Tažení, kterým se vyrábí drátěné výrobky, je jednoduchá technologická operace. Mezitím, aby bylo možné získat vysoce kvalitní produkt jako výsledek takového postupu, musí být provedeno ve správném pořadí a musí být k tomu použito vhodné zařízení.
Výrobní linka pro tažení drátu
Základní etapy
Podstata technologie, kterou se provádí tažení drátu, spočívá v tom, že kovový polotovar z oceli, mědi nebo hliníku se protáhne zužujícím se otvorem – matricí. Samotný nástroj, ve kterém je takový otvor vytvořen, se nazývá tah, je instalován na speciálním zařízení pro tažení drátu. Průměr, průřez a tvar hotového výrobku jsou ovlivněny parametry zápustky.
Princip kreslení kovů
Tažení, porovnáme-li takovou technologickou operaci s válcováním, umožňuje získat výrobky vyznačující se vyšší čistotou povrchu a mimořádnou přesností geometrických parametrů. Takovými výrobky mohou být nejen různé druhy drátů (elektrické, používané pro svařování, pletení atd.), ale také tvarové profily, trubky a tyče různých průměrů. Výrobky získané touto technologií se také vyznačují lepšími mechanickými vlastnostmi, protože během procesu tažení kovu dochází k odstranění kalení z jeho povrchové vrstvy. Pokud jde konkrétně o výrobu drátu, metodou tažení lze vyrábět produkty, jejichž průměr se pohybuje od 1–2 mikronů do 10 nebo dokonce více milimetrů.
Tažící technika je dnes již dobře rozvinutá, pro její realizaci jsou využívány moderní modely tažnic, které fungují bez poruch a umožňují technologický proces provádět rychlostí až 60 metrů hotového výrobku za sekundu. Použití takového zařízení pro tažení navíc umožňuje výrazné zmenšení obrobku.
Technologické schéma tažení drátu z nerezové oceli
Výroba drátu technologií tažení zahrnuje několik fází.
- Počáteční obrobek se podrobí postupu leptání, při kterém se použije roztok kyseliny sírové zahřátý na 50 stupňů. Z povrchu kovu, který prošel touto procedurou, se snadno odstraňuje okují, čímž se zvyšuje životnost matric tažných strojů.
- Pro zvýšení plasticity zpracovávaného obrobku a pro uvedení jeho vnitřní struktury do jemnozrnného stavu se provádí předběžné žíhání kovu.
- Zbytky leptacího roztoku, který je dosti agresivní, se neutralizují, načež se obrobek umyje.
- Aby konec obrobku mohl být zasunut do zápustky, je nabroušen, k čemuž lze použít kladivo nebo kovací válce.
- Po dokončení všech přípravných operací prochází obrobek průvlaky pro tažení drátu, kde se tvoří profil a rozměry hotového výrobku.
- Výroba drátu je ukončena žíháním. Po tažení je výrobek také podroben řadě dalších technologických operací – řezání na kusy požadované délky, odstraňování konců, rovnání atd.
Charakteristiky postupu
Každá drátěná zásuvka zná takovou nevýhodu tažení, jako je nedostatečně vysoký stupeň deformace hotového výrobku. To je vysvětleno tím, že když opustí zónu zpracování tažného stroje, je deformován pouze v rozsahu omezeném pevností konce obrobku, na který je při zpracování aplikována příslušná síla.
Výchozím materiálem, který se zpracovává na tažných strojích, jsou kovové polotovary získané plynulým litím, lisováním a válcováním z uhlíkových a legovaných ocelí a také neželezných slitin. Proces tažení je nejobtížnější, když se zpracovává ocelová slitina. V takových případech je pro kvalitní tažení nutné uvést mikrostrukturu kovu do požadovaného stavu. Pro získání optimální vnitřní struktury oceli se dříve používala technologická operace jako je patentování. Tento způsob zpracování spočíval v tom, že ocel byla nejprve zahřátá na teplotu austenitizace a poté udržována v roztaveném olovu nebo soli zahřáté na teplotu asi 500 °C.
Současná úroveň rozvoje hutního průmyslu, technologie a zařízení v něm používané pro výrobu kovů a slitin umožňují nepřipravovat kov pro tažení tak složitě a pracně. Ocelový předvalek vycházející z válcovny moderního hutního závodu má již vnitřní strukturu, která je optimálně vhodná pro tažení.
V průběhu let se zdokonalovala i samotná technologie tažení a tažné zařízení. Díky tomu má dnes drátěná zásuvka možnost využívat moderní tahací zařízení, která umožňují zaručit vysoce kvalitní výrobky s minimálními mzdovými náklady. Kvalita a přesnost zpracování prováděného na takto specializovaných kreslících strojích je zajištěna nejen jejich vybavením moderními pracovními nástroji, ale také použitím kombinovaného chladicího systému pro jejich provoz, který využívá vzduch a vodu. Hotový výrobek, který vychází z takového tažného stroje, má nejen požadovanou kvalitu a přesnost geometrických parametrů, ale také optimální mikrostrukturu.
Jaké zařízení se používá k tažení kovů?
Zařízení, které drátěník používá při své profesionální činnosti, se nazývá mlýn. Povinným prvkem vybavení specializovaného kreslícího stroje je „oko“ – matrice. Průměr matrice by samozřejmě měl být vždy menší, než jsou rozměry průřezu obrobku, který jím prochází.
Poměry počátečních a konečných průměrů drátu pro různé typy tažení
Dnes výrobní podniky používají specializované tažné stroje dvou hlavních typů, které se od sebe liší konstrukcí tažného mechanismu. Takže rozlišují:
- stroje, ve kterých je hotový výrobek navíjen na buben, který poskytuje tažnou sílu;
- zařízení s lineárním pohybem hotového drátu.
Programovatelný průběžný tažný stroj
Na zařízeních druhého typu zejména provádějí tažení trubek a dalších výrobků, které nevyžadují navíjení na cívky. Právě dráty, ale i maloprůměrové trubkové výrobky jsou vyráběny převážně na strojích vybavených bubnovým mechanismem. V závislosti na konstrukci mohou být tyto stroje:
- jednou;
- vícenásobné, pracující s posuvem nebo bez něj, a také takové, které využívají principu protinapínání obrobků.
Vícevláknový tažný stroj má vyšší produktivitu a je výhodný ve velkých podnicích
Jednorázový kreslící stroj má nejjednodušší konstrukci. Manipulací s takovým zařízením drátěná zásuvka táhne drát jedním průchodem. Na vícedruhovém tažném zařízení, které pracuje v kontinuálním okruhu, se formování hotového výrobku provádí ve 2–3 průchodech. Velké podniky, které vyrábějí drát v průmyslovém měřítku, mohou být vybaveny více než tuctem tažných strojů různých kapacit, na kterých se vyrábějí výrobky pro různé účely.
Hlavním pracovním tělesem každého tažného stroje, jak je uvedeno výše, je matrice, pro jejíž výrobu se používají tvrdé slitiny kov-keramika – bor, molybden, karbidy titanu, termokorund atd. Charakteristickými vlastnostmi těchto materiálů je zvýšená tvrdost , mimořádná odolnost proti oděru a také nízká viskozita. V některých případech, kdy je potřeba vyrobit velmi tenký drát z oceli, lze matrici vyrobit z průmyslových diamantů.
Zápustky tažného stroje
Matrice je instalována v pevné a houževnaté ocelové kleci. Jedná se o tzv. rýsovací prkno. Takový držák díky své plasticitě nevyvíjí výrazný tlak na zápustku a zároveň snižuje tahová napětí, která v ní vznikají.
V moderních podnicích se tažení kovů často provádí pomocí prefabrikovaných zápustek, které umožňují tento proces efektivně provádět i za podmínek zvýšeného hydrodynamického tření. Kromě toho použití takového nástroje snižuje spotřebu energie a zvyšuje produktivitu zařízení o 20–30 %.
Příprava kovových polotovarů
Drátěná zásuvka s použitím specializovaného zařízení bude schopna dosáhnout vysoce kvalitního konečného výsledku pouze tehdy, pokud je povrch obrobku řádně připraven. Taková příprava spočívá v odstranění vodního kamene, pro které lze použít následující metody:
- mechanické;
- chemické;
- elektrochemický.
Jednodušší a cenově výhodnější metoda je metoda mechanického odstraňování okují, která se používá pro obrobky z uhlíkové oceli. Při provádění takového čištění se obrobek jednoduše ohne v různých směrech a poté se jeho povrch ošetří kovovými kartáči.
Provozní technologie odvápňovače
Složitější a dražší je chemické odstraňování vodního kamene, které se provádí pomocí roztoků kyseliny chlorovodíkové nebo sírové. Specialista provádějící tak složitou a spíše nebezpečnou operaci musí být dobře připraven a přísně dodržovat všechna bezpečnostní pravidla pro práci s agresivními roztoky. Chemická metoda čištění je nezbytná, pokud musí být drát vyroben z přířezů z nerezových a jiných typů vysoce legovaných ocelí. Je třeba mít na paměti, že bezprostředně po chemickém čištění by měl být povrch obrobku důkladně opláchnut horkou a poté studenou vodou.
Elektrochemická metoda odstraňování okují je založena na metodě leptání v elektrolytickém roztoku. V závislosti na vlastnostech implementace může být tato metoda anodická nebo katodická.
Kreslení měděným drátem
Chcete-li se lépe seznámit s technologií kreslení, můžete ji zvážit pomocí příkladu výroby měděného drátu. Polotovary pro provedení této operace se získávají odléváním, načež se legují dohromady a válcují. Aby bylo tažení měděného drátu prováděno s nejvyšší kvalitou, je nutné odstranit oxidový film z povrchu obrobku, pro který je ošetřen kyselým roztokem.
Navíjení hotového drátu na buben
Samotný proces tažení se příliš neliší od výroby svařovacího drátu (nebo jakéhokoli jiného). V tomto případě drátovna táhne obrobek a prochází jej otvory v matrici určitého průměru. Pro výrobu měděného drátu o velmi malém průměru (do 10 mikronů) lze jeho tvorbu provádět ve speciálním složení maziva (metoda ponoru). Jako takové kompozice lze použít zejména následující:
- komplexní řešení;
- speciální emulze;
- komplexní látky.
Použití takových kompozic, kterými prochází drát při jeho vytváření, umožňuje získat produkty, jejichž vnější povrch se vyznačuje maximální čistotou.
