Введение
Процесс обработки металла, используемый для создания проволоки. Волочение проволоки – это металлообрабатывающий процесс, используемый для уменьшения поперечного сечения проволоки путем протягивания ее через один или несколько волок. Существует множество областей применения волочения проволоки, включая электрическую проводку, кабели, натяжные конструкционные элементы, пружины, скрепки, спицы для колес и струнные музыкальные инструменты. Хотя процесс схож с экструзией, волочение отличается тем, что проволока вытягивается, а не продавливается через волок. Обычно волочение выполняется при комнатной температуре и классифицируется как процесс холодной обработки, но для больших проволок оно может выполняться при повышенных температурах для снижения усилий. Очень тонкие проволоки обычно вытягиваются в пучках. В пучке проволоки разделяются металлом с аналогичными свойствами, но с более низкой химической стойкостью, чтобы его можно было удалить после волочения. Если уменьшение площади сечения превышает 50%, процесс может потребовать промежуточного этапа отжига перед повторным волочением. Коммерческое волочение проволоки обычно начинается с катушки проволоки горячего проката определенного диаметра. Поверхность сначала обрабатывается для удаления окалины. Затем проволока подается в волочильный стан, который может иметь один или несколько блоков последовательно. Одноблочные волочильные станы включают в себя средства для точного удержания волоков в положении и для равномерного протягивания проволоки через отверстия. Типичная конструкция состоит из чугунной скамьи или стола с кронштейном для крепления волока и вертикального барабана, который вращается и, наматывая проволоку на свою поверхность, вытягивает ее через волок. Катушка проволоки хранится на другом барабане или "шпульке", расположенном за волоком, и разматывается по мере необходимости. Барабан или "блок" оснащен механизмом для быстрого соединения или разъединения с вертикальным валом, чтобы движение проволоки можно было мгновенно остановить или начать. Блок также имеет коническую форму, чтобы катушку с проволокой можно было легко снять вверх после завершения процесса. Прежде чем проволоку можно будет закрепить на блоке, необходимо протянуть достаточную ее длину через волок. Это осуществляется с помощью пары захватных клещей на конце цепи, которая обматывается вокруг вращающегося барабана, вытягивая проволоку до тех пор, пока достаточное количество не будет намотано на блок два или три раза, где конец фиксируется небольшим винтовым зажимом или тисками. После закрепления проволоки на блоке, он приводится в движение, и проволока равномерно протягивается через волок. Важно, чтобы блок вращался плавно, работал точно и вытягивал проволоку с постоянной скоростью, иначе произойдет рывок, который ослабит или даже разорвет проволоку. Скорость волочения проволоки сильно варьируется в зависимости от материала и степени уменьшения сечения. Волочильные станы с непрерывными блоками отличаются от одноблочных тем, что имеют серию волоков, через которые проволока протягивается непрерывно. Из-за удлинения и проскальзывания скорость проволоки изменяется после каждого последующего волочения. Эта повышенная скорость компенсируется различной скоростью вращения каждого блока. Один такой станок может содержать от 3 до 12 волоков. Часто требуются промежуточные отжиги для нейтрализации эффектов холодной обработки и обеспечения возможности дальнейшего волочения. Финальный отжиг также может быть использован для готового продукта для максимальной пластичности и электропроводности. Примером продукта, производимого на непрерывном волочильном стане, является телефонный провод, который вытягивается из горячекатаной заготовки 20-30 раз.
Wire drawing is a metalworking process used to reduce the cross section of a wire by pulling the wire through one or more dies. There are many applications for wire drawing, including electrical wiring, cables, tension loaded structural components, springs, paper clips, spokes for wheels, and stringed musical instruments. Although similar in process, drawing is different from extrusion, because in drawing the wire is pulled, rather than pushed, through the die. Drawing is usually performed at room temperature, thus classified as a cold working process, but it may be performed at elevated temperatures for large wires to reduce forces. Very fine wires are usually drawn in bundles. In a bundle, the wires are separated by a metal with similar properties, but with lower chemical resistance so that it can be removed after drawing. If the reduction in area is greater than 50%, the process may require an intermediate step of annealing before it can be redrawn. Commercial wire drawing usually starts with a coil of hot rolled diameter wire. The surface is first treated to remove scales. It is then fed into a wire drawing machine which may have one or more blocks in series. Single block wire drawing machines include means for holding the dies accurately in position and for drawing the wire steadily through the holes. The usual design consists of a cast iron bench or table having a bracket standing up to hold the die, and a vertical drum which rotates and by coiling the wire around its surface pulls it through the die, the coil of wire being stored upon another drum or "swift" which lies behind the die and reels off the wire as fast as required. The wire drum or "block" is provided with means for rapidly coupling or uncoupling it to its vertical shaft, so that the motion of the wire may be stopped or started instantly. The block is also tapered, so that the coil of wire may be easily slipped off upwards when finished. Before the wire can be attached to the block, a sufficient length of it must be pulled through the die; this is effected by a pair of gripping pincers on the end of a chain which is wound around a revolving drum, so drawing the wire until enough can be coiled two or three times on the block, where the end is secured by a small screw clamp or vice. When the wire is on the block, it is set in motion and the wire is drawn steadily through the die; it is very important that the block rotates evenly and that it runs true and pulls the wire at a constant velocity, otherwise "snatching" occurs which will weaken or even break the wire. The speeds at which wire is drawn vary greatly, according to the material and the amount of reduction. Machines with continuous blocks differ from single block machines by having a series of dies through which the wire is drawn in a continuous fashion. Due to the elongation and slips, the speed of the wire changes after each successive redraw. This increased speed is accommodated by having a different rotation speed for each block. One of these machines may contain 3 to 12 dies. Often intermediate anneals are required to counter the effects of cold working, and to allow further drawing. A final anneal may also be used on the finished product to maximize ductility and electrical conductivity. An example of product produced in a continuous wire drawing machine is telephone wire. It is drawn 20 to 30 times from hot rolled rod stock.
Механические свойства
Эффект повышения прочности при волочении проволоки может быть весьма существенным. Наивысшие показатели прочности, достижимые для любой стали, были зафиксированы для холоднотянутой аустенитной нержавеющей проволоки малого диаметра.
Рисующие матрицы
Волочильные фильеры обычно изготавливаются из инструментальной стали, карбида вольфрама или алмаза, при этом карбид вольфрама и синтетический алмаз являются наиболее распространенными. Для волочения очень тонкой проволоки используется фильера из монокристаллического алмаза. Для горячего волочения применяются литые стальные фильеры. Для волочения стальной проволоки используется фильера из карбида вольфрама. Фильеры помещаются в стальной корпус, который обеспечивает поддержку фильеры и позволяет легко производить ее замену. Углы волочения обычно находятся в диапазоне от 6 до 15°, и каждая фильера имеет как минимум два различных угла: входной угол и угол подхода.