• Главная
• Статьи
• Производство
• Производство проволоки

Производство проволоки

Проволока является длинномерным металлическим изделием, схожим по внешнему виду со шнуром либо нитью. Из нее производятся электрические провода, сварочные электроды, пружины, канаты, тросы и т.д. Современные меткомбинаты выпускают проволоку не только с привычным круглым сечением, но и овальным, трапецеидальным, а также шестиугольным. Диаметр описанной вокруг него окружности изменяется в пределах от десятых долей миллиметра до нескольких сантиметров. Рассмотрим подробнее технологию производства длинномерного метиза.

Волочение проволоки

Волочение проволоки представляет собой особую технологию, предусматривающую протягивание металла сквозь фильеру (так в металлургии называется сужающееся отверстие, бывающее круглым и фасонным) в инструменте, именуемом «волока». В результате диаметр сечения заготовки уменьшается, а ее длина, наоборот, возрастает. Последовательность этапов процедуры волочения выглядит следующим образом:

• травление исходного материала. Проводится в сернокислом растворе с температурой, колеблющейся возле отметки 50°С. Цель этой операции – снятие окалины с промежуточных продуктов производства (то есть заготовок) для повышения срока службы технологической матрицы;

• нейтрализация травильного раствора с последующей промывкой заготовок;

• предварительный отжиг сырья. По завершении данного этапа у металла повышается пластичность, и его структура становится мелкозернистой;

• заострение концов заготовок. Выполняется эта процедура с помощью ковочных валков или молота;

• собственно, этап волочения;

• финишный отжиг.

Полученная проволока подвергается дополнительным технологическим операциям – нарезанию на требуемой длины отрезки, выравниванию (правке), снятию концов и т.д.

Важные особенности процесса

Специалисты единодушно придерживаются мнения о существовании у техпроцесса волочения одного значительного недостатка – это небольшой показатель деформирования проволоки. Причина данного явления кроется в ограничении уровня деформации прочностью выходящего конца промежуточного продукта производства, который является объектом приложения соответствующей силы деформирования.

В качестве исходного материала процедуры волочения используется, преимущественно, катанка из углеродистых и легированных сплавов, а также из цветных металлов. Этот процесс будет выполнен качественно только при наличии у сырья определенной микроструктуры (например, сорбитной, когда речь заходит о стальной катанке).

Ранее стальную проволоку, как правило, подвергали патентированию. Данная операция предусматривает:

• нагревание металла до температуры, при которой происходит аустенизация (1050°С≤Т≤1100°С);

• его выдержка в свинцовом (элемент Рb) либо солевом расплаве. Эта экспозиция обычно проводится при температуре Т≈500°С.

Современная технология производства проволоки не требует таких сложных действий. Металл с требуемой структурой гарантированно выходит с прокатного агрегата. Непрерывный высокоскоростной волочильный станок одной из последних модификаций оснащен системой охлаждения комбинированного типа – воздух совместно с водой. Именно такой комплекс предоставляет возможность изготовить катанку с необходимой микроструктурой.

Оборудование для волочения

Выполнение всех технологических операций волочения проволоки осуществляется на специальных агрегатах – станах. Они оборудованы своего рода «глазком» – волокой, сквозь которую протягивается длинномерный метиз. Его диаметр больше данного параметра самой волоки. По критерию «конструкция механизма протяжки» рассматриваемые станы подразделяются на 2 типа:

• машины, выполняющие намотку металла на барабан;

• механизмы, в которых металл перемещается о прямой.

Станы второго типа производят продукцию, не требующую комплектовку в бухты (это трубы и тонкие металлические стержни – прутки). Выпуск же именно проволоки осуществляется на барабанных агрегатах. Кстати, на них также производятся трубы из разного металла, отличающиеся малым сечением.

Барабанные станы подразделяются на такие виды:

• однократные агрегаты.;

• станы многократные (конструкция одних рассчитана на функционирование без скольжения, а других – со скольжением).;

• агрегаты многократные, работающие на основе принципа противонатяжения проволоки.

Технологическая операция волочения длинномерного метиза выполняется однократными станами всего за один проход. В многократных агрегатах эта процедура реализуется за два-три прохода, но само волочение осуществляется с использованием непрерывной схемы. На производственных площадях калибровочных цехов крупных меткомбинатов размещено до двух десятков единиц оборудования, различающихся по мощности и предназначенных для выпуска проволоки.

Изготовление фильер осуществляется в соответствии с требованиями металлокерамической технологии. В качестве сырья используется термокорунд, а также карбиды таких элементов как вольфрам (W), ванадий (V), тантал (Та), титан (Ті), молибден (Мо), бор (В). Данным сплавам присуща небольшая вязкость, повышенная твердость и отличная устойчивость к истиранию.

Волока является очень надежным инструментом. Обеспечивается это ее укладкой в вязкую и весьма прочную стальную обойму. Конструкция последнего приспособления:

• не оказывает на фильеру воздействие, работающее на сжатие;

• в ходе волочения снижает уровень растягивающих напряжений.

Следует отметить один важный момент, касающийся изготовления очень тонкой стальной проволоки (с диаметром меньшим 0,2 мм). Для этого используются волоки, созданные из синтетического минерала, получившего название технический алмаз.

Сегодня наблюдается тенденция применения сборных волок. Их конструкция предоставляет возможность производить длинномерный метиз в условиях повышенного гидродинамического трения. Кроме того, сборная волока:

• гарантированно сокращает затраты электроэнергии, требуемые для реализации технологического цикла волочения;

• обеспечивает увеличение производительности агрегатов на 20%-30%.

Удаление окалины – разновидности операции и ее нюансы

Эффективность процесса волочения напрямую зависит от качества обработки поверхности. Сегодня для удаления окислов железа (Fе₂О₃, FеО и Fе₃О₄) – окалины – применяются три способа. Рассмотрим их несколько подробнее.

Механическая очистка

Механическая очистка – наименее финансово затратная операция не в ущерб качеству достигнутого результата. По этой причине данный метод получил наибольшее распространение. Осуществляется он путем периодического перегибания проволоки в различных плоскостях между роликами, являющимися компонентами спецконструкции, с финишной очисткой заготовки щетками со стальным ворсом.

Химическая очистка

Химические способы требуют значительно больших расходов. Проводятся они с использованием следующих веществ – НСl (соляная кислота) и Н₂SО₄ (серная кислота). Таким образом, химическая очистка сопряжена с опасностью для работников. Поэтому меткомбинаты применяют эту технологию, лишь когда без нее действительно не обойтись. При этом допускаются к ее проведению только сотрудники, прошедшие специализированный курс обучения. Химической очисткой обрабатываются длинномерные метизы из высоколегированных кислотостойких нержавеющих сталей.

Электрохимическая очистка

Выполняется данная операция электролитическим травлением. Оно подразделяется на два вида – анодное и катодное. Менее опасным и более эффективным считается первый. Роль анода в нем играет подвергаемая очистке заготовка. А в качестве катода выступает свинцовая, железная либо медная пластина.

Катодное травление сопряжено со следующими опасностями:

• активное выделение элемента Н₂ (это водород). Его контакт с атмосферным кислородом может привести к взрыву;

• отрыв окалины с трудом поддается контролю. По этой причине формируется т.н. «травильная хрупкость».

Процедура удаления оксидов железа химическими реагентами должна завершаться тщательной промывкой промежуточного продукта производства. Тогда поверхность заготовки освободится от кислотного раствора, остатков травильных веществ, окалинного шлама, загрязнений и солей элемента Fе. При проведении промывки не непосредственно после химобработки все перечисленные соединения просто засохнут.

Здесь важен еще такой момент. Сначала промывание выполняется в воде с температурой, изменяющейся в диапазоне +60°С≤Т≤+75°С. Затем эта процедура проводится уже в холодной воде под давлением приблизительно 700 Па.

Технические требования

Сегодня наибольшее распространение получила проволока, изготовленная из стали конструкционной углеродистой. Ее производство регламентируется ГОСТом 7305-91. Рассмотрим технические требования, выдвигаемые данным нормативным документом к подобной конечной продукции.

В качестве сырья должна использоваться сталь:

• качественная углеродистая конструкционная 50, 45, 40, 35, 30, 25 и 20;

• полуспокойная качественная углеродистая конструкционная 20пc, 15пc и 10пc;

• кипящая качественная углеродистая конструкционная 20кп, 15кп, 10кп и 08кп.

Поверхность длинномерного метиза должна быть свободной от:

• периодически повторяющихся выступов, либо, наоборот, углублений, сформированных прокатными валками – отпечатков;

• скоплений углублений, образовавшихся на этапе проката – рябизны;

• углублений произвольной направленности, имеющих к тому же неправильную форму – царапин;

• пленочных отслоений, свидетельствующих о нарушении целостности металла, которое возникло в ходе раскатывания газового пузыря;

• канавок с невыступающими кромками и с дном плоской либо закругленной конфигурации – рисок;

• окисных пленок, характеризующихся рыхлой структурой, сформировавшихся при контакте металла с влагой – ржавчины;

• вкраплений частиц окалины, вдавленных при волочении – вкатанной окалины;

• отслоений металла, соединенных с его основой, ориентированных по направлению проведенной прокатки – плен;

• продольно ориентированных дефектов, плотно прилегающих к поверхности, вызывающих нарушение сплошности материала изготовления – закатов, глубиной, превышающей половину величины предельно допустимых отклонений по параметру «диаметр проволоки». Факт незначительного омеднения длинномерного метиза, вызванного нанесением подсмазочного слоя до выполнения процедуры волочения, не выводит изделие в категорию брака.

Производится проволока должна на катушках либо в мотках. Ее намотку нужно проводить так, чтобы:

• витки не перепутывались;

• была обеспечена возможность свободного сматывания в любом из вариантов производства;

• когда моток освобождается от перевязей, длинномерный метиз, сворачиваясь, не формировал «восьмерку».

В состав мотка должен входить один отрезок проволоки.

На катушке недопустимо наличие больше трех отрезков длинномерного метиза. Там, где они разделены, необходимо прокладывать закладки. Вариант замены отметок мест разделения – вывод с последующим закреплением на одной из щек катушки концов кусков проволоки.

Допускается чтобы в партии имелись катушки либо мотки, масса куска проволоки в которых была бы меньше указанного в таблице числа на 50%. Но их количество не должно превышать 10% от общего веса произведенной продукции.

Масса отдельного куска длинномерного метиза в любом варианте производства (катушка либо моток) зависит от диаметра изделия. Нормами ГОСТа 17305-91 установлено требуемое соответствие данных параметров. Оно представлено в таблице.

Заключение

Современные модели волочильных агрегатов оснащены приводом на базе короткозамкнутого асинхронного электродвигателя, управляемого преобразователем частотного либо тиристорного типа. Такое техническое решение обеспечило повышение уровня управляемости этим оборудованием и позволило снизить его вес, а также габариты. В результате наряду с увеличением рентабельности, минимизируется процент бракованной продукции при выпуске даже прецизионной и сверхтонкой проволоки.

Товары каталога:

	Шпилька резьбовая DIN 975 класс прочности 3.6
	Шплинты разводные ГОСТ 397, DIN 94
	Шуруп путевой ГОСТ 809-71
	Зажим для стальных канатов DIN 741
	Винт самонарезающий DIN 7981, ГОСТ 10621