Волочильщик проволоки

Л.А.Красильников, А.Г.Лысенко.

Металлургия, 1987 г.

ПРОКАТКА ЧЕРЕЗ МНОГОВАЛКОВЫЕ КАЛИБРЫ

осуществляется аналогично протяжкепроволоки в дисковых волоках. В этом случае проволока прокатывается благодаря силам трения, возникающим между валками и проволокой вследствие вращения от двигателя валков, образующих калибры. В зависимости от профиля прокатываемой проволокикалибр может формироваться из трех, четырех и более валков. Круглую проволоку обычно получают в четырехвалковых калибрах. Этот способ обеспечивает достаточно высокое качество проволоки из углеродистой и легированной сталей и сплавов.

При использовании многовалковых калибров улучшается структура и повышается пластичность проволоки. Прокатка в многовалковых калибрахпроволоки из сталей типа 12Х18Н9 позволяет исключить из состава подсмазочного слоя поваренную соль и серу. Эти компоненты отрицательно сказываются на коррозионной стойкости проволоки.

БЕСФИЛЬЕРНОЕ ВОЛОЧЕНИЕ заключается в уменьшении диаметра сплошного профиля растяжением (утонением). Если проволоку, намотанную на вращающийся с определенной скоростью барабан, перематывать на другой, вращающийся с несколько большей скоростью, то произойдет ее вытяжка и утонение без помощи волок или других приспособлений. Таким способом можно, например, вытянуть медную проволоку на 15 %, что приведет к соответствующему уменьшению ее сечения и диаметра,

Массовому применению бесфильерного волочения мешают следующие недостатки: необходимо чаще, чем обычно, применять термическую обработку из-за более быстрой потери пластичности; иметь более однородный по свойствам металл, так как даже незначительная неоднородность ведет к обрывам; процесс требует тщательного регулирования скоростей вращения барабанов и использования довольно сложного оборудования; невозможно в процессе утонения исправить неправильность формы исходного профиля (например, овальность), которая сохраняется в своем первоначальном виде с тем же соотношением размеров.

Способом бесфильерного утонения проволоки из коррозионностойких сталей, нихрома и некоторых других сплавов является последовательное стравливание ее поверхности под воздействием электрического тока, проходящего через электролиты (в данном случае растворы кислот с различными добавками). Несмотря на безвозвратные потери металла, такой метод может оказаться в некоторых случаях выгодней, чем обычное волочение. Так, нихромовую проволоку тоньше 9 мкм выгоднее получать стравливанием, так как процесс изготовления волок для такой тонкой проволоки чрезвычайно трудоемок. Этот способ пригоден для получения только круглого профиля. У фасонных профилей очень интенсивно стравливаются острые грани. Круглый же профиль в процессе такой обработки становится еще более правильным. При хорошо отработанном процессе проволока, полученная методом стравливания, имеет очень чистую гладкую поверхность.

ВОЛОЧЕНИЕ, СОВМЕЩЕННОЕ С ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ. Термомеханическую обработку подразделяют на высокотемпературную (ВТМО) и низкотемпературную (НТМО). При ВТМО сталь нагревают выше 800— 900 °С; в аустенитномсостоянииметалл подвергают волочению, при котором он наклёпывается; затем металл закаливают, при этом он приобретает высокую твердость; после закалки металл подвергают отпуску. При такой обработкесталь приобретает прочность (твердость) благодаря наклепу и закалке по сравнению с обычной закалкой, повышается пластичность, выносливость и другие механические свойства стали. Однако В ТЛЮ в проволочном производстве применяют пока только экспериментально.

При НТМО проволоку нагревают до 800—900 °С, в нагретом состоянии ее подают в ванну с расплавомсоли или металла при 320—370 СС. При этих температурах обеспечивается устойчивая аустенитная структура; проволоку со структурой переохлажденного аустенита подвергают волочению, а после выхода ее из волоки — закалке в воде или масле, а затем отпуску. При такой обработкепроволока также упрочняется благодаря наклепуаустенита и закалке; при НТМО аустенит не успевает разупрочниться (рекристаллизоваться) и сталь получается более прочной.

НТМО перспективна для изготовления проволоки, так как обеспечивает более высокую прочность и несколько проще осуществляется.

СТУПЕНЧАТОЕ ВОЛОЧЕНИЕ. Этот процесс называют также волочением через многосекционную волоку. волоки здесь комплектуют по две и более в секции взамен одной (рис. 37,6). По данным И. А. Юхвеца, при волочении через многосекционную волоку по сравнению с односекционной при одинаковом суммарном обжатииусилиеволочения увеличивается. Этот рост тем значительнее, чем больше ступеней волочения. Возрастание усилияволочения при ступенчатом волочении объясняется наличием сил,   необходимых для преодоления дополнительных сдвигов при волочении в отдельных секциях. Однако усилиеволочения при ступенчатом волочении все же меньше, чем при однократном волочении в тех же волоках. Это можно объяснить возникновением при ступенчатом волочениипротивонатяжения под воздействием предшествующей волоки, для преодоления которого требуется дополнительная сила, меньшая, чем силы противонатяжения.

Ступенчатое ВОЛОЧЕНИЕ рационально использовать при протяжке некоторых фасонных профилей. В этом случае возможно заменять волоки с трудновыполнимым каналом сложного профиля секциями с рабочим каналом более простой конструкции. При ступенчатом волочении фасонных профилей должна быть облегчена деформацияизделия без снижения производительности волочильного оборудования.

ВИБРАЦИОННОЕ ВОЛОЧЕНИЕ. Такое ВОЛОЧЕНИЕ может выполняться по нескольким вариантам: с вибрацией самого металла, с использованием вибрирующей волоки, с вибрацией и металла и волоки, с использованием вибрирующей нагрузки. Опыты показали, что сопротивлениескольжению при волочениирезко уменьшается, если к одной из трущихся поверхностей приложить механические колебания звуковой или ультразвуковой частоты. Основной причиной этого снижения является изменение коэффициента контактного трения. Дальнейшие опыты подтвердили возможность уменьшения силы трения при волочениистали на 50 %.

Кроме уменьшения сил трения на контактных поверхностях, ультразвук оказывает влияние на весь объем металла, повышая его пластичность. Этот эффект обычно приписывается поглощению акустической энергии в местах дислокаций в таком количестве, которое достаточно для преодоления барьеров, препятствующих их движению. Существенно влияют на ВОЛОЧЕНИЕ амплитуда и частота колебанийволок и металла. С увеличением их значения повышается эффективность вибрационного волочения. Исследования показали, что лучшие результаты вибрационного волочения достигаются в том случае, когда при изготовлении круглой волоки вибрации имеют вращательную схему колебаний. Экспериментально установлено, что с повышением скоростиволочения эффективность применения ультразвука снижается.

ВОЛОЧЕНИЕ ЧЕРЕЗ ВРАЩАЮЩУЮСЯ ВОЛОКУ. Известно, что при волочении через вращающуюся волоку силы трения преодолеваются в основном механизмом вращения.