Co se stane s kovem při kreslení?

Výkres Jedná se o proces tváření kovů, při kterém se výrobky (přířezy) kruhového nebo tvarového profilu (průřez) protahují otvorem (zápustkou, zápustkou), jehož průřez je menší než průřez obrobku, v důsledku čehož se mění (zmenšuje) průřez původního obrobku. Tato změna může nastat jednou nebo opakovaně, což dává produktu různé konfigurace.

Pro tažení profilů se používají průvlaky (zápustky) s kuželovým vstupním kuželem a kalibračním válcovým pásem, obr. 1. Obr.

Rýže. 1. Schéma procesu kreslení

1- táhnout; 2-vtokový kužel; 3-výtokové chmýří; 4 – kalibrační pás; 5 – táhnout; (P – tažná síla; D – počáteční drát; d – průměr drátu po tažení; α poloúhel vstupního (pracovního) kužele tažení; l – délka úseku deformační zóny; l_к – délka kalibračního pásu; σ_н – kreslící stres

Pomocí metody kreslení můžete získat různé konfigurace výrobků: tyče, drát (výroba hardwaru), trubky (výroba trubek) a další (speciální materiály).

Schémata hlavních typů procesu kreslení jsou znázorněna na Obr. 2.

Obr.2. Schémata hlavních typů procesu kreslení

a – kulatý plný profil; b- nekruhový plný profil; c – trubka kulatá, bez trnu; d – trubka kruhová, na pevném trnu; d – kulatá trubka, na samovyrovnávací (plovoucím) trnu; e – trubka kulatá, na pohyblivém trnu; 1- táhnout; 2 – tažený otvor; 3 – trn.

Principy kreslení vycházejí ze zákonů plastické deformace a souvisí s vlastnostmi kovů, slitin a jiných nekovových materiálů.

Tažení je široce používáno v metalurgickém, kabelovém a strojírenském průmyslu. Touto metodou se vyrábí drát o minimálním průměru cca 0,002 mm, tyče o průměru do 100 mm (nejen kruhové průřezy) a tenkostěnné trubky malého průměru.

Tažení se používá pro zpracování oceli různého chemického složení a téměř všech neželezných kovů a jejich slitin.

Typickým procesem je lisování obrobku, jeho válcování ve válcovací stolici CPT a následné tažení.

Volba způsobu tažení je dána rozměry a požadavky na hotový výrobek, jakost zpracovávaného kovu nebo slitiny, možnostmi zařízení atd.

Konkrétněji se používá kresba:

1. Pro výrobu profilů dlouhých, ale relativně malých a velmi malých profilů různých tvarů s poměrem šířky k tloušťce průřezu nepřesahujícím přibližně 12. Takový výrobek je tzv. drát.

Drát se díky své velké délce buď smotává do přaden nebo navíjí na cívky. Tažením lze získat drát o průměru až 6 – 8 mm. Pro další zpřesnění je nutné použít procesy, které nevyžadují výkresy, jako je rovnoměrný proces protahování.

2. Pro výrobu profilů středních a velkých průřezů různých tvarů s poměrem šířky k tloušťce průřezu nepřesahujícím přibližně 20, jakož i v případech, kdy je požadováno získat průřez s minimálními možnými odchylkami od uvedené rozměry nebo čistý a hladký povrch. Takové profily se obvykle natahují na krátkou délku (5 – 6 m).

3. K výrobě dutých profilů (trubek) různých tvarů a průřezů a zejména tenkostěnných. Trubky o průměru do 0,5 mm nebo méně se vyrábí tažením.

Kresba dává výrobkům vysokou kvalitu povrchu a vysokou rozměrovou přesnost průřezu. Pokud je účelem kreslení dosáhnout přesně těchto vlastností, pak se proces nazývá kalibrace.

Tažení drátu a tyčí je mnohem ekonomičtější než jiné metody; Při tažení nedochází ke ztrátě kovu na třísky, což je charakteristické pro řezání. Oproti válcování za tepla má tažení i výhody: je možné získat homogenní tenké profily s velkou přesností tvaru a rozměrů průřezu při zajištění vysoké kvality povrchu drátu a vyšších mechanických vlastností.

Jako obrobek pro tažení se používají výrobky válcované výroby – válcovaný drát (odlitý obrobek určitého průřezu). Nejběžnější velikost drátu je 5,5 – 6,5 mm. Pro výrobu hliníkových, měděných a jiných drátů se jako výchozí materiál používá válcovaný drát získaný přímo z tavicí pece přes krystalizátor a kontinuální válcovací stolici.

Drát nalézá nejširší uplatnění ve všech odvětvích průmyslu, zemědělství a dalších sférách lidského života a činnosti v podobě jak hotových výrobků (elektrické a telegrafní dráty, dráty pro armování železobetonových konstrukcí pro průmyslové i civilní účely, páskovací a obalový materiál, dráty pro výztuže železobetonových konstrukcí pro průmyslové i civilní účely, ale také pro výrobu drátů). atd.) a polotovary pro výrobu celé řady železářství: ocelová lana, svařovaná a tkaná pletiva, hřebíky, šrouby, strojní součásti, drátěné a kabelové výrobky, pro vyztužení pneumatik automobilů (bead wire), vysokotlaké hadice, svařovací operace (svařovací drát, elektrody) . V poslední době se začíná rozvíjet směr vyztužování stavebních materiálů drátem (vláknem) apod. Drát se vyrábí v širokém sortimentu ze široké škály železných i neželezných kovů a slitin, s různými mechanickými a fyzikálními a chemickými vlastnosti. Každý typ a velikost drátu vyžaduje specifickou výrobní technologii a vhodné vybavení.

Další významnou výrobní oblastí pro tažení aplikací je výroba trubek. Kvalita hotového výrobku je dána vlastnostmi původního kovu (materiálu), jakož i jejich změnami při zpracování.

Základní vlastnosti kovů jsou určeny fyzikálními, chemickými a mechanickými vlastnostmi.

Proces kreslení je obvykle charakterizován těmito základními geometrickými ukazateli: kreslení; integrální elongační deformace; relativní komprese; relativní rozšíření.

Pro snížení vnějšího tření se mezi povrchy taženého kovu a tažný kanál zavádí mazivo. To snižuje spotřebu energie pro tažení, pomáhá získat hladký povrch pro tažený kov, výrazně snižuje opotřebení samotného kanálu a umožňuje provádění procesu se zvýšenými stupni deformace.

Ve většině případů se kov zpracovaný tažením nepředehřívá (tažení za studena) a deformační teplo a vnější tření vznikající v kanálku je odváděno prostředím nebo chladícími emulzemi, vodou a oleji, které průběžně omývají matrici.

Tvar příčného řezu kanálu je stejný nebo blízký tvaru příčného řezu taženého kovu. Průřez kanálu se plynule zmenšuje od místa, kde kov vstupuje do nástroje, do místa, kde jej opouští. Výstupní průřez kanálu je vždy menší než průřez taženého obrobku. Proto se obrobek procházející zápustkou deformuje, mění se jeho průřez a po opuštění zápustky nabývá tvaru a rozměrů nejmenšího průřezu kanálu. V tomto případě se délka pásu zvyšuje přímo úměrně se zmenšováním průřezu.

Před tažením se přední konec obrobku určeného ke zpracování ostří na speciálních strojích tak, že tento konec snadno vstupuje do matrice a částečně vystupuje z její opačné strany. Tento konec je uchopen speciálním tažným mechanismem.

Při tažení dutých profilů se ztenčováním stěny je tažný kanál tvořen matricí a trnem, který může být pevný, pohyblivý nebo volný – samonastavitelný.

V některých speciálních případech, kdy má deformovaný kov v nezahřátém (studeném) stavu nedostatečnou viskozitu nebo vysokou odolnost proti deformaci, se tažení provádí s předehřátím. Například při tažení zinkového drátu se pro zvýšení viskozity obrobku předehřeje na 80–90 °C ponořením spirály do ohřáté vody. V deformační zóně dosahuje teplota drátu 120–150 °C, tedy k teplotě, při které se v zinku vytvoří maximální počet kluzných systémů.

Při tažení těžko deformovatelných ocelí, např. rychlořezných ocelí, martenzitických ocelí jako VNS-2, VNS-5, ale i slitin titanu, se předehřev nastaví na 500 -700°C. Při tažení wolframu a molybdenu, které mají zvláště vysokou odolnost proti plastické deformaci za studena, se předehřívají na 800–900°C.

Ohřev se provádí průchodem taženého kovu ohřívací komorou instalovanou před zápustkou, Obr. 3, způsob elektrického kontaktu atd.

Rýže. 3. Schéma tažení s předehřevem

Někdy se tažení provádí s předchlazením kovu na minus 100°C a níže, například při tažení drátu z některých austenitických ocelí pro zvýšení jeho pevnosti.

Kreslení se používá s vibrací matrice a kovu a použitím ultrazvuku. V některých případech tento proces vede k výraznému zlepšení deformačních podmínek.

Všechny metody kreslení se vyznačují třemi znaky, které je odlišují od jiných typů tváření kovů:

A) lineární rozměry průřezu taženého kovu jsou sníženy na stanovené hodnoty ve všech směrech současně;

B) možnost získání plných a dutých profilů s libovolnou konfigurací průřezu, která se nemění po délce profilu;

C) velikost deformace při jednom přechodu je omezena maximálním přípustným tahovým napětím, které vzniká v průřezu taženého kovu na výstupu z deformované zóny.

Nejčastěji používaným způsobem zpracování kovu tlakem je tažení. Umožňuje vyrábět jak drát, tak i jiné výrobky vysoké kvality. Kovové slitiny tak získají jakýkoli požadovaný tvar nebo průřez. Podívejme se na typy technologií.

Metody tažení tlustého a tenkého drátu

Existuje několik způsobů zpracování kovů. Jsou vybírány s ohledem na několik kritérií:

• druh slitiny obrobku;
• průměr obrobku;
• požadovaný výkon.

Podle typu postupu

• schnout;
• mokré tažení drátu.

Je mezi nimi rozdíl, který spočívá ve způsobu nanášení kompozice maziva.

Pokud se jedná o suchý typ, pak se před raznicí materiál ponoří do mýdlového prášku.

Pokud je to mokrý typ, tak do emulze.

Tento typ léčby má výhody:

Podle frekvence zpracování

První funguje jako mezistupeň. Produkt získaný s jeho pomocí se používá jako obrobek pro dokončovací postupy. Výsledkem je, že výstupem je drát nebo tyč určité velikosti a také daného tvaru.

Podle počtu průchodů

Zohledňuje se, kolikrát obrobek prošel matricemi:

Například při tažení válcovaného měděného drátu může počet protahovačů dosáhnout 18-22. Slitina je poháněna pouze jednou, aby se získal silný drát (1-8 mm), který se obtížně deformuje.

Zpracováním

Existuje takový indikátor jako paralelní zpracování. Vztahuje se k počtu současně zpracovaných obrobků.

• jedno vlákno;
• multi-thread, kdy jsou taženy 2, 4 nebo 8 produktů současně.

Podle mobility

Operace se dělí na:

• bez hnutí;
• rotující vzhledem k podélné ose kanálu.

V druhém případě je výstupem výrobek s kruhovým průřezem. Rotace má několik výhod:

• tření klesá;
• Zatížení nástroje je rozloženo rovnoměrně, což snižuje opotřebení.

• je vyžadován složitý pohon;
• další spotřeba energie, protože je nutné udržovat vysokou rychlost otáčení – od 50 do 200 ot / min.

Zahříváním

Kresba se dělí na:

• Studený. Výroba drátu metodou tažení za studena zahrnuje zahřátí obrobku na teplotu 60-180 stupňů Celsia. Používá se v případě vysokolegovaných ocelí s austenitickou a austeniticko-feritickou strukturou. Mírným zahřátím se zvyšuje tažnost slitiny a zlepšují se mechanické vlastnosti konečného výrobku.
• Tepelný. Obrobek se zahřívá až na +500 stupňů Celsia. V tomto případě kov rekrystalizuje. Metoda je aplikována na rychlořezné oceli.
• Horký. Obrobek se zahřeje na teplotu +900 stupňů Celsia Metoda se aplikuje na nízkoplastické oceli. Umožňuje vyrábět hliníkový drát, stejně jako titanové, molybdenové, iridium a wolframové polotovary.

Proces tažení drátu

Výroba probíhá v několika fázích:

• Surovina se leptá v roztoku kyseliny sírové, která se zahřeje na 50 stupňů Celsia. To umožňuje prodloužit životnost matrice, protože se z povrchu slitiny odstraňuje vodní kámen.
• Kov je předžíhaný. To vám umožní učinit obrobek plastičtějším. Také jeho struktura se mění na jemnozrnnou.
• Agresivní roztok je z kovu odstraněn neutralizací. Slitina se pak promyje.
• Pomocí kladiva nebo kovacích válců se brousí konce obrobku z hliníku, mědi nebo oceli.
• Provádí se proces kreslení.
• Provádí se žíhání.
• Hotový výrobek může být podroben řezání, rovnání, odstranění konce a dalším operacím.

Оборудование

Speciální mlýny jsou zařízení, na kterém se provádějí všechny postupy tažení. Vybaveno matricí – prvkem ve formě „oka“, kterým jsou obrobky taženy. Důležitou podmínkou je, že obrobky musí mít větší průměr než matrice.

Země jsou různé. Liší se konstrukcí tažného mechanismu. Podle tohoto kritéria se dělí na:

• jednotky s bubnem, na kterém je navíjen kov;
• stroje, kde není buben a kov se pohybuje přímočaře.

Jednotky bez bubnů produkují produkty, které není nutné sestavovat do svitků. Bubnové stroje vyrábějí válcovaný drát, stejně jako kovové a měděné trubky malého průřezu. Bubnové mlýny se dělí na:

• vícenásobný, který zahrnuje princip bez posuvu nebo s posuvem;
• jednou;
• vícenásobný, který zahrnuje princip protinapínání obrobků.

Jednoprůchodový stroj je určen pro hrubé tažení drátu, to znamená v jednom průchodu. U více obrobků se provádějí 2-3 průchody. Kreslení v nich přitom není přerušováno.

Moderní velké podniky provozují kalibrační dílny, které mají 1,5-2 tucty mlýnů a jednotek různých kapacit. S jejich pomocí se vyrábějí drátěné výrobky z mědi, oceli, hliníku a dalších materiálů.

Mlýny jsou obvykle vybaveny zápustkami vyrobenými kovokeramickou technologií. Používají se následující materiály:

• karbidy boru;
• termokorund;
• molybden;
• titan;
• microlite;
• tantal;
• vanad;
• wolfram.

Vlastnosti tažení a maziv pro různé kovy

Technologie tažení má jeden podstatný nedostatek, kterým je mírná deformace drátu. To se děje kvůli síle přicházejícího konce obrobku. Pro tuto technologii jsou vhodné kontinuálně lité a lisované výrobky z neželezných kovů, uhlíkové a legované oceli. Pro zajištění kvalitního tažení jsou zapotřebí suroviny s určitou mikrostrukturou.

Hliníkový drát

Drát speciálních rozměrů se vyrábí jednoduchým tažením. Válcované výrobky jsou vyráběny na vícestupňových mlýnech metodou mokrého tažení. V tomto případě se používají hydrofobní tahová maziva. Aplikují se ponořením nebo pomocí sprejů. Tyto mazací směsi mají široký rozsah viskozit. Navíc jsou odolné proti stárnutí.

Tažení hrubého drátu vyžaduje olej o viskozitě 300-1000 (při teplotě 40 C). Střední drát se vyrábí z oleje o viskozitě 50-100 mm2/s. Výrobní proces tenkého válcovaného hliníkového drátu zahrnuje použití oleje s nízkou viskozitou – 2-10 mm2/s (při teplotě 20 C).

Měděný drát

Výrobní proces měděného výrobku se téměř neliší od výroby svařovacího drátu. Na drátěnce je obrobek tažen skrz otvory matrice. Výroba výrobků s malým průřezem (do 10 mikronů) se provádí předběžným ponořením do speciální kompozice maziva. Jako maziva se používají:

• komplexní řešení;
• speciální emulze;
• komplexní látky.

Použití těchto typů maziv umožňuje získat nejčistší produkt nejvyšší kvality.

ocelový drát

Tento materiál vyžaduje vytvoření oskalátových povlaků, stejně jako plastové chloropolymerové nebo olověné filmy. K mazání matric se používají mýdla nebo oleje pro extrémní tlaky. Oleje pro extrémní tlaky jsou vysoce účinné a obsahují sloučeniny chlóru. Drát středního a malého průměru se vyrábí za použití extrémně tlakových olejů. Ultratenký produkt je vyroben za použití hydrofilních olejů. Sloučeniny obsahující chlór a olovo mohou negativně ovlivnit zdraví a životní prostředí. To vedlo k vývoji a zavedení do výrobních procesů netoxických olejů pro extrémní tlaky a elektrolytického poměďování.

Tento materiál má vlastnosti podobné nerezové oceli. Hrubý niklový drát se vyrábí sedmkrát nebo vícekrát průchodem polotovarů od 5,5 do 2 mm. Toto používá stearát sodný. Výrobek se středním průřezem 0,6-2 mm a tenkým průřezem 0,1-0,6 se vyrábí za použití hydrofobních olejů pro extrémní tlaky, které neobsahují síru. Zbytky maziva vzniklé během žíhání (při 800 stupních Celsia) nemají nepříznivý vliv na materiál.

Wolfram

Výroba wolframového drátu je založena na speciální technice. Nejprve se vyrobí výrobek o tloušťce 3 mm. V tomto případě se používá metoda kruhového kování. Materiály: slinutý nebo monokrystalický wolfram. Drát je pak tažen na zařízení, kde jsou instalovány tvrdokovové matrice. Teplota dosahuje 800-950 stupňů Celsia. Koloidní grafit rozptýlený ve vodě působí jako lubrikant.

Titanový a mosazný drát

Pro výrobu válcovaného drátu z titanu, mosazi a některých dalších slitin, kromě oceli, mědi a hliníku, jsou vyžadovány zvláštní podmínky. Závisí na tažných strojích, kvalitě surovin, předúpravě a mazivech. Z tohoto důvodu není systematizace procesu kreslení možná.

Suchá maziva si můžete zakoupit od společnosti Himstab, pro objednání kontaktujte zaměstnance naší společnosti na čísle: +7 (495) 789 86 77. Poptávku můžete zaslat také na e-mail naší společnosti: info@himstab.ru. Cena je ovlivněna objemem nakupované šarže produktů. Kontaktujte nás, garantujeme kvalitu našich materiálů.