Волочіння дроту: технологія, види і опис

Волочіння дроту - це одна з різновидів форми обробки металевих виробів. Відмінна риса операції полягає в тому, що вона проводиться під високим тиском. Воно впливає на заготовку, яка має кругле або фасонне розтин. Така заготовка переміщується під тиском крізь отвори, які спочатку менше, ніж діаметр, протягиваемого вироби. Таким чином і отримують дріт.

Види операції

На сьогодні використовується велика кількість методів волочіння дроту. Якщо говорити про типи операції, то вона може бути двох видів. Перший вид називається сухим. В даному випадку процес протягування здійснюється через ємність, всередині якої мильний порошок. Мокрий тип операції виконується за допомогою мильної емульсії. Дана операція має чистоту обробки, яка також може бути виконана в двох категоріях. Перша - це чорнова, або ж підготовча. Другий тип - чистова обробка. Це фінальна стадія, яка необхідна, щоб створити потрібну форму і розмір дроту.


Волочіння також має такий етап, як кратність. Можливий одноразовий перехід або ж багаторазовий. У другому випадку передбачається, що одна і та ж заготівля кілька раз пройде через верстат. Крім того, робота може виконуватися паралельно. То є заготівля може бути однониточной, а може бути багатониткової. Відрізнятися можуть також і волоки своєю рухливістю. Вони можуть бути або обертового типу, або нерухомого. Останній елемент, який справляє вплив на хід операції, - це нагрівання заготовки. Природно, що вона може бути холодною або гарячою.

Суть волочіння

В даний час можливо волочіння алюмінієвої дроту, мідної або ж сталевий. Обладнання, в якому є отвір потрібного діаметру, називається волоком, звідси і назва процедури. Саме ж отвір називається фільєри. Від його форми і буде залежати кінцевий результат усієї процедури.


Крім того, якщо порівнювати процедуру волочіння дроту і прокат, то перший спосіб набагато більш ефективний, так як він забезпечить більшу чистоту, а також точність поверхні дроту. До того ж ця процедура характеризується ще і тим, що в процесі її проведення поліпшуються механічні показники, що обумовлено зняттям наклепу. В даний час є можливість виготовляти дріт з діаметром від 1-2 до 10 мікрон, а в окремих випадках і більше міліметрів.

Технологія і етапи волочіння

Варто відзначити, що з нинішнім розвитком технологій волочіння дроту на сучасному обладнанні гарантує досить високу продуктивність. А це дуже важливий момент. Обладнання для волочіння дроту цілком може функціонувати на досить великій швидкості, при цьому без будь-яких порушень. Швидкість, яку може розвивати агрегати, досягає 60 м/с. Процес проходить у декілька основних етапів:

Перша стадія - це травлення исходников. Для цього зазвичай застосовується сірчанокислий розчин, який попередньо нагрівається до температури 50 градусів за Цельсієм. Операція необхідна для того, щоб збільшити термін експлуатації шляхом видалення окалини.

Наступна процедура - це відпал. Вона необхідна для того, щоб збільшити таку характеристику, як пластичність, а також сформувати дрібнозернистість.

Третій етап - це видалення залишків сірчанокислого розчину. Для цього проводиться промивка та нейтралізація речовини.

За допомогою молота кінці заготовки загострюються.

На даному етапі відбувається безпосереднє волочіння сталевого дроту або будь-який інший.

Останній етап - це знову відпал вже готового виробу.

Особливість операції

Природно, будь-яка операція має свої недоліки. Як вважають фахівці, волочіння має лише один, але досить серйозний мінус. Полягає він у тому, що дріт піддається незначній деформації під час проведення операції. Найчастіше вихідною сировиною для волочіння дроту стає безперервно відлита, спресована скатаний заготовка, виготовлена з кольорових металів, чорних металів або вуглецевих, легованих сталей. Іншими словами, щоб досягти високої якості дроту, необхідно використовувати досить високоякісне початкове сировину.
Раніше для виробництва дроту волочінням застосовувалися сталеві заготовки, які після проходження процедури оброблялися таким способом, як патентування. Це процес нагрівання, при певній температурі якого відбувався такий процес, як аустенизация і експозиція в соляних або ж свинцевих розплавах. Витримка такого продукту здійснювалася приблизно при 500 градусах за Цельсієм.

Обладнання для роботи

Для волочіння мідного дроту, а також сталевий, використовується агрегат, який отримав назву "стан". Основний робочий елемент цього агрегату - це "око", або ж волок. Природно, що перетин підбирається таким чином, щоб воно було завжди менше, ніж поперечний переріз заготовки.

Види сучасних агрегатів

В даний час на заводах з обробки металу використовується два типу обладнання. Відрізняються вони один від одного типом тягне механізму.

У першому випадку технологія волочіння дроту полягає в тому, що виріб намотується на барабан, тим самим створюючи тягове зусилля.

Другий випадок - це використання пристрою, яке тягне заготовку по прямій лінії.

Якщо говорити про застосування, то другий тип агрегатів найчастіше використовується в тому випадку, якщо необхідно протягнути трубну заготовку, яка не вимагає подальшого згортання в бухту. Основна маса дроту і труб малого перерізу виробляється саме на барабанних пристроях. Ці механізми можуть бути однократними, або багаторазовими. Природно, що найбільш проста конструкція саме у одноразового обладнання. Технологічний процес виробництва у такому випадку передбачає протягування дроту в один прохід. Якщо використовується багаторазовий верстат, то процедура може повторюватися два або три рази поспіль.

Пристрій робочих верстатів

Основним робочим елементом є пристосування, яке присутнє в будь-якому апараті для волочіння дроту - фільєр. Цей механізм завжди створюється з дуже міцного металокерамічного сплаву. Відмінна риса даного металу полягає в тому, що він дуже міцний, володіє підвищеною твердістю, низькою в'язкістю, а також високою стійкістю до стирання. У рідкісних випадках для виробництва фільєра використовується технічний алмаз. Це дає суттєву перевагу при обробці більш складних металів.

Розміщуються ці деталі в досить міцних і в'язких сталевих обоймах. Сама по собі обойма не здатна чинити сильний вплив на фільєру, але при цьому її наявність істотно знижує розтягуюче напруження, яке неминуче виникає під час роботи. На сучасних підприємствах досить часто використовується збірний волок, який відрізняється тим, що споживає менше енергії, а його коефіцієнт корисної дії (ККД) вища приблизно на 30 %.

Підготовка металу до роботи

Природно, що проводити таку процедуру без попередньої підготовки металу не можна. Крім того, без цієї процедури не вийде добитися якісного виробу. Суть підготовчих робіт полягає в тому, що необхідно видалити окалину з заготовки. Перш ніж почати процес волочіння дроту, проводять одну з трьох процедур:

механічна обробка;

хімічна обробка;

електрохімічна обробка.

Механічна очистка заготовки є найпростішим і найдешевшим методом очищення. Найчастіше вона застосовується у тому випадку, якщо виріб виготовлено з вуглецевої сталі. Під час процедури обробки катанка згинається в різні боки. В цей час її поверхня обробляється механічними щітками.

Хімічна та електрохімічна обробка

Що стосується хімічного способу очищення від окалини, то він є більш складним, а також трудомістким. Для цього найчастіше використовують або соляну, або сірчану кислоту. Крім того, щоб виконувати таку операцію, волочильник повинен володіти необхідною кваліфікацією, щоб працювати з хімічними речовинами. Однак тут важливо відзначити, що даний метод є незамінним, якщо необхідно підготувати до волочіння високолеговану або ж нержавіючу сталь. Крім того, після того, як хімічна очистка буде завершена, поверхню металу необхідно промити водою. Останній метод, електрохімічний, полягає в тому, що проводять травлення металу в електролітичному розчині. Ця рідина може бути або анодної, або катодного, виходячи з того, які стоять умови, а також беручи до уваги особливості матеріалу.

Волочіння мідних заготовок

Під час волочіння мідного дроту з мідних заготовок завжди використовуються литі заготовки, на цьому й грунтується весь метод. Для початку необхідно сплавити між собою всі заготовки. Відразу після цього, поки вони ще знаходяться в гарячому стані, їх прокочують. Проте проведення даного процесу тягне за собою появу плівки оксидів на поверхні виробу. Щоб позбутися цієї проблеми, необхідно провести обробку хімічними складами. Після цього можна перейти безпосередньо до процедури волочіння. Отримання мідного дроту може також здійснюватися за принципом заглибного формування. Якщо застосовувати цей метод, то поверхня катанки буде залишатися чистою і вдасться уникнути процедури очищення. Саме такий спосіб використовується для того, щоб виготовляти найбільш тонкі дроту (діаметром до 10 мікрон). Проте при використанні такого методу дуже важливо підібрати склад, який буде володіти відповідними властивостями. Серед таких складів виділяються:

комплексні розчини, в ролі яких можуть виступати лужні сполуки, солі жирних сульфованих масел і ще кілька речовин;

можливе використання різного роду емульсій, таких як аніонні, антипінні, синтетичні ефіри та інші;

окремо розглядаються синтетичні речовини, такі як солі органічного і неорганічного типу, а також розчини полімерів.

Варіанти обробки

В даний час існує велика кількість різноманітних варіантів для обробки заготовки.

Бухтові тип обробки. Це варіант роботи з трубами з заготовок, які зібрані в бухти. Також сюди входять ті труби, які пройшли процес волочіння, після якого вони були зібрані в бухти.

Мокрий тип обробки припускає, що волок під час роботи буде занурений в рідку мастило.

Найбільш часто використовуваний застосування волока на закріплених оправках.

Є спосіб обробки, в якому допускається використання труб, що не мають круглої (фасонної форми.

Электропластический метод використовується в тому випадку, якщо є необхідність роботи з протягуванням металу, який досить важко піддається деформації.

Ще один з методів обробки - стрижневий. В заготовку вводиться стрижень для того, щоб протягувати його разом з трубою. Після проходження волока вставлений стрижень необхідно дістати назад.

Різниця діаметрів

Процес волочіння поділяється ще на кілька видів, залежно від того, яким був початковий діаметр заготовки і який він вийшов у підсумку. Грубим волочінням називається процедура, при якій початковий діаметр 8 мм, а після проходження волока став від 5 до 09 мм Середнім волочінням вважається операція, при якій заготовка мала діаметр 35 мм, а в результаті він зменшився до 15-02 мм. В тонкому волочінні використовуються заготовки від 26 до 16 мм. В результаті виходить продукція з перетином від 05 до 005 мм.