Проволока представляет собой металлическую нить или шнур. Как правило, проволока круглого сечения, но встречаются изделия и шестиугольного, квадратного, трапециевидного или овального сечения. Проволока может быть выполнена из стали, меди, алюминия, цинка, никеля, титана и их сплавов, а также массы других металлов. Стали также выпускать биметаллические и полиметаллические проволоки.

Чаще проволока производится посредством протяжки или волочения через последовательно уменьшаемые отверстия. В результате можно получить проволоку разного диаметра вплоть до десятков миллиметров.

Проволока отличается широтой применения. Так ее можно использовать при изготовлении электрических проводов, пружин, метизов, свёрл, электродов, термопар, разнообразных электронных приборов и для прочих целей.

Оборудование для производства проволоки + видео

Станы для мокрого волочения, как правило, работают по технологии скольжения, и могут совмещаться со станами сухого волочения любой кратности. Их оборудуют независимыми синхронизированными электродвигателями в разных модификациях.

Также широко применяются прямоточные станы для сухого волочения, которые отличаются наиболее современной конструкцией. Преимущественно используется такие станы для производства проволоки небольшого диаметра из высоко-, низкоуглеродистой и нержавеющей стали. Главные отличительные черты стана – это компактность, отсутствие ремней и шкивов между приводами и барабанами, бесшумность работы, отсутствие вибраций. Конструкционный дизайн является главной особенностью таких станов. Благодаря прочности и устойчивости рамы, стан можно полностью транспортировать, отсюда минимум временных затрат на установку и прокладку кабелей.

Прямоточные станы сухого волочения отличаются горизонтальным расположением барабанов. Такие станы, как правило, используются для производства проволоки из низко-, высокоуглеродистых сталей, а также из нержавеющих сталей. Преимущества такого оборудования – высокая надежность, эргономичность и простота в эксплуатации конструкции, которая при монтаже не требует специального фундамента. Также в установке применена высокоэффективная система охлаждения барабанов и предлагается опциональное оборудование.

Разнообразные размоточные устройства для катанки также пригодятся для производства проволоки.

Видео как делают катанку из меди:

Также в сфере производства широко применяются крутильные машины сигарного типа, машины двойной скрутки и бугельного типа.

Технология производства проволоки + видео как делают

Производство проволоки включает ряд классических операций, которые могут повторяться вплоть до трех раз. Количество повторений зависит от того, какой нужен размер диаметра проволоки.

Первой стадией процесса является термическая обработка металла. Затем происходит подготовка поверхности металла к волочению. На конечном этапе осуществляется само волочение на заданный размер.

Как делают:

С целью обеспечения проволоки специальными свойствами, в процессе ее производства вводят дополнительные операции. К примеру, наносятся разные покрытия или осуществляют термическую обработку. Главным оборудованием при производстве проволоки является печь с малоокислительным нагревом. Посредством растворов соляной и серной кислот осуществляется снятие окалины. Бура, известь, фосфатные соли и медь используются при волочении в качестве подсмазочного слоя.

Другим не менее важным оборудованием для производства проволоки являются станы с интенсивным охлаждением барабанов и волок. Именно их и применяют непосредственно для использования волочения. Применение такого процесса обеспечивает высокие пластичные и прочностные свойства металла.

За счет использования современных смазочных материалов обеспечивается высокая коррозионная стойкость, высокая адгезия к различным материалам и оптимизация количества смазки.

С целью увеличения качества изготавливаемой проволоки, следует систематически обновлять волочильное оборудование, оснащая его дополнительными приспособлениями, например, для снятия внутреннего напряжения и для прочих целей.

Для того чтобы получить различную толщину покрытия рекомендуется наносить цинковое покрытие способом погружения проволоки в соответствующий раствор. При использовании специальных обтирочных материалов и эмульсий, можно придать цинковому покрытию максимального блеска, гладкости и защиты от коррозии в течение длительного периода времени.

Линия цинкования:

Качество готовой продукции во многом зависит от соблюдения всех требований и норма изготовления проволоки. Стабильность технологического процесса оказывает непосредственное влияние на качество готовой продукции.

Следует отметить, что одной из тенденций современного производства проволоки является переход от классической технологии химического травления в стандартном растворе соляной кислоты для очистки поверхности катанки от окалины к более перспективной и максимально безопасной для окружающей среды, бескислотной технологии механической очистки. Для этого используется современное оборудование для механического удаления окалины. С его помощью можно добиться высокой степени очистки, сравнимой с получаемой при стандартном кислотном травлении. При этом технология характеризуется весьма большим практическим применением. Более того, новая технология позволяет избежать значительных проблем, которые связаны с утилизацией отработанных растворов.

Катанка - один из самых широко используемых продуктов медного металлопроката. Без нее не обойтись при изготовлении медной проволоки и проводов, востребована она и в таких отраслях, как машиностроение, электротехника и строительство. Поэтому производство медной катанки - этот тот вид деятельности, которым занимаются практически все предприятия цветной металлургии.

Основным сырьем для этого изделия становится медный лом. Как известно, запасы меди в мире постепенно истощаются, поэтому металлурги и обращают самое пристальное внимание на вторичное использование этого материала. Если раньше в разработку принимались исключительно месторождения, в породе которых содержалось не менее 10% чистой меди, то сегодня отличным вариантом считается и 5-процентная руда. Более того, в некоторых странах добываются и пускаются в производство даже руды, в которых меньше 1% чистого металла. В результате в мире сегодня почти 40% новых изделий из меди изготавливается именно из переработанного лома. Что же касается катанки, то для нее практически не используется первичное сырье. В дальнейшем катанка применяется для производства медной проволоки, которая является основным материалом для изготовления проводов.

Характеристики медной катанки и проволоки.

Популярность медной катанки и проволоки у потребителей объясняется тем, что эти изделия обладают всеми основными характеристиками, свойственными меди:

• высокой электропроводностью (электропроводность меди на 35% выше, чем аналогичное свойство другого используемого для изготовления проводов материала - алюминия);
• отличной теплопроводностью;
• пластичностью;
• долговечностью.

Высокая электропроводность медной катанки, а следовательно, и изготовленной из нее медной проволоки позволяет существенно экономить электроэнергию при эксплуатации энергосетей. Правда, стоят медные провода дороже алюминиевых, но при этом стоит учесть и то, что для питания системы можно выбирать медные кабели меньшего сечения, которые прослужат дольше алюминиевых. А это практически нивелирует разницу в цене. Кроме того, и работа с медными элементами системы гораздо менее трудоемкая, чем с элементами из любого другого материала вследствие пластичности меди, а значит, и ее прочности на излом.

Выпускается медная катанка в бухтах весом 3300-3400 кг, каждая из которых прочно перевязывается стальной лентой (по правилам перевязка должна осуществляться в четырех местах) и упаковывается в пленку.

Пленка позволяет исключить попадание на поверхность катанки влаги и грязи, которые могут снизить качество изделия и негативно отразиться на характеристиках производимой из нее проволоки. Кроме того, готовую продукцию необходимо защитить и от окисления - для этого катанку покрывают специальным восковым составом.

Стоимость медной катанки зависит от многих факторов - от выбранной для ее изготовления технологии, от качества исходного сырья и от параметров самой продукции. Узнать все специфические характеристики определенной партии товара можно по его маркировке. Каждая готовая к продаже бухта должна обязательно оснащаться ярлыком, на котором указывается:

• наименование компании-производителя;
• дата производства изделия;
• номер партии;
• условное обозначение изделия;
• вес бухты (нетто и брутто);
• сертификационный знак;
• печать, указывающая, что катанка прошла контроль качества;
• технические параметры - класс изделия и его диаметр.

Кроме того, каждая партия товара должна иметь сертификат, подтверждающий ее соответствие нормам, указанным в ТУ.

Особенности изготовления медной катанки и проволоки.

На сегодняшний день не существует специальных государственных стандартов (ГОСТ), регламентирующих процесс производства медной катанки. Вместо них разработаны обязательные для применения всеми производителями технические условия (ТУ). Согласно им, катанка может выпускаться трех классов: А, В и С. Диаметр изделия варьируется от 8 до 18 мм. В качестве сырья для изготовления катанки может использоваться медь марки М1, М0 и М00 - эти требования изложены в ГОСТ 859-2001.

Основными этапами производства катанки традиционно являются:

• загрузка медного лома в плавильные печи и его плавление;
• рафинирование полученного расплава;
• отливка из расплава анодов;
• рафинирование анодов электролитическим методом;
• переплавка анодов в катоды;
• отливка медной заготовки;
• процедура прокатки.

В результате получается катанка, которая в дальнейшем идет на производство медной проволоки.

Современные технологии позволили существенно упростить этот процесс и уменьшить во много раз время, требуемое на полный цикл производства. В частности, разработанный европейскими технологами процесс рафинирования дает возможность исключить из производства такие этапы, как электролиз анодов и переплавка их в катоды. Применяемое при этом оборудование гарантирует высокое качество получаемой продукции, а сама технология значительно снижает ее себестоимость.

Линия по изготовлению медной катанки.

Как уже упоминалось, медная катанка - это очень востребованное в промышленности изделие, поэтому инженеры обращают повышенное внимание на разработку оборудования для ее производства. Как правило, для этого используются готовые линии оборудования, позволяющие осуществлять непрерывный процесс производства.

В состав таких линий входит несколько единиц оборудования:

• Комбинированная печь.

Она состоит из двух частей - в первой производится плавление сырья, во второй - его выдержка. В печь для плавления поступает сырье, минимальное содержание меди в котором может составлять 92%. Между частями печи имеется специальный затвор, позволяющий регулировать количество жидкой меди, поступающей в печь для выдержки.

Каждая часть печи оснащается автономной системой контроля, которая автоматически проверяет температуру, водяное давление и напряжение в отсеках. В случае, если любой из параметров выходит за границы значений, считающихся нормой, система автоматически дает сигнал тревоги. Кроме защитных систем каждой части все устройство целиком имеет и общую систему контроля. Все три системы работают независимо друг от друга. Таким образом, безопасность процесса плавления и выдержки сырья для производства катанки надежно контролируется на всех этапах. Управление системами может производиться как в автоматическом режиме (после соответствующего программирования), так и вручную - такая необходимость может возникнуть в экстренных случаях.

• Машина непрерывного литья.

Полученный в комбинированной печи металл поступает в машину, оснащенную целым набором движущих и прижимных валиков. С их помощью металл формуется и обжимается со всех сторон, в результате чего и получается катанка. Такой метод производства называется горячим, так как при прохождении через валики медь разогревается, что повышает ее пластичность и ускоряет процесс формовки. В конце линии располагаются калибрующие валики, которые «доводят» катанку до нужного диаметра.

• Наматывающее устройство .

Далее катанка подается на наматывающее устройство, оснащенное датчиком скорости, синхронизирующим действие подающего катанку механизма и самой «моталки». Намотанная катанка оставляется на специальных катушках для охлаждения. Происходить это может естественным путем, то есть изделие просто неподвижно висит на устройстве, пока не остынет до температуры воздуха в помещении. Такой метод охлаждения называется воздушным и считается наиболее подходящим для изготовления качественного изделия. Если же требуется охладить катанку быстрее, применяется ускоренный метод, то есть охлаждение с помощью специальных вентиляторов. Но в данном случае следует особо внимательно отнестись к скорости и температуре воздуха, подаваемого из вентиляторов на катанку. Слишком сильный поток холодного воздуха может негативно сказаться на качестве медной продукции. Кроме того, нельзя забывать и о пластичности меди, из-за которой под действием движущегося с большой скоростью воздушного потока изделие может просто деформироваться.

После охлаждения катанка подается на второй блок наматывающего устройства, где она укладывается в бухты.

На этом процесс производства заканчивается, и готовая катанка отправляется на склад.

Технология производства медной проволоки.

Основным методом производства медной проволоки является волочение. В ходе этого процесса медная катанка протягивается через отверстия, сечение которых меньше диаметра медного прутка. В результате заготовка становится тоньше, но длиннее. Этот же метод может применяться и при производстве медных труб.

Станок для волочения состоит из трех частей:

• подающего устройства;
• волоки;
• принимающего устройства.

Непосредственно сама процедура вытягивания проволоки из катанки осуществляется на волоках, отверстия которых строго откалиброваны под определенный диаметр изделий. Изготавливают их из твердой инструментальной стали. А волоки для проволоки особенно маленького диаметра (меньше 0,5 мм) делаются из алмаза - материала с непревзойденной прочностью. Они могут иметь одно или несколько отверстий (волочильных глазков или матриц).

Для того чтобы в процессе волочения не повредить поверхность медной заготовки, внутреннюю поверхность матрицы покрывают особой смазкой. Еще одним вариантом такого оборудования является станок, в котором вместо отверстий используются специальные ролики, между которыми и протягивается катанка.

Как правило, изготавливается медная проволока методом холодного волочения. Это значит, что перед пропуском через волочильное устройство катанку не нагревают, а то тепло, которое появляется в процессе прохождения заготовки через глазки или ролики вследствие трения, постоянно убирают. Для этого катанку охлаждают воздухом, водой или специальными составами. Такая технология производства позволяет получать медную проволоку с идеально гладкой и блестящей поверхностью, диаметр которой точно соответствует заданным размерам.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Способ изготовления проволоки включает получение заготовки проволоки из полосовой заготовки путем последовательной по переходам симметричной гибки краев заготовки от ее периферии к середине. Симметричную гибку краев полосовой заготовки в первом переходе ведут до контакта внутренней поверхности двух первых отогнутых участков с обращенной к ним остальной поверхностью заготовки. Гибку по меньшей мере в одном последующем переходе осуществляют до контакта внутренней поверхности образованных на предыдущем переходе участков заготовки с обращенной к ним остальной поверхностью заготовки. Гибку на завершающем переходе ведут до контакта между собой внешних поверхностей участков, образованных в процессе гибки на предыдущем переходе, с получением заготовки проволоки со сплошным поперечным сечением или имеющим зазоры между отогнутыми участками. Затем производят обжатие заготовки проволоки в ротационной установке. При этом производят формовку и калибровку заготовки до получения заданных размеров и формы сечения с устранением возможных зазоров в поперечном сечении. В результате обеспечивается повышение качества полученной проволоки. 6 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к производству профилированной проволоки (или прутков) сплошного поперечного сечения любой заданной геометрической формы поперечного сечения. Профилированная проволока может быть использована, в частности, в производстве строительных конструкций, где применяются подвесные потолки типа "Армстронг", при монтаже гипсоволокнистых плит, в машиностроении и других областях, в которых используется профилированная проволока или прутки. Известен способ изготовления проволоки, заключающийся в том, что лента прокатывается в валках до толщины, равной толщине заготовки, лента разрезается на узкие ленты, ширина которых равна ширине заготовки, затем кромки узких лент скругляют абразивом и производят волочение узких лент в волоке до требуемого размера (см. RU заявка на выдачу патента на изобретение 94015101, 1995 г.). В этом способе используется традиционный метод получения проволоки волочением. Известен способ получения плакированных проволочных электрических проводников из биметаллической полосы, состоящей по меньшей мере из одного слоя благородного металла и слоя основного металла (GB 1432906, 1976 г.) Способ заключается в последовательном поэтапном придании полосе изогнутой формы в поперечном направлении с благородным металлом на выпуклой поверхности и волочении полосы через фильеру для получения проволоки частично плакированной благородным металлом. Получаемые сечения могут быть круглыми, полукруглыми, треугольными, квадратными, трапецеидальными и т. д. Рекомендуемое отношение толщины исходной полосы к ее ширине 1:35. Недостатком известного способа является его ограничения на применение для изготовления проволоки любого диаметра из полосовой заготовки ограниченного отношения толщины к ширине. Получаемое готовое изделие имеет покрытие из благородного металла, причем не по всей поверхности. Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание способа изготовления проволоки сплошного поперечного сечения любой геометрической формы (круг, квадрат, прямоугольник, трапеция, треугольник, шестиугольник, овал, сегмент и т.д.) и нужного диаметра из полосовой заготовки (ленты), которая может иметь, например, антикоррозионное или другое покрытие и быть изготовленной из любого полосового материала, например отходов производства. Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в том, что достигается возможность получения высококачественной, прочной проволоки (или прутка). Проволока не требует дополнительных технологических операций по нанесению на ее поверхность антикоррозионного покрытия при использовании заготовки с соответствующим покрытием. Полученное изделие относительно недорого из-за того, что в качестве заготовки для получения проволоки используется любой полосовой материал, в том числе и отходы, образующиеся при раскрое рулонов листового материала, в том числе и оцинкованного. Качество получаемой проволоки обеспечивается также и за счет того, что в случае использования заготовки в виде оцинкованной полосы можно получить антикоррозионное покрытие не только снаружи, но и внутри проволоки. Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления проволоки, заключающемся в последовательной по переходам симметричной гибке валками профилегибочного стана полосовой заготовки в направлении от периферии к середине заготовки, сначала осуществляют попарно симметричную относительно продольной оси заготовки гибку (то есть закрутку, закатку) последовательно в направлении от краев к ее середине, таким образом, что в результате края заготовки симметрично отгибают в направлении середины заготовки до контакта внутренней поверхности первых отогнутых участков с остальной частью заготовки, гибку на по меньшей мере одном последующем переходе производят аналогично в том же направлении до контакта внутренней поверхности образующегося участка с остальной частью заготовки, а на последнем этапе завершающий гиб (центральный) осуществляют до контакта между собой внешних поверхностей участков, образованных на предпоследнем переходе, при этом обеспечивают сплошное или с некоторыми зазорами заполнение площади поперечного сечения. В последнем, завершающем переходе в ротационной установке посредством кулачков, определяющих поперечное сечение готовой проволоки, заготовка обжимается с устранением возможных зазоров в ее поперечном сечении, формуется и калибруется до заданных параметров. При оценке изобретательского уровня учитывались следующие известные способы получения изделий гибкой. Известные способы изготовления профилей разнообразных геометрических сечений описаны в литературе (см. книгу Чекмарева А. П., Калужский В. Б. Гнутые профили проката. - М.: Металлургия, 1974, с.104-110, а также книгу под ред. Тришевского И. С. Калибровка валков для производства гнутых профилей проката. - Киев: Техника, 1980, с.106-110). Известен также способ получения гнутого корытного профиля (см. заявку на выдачу патента на изобретение 94027553, В 21 D 5/06, опубл. 27.06.96). Общими для заявленного и известных способов изготовления изделий является то, что изделия изготавливают последовательной по переходам гибкой валками профилегибочного стана заготовки в направлении средней части заготовки. Другие отличительные признаки заявленного способа не присущи известным способам, поскольку в них не ставилась задача получения профилированной проволоки или прутка, то есть полученные в результате применения известных способов изделия не обеспечивают сплошное заполнение материалом их поперечного сечения. Известен способ изготовления сердечников, включающий отрезку заготовки от рулонной полосы, вырубку щелей, одна из которых расположена на продольной оси заготовки, а другие симметрично на заданном, постепенно уменьшающемся расстоянии от продольной оси, последующее гофрирование вдоль щелей, причем вначале гофрируют центральный участок, затем два крайних симметричных ему участка, сближают гофры, калибровку гофров проводят в фильере после окончательного сближения гофров (см. патент СССР 562222, B 21 D 13/10). В описанном в патенте СССР способе общими с заявленным способом являются следующие признаки: создание по проходам симметричных гибов, сближение гофров в фильере до получения монолитного сечения. Однако этот способ не позволяет получить прочной проволоки из-за имеющихся в теле заготовки щелей, к тому же гибку в известном способе ведут от центральной части заготовки к краям, а не "закруткой" от краев к центру, что в совокупности с наличием щелей в заготовке и образованием гофров не позволяет получить высокопрочное изделие, как в заявленном способе. Таким образом, заявленный способ соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена линия изготовления профилированной проволоки (разработка ЗАО "Аркада"), на фиг. 2 и 3 - поперечное сечение профилированной заготовки, выходящей из профилегибочного стана на дальнейшую обработку в ротационную установку, на фиг.4, 5 и 6 - взаимодействие кулачков ротационной установки с заготовкой для получения разных возможных форм поперечных сечений проволоки (квадрат, треугольник и шестиугольник соответственно). Способ изготовления профилированной проволоки осуществляется следующим образом. Полосовая заготовка (лента) 1 из бобины через устройство смазочное 2 подается в профилегибочный стан 3. Ширина нужной заготовки определяется расчетным и экспериментально - технологическим путем, исходя из заданного диаметра проволоки. В процессе последовательной передачи из клети в клеть профилегибочного стана происходит последовательная симметричная гибка валками полосовой заготовки 1 от периферии к центру, то есть оба края заготовки закручиваются навстречу друг другу до соприкосновения образующихся слоев заготовки между собой. Спрофилированная заготовка поступает в ротационную установку 4. В зависимости от заданного диаметра и толщины ленты размеры R 1 , R 2 , R 3 , L 1 , L 2 и L 3 (фиг.2) имеют различные числовые значения, полученные расчетным, экспериментальным и технологическим путем. Количество переходов, при которых осуществляется гибка, также зависит от толщины ленты и заданного диаметра. Чем больше заданный диаметр, тем больше закруток полосовой заготовки нужно сделать, чтобы участки заготовки (часть заготовки от одной зоны гиба до другой) соприкоснулись между собой. В ротационной установке 4 происходит формовка и калибровка заготовки до заданного диаметра и заданной формы ее сечения. Для получения необходимой геометрической формы поперечного сечения заготовку 1 профилированной проволоки, выходящую из профилегибочного стана 3, подают в обжимной блок ротационной установки 4, где на заготовку воздействуют двумя парами кулачков, соответствующих каждой геометрической форме. На фиг. 3, 4 и 5 приведены примеры для квадратного, треугольного и шестиугольного поперечного сечения. После выхода из ротационной установки 4 полученная готовая профилированная проволока либо рубится отрубным штампом 5 (фиг.1) на мерные отрезки от 0,1 до 10 м, либо подается на бобину. Пример реализации способа. Для получения полосовой заготовки берется лента Ленту разрезают на полосовые заготовки заданной ширины. Для профилированной проволоки диаметром D=4 мм необходима ширина заготовки 20 мм при толщине 0,6 мм. На первом переходе осуществляют попарно симметричную относительно продольной оси полосовой заготовки 1 гибку в направлении от краев (от периферии) к ее середине таким образом, что края заготовки 1 отгибают (подгибы 7) в направлении ее середины до контакта внутренней поверхности 8 первых отогнутых участков 9 с остальной частью заготовки. Вторые участки также подвергаются симметричной гибке с образованием подгиба 10, при этом гибку производят аналогично в том же направлении до контакта внутренней поверхности 11 образующегося участка 12 с остальной частью заготовки 1. При других размерах полосовой заготовки можно провести гибку последующих участков (в зависимости от размеров заготовки) аналогично предыдущим. На завершающем переходе осуществляют гибку с обеспечением контакта между собой внешних поверхностей 13 участков, образовавшихся на предпоследнем переходе. Процесс гибки краев полосовой заготовки 1 в переходах стана 3 проиллюстрирован на фиг.2 и составляет, мм: R 1 - 0,03 R 2 - 0,2 R 3 - 1,65 L 1 - 3
L 2 - 4,2
L 3 - 4,5
Сечение заготовки при этом получается практически сплошным или с некоторыми зазорами. В последнем, завершающем переходе в ротационной установке 4 посредством кулачков, определяющих поперечное сечение готовой проволоки, заготовка 1 обжимается с устранением возможных зазоров в ее поперечном сечении, формуется и калибруется до заданных параметров. В результате получают проволоку профилированную оцинкованную качественную по ТУ 1221-05-25773051-99 (разработка ЗАО "Аркада"). Поставка профилированной проволоки происходит по ТУ 1310-004-15773051-99 "Проволока профилированная оцинкованная качественная" (разработка ЗАО "Аркада").

Формула изобретения

Способ изготовления проволоки, включающий получение заготовки проволоки из полосовой заготовки путем последовательной по переходам симметричной гибки краев полосовой заготовки от ее периферии к середине и последующее обжатие заготовки проволоки, отличающийся тем, что симметричную гибку краев полосовой заготовки в первом переходе ведут до контакта внутренней поверхности двух первых отогнутых участков с обращенной к ним остальной поверхностью заготовки, гибку по меньшей мере в одном последующем переходе осуществляют до контакта внутренней поверхности образованных на предыдущем переходе участков заготовки с обращенной к ним остальной поверхностью заготовки, гибку на завершающем переходе ведут до контакта между собой внешних поверхностей участков, образованных в процессе гибки на предыдущем переходе, с получением заготовки проволоки со сплошным поперечным сечением или имеющим зазоры между отогнутыми участками, а обжатие заготовки проволоки осуществляют в ротационной установке, при этом производят формовку и калибровку заготовки проволоки до получения заданных размеров и формы сечения с устранением упомянутых возможных зазоров в поперечном сечении.

Технологический процесс, включает ряд операций: подготовку исходного материала, волочение, термиче­скую обработку, покрытие и отделку. Исходным мате­риалом для производства стальной проволоки является катанка диаметром от 5 до 15 мм в бунтах массой до 600 кг. Перед волочением катанку подвергают травле­нию для удаления окалины с поверхности. Наряду с травлением в кислотных растворах окалину с поверхно­сти катанки удаляют также механическим или электро­химическим способом. При производстве высокопрочной проволоки из сталей типа ЗОХГС, 50ХФ и др. катанку подвергают патентированию. Патентирование заключа­ется в нагреве стали до температуры однофазного со­стояния аустенита, выдержке в соляном растворе при 450-550 0C и охлаждении на воздухе. Сорбитная струк­тура, полученная после патентирования, улучшает меха­нические свойства катанки - повышается пластичность и прочностные характеристики металлов. Силы трения в зоне контакта металла с каналом волоки являются вред­ными, препятствующими повышению эффективности про­цесса. Для уменьшения коэффициента трения поверхность катанки подвергают меднению, фосфатированию, желтению, известкованию. Перед подачей в волочильную машину бунты катанки укрупняют на стыкосварочной машине. Перед задачей в волоку конец катанки заостря­ется на острильных станках. Операция острения может проводиться перед задачей в каждую волоку, если воло­чение осуществляется через несколько волок.

Более 70 % проволоки производит­ся из низкоуглеродистой стали (0,15% С). Это прово­лока общего назначения, для воздушных линий, берд- ная, полиграфическая и др. Исходным материалом для производства проволоки диаметром 0,8-10 мм из низкоуглеродистой стали является катанка диаметром 6- 13 мм. Катанку подвергают травлению и протягивают в зависимости от диаметра проволоки на однократных или многократных машинах. В процессе изготовления тонкой проволоки предусматривается промежуточный отжиг. Готовая проволока может передаваться потребителям отожженной или наклепанной. Проволока для холодной высадки калибруется; полиграфическая и кабельная про­волока проходит операцию цинкования.

Канатная, пружинная и инструментальная проволока производится из средне - и высокоуглеродистых сталей (0,5-1,2% С). Повышенное содержание углерода по­зволяет в результате деформационного упрочнения полу­чать высокий предел прочности (до 30 МПа и более) без заключительной термической обработки. Особенностью производства проволоки из средне - и высокоуглеродис­тых сталей является заключительная регламентирован­ная термическая обработка - закалка и отпуск для про­волоки со специальными свойствами (65Г). Технологиче­ская схема производства проволоки из легированных сталей также отличается операциями термической обра­ботки и некоторыми операциями по обеспечению качест­ва поверхности проволоки. Например, при изготовлении проволоки из инструментальной стали Р18 катанку под­вергают отжигу для снижения прочностных характерис­тик и повышения пластичности. Поверхность готовой про­волоки подвергают шлифовке или полировке.

Процесс волочения состоит в протягивании под действием силы Р заготовки постоянного поперечною сечения 1 через плавно сужающийся канал волоки. Размеры выходного отверстия волоки меньше, чем сечение заготовки. В результате волочения поперечные размеры изделия 3 уменьшаются, а длина увеличивается. Перед волочением один конец заготовки заостряют, чтобы этот конец, или как говорят "захватка", свободно входил в канал волоки и выходил с противоположной стороны на величину, достаточную для захвата тянущим устройством.

После захвата заготовка протягивается усилием Р через волоку и становится тоньше и длиннее. В волоке возникают силы реакции N, направленные по нормали к образующей канала, которые и обжимают металл заготовки. Одновременно на заготовку действуют силы трения Г, направленные в сторону, противоположную направлению волочения. После волочения изделие приобретает высокую точность размеров, высокий класс чистоты поверхности, повышаются его прочностные свойства, благодаря холодной пластической деформации принимает размеры и форму наименьшего сечения канала волоки. Длина изделий может достигать нескольких километров.

Список используемой литературы

1.Владимиров В.М. Изготовление штампов, пресс-форм и приспособлений. М.: Высшая школа, 1974

2.Лахтин Ю. М., Леонтьева В. Н. Материаловедение. – М.: Машиностроение, 1990.

3.Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. – М.: Металлургия, 1993.

4.Материаловедение и технология металлов. Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В. Н. Матюнин и др.; под ред. Г. П. Фетисова. – М.: Высшая школа, 2000

5. Металлургия. А.П. Гуляев 1966 год.

6. Технология металлов и других конструкционных материалов. В.Т.Жадан

канатная проволока волочение патентирование

Введение

2. Технологические варианты изготовления канатной проволоки

6. Расчет режимов волочения

Библиографический список

Введение

Проволока канатная используется в основном для производства канатов различного назначения. Развитие основных отраслей промышленности невозможно без применения стальных канатов. Так, в горнодобывающей промышленности стальной канат является основным тяговым и подъемным звеном шахтных подъемных установок, которое обеспечивает доставку полезных ископаемых из недр земли. Стальные канаты используют при добыче нефти, газа, строительстве промышленных сооружений и жилых зданий. Работа металлургических предприятий, имеющих огромное количество разнообразного кранового и другого подъемно-транспортного оборудования, немыслима без применения стальных канатов. В последнее время стальные канаты различного диаметра и конструкций широко применяют в качестве арматуры в железобетонных изделиях, резинотехнических (автопокрышки, рукава высокого давления, конвейерные ленты и др.). Стальные канаты специальных конструкций широко используют на морских и речных судах, морском промысле, в авиации и др.

1. Требования к катанке и к конечной продукции

1.1 Катанка для волочения стальной проволоки

Качество катанки является одним из главных факторов, определяющих технико-экономические показатели и качество продукции сталепроволочного производства.

Факторы прокатного производства определяют диапазон размеров катанки, точность формы и размеров ее поперечного сечения, макро- и микроструктуру и величину зерна, вид и количество поверхностных дефектов, количество и структуру окалины, механические свойства и их однородность по длине бунта, технологичность переработки катанки в проволоку, массу бунтов.

Катанку, идущую на изготовление проволоки, прокатывают в основном на непрерывных проволочных станах. Такие станы характеризуются высокими скоростями прокатки и производительностью.

Катанка поставляется по ГОСУ 1050-88 "Прокат сортовой, калиброванный со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали";

Общие требования к катанке, подвергаемой волочению в проволоку, можно сформулировать следующим образом:

Для производства проволоки необходима катанка диаметром от 5,0 до 9,0 мм. Допускается изготовление катанки других размеров в соответствии с ГОСТ 2590. Нижний предел определяется экономической целесообразностью горячей прокатки, а верхний - возможностями волочильного оборудования.

Допускаемое отклонение диаметра и овальность оказывают влияние на равномерность свойств проволоки по длине и стойкость волочильного инструмента, особенно на первой протяжке. Равномерность свойств проволоки очень сильно зависит от допуска на диаметр при волочении ей непосредственно из катанки. Овальность катанки сказывается на равномерности деформации и захвате смазки в первой волоке.. Лучшие показатели катанки по допуску ±0,1...0,15 мм, овальности 0,2...0,4 мм.

Количество и состав окалины на катанке определяют условия её травления или удаления механическими способами. Количество окалины должно быть минимальным, так как это излишние потери металла, а состав окалины не всегда поддается регулировке. Количество окалины на углеродистой катанке, прокатанной на современных станах, снижается до 3-5 кг/т,

Неметаллические включения в углеродистой катанке: оксиды - нежелательны; сульфиды - не более 1 балла по ГОСТ 1778-81; сульфиды + оксиды + силикаты - не более 2.. .2,5 балла.

Макроструктура катанки не должна иметь при проверке на изломах усадочной раковины и рыхлости, пузырей, расслоений, трещин, шлаковых включений и флокенов, видимых без невооруженным глазом.

.Структура катанки должна обеспечивать максимальную пластическою деформацию волочением в состоянии поставки.

Требования к структуре определяются составом стали. Для углеродистых сталей с С> 0,5 % наилучшей является мелкодисперсный пластинчатый перлит - сорбит, без значительного выделения цементита для заэвтоктоидных сталей.

Величина действительного зерна в катанке должна быть в пределах 7... 10 для сорбитизированной; 6... 10 для ускоренно-охлажденной; 4... 7 для охлажденной на воздухе.

Глубина обезуглероженного слоя на поверхности катанки не должна превышать 2,0 % от диаметра катанки. Величина обезуглероженного обычно регламентируется стандартами на катанку.

Прочностные свойства катанки и ее вязкие характеристики (относительное удлинение и сужение площади поперечного сечения) определяют по ГОСТ 1497-84. Механические свойства катанки из углеродистой стали приведены в табл. 1.

Таблица 1 - Механичекские свойства катанки в состоянии поставки

Марка сталиСорбитизированнаяВременное сопротивление разрыву, H/мм, не болееОтносительное удлинение, % не менееОтносительное сужение, % не менее6010001135

1.2 Проволока канатная

Проволоку для стальных канатов изготовляют методом холодного волочения из катанки диаметром 6,5 мм. Материалом служит мартеновская или конверторная стали с содержанием от 0,6% С.

Волочение сорбитизированной катанки позволяет обходиться без ее предварительного патентирования.

Наиболее благоприятной микроструктурой для стальной проволоки на готовом размере принято считать сорбит, а в отдельных случаях тростит.

Стальную канатную проволоку изготовляют круглого сечения (ГОСТ 7372-79) диаметром1,2 мм.

Повышенный технический ресурс стальных канатов определяется главным образом качеством канатной проволоки. Она должна иметь большую прочность при высоких пластических свойствах, высокую стойкость против истирания и расплющивания, быть пригодной для сложных условий работы в канате - воспринимать статические, динамические и знакоизмененные нагружения. Проволока в канате испытывает растяжение, изгиб, кручение и одновременно в большинстве случаев подвергается абразивному износу (истиранию).

В некоторых случаях проволока подвергается воздействию большого перепада температур (от -50 до +400° С). Получить проволоку с универсальными свойствами не представляется возможным, поэтому ее свойства и технология изготовления должны определяться конкретными условиями ее нагружения в канате.

Качество канатной проволоки оценивается величиной допусков на диаметр, а также временным сопротивлением разрыву проволок как в отдельном мотке, так и в поставляемой партии. Некоторые свойства проволоки приведены в табл. 2-3. Канатная проволока должна быть высоко пластичной, чтобы знакопеременные изгибные нагружения не разрушаясь.

Поверхность проволоки должна быть ровной и гладкой без рисок и царапин, срезов, следов коррозии и других дефектов, снижающих стойкость канатов в эксплуатационных условиях. Проволока должна иметь высокие усталостные свойства. С повышением содержания углерода и марганца увеличивается прочность проволоки и ее сопротивляемость внешнему истиранию. Содержание примесей серы, фосфора, никеля, меди, хрома и других должно быть минимальным, так как они ухудшают качество канатной проволоки.

По механическим свойствам светлую проволоку подразделяют на высшую - марка В и первую - марка I. Оцинкованная; проволока, кроме марок В и I. Проволока марки В обладает наилучшими качествами и высокими пластическими свойствами, поэтому она применяется в канатах, предназначенных для наиболее ответственных целей (например, для подъема и спуска людей на шахтах, лифтах и некоторых типах сталелитейных кранов).

Из проволоки марки I изготовляется основная масса канатов большинства грузоподъемных устройств

Таблица 2 -Номинальная прочность канатной проволоки

Диаметр проволоки, ммНоминальная прочность, кгс/ммСветлая3,0-0,7120-200

Таблица 3 -Допускаемые отклонения по диаметру канатной проволоки (ГОСТ 7372-79)

Диаметр проволоки, ммСветлая проволока 1,0; 1,05; 1,10; 1,15; 1,20; 1,30; 1,40;±0,021,50

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВАРИАНТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАНАТНОЙ ПРОВОЛОКИ

Рисунок 1-Технологичекие варианты изготовления канатной проволоки.

П- патентирование; ПП - подготовка поверхности; В - волочение; ГЦ - горячее цинкование; ЭЦ - электролитическое цинкование; ГТЛ - гальвано-термическое латунирование; ТТА и ТЦА - термотравильный и термоцинковальный агрегаты.

.1 Производство проволоки из средне - и высокоуглеродистой стали

Применяя термообработку - патентирование, из средне- и высокоуглеродистой стали изготавливают высококачественную холоднотянутую проволоку высокой прочности от 120 до 320 кгс/мм2 следующих видов:

Проволоку канатную и типа канатной (например, бортовую, для сталеаллюминиевых проводов, металлокорда и других видов изделий)

Проволоку пружинную холоднотянутую (не подвергаемую закалке);

Проволоку арматурную для напряженно- армированного бетона.

К проволоке этих видов предъявляют высокие требования по комплексу механических свойств- высоким прочностным свойствам, повышенным вязким и усталостным свойствам.

Проволоку изготовляют диаметром от 0,14 до 8,0 мм светлую и с металлическими покрытиями- цинком, медью, латунью, алюминием.

Для производства холоднотянутой проволоки с сорбитной структурой применяют наиболее качественную по химической и металлографической чистоте- углеродистую нелегированную сталь с содержанием углерода С = 0,35...1,0% и марганца Mn =0,3...0,8%.

Основным способом термообработки заготовки является патентирование. На переделах применяют процессы нормализации и патентирования. Для производства проволоки используют катанку диаметром 5,5... 10мм, желательно сорбитизированную с прокатного нагрева, т.к, при этом удается сократить один проволочный передел.

Для производства проволоки с сорбитной структурой применяют наиболее совершенные технологии; технологическое оборудование и методы обработки. На свойства готовой проволоки велико влияние режимов и технологии на всех переделах, начиная с выплавки стали (способа раскисления), горячей прокатки и кончая проволочным переделом.

Проволока холоднотянутая с сорбитной структурой занимает центральное место в метизной отрасли как наиболее квалифицированная продукция, используемая практически во всех отраслях народного хозяйства. На основании производственного опыта и исследований в области проволочного производства можно сформулировать основные принципиальные положения технологии производства холоднотянутой проволоки из средне- и высокоуглеродистой стали и сорбитной структурой.

Чем выше прочность готовой проволоки, тем меньше единичные обжатия при волочении, больше дробность деформации.

При волочении проволоки готовых размеров суммарное обжатие (на последнем переделе) должно быть не менее 55%.

При изготовлении проволоки высокой прочности лучше использовать сталь с повышенным содержанием углерода, нежели применять чрезмерно высокие деформации, которые приводят к перенаклепу и хрупкости металла.

Высокие вязкие свойства в холоднотянутой проволоке могут быть сформированы, если волочение производится с ограничением деформационного нагрева на машинах блочного типа, с накоплением проволоки и хорошим охлаждением металла и волок по всему маршруту волочения.

Чем больше прочность и суммарная деформация, тем выше должны быть требования к химической и металлографической чистоте стали.

Сорбитизированная катанка обладает высокой пластичностью, поэтому при изготовлении передельной заготовки катанку обрабатывают в мотках на травильной линии с целью подготовки поверхности к волочению.

При изготовлении готовой светлой проволоки больших размеров d > 2,6 - 3,0 мм катанку подвергают патентированию и подготовке поверхности к волочению на термотравильных агрегатах или обработку производят раздельно - в начале патентирование, затем подготовку поверхности к волочению на травильной линии.

2.2 Режимы волочения

Высокий комплекс механических свойств (циклостойкость) в готовой проволоке обеспечивают строгим ограничением степени суммарных и единичных деформаций при волочении в зависимости от заданной марки прочности и диаметра проволоки. Ограничение степени деформации по верхнему значению объясняется необходимостью сохранить в металле достаточный запас пластичности.

Перенаклеп при волочении отрицательно сказывается на циклостойкости проволоки (работоспособности - "живучести" проволоки в канате). Ограничение суммарной деформации по минимуму (> 1,0; >60 %) объясняется стремлением получить высокие вязкие свойства в готовой проволоке. На метизных заводах при производстве канатной проволоки применяют примерно следующие суммарные обжатия (табл.4).

Таблица 3 - Суммарные деформации, применяемые при изготовлении канатной проволоки

Диаметр проволоки, мм?в, кгс/мм2, %1,8-1,0140-20078-89

При волочений канатной проволоки светлой и оцинкованной ограничивают величину единичных обжатий, чтобы не ускорять протекание деформационного старения вследствие нагрева проволоки. Чем выше прочность готовой проволоки,- тем меньше величина единичных обжатий и ниже скорость волочения.

Ограничение скорости волочения преследует главную цель

снизить температуру контактной поверхности в очаге деформации и сохранить сплошную смазочную пленку. При волочении канатной светлой и оцинкованной проволоки в маршруте применяют единичные обжатия в пределах 0,25 - 0,15.

3. Описание основных технологических операций

3.1 Подготовка поверхности катанки к волочению

Технологический процесс подготовки поверхности катанки к волочению включает в себя следующие технологические операции:

подготовка навески (рамы),

промывка патентированной заготовки в горячей воде,

травление в растворе серной кислоты,

промывка в холодной воде,

промывка в горячей воде,

3.1.1 Травление

Удаление окалины производится химическим способом - травлением в растворе серной кислоты. Навеска погружается в ванну с травильным раствором. Режимы травления катанки приведены в таблице 5.

Таблица 4 - Режимы травления катанки.

ПодтравливаниеПромывка оборотной нейтрализованной водой при температуре окружающей средыОбъемная концентрация, г/дм32S04FeS0430-90Не более 15060-9030-40ТравлениеПромывка оборотной нейтрализованной водой при температуре окружающей среды, затем горячей водойОбъемная концентрация, г/дм3Температура раствора, °СВремя выдержки, минH2S04Fe S0490-150Не более 8060-7020-30

Практически конец травления определяется визуально по виду поверхности середины бунта, которая должна иметь матовый металлический цвет.

После травления раму необходимо поднять над ванной и дать стечь остаткам травильного раствора.

Поверхность катанки, заготовки после травления должна быть чистой, гладкой, без остатков окалины на поверхности.

Не допускаются:

недотрав - остатки окалины на поверхности или на отдельных участках;

перетрав - темный цвет и шероховатая поверхность с сажистым налетом.

3.1.2 Промывка навески

Первоначально промывка навески производится холодной водой. Сначала холодным струевым душем с оборотной нейтрализованной водой под давлением не менее 4атм. для удаления основного количества остатков кислоты и солей железа. Время душирующей промывки 0,5мин. После этого производится погружная промывка в стационаре. Время погружной промывки 0,5мин.

После холодной промывки раму необходимо промыть в ванне с горячей оборотной нейтрализованной водой при температуре 30-50°С.

3.1.3 Бурирование заготовки

Бурирование заготовки производится в растворе буры. Режимы бурирования приведены в таблице 6.

Таблица 5 - Режимы бурирования катанки и проволоки-заготовки

Объемная концентрация буры, Температура раствора, °С,Выдержка, минПервое погружениеВторое погружение120-150Не менее 852,0-3,00,5-1,0

3.1.4 Сушка проволоки

С целью удаления влаги бурированная и известкованная заготовке должна подвергаться сушке. Сушка заготовки производится в электрических сушилах или в сушилах с газовым обогревом при температуре 160-200°С. Время сушки 20-30 мин.

4. Волочение на передельную заготовку

Волочение ведется на волочильных машинах UDZSA 2500 магазинного типа.

Волочильные блоки машины многократного волочения с накоплением проволоки на промежуточных барабанах принципиально не отличаются от однократных. Каждый барабан (блок) служит для протягивания проволоки, её накопления и размоточным устройством для последующего барабана (блока).

Схема работы многократной волочильной машины магазинного типа представлена на рис.2.

Рисунок 2-Схема работы многократной волочильной машины магазинного типа

Заготовка с фигурки ф протягивается через первую волоку В1 и наматывается на первый волочильный барабан Б1 называемый промежуточным, на котором создается определенный запас проволоки. Затем проволока огибает верхний и нижний направляющие ролики, протягивается через волоку В2 и наматывается на второй барабан Б2 с помощью поводка и роликов 2. Эта операция повторяется несколько раз, в зависимости от числа барабанов, до полной заправки машины. Любой промежуточный волочильный барабан у машины магазинного типа, кроме своей основной функции, заключающейся в сообщении проволоке необходимого усилия, служит также для наматывания на него определенного запаса проволоки, являясь своего рода магазином.

Каждый такой волочильный барабан-магазин имеет постоянную на данной ступени скорость волочения.

На барабане происходит постоянное накопление проволоки и вращение поводка совпадает с направлением вращения барабана. При наполнении барабана проволокой его останавливают вместе со всеми предыдущими барабанами, и часть проволоки сматывают на следующий барабан, после чего остановленный барабан снова запускают в работу.

Недостатки: многократный перегиб проволоки на роликах, затрудняющий заправку машины, особенно при волочении толстой проволоки; перегрев и износ фрикционного кольца на чистовых переходах, что ограничивает скорость волочения (15...20 м/с).

Преимущества машин: возможность волочения фасонной проволоки, так как нет скручивания; удобство обслуживания стана - можно снимать готовую проволоку с чистового барабана или перезаправлять приемную катушку без остановки машины; простота конструкции стана.

5. Описание технологического процесса патентирования

Технологический процесс патентирования и подготовки поверхности осуществляется на термотравильных агрегатах (ТТА).

Технологический процесс патентирования и подготовки поверхности проволоки - под канатную, состоит из следующих технологических операций:

Размотка заготовки с катушек;

нагрев в печи;

охлаждение в расплаве свинца

очистка проволоки от свинца;

охлаждение водой;

травление;

электрохимическая пассивация (при необходимости-);

промывка водой (холодной и горячей);

бурирование;

5.1 Размотка

Размотка заготовки производится с вращающихся катушек.

5.2 Термическая обработка

Нагрев заготовки осуществляется в проходной газовой печи малоокислительного нагрева, состоящей из зоны предварительного нагрева, осуществляемого за счет тепла отходящих продуктов сгорания природного газа, в последующих 4-х зонах - с регулируемым температурным режимом.

Маршрут прохождения заготовки в печи должен обеспечивать:

одинаковое расстояние между нитками;

прямолинейность;

отсутствие контакта заготовки с окалиной.

На входе и выходе из печи каждая нить заготовки должна проходить через соответствующее ей направляюще устройство.

5.3 Охлаждение заготовки в расплаве свинца

В ваннах изотермического распада применяется расплав свинца по ГОСТ 3778.

При прохождении заготовки в свинцовой ванне должны обеспечиваться следующие требования:

одинаковое расстояние между нитями (параллельность);

глубина погружения в расплаве свинца не менее 100 мм;

Поверхность расплава свинца должна быть полностью покрыта слоем сухой известковой пушонки, либо дробленым антрацитом (фракцией 3-4 мм), либо сухим коксом аналогичной фракции. Толщина засыпки должна быть не менее 50 мм.

На выходе из свинцовой ванны заготовка должна проходить через слой древесного угля толщиной не менее 200 мм или антрацита. Или кокса (фракцией не более 5 мм). Засыпка производится для предотвращения выноса свинца поверхностью заготовки.

5.4 Охлаждение и промывка в воде

Охлаждение и промывка заготовки после термообработки производиться в проточной воде без подогрева

5.5 Травление

Химическое травление производится в раствора серной кислоты с массовой концентрацией 180-250 , не более 150 , при температуре70-90 °C.

При прохождении заготовки через травильную ванну, нити заготовки должны быть полностью погружены в травильный раствор.

5.6 Промывка

После травления заготовка должна промываться в проточной воде при температуре окружающей среды, затем в горячей воде (температура > 60 С). При промывке нити заготовки должны быть полностью погружены в воду.

Качество травления определяется визуально по виду поверхности, которая должна иметь матовый металлический цвет.

5.7 Бурирование

Бурирование производится в растворе следующей массовой концентрации:

тринатрий фосфат

температура 85-95 °C.

При прохождении проволоки через ванну бурирования, нити проволоки должны быть полностью погружены в раствор.

5.7 Сушка

Сушка производится горячим воздухом, который подается вентилятором в сушильную камеру. Температура воздуха на выходе из калорифера 180-200°С.

6. Расчет режимов волочения

Расчет технологии изготовления стальной канатной проволоки ГОСТ 7372-79; С=0,6 %; ; .

На основе нормативной документации (по ГОСТ 7372-79) для разрабатываемой проволоки размеры исходной катанки принимаются с плюсовым допуском, а готовой проволоки с минусовым допуском

То есть при проверочном расчете маршрута волочения исходят из максимальной энергоемкости процесса при протяжке исходной катанки на готовый размер:

6,7мм?1,18мм

2. Оцениваем суммарное обжатие от заготовки до готового размера:

где -суммарное обжатие, %;

Диаметр катанки, мм;

Допускаемое предельное отклонение на катанку в соответствии с требованиями стандарта, мм;

Диаметр готовой проволоки, мм;

Допускаемое предельное отклонение на готовую проволоку в соответствии с требованиями стандарта, мм.

где -средняя вытяжка;

Среднее допустимое обжатие;

Определяем для принятых средних суммарных обжатий расчетное количество переделов из зависимости:

где - расчетное количество переделов;

Суммарная вытяжка;

Средняя вытяжка.

Тогда количество переделов:

То есть принимаем 2 передела.

Уточняем величину средней вытяжки за счет округления количества переделов до целого числа по формуле

Тогда среднее обжатие:

Для получения уточненных значений средних обжатий распределяем их по переделам. При распределении средних обжатий по переделам руководствуемся правилом, при котором обжатие исходной заготовки (катанки) принимается по возможности минимальным с учетом:

а)существенного отклонения в геометрии катанки,

б)значительного отклонения в сечении,

в)из-за относительной сложности качественной подготовки поверхности катанки по сравнению с подготовкой поверхности на промежуточных переделах.

Принимаем для:

I передел =79,5%;

II передел =85%.

Определяем размеры передельных заготовок, начиная от готового размера проволоки:

6,7мм (?) ?1,18мм

Расчет начинаем от конечного диаметра:

II передел:

где -среднее обжатие на II переделе;

Диаметр передельной заготовки до II передел, мм;

Диаметр передельной заготовки после II передела, мм;

Средняя вытяжка на II переделе.

I передел:

где -среднее обжатие на I переделе;

Диаметр передельной заготовки до I передел, мм;

Диаметр передельной заготовки после I передела, мм;

Средняя вытяжка на I переделе.

Размеры передельных заготовок:

6,7мм?3,05мм?1,18мм

Расчет маршрута волочения в составе одного передела и выбор волочильного оборудования.

Маршрут волочения- ряд последовательных ступеней изменения размеров поперечного сечения металла при его протягивании через несколько волок на многократном волочильном стане. Правильно рассчитанный маршрут волочения обеспечивает:

требуемые геометрические размеры и механические свойства готовой проволоки;

устойчивость (безразрывность) процесса волочения;

высокие технико-экономические показатели всего процесса волочения.

Для проведения производственного расчета маршрута волочения круглой проволоки исходными данными являются:

номинальный диаметр готовой проволоки и предельные отклонения по нему согласно ГОСТ и ТУ;

Желаемые физико-химические свойства готовой проволоки.

Расчет маршрута волочения включает:

а)расчет суммарного обжатия, диаметра и качества исходной заготовки, обеспечивающих получение проволоки с заданными механическими свойствами;

б)расчет оптимального ряда переходов: выбор кратности волочения, единичных обжатий, распределение величин обжатий между переходами, расчет номинальных диаметров промежуточных волок;

в)выбор оборудования волочильного стана, который по своим кинематическим, динамическим и геометрическим размерам (диаметр конечного барабана) наиболее пригоден для волочения проволоки с заданными диаметром и физико-механическими свойствами.

Определяем количество протяжек (кратность волочения).

II передел:

?3,05мм ?1,18мм

Число протяжек:

где - единичная вытяжка на II переделе;

Средняя вытяжка на II переделе, 6,67;

Единичное обжатие на II переделе, 20%;

Значит на II переделе 9 протяжек.

Выходной диаметр протяжки определяем по следующей зависимости:

Единичная вытяжка на II переделе,1,2345;

Таким образом рассчитаем диаметры проволоки, получаемые при каждой протяжке. Данные заносим в таблицу 7.1

Таблица 6.1- Маршрут волочения на II переделе.

Номер протяжки9876543210Конечный диаметр проволоки, мм3,052,742,472,222,01,81,621,461,311,18

Для волочения используем стан магазинного типа UDZSA 2500 (,с 72).

Характеристика стана:

максимальное сила волочения-24,5 кН

диаметр заготовки-9,0…7,0; диаметр готовой проволоки- 1,6…3,0

I передел:

6,7мм ?3,05мм

Число протяжек:

где - единичная вытяжка на I переделе;

Средняя вытяжка на I переделе, 5;

Единичное обжатие на I переделе, 21%;

Значит на I переделе 7 протяжек.

Выходной диаметр проволоки определяем по следующей зависимости:

где -диаметр проволоки до протяжки, мм;

Конечной диаметр проволоки на i-ой протяжке, мм;

Единичная вытяжка на II переделе,1,25;

Таким образом, рассчитаем диаметры проволоки, получаемые при каждой протяжке. Данные заносим в таблицу 7.2

Таблица 6.2 - Маршрут волочения на I переделе

Номер протяжки76543210Конечный диаметр проволоки, мм6,75,955,334,764,263,813,413,05

Для грубого волочения используем машину магазинного типа UDZSA 630 (, с.71)

Характеристика стана:

максимальное сила волочения-6,2 кН

максимальная скорость волочения- 18м/с

диаметр заготовки-4,5…3,5; диаметр готовой проволоки- 0,9…1,2

Определение усилия волочения по переделам

Определяем усилия волочения по каждому переделу, используя формулу Красильщикова:

где -усилие волочения, H;

Диаметр исходной заготовки на соответствующем переделе, мм;

Предел прочности после термической обработки (патентирования или отжига),

Тогда предел прочности:

где - предел прочности патентированной заготовки,

Диаметры проволоки по переделам, мм

II передел:

2644,59 Н < 6200 Н для стана UDZSA 630

I передел:

69 Н < 24500 Н для стана UDZSA 2500

Проверка волочильного оборудования на предмет превышения температуры проволоки в очаге деформации

Проверку проводим, используя данные о выбранном волочильном стане и принятых параметрах изделия. Р.Б. Красильщиков предложил следующие эмпирические формулы для определения температур проволоки при волочении.

где -скорость волочения, м/с;

Диаметр проволоки после волочения, мм;

Температура проволоки перед входом ее в очаг деформации, 50°C;

Предел прочности после термической обработки (патентирования или отжига), ;

Единичное обжатие на переделе.

Установлено, что (средняя температура поперечного сечения проволоки) не должна превышать 250°C во избежание старения стальной проволоки после волочения, а (температура контактной поверхности проволоки в конце очага деформации) -700°C в целях предотвращения образования на поверхности проволоки хрупких зон мартенсита закалки.

Сравнивая значение =18м/с для стана UDZSA 630 и рекомендуемое значение, =(8,3…15) м/с выбираем меньшую скорость волочения

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Белалов Ч.Р., Клековкина Н.А., Клеклвкин А.А., Никифоров Б.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г., Зюзин В.И., Кулеша В.А., Савельев Е.В. Производство стальной проволоки: Монография. Магнитогорск: МГТУ,2005.-543с.

Никифоров Б.А., Харитонов В.А., Копьёв А.В. Технология волочения проволоки и плющения ленты: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ, 1999-354с.

Красильников Л.А., Красильников С.А. Волочильщик проволоки. «Металлургия» 1977.-240с.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.