Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов

Коврев Г.С.

Металлургия, 1975 г.

ПРИМЕНЕНИЕ  ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО  НАГРЕВА  ПРИ  ВОЛОЧЕНИИ  ПРОВОЛОКИ

Электроконтактный нагрев широко применяют в волочильном производстве при изготовлении проволоки. Распространению электроконтактного нагрева при волочении проволоки способствует ряд особенностей этого процесса обработки давлением. К таким особенностям в первую очередь следует отнести относительно небольшую площадь поперечного сечения обрабатываемой заготовки, что позволяет получить высокий электрический к. п. д. (см. гл. I, п.3). Существует и ряд других факторов, благоприятствующих применению электроконтактного нагрева в данной отрасли. Это возможность осуществления достаточно надежного контакта с нагреваемой заготовкой, высокие скорости волочения, позволяющие свести к минимуму тепловые потери, непрерывность процесса, допускающая использование схем автоматического регулирования температуры в процессе нагрева. При волочении проволоки легче, чем при многих других процессах обработки давлением, создать вокруг зоны нагрева защитную атмосферу.

Электроконтактный нагрев проволоки при волочении можно применять как для промежуточного отжига, так и с целью подогрева проволоки перед волочением для снижения сопротивления деформированию. Кроме того, электроконтактный нагрев можно успешно использовать для термомеханической обработки некоторых сплавов с целью придания им высокой прочности или других физических свойств. В виду того что многие цветные металлы в отожженном состоянии характеризуются небольшим сопротивлением деформированию и допускают значительную вытяжку, применение электроконтактного или какого-либо другого метода нагрева при волочении проволоки из этих металлов ограничивается промежуточными отжигами и последующее волочение осуществляется без подогрева. К числу таких металлов относятся медь и ее сплавы, никель и сплавы никеля, медно-никелевые сплавы, алюминий и его сплавы. В большинстве случаев применение электроконтактного способа нагрева для промежуточного отжига проволоки дает положительные результаты и позволяет устранить из технологического процесса операции промежуточных отжигов, значительно усложняющие технологию волочения.

В последнее десятилетие промышленностью освоен выпуск проволоки из сплавов на основе таких тугоплавких металлов, как вольфрам, молибден, ниобий, тантал, рений, цирконий, хром, ванадий. В большинстве случаев сплавы на основе тугоплавких металлов отличаются высоким сопротивлением деформированию, а применение подогрева проволоки при волочении позволяет улучшить их пластические свойства и увеличить допустимые за проход вытяжки. Необходимость защитной атмосферы не является препятствием для осуществления подогрева проволоки, так как известны устройства, позволяющие выполнить электроконтактный нагрев в защитной атмосфере и избежать тем самым окисления ее поверхности. В отдельных случаях создание на поверхности проволоки тонкой окисной пленки может улучшить процесс волочения, предотвращая налипание металла на поверхность рабочего канала фильеры. Электроконтактный подогрев проволоки из тугоплавких металлов и сплавов может оказаться очень эффективным, так как при этом можно получить практически любую необходимую температуру и выдерживать ее с большой степенью точности. Многие сплавы имеют высокое значение удельного электросопротивления (см. табл. 1—8) и требуют поэтому меньшей силы тока при нагреве, что упрощает конструкцию токоподводящих узлов и трансформаторов. Известны схемы электроконтактного нагрева проволоки при волочении, в которых вообще отсутствуют какие-либо токоподводящие контакты, а подвод тока осуществляется непосредственно через фильеры (см. с. 98).

Электроконтактный нагрев проволоки можно осуществлять при любых встречающихся в практике скоростях волочения, достигающих десятков метров в секунду.

1. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УСТРОЙСТВ ДЛЯ НАГРЕВА ПРОВОЛОКИ

В зависимости от назначения все известные электроконтактные устройства для нагрева проволоки можно разделить на следующие группы конструкций, осуществляющих:

а) промежуточный отжиг проволоки в процессе волочения;

б) подогрев проволоки перед волочением;

в) термомеханическую обработку проволоки в процессе волочения;

г) термическую обработку проволоки;

д) нагрев проволоки перед нанесением на ее поверхность какого-либо покрытия.

Устройства первых трех групп по способу подведения тока могут быть совмещенного и несовмещенного типа. Первые представляют собой одно целое с волочильной машиной, так как в качестве одного или нескольких токоподводящих контактов в этом случае используют отдельные узлы волочильной машины или волочильный инструмент. У вторых предусмотрена отдельная система подведения тока, не связанная электрически и конструктивно с узлами машины и волочильным инструментом и, в принципе их можно использовать самостоятельно, например для термообработки. В тех устройствах совмещенного типа, у которых в качестве одного или нескольких контактов используют фильеры, нагрев полностью совмещен с обработкой давлением, так как ток протекает через участок проволоки, находящейся в очаге деформации.