Вытягивание проволоки - это процесс металлообработки, используемый для сокращения поперечное сечение провода путем протягивания провода через одну или серию вытяжек штампов. Существует множество применений для волочения проволоки, включая электропроводку, кабели, компоненты конструкций, нагруженные растяжением, пружины, скрепки, спицы для колес и струнные музыкальные инструменты. Несмотря на схожий процесс, вытяжка отличается от экструзии, потому что при волочении проволока протягивается, а не проталкивается через матрицу. Волочение обычно выполняется при комнатной температуре, что классифицируется как холодная обработка, но его можно выполнять при повышенных температурах для проволоки большого диаметра, чтобы уменьшить силы.
Процесс волочения проволоки довольно прост в концепция. Проволоку подготавливают путем усадки ее начала путем обработки молотком, опиливанием, прокаткой или обжимкой, чтобы она прошла через матрицу; затем проволока протягивается через матрицу. По мере протягивания проволоки через матрицу ее объем остается неизменным, поэтому при уменьшении диаметра увеличивается длина. Обычно для достижения желаемого размера проволоке требуется более одной протяжки через фильеры меньшего размера. На этом основана американская шкала калибра проволоки. Это может быть сделано в малых масштабах с помощью вытяжной пластины или в больших промышленных масштабах с использованием автоматизированного оборудования. Процесс волочения проволоки изменяет свойства материала из-за холодной обработки.
Уменьшение площади у малых проволок обычно составляет 15–25%, а у больших проволок - на 20–45%. Точная последовательность штампов для конкретной работы зависит от уменьшения площади, размера входного и выходного провода. По мере уменьшения площади изменяется и последовательность штампов.
Очень тонкие проволоки обычно вытягивают в жгуты. В жгуте провода разделены металлом с аналогичными свойствами, но с более низкой химической стойкостью, поэтому его можно удалить после вытяжки. Если уменьшение площади превышает 50%, для процесса может потребоваться промежуточный этап отжиг, прежде чем его можно будет перерисовать.
Промышленное волочение проволоки обычно начинается с бухты горячекатаной проволоки диаметром 9 мм (0,35 дюйма). Поверхность сначала обрабатывается для удаления окалины. Затем его подают в машину для волочения проволоки, которая может иметь один или несколько последовательно соединенных блоков.
Одноблочные волочильные машины включают средства для точного удержания штампов в нужном положении и для постоянного протягивания проволоки через отверстия. Обычная конструкция состоит из чугунной скамьи или стола с кронштейном, стоящим наверху, чтобы удерживать матрицу, и вертикального барабана, который вращается и, наматывая проволоку вокруг своей поверхности, протягивает ее через матрицу, при этом катушка проволоки хранится на другом. барабан или «стриж», который лежит позади матрицы и наматывает проволоку так быстро, как требуется. Проволочный барабан или «блок» снабжен средствами для быстрого соединения или отсоединения его от его вертикального вала, так что движение проволоки может быть остановлено или начато мгновенно. Блок также имеет коническую форму, так что катушку с проволокой можно легко соскользнуть вверх по завершении. Прежде чем проволоку можно будет прикрепить к блоку, ее необходимо протянуть через матрицу достаточной длины; это осуществляется парой зажимных клещей на конце цепи, намотанной вокруг вращающегося барабана, поэтому протягивание проволоки до тех пор, пока ее количество не будет намотано два или три раза на блоке, где конец закреплен маленьким винтовым зажимом или порок. Когда проволока находится на блоке, она приводится в движение, и проволока равномерно протягивается через матрицу; очень важно, чтобы блок вращался равномерно, чтобы он двигался правильно и тянул проволоку с постоянной скоростью, в противном случае произойдет «схватывание», которое ослабит или даже сломает проволоку. Скорость протяжки проволоки сильно различается в зависимости от материала и степени обжатия.
Машины с непрерывными блоками отличаются от машин с единичными блоками тем, что имеют ряд штампов, через которые проволока протягивается непрерывно. Из-за удлинения и проскальзывания скорость проволоки меняется после каждой последующей перерисовки. Эта повышенная скорость достигается за счет различной скорости вращения для каждого блока. Одна из этих машин может содержать от 3 до 12 штампов. Операция продевания проволоки через все матрицы и вокруг блоков называется «натягиванием». Устройства для смазки включают насос, который заполняет штампы, и во многих случаях также нижние части блоков работают в смазке.
Часто требуются промежуточные отжиги, чтобы противодействовать эффектам холодной обработки и позволить дальнейшее Рисунок. Окончательный отжиг также может быть использован на готовом продукте для максимизации пластичности и электропроводности.
Примером продукта, производимого на машине для непрерывного волочения проволоки, является телефонный провод. Его вытягивают от 20 до 30 раз из горячекатаной катанки.
В то время как круглые поперечные сечения преобладают в большинстве процессов волочения, некруглые поперечные сечения вытягиваются. Обычно их рисуют, когда поперечное сечение невелико, а количество слишком мало, чтобы оправдать прокатку . В этих процессах используется блочная машина или машина с головкой турка.
Смазка в процессе волочения необходима для поддержания хорошего качества поверхности и длительного срока службы штампа. Ниже приведены различные методы смазки:
Используются различные смазочные материалы, такие как масло. Другой метод смазки заключается в погружении проволоки в раствор сульфата меди (II) так, чтобы осаждалась медная пленка, которая образует своего рода смазку. В некоторых классах проволоки медь остается после окончательной вытяжки, чтобы служить для предотвращения ржавчины или для облегчения пайки. Лучший пример проволоки с медным покрытием - это проволока MIG. при сварке.
Эффект повышения прочности при волочении проволоки может быть значительным. Наибольшая прочность, доступная для любой стали, была зафиксирована для холоднотянутой проволоки из аустенитной нержавеющей стали малого диаметра.
Вытяжные штампы обычно изготавливаются из инструментальной стали, карбида вольфрама или алмаза, из которых наиболее распространены карбид вольфрама и синтетический алмаз. Для волочения очень тонкой проволоки используется монокристаллический алмазный штамп. Для горячего волочения используются стальные литые плашки. Для волочения стальной проволоки используется фильера из карбида вольфрама. Матрицы помещены в стальной кожух, который поддерживает матрицу и позволяет легко заменять матрицы. Углы матрицы обычно находятся в диапазоне 6–15 °, и каждая матрица имеет как минимум 2 разных угла: угол входа и угол подхода.