – волочильных станках. Форма, диаметр и сечение готового длинномерного изделия зависят от параметров фильеры. По сравнению с прокаткой металла, технологическая операция имеет много преимуществ:

Схема процесса волочения

О других важных особенностях процедуры

Согласно мнению специалистов, технология отличается только одним существенным недостатком. Это то, что показатель деформации проволоки получается слишком маленьким. Так получается из-за ограничения, причиной которого служит прочность конца выхода у заготовки. Какая сила деформации прилагается – такой получаем и результат. Следы волочения тоже бывают разными.

Исходный материал всегда должен быть катаным, прессованным, непрерывно литым. Это касается углеродистых и легированных сталей, цветных металлов. Литьё будет качественным только в том случае, если у основания присутствует определённая структура. О следах пятен тогда можно будет забыть.

Патентирование – технология, которая раньше всегда использовалась для стальных проволок. При данной процедура сначала материал нагревался до температуры аустенизации. А затем проводили экспозицию при помощи соляного или свинцового расплава. Выдержка предполагала сохранение температуры примерно на уровне 500 градусов по Цельсию. Это тоже отличие от волочения.

В наше время можно обойтись без таких сложных процедур. При выходе с прокатного оборудования стала гораздо легче обеспечить требуемые характеристики. Каждый станок оснащается специализированной системой охлаждения. Сейчас рабочие процессы не обходятся без мыльной стружки для сухого волочения.

Информация об удалении окалины

Надо тщательно подготовить поверхность к дальнейшей технологической обработке. Тогда и результат процесса волочения будет гораздо лучше. Для удаления окалины современные производства используют следующие технологии:

Методика механической обработки – самая распространённая при создании заготовок из углеродистой стали. С точки зрения экономики, такое решение наиболее востребовано. И сама процедура выполняется без дополнительных сложностей.

Сначала проволоку укладывают между роликами спецконструкции, потом периодически происходит перегибание, в различных плоскостях. Наконец, металл из катанки и других вариантов очищается при помощи специальных щёток.

Химический метод избавления от окалины потребует серьёзных вложений денежных средств. В данном случае применяется соляная либо серная кислота. И для самих сотрудников операция связана с повышенной опасностью. Потому такие процессы применяются, только когда другие варианты недоступны по той или иной причине.

К оборудованию и самой работе допускают только тех, кто прошёл специальное обучение. Химические варианты процедуры станут незаменимыми, если окалину требуется удалить с нержавеющих, кислотостойких высоколегированных марок сталей. Это отличный вариант для тех, кого волнует, как защитить кабель от истирания при волочении.

Электрохимическая очистка предполагает осуществление травления электролитического типа. Технология делится на катодные и анодные разновидности. Эффективность и безопасность второго варианта выше. В данном случае роль анода играет очищаемая заготовка. Катодом становится медь, железо либо свинец.

Катодное травление представляет большую опасность в связи с тем, что при нём происходит активное выделение водорода в атмосферу. Отрыв окалины практически не контролируется. Из-за этого формируется так называемая «травильная хрупкость». Конструкция своих первоначальных свойств не меняет.

Заготовку надо тщательно промыть после того, как с неё удалили окалину, используя химический метод. Иначе конструкция не избавится от проблемных элементов:

Эти компоненты просто засохнут, если не провести обработку сразу после завершения операции. Сначала конструкцию промывают в холодной воде, потом переходят к давлению в холодной. Величина давления с отжигом – примерно 700 Па.

Видео: волочение проволоки в Германии.

Исходя из типа операции, можно выделить следующие технологии:

Чистота обработки также влияет на вид:

Кратность перехода определяет:

Исходя из параллельности выполнения работы:

Нагрев также влияет на технологию обработки:

Этапы волочения

Технология производства проволоки разделена на пять этапов.

Этап №1

Процедура травления с целью удаления поверхностного слоя материала – окалины, которая мешает волочению:

Травление металла в непрерывном травильном агрегате

Этап №2

К термической относят процессы

Термическая обработка проводится для того, чтобы заготовку сделать полумягкой, с мелкозернистой структурой, свободной от внутренних напряжений. Металл нагревают до определенной температуры, некоторое время выдерживают в таких условиях, охлаждают.

Отжиг изменяет свойства материала и облегчает процесс волочения проволоки. Скорость нагрева зависит от теплопроводности металла. Быстрота охлаждения определяется твердостью, которую нужно достичь после отжига. Стальные проволоки охлаждаются медленнее, чем углеродистые соединения.

Этап №3

При помощи специального молота или ковочных валок концы заготовки сплющивают и выравнивают. Процедура позволяет закреплять металл на барабане станка и пропускать сквозь фильеру.

Фильера для волочения проволоки

Этап №4

Волочение проволоки: протравленное обработанное сырье протягивают на станке с максимальной скоростью через плавно сужающийся канал. По числу одновременно протягиваемых прутов процесс бывает:

По типу конечного продукта:

По количеству переходов волочение проволоки имеет две разновидности:

Станок для волочения формирует профиль и размеры готовой продукции.

Этап №5

Завершающий этап предполагает выполнение отжига. Это делается с целью устранить вредное напряжение после волочения. Изделие становится мягким, устойчивым к разрывам, податливым к загибам, удлинению и скручиванию. После термической обработки проводят дополнительные отделочные операции, среди которых:

Вид готовой проволоки после всех процессов обработки

Видео и краткое описание волочения медной продукции

Волочильный процесс при производстве медной проволоки базируется на использовании литых заготовок. Их сначала сплавляют, после чего в горячем состоянии прокатывают. Такой процесс обуславливает появление на катанке пленки из оксидов. Чтобы удалить ее, заготовку обрабатывают разбавленной кислотой, и только после этого выполняют волочение.

Также получение медной проволоки осуществляется по технологии погружного формования. В этом случае поверхность катанки получается чистой. Подобным образом изготавливают максимально тонкие изделия (около 10 микрометров). Но при формовании погружного типа необходимо правильно подобрать смазочные составы, которые обладают высоким качеством и особыми свойствами. К таковым относят следующие смазки:

Основные этапы

Суть технологии, по которой выполняют волочение проволоки, заключается в том, что металлическую заготовку из стали, меди или алюминия протягивают через сужающееся отверстие – фильеру. Сам инструмент, в котором такое отверстие выполнено, называется волокой, его устанавливают на специальное оборудование для волочения проволоки. На то, какими диаметром, сечением и формой будет обладать готовое изделие, оказывают влияние параметры фильеры.

Принцип волочения металла

Выполнение волочения, если сравнивать такую технологическую операцию с прокаткой, позволяет получать изделия, отличающиеся более высокой чистотой поверхности и исключительной точностью геометрических параметров. Такими изделиями могут быть не только различные типы проволоки (электротехническая, используемая для сварки, вязочная и др.), но также фасонные профили, трубы и прутки разного диаметра. Полученные по такой технологии изделия отличаются и лучшими механическими характеристиками, так как в процессе волочения металла с его поверхностного слоя снимается наклеп. Что касается именно производства проволоки, то методом волочения можно получить изделия, диаметр которых находится в интервале от 1–2 микрон до 10 и даже более миллиметров.

Технология волочения сегодня уже хорошо отработана, для ее реализации используются современные модели волочильных станков, работающих без сбоев и позволяющих выполнять технологический процесс на скорости, доходящей до 60 метров готового изделия в секунду. Использование такого оборудования для волочения, кроме того, позволяет обеспечить значительную величину обжатия заготовки.

Технологическая схема волочения проволоки из нержавеющей стали

Изготовление проволоки по технологии волочения включает в себя несколько этапов.

Удаление окалины

Волочение проволоки будет успешным при условии качественной обработки поверхности заготовки. Удалить окалину с поверхности можно тремя способами.

Электрохимический

Или электролитический метод позволяет увеличить скорость снятия ржавчины и окалины с поверхности металла под воздействием электрического тока и раствора кислоты. Процессы электрохимической обработки включают в себя два варианта.

Очистка деталей от ржавчины электрохимическим способом

Анодный – основан на растворении металла в контакте с положительным плюсом источника тока. Выделяющийся кислород способствует механическому отрыванию оксидов. Применяется для легированной и углеродистой стали с целью удаления тонких пленок.

Катодный – оксиды железа восстанавливаются под воздействием атомов активно образующегося водорода. Это опасный способ по сравнению с предыдущим, так как отрыв окалины плохо контролируется, и изделие обретает травильную хрупкость.

Химический способ

Незаменим, когда в качестве сырья используется кислостойкая сталь. Остатки флюсов и окислов удаляют с помощью раствора хлористых солей, щелочи или кислоты. Любое химическое вещество требует специальных знаний и осторожного обращения.

Традиционное кислотное травление предполагает последовательную обработку металла в двух ваннах – сернокислотной и азотнокислотной при определенной температуре.

Есть много вариантов этого способа. Выбор раствора и условия обработки зависят от состава и структуры окисной пленки.

Механический

Подразумевает шлифовку, галтовку, полировку и крацевание. В основе метода лежат такие процессы:

Оборудование для механического удаления окалины на проволоке

Комбинированный

Способ основан на применении химического и электрохимического методов.

Механические и комбинированные методы очистки

Станы с прямолинейным движением прутка

Станы с прямолинейным движением прутка при волочении строят чаще всего цепными. Основными элементами такого стана (рис. 2) являются станина 3, бесконечная цепь 2, тележка с захватом 4, стойка для крепления волоки 5, двигатель и передающие движение механизмы 1. В цепных станах современной конструкции имеются устройства для автоматического возвращения тележки с захватом, приспособления для надевания труб и сбрасывания их после волочения с оправки, автоматического захвата прутков и пр Многониточные волочильные станы тянут одновременно до 10 заготовок.

Длина протягиваемого на цепных станах изделия ограничивается размерами станины и чаще всего не превышает 15 м. Однако имеются станы, на которых протягивают прутки и трубы длиной до 50 м.

Рис. 2. Общий вид цепного многопруткового волочильного стана

Системы управления современных волочильных станов построены на использовании программируемых контроллеров с автоматической системой диагностики.

Другие способы протягивания

При выполнении операции нужно знать, какие величины характеризуют деформацию металла при волочении. В качестве таких параметров выступают обжатие по толщине заготовки, а также ее удлинение, по отношению к начальному размеру.

Достичь лучшего качества, чем при предыдущем методе обработки можно, если использовать другие варианты:

Возможен также вариант протяжки труб на барабанах, относящихся к трубоволочильной группе, а также на траковых станах, которые снабжены цепями. Выбор способа основывается не только на том, какое оборудование имеется в наличии, а также и на свойствах и виде металла, из которого сделана обрабатываемая заготовка.

Подготовка металлических заготовок

Волочильщик проволоки, используя специализированное оборудование, только в том случае сможет добиться качественного конечного результата, если поверхность заготовки будет соответствующим образом подготовлена. Такая подготовка заключается в удалении окалины, для чего могут быть использованы следующие методы:

Более простым и экономически выгодным является механический способ очистки от окалины, который используют для заготовок из углеродистых сталей. При выполнении такой очистки заготовку просто гнут в разные стороны, а затем обрабатывают ее поверхность при помощи металлических щеток.

Технология работы окалиноснимателя

Более сложной и затратной является химическая очистка от окалины, для выполнения которой используют растворы соляной или серной кислоты. Специалист, выполняющий такую сложную и достаточно опасную операцию, должен быть хорошо подготовлен и строго соблюдать все правила безопасности работы с агрессивными растворами. Без химического способа очистки не обойтись, если проволоку необходимо сделать из заготовок, выполненных из нержавеющих и других типов высоколегированных сталей. Следует иметь в виду, что сразу после выполнения химической очистки поверхность заготовки следует тщательно промыть горячей, а затем холодной водой.

Электрохимический способ очистки от окалины основан на методе травления в электролитическом растворе. В зависимости от особенностей выполнения такой метод может быть анодным и катодным.

Специальные станы для протяжки

Может проходить обработка металла волочением в несколько проходов. Картинка будет представлена для наглядного примера.

Что касается заготовок, то они, чаще всего, из цветного металла и стали. Начальное сечение может быть равно 0,01 мм. Оборудование отличается типом волока, который на нем установлен. Допустим, станы с алмазными волоками применяются только для наиболее тонких изделий. Твердосплавный волок используется для средних и толстых заготовок. Стальное оборудование применяется только для работы с самыми крупными изделиями.

Само по себе устройство станов также может достаточно сильно отличаться. Некоторые из них могут развивать скорость обработки до 50 метров в секунду. Другие могут быть снабжены более чем двумя десятками волоков сразу. Определенные конструкции позволяют работать как со скольжением, так и без него. Барабаны для бухтовой обработки могут быть горизонтальными или вертикальными, может присутствовать электрический привод индивидуального типа или же группового типа.

Устройство рабочих станков

Основным рабочим элементом является приспособление, которое присутствует в любом аппарате для волочения проволоки — фильер. Этот механизм всегда создается из очень прочного металлокерамического сплава. Отличительная черта данного металла заключается в том, что он очень прочный, обладает повышенной твердостью, низкой вязкостью, а также высокой устойчивостью к истиранию. В редких случаях для производства фильера используется технический алмаз. Это дает существенное преимущество при обработке более сложных металлов.

Размещаются эти детали в достаточно прочных и вязких стальных обоймах. Сама по себе обойма не способна оказать сильное влияние на фильеру, но при этом ее наличие существенно снижает растягивающее напряжение, которое неизбежно возникает во время работы. На современных предприятиях довольно часто используется сборный волок, который отличается тем, что потребляет меньше энергии, а его коэффициент полезного действия (КПД) выше примерно на 30 %.

Подготовка металла к работе

Естественно, что проводить такую процедуру без предварительной подготовки металла нельзя. Кроме того, без этой процедуры не получится добиться качественного изделия. Суть подготовительных работ заключается в том, что необходимо удалить окалину с заготовки. Прежде чем начать процесс волочения проволоки, проводят одну из трех процедур:

Механическая очистка заготовки является самым простым и самым дешевым методом очистки. Чаще всего применяется она в том случае, если изделие изготовлено из углеродистой стали. Во время процедуры обработки катанка изгибается в разные стороны. В это время ее поверхность обрабатывается механическими щетками.

Как подготавливаются металлические заготовки

Добиться качественного изделия, работая на волочильном оборудовании, можно только если предварительно необходимым образом подготовить заготовку. Она предполагает удаление окалины. Для этого применяются следующие способы обработки:

Наиболее дешевым и простым методом является механическая очистка. Она в основном используется для очистки заготовки из углеродистой стали. Во время обработки катанка изгибается в различные стороны. При этом по поверхности работают механические щетки.

Технология химической очистки более сложная и трудоемкая. Для этого может применяться соляная или серная кислота. При этом волочильщик должен обладать соответствующей квалификацией для выполнения подобной работы. Однако этот метод незаменим, если требуется волочить проволоку, сделанную из нержавеющей или высоколегированной стали. После влияния химических растворов поверхности заготовок тщательно промывают.

Суть электрохимического метода заключается в травлении в электролитическом растворе. Исходя из особенности материала и условий он может быть анодным и катодным.

Химическая и электрохимическая обработка

Что касается химического способа очистки от окалины, то он является более сложным, а также трудоемким. Для этого чаще всего используют либо соляную, либо серную кислоту. Кроме того, чтобы выполнять такую операцию, волочильщик должен обладать необходимой квалификацией, чтобы работать с химическими веществами.

Однако здесь важно отметить, что данный метод является незаменимым, если необходимо подготовить к волочению высоколегированную или же нержавеющую сталь. Кроме того, после того, как химическая очистка будет завершена, поверхность металла необходимо промыть водой.

Последний метод, электрохимический, заключается в том, что проводят травление металла в электролитическом растворе. Эта жидкость может быть либо анодной, либо катодной, исходя из того, какие стоят условия, а также беря во внимание особенности материала.

Варианты обработки

В настоящее время существует большое количество разнообразных вариантов для обработки заготовки.

Источник