Волочильные станы. Волочильный стан - характеристики и применение. Информация об удалении окалины

Волочильные станы, предназначены для производства проволоки меньшего диаметра из катанки (грубое волочение) или из проволоки большего диаметра.

Примерные диапазоны волочения:

• Грубое волочение: входной диаметр в таких машинах 8мм для меди и 12-9.5 для алюминия, выходной от 4мм до 1.2мм.
• Среднее волочение: входной диаметр 2.5мм - 3.5мм, выходной от 1.5мм - 0.2мм.
• Тонкое волочение: входной диаметр, 2.5мм - 1.5мм, выходной 0.5мм – 0.05мм.

Определитесь с приемным устройством. Проволока может укладываться в корзины или наматываться на бобины. На бобины наматываться она может как с помощью простого одинарного приемника, так и с помощью двойного автоматического (для скоростных), который позволяет не останавливая стан, менять бобины.

Следует помнить, что процесс волочения требует непрерывной смазки с использованием эмульсии. Для этого необходимо соорудить маслостанцию, включающую в себя насосы, резервуар для эмульсии и в зависимости от региона дополнительные устройства охлаждения, как например радиаторы или градирни.

Не следует пренебрегать системой фильтрации эмульсии. Особенно такая система важна в случае дальнейшего волочения проволоки, так как микрочастицы меди, попадающие вместе с эмульсией в фильеру в момент протяжки, впрессовываются в проволоку и являются местом разрыва при следующем этапе волочения.

Кроме того, линия волочения должна быть укомплектована дополнительными станками и оборудованием, такими как острильно- затяжной станок, аппарат холодной и/или горячей сварки. Так же сюда можно отнести и фильеры (волоки), комплект зависит от того, какой нужен диаметр на выходе. Основными показателями качества продукции (проволоки/жилы) являются сопротивление и коэффициент удлинения.

Если Вы планируете продавать продукцию после волочения, то возможно понадобиться лабораторное оборудование для измерения этих показателей и если для измерения сопротивления комплект стоит не дорого, то для измерения удлинения это дорогое оборудование, особенно для больших диаметров.

Если Вы планируете использовать полученную продукцию самостоятельно, то вполне можно обойтись простым тестером для измерения сопротивления, а удлинение можно измерить, соорудив не хитрое приспособление для растягивания проволоки.

Грубое волочение энергоемкий процесс, в купе с отжигом, скоростные линии потребляют около 300 кВт/ч. Работают на таких линиях, как правило, по 2 оператора. Затраты электроэнергии при среднем волочении около 100 кВт, при тонком около 50кВт.

ВОЛОЧИЛЬНО-ПРОКАТНЫЙ СТАН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА САМООТОЖЖЕННОЙ МЕДНОЙ ПРОВОЛОКИ ИЗ КАТАНКИ ETP ДИАМЕТРОМ 8 мм

ПРЕДИСЛОВИЕ

Производство медной проволоки из 8 мм катанки ETP было начато около 50 лет назад с применением традиционных линий грубого волочения со встроенной системой электрического отжига. За это время машины грубого волочения совершенствовались как в механической части, так и в части автоматизации. Однако, базовая концепция конструкции все-таки требует, чтобы проволока в ходе процесса охлаждалась на каждом кабестане перед входом в волоку. Для получения мягкой проволоки ее нужно вначале нагреть, а затем охладить.

Таким образом, фундаментальные ограничения данного процесса можно суммировать следующим образом:

Высокий расход электроэнергии: около 80-90 кВтч на тонну продукта необходимо для рекристаллизации меди в устройстве отжига. Ручная заправка проволоки в каждую волоку на каждом кабестане, сопровождаемая риском травматизма

Концепция нового процесса основана на использовании энергии прокатки для увеличения температуры проволоки в ходе прокатки, то есть она выходит при температуре выше температуры рекристаллизации. Таким образом, удается полностью уйти от затрат на нагрев проволоки при отжиге.

Кроме того, энергия, требуемая для операций прокатки при такой температуре, достигается гораздо меньшим расходом электроэнергии по сравнению с волочильной машиной. Система волочильно-прокатного стана для меди является революционным типом оборудования . Ниже приведены основные преимущества данного инновационного процесса.

Основные преимущества
a ) Нет необходимости в отжиге, поэтому энергопотребление ниже
b ) Менее дорогой трансформатор
c ) Нет необходимости в кабеле на 5000 А
d ) Система более экологична: экономия до 50% по сравнению с традиционной операцией грубого волочения (около 80 кВтч/т)
При загрузке в течение 250 дней в год с минимальной эффективностью системы в 90% (при производстве медной проволоки Ø 2.0 мм ) ожидаемая производительность составляет 14500 тонн в год. Это соответствует экономии электроэнергии в объеме 1.200.000 кВтч в год. Принимая во внимание стоимость электроэнергии в западноевропейских странах (включая налоги и стоимость распределения) около 0.1 Евро за кВтч, общая экономия может составить до 120.000 Евро в год.

Ежегодная экономия = 2.7 т/ч x 24 ч/день x 250 дней/год x 0.9 x 80 кВтч/т x 0.1 €/кВтч ≈120,000 €/год
e ) Отсутствие медной пыли в процессе
f ) Компактная машина - всего 5 м
g ) Больше места для последующих операций
h ) Меньшая стоимость монтажа; все вспомогательные системы включены
i ) Подача и выход на рабочую скорость менее чем за 6 с; замедление при аварийной остановке менее чем за 3 секунды

1. ОБЗОР ПРОЕКТА

Стан предназначен для переработки медной катанки диаметром 8 мм до мягкой проволоки диаметром 2 мм (удлинение в пределах 25 – 35%), как будет далее изложено далее.

1.1 ДИАМЕТР ПРОВОЛОКИ

Волочильно-прокатный стан спроектирован для переработки медной катанки с Ø 8 мм до 2 мм.
В качестве альтернативы данный стан по запросу покупателя может быть спроектирован для переработки медной катанки с Ø 8 мм до 1.8 мм либо 2.3 мм.

1.2 ОЖИДАЕМАЯ СКОРОСТЬ ПРОВОЛОКИ И ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА

Волочильно-прокатный стан спроектирован для работы в тяжелых условиях. Максимальное потребление электроэнергии каждой клети составит 35 кВтч.
Максимальная механическая скорость на выходе составит 30 м/с. Действительная скорость составит прибл. 27 м/с для проволоки диаметром 2 мм.
Ожидаемая производительность для проволоки Ø 2 мм – прибл. 2700 кг/ч.

Направление перемещения проволоки – слева направо (считая, что оператор стоит лицом к передней части линии).

Система оснащена следующим оборудованием:

2.1 ОТДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХ БОЛЬШИХ БУХТ

Отдающее устройство состоит из следующих компонентов:

a ) Портальная система
Портальная система выполнена из сварных стальных плит, где медная катанка свободно поднимается и поворачивается вокруг большого цилиндра перед подачей в волочильно-прокатный стан .

b ) Электромеханическое оборудование для обеспечения безопасности
Электромеханическое оборудование для обеспечения безопасности помещено непосредственно перед верхним цилиндром для обеспечения аварийного останова системы в случае запутывания катанки при размотке.

Отдающая система позволяет размещать две большие бухты медной катанки для выполнения операций стыковой сварки концов.
Максимальная скорость размотки: 1.75 м/с.

2.2 ПРАВИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАТАНКИ

Узел оснащен направляющими роликами, двумя комплектами холостых правильных колес с ручной регулировкой для прямления катанки перед входом в волочильно-прокатный стан.

2.3 ВОЛОЧИЛЬНО-ПРОКАТНЫЙ СТАН

В данной специфической конфигурации волочильно-прокатный стан оснащен восьмью (8) клетями прокатки. Стан состоит из следующих компонентов:

a ) Основная станина

Станина выполнена из толстых сварных стальных плит, полностью обработанных после отжига и прошедших пескоструйную обработку.
На фронтальной стороне смонтированы 8 прокатных клетей. На задней стороне располагаются зубчатые редукторы и один мотор переменного тока на 300 кВт с варьируемой скоростью, производства Siemens , приводящий в движение 8 клетей.

b ) Прокатные клети

Прокатные клети расположены в передней части станины волочильно-прокатный стан. Для простоты обслуживания каждая клеть выполнена в виде двух «раковин» (полукорпусов), содержащих главный вал, соединенный с редуктором посредством зубчатой пары с системой безопасности в виде срезаемой шпонки. Главный вал несет один из рабочих роликов и два зубчатых колеса. Все рабочие профили роликов выполнены из стали либо карбида вольфрама и являются быстросъемными.

Каждая клеть оснащена входными и выходными направляющими. Все компоненты клети – сменные, кроме рабочих роликов и направляющих. Для охлаждения проволоки направляющих и рабочие роликов используется эмульсия (растворимое масло + вода); соответствующая насосная система включена. Каждая клеть оснащена запорным клапаном для эмульсии и устройством аварийной остановки стана в случае серьезной проблемы с роликами. Подшипники клетей смазываются консистентной смазкой.

Установка зазора между роликами, для которых требуется радиальная и осевая настройка вспомогательных роликов, выполняется посредством системы эксцентриков. Эта операция выполняется вне линии с помощью специального оптического прибора (включенного в поставку).

c ) Звукозащитная крышка

Поставляется стальная крышка, закрывающая клети во время работы. Крышка оснащена вытяжным фланцем (и контрфланцем). Уровень шума при нормальных рабочих условиях – ниже 80дБ (при нахождении оператора на расстоянии 1 м от дверей).

d ) Специальный комплект инструментов для обслуживания

Обслуживание стана очень несложно и может выполняться любым обученным оператором. Объем поставки включает следующий специальный инструмент:

Оптический прибор для настройки клетей

Комплект специального инструмента для сборки и разборки роликов, подшипников и валов.

О последовательности прокатки

Последовательность прокатки отражает хорошо известный и испытанный принцип, когда деформация катанки выполняется в виде цепочки геометрических профилей: треугольник/круг /треугольник /круг; каждая вторая клеть может изготавливать проволоку круглого профиля.

Ниже приведены наиболее характерные особенности в олочильно-прокатного стана , используемого в данной системе:

Диаметр катанки на входе в клеть 1

Максимальная скорость на входе в клеть 1: 1.7 м/с

Диаметр проволоки на выходе из клети 8: 2.0 мм (*)

Скорость проволоки диаметром 2.0 мм: 27 м/с

(*) В качестве альтернативного решения стан может быть спроектирован для производства проволоки диаметром либо 1.8 мм либо 2.3 мм.

2.4 ТРАНЗИТНЫЙ УЗЕЛ

После выхода из последней клети прокатки проволока входит в закрытую емкость с контролируемой средой, где ряд шкивов позволяет проволоке оставаться при высокой температуре рекристаллизации в течение необходимого времени.

2.5 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОВОЛОКИ

На выходе из транзитного узла проволока входит в трубу высокоскоростного охлаждения, функция которой состоит в снижении температуры проволоки до прибл. 80÷90° C . На выходе из зоны охлаждения установлен узел сушки для удаления охладителя/жидкости. В качестве хладагента в стане используется эмульсия. Все компоненты выполнены из нержавеющей стали.

2.6 КОМПЕНСАТОР

Компенсатор расположен между волочильно-прокатным станом и бухтовщиком. Он предназначен для выравнивания разности скоростей при ускорении и замедлении, а также для синхронизации скорости при работе с сопряженным оборудованием.

2.7 АВТОМАТИЧЕСКИЙ БУХТОВЩИК

Автоматический бухтовщик портальной конструкции с вертикальным бухтовочным кабестаном для производства бухт в соответствии с размерами Покупателя.

Бухтовочный кабестан имеет твердое металлическое покрытие.

Корзины, расположенные в линию:

Одна, пустая, в ожидании

Одна в процессе заполнения

Одна, полная, в ожидании выемки

Один моторизованный цепной конвейер приводит в движение корзины, когда центральная заполнена.

При смене корзины проволока буферизуется на накопитель снизу от бухтовочного кабестана. Проволока обрезается вручную. Синхронизация бухтовщика и стана происходит посредством компенсатора с проволокой. Максимально допустимая скорость проволоки 30 м/с. Бухтовщик оснащен мотором переменного тока с переменной скоростью и системой управления. Размеры бухт согласуются с покупателем при заказе.

Одним из распространённых вариантов обработки металла стало волочение проволоки, технология, характеристика процесса зависят от конкретного производства. Технология известна человечеству уже не одно десятилетие. Этот метод используют для того, чтобы увеличить протяжённость, а также снизить поперечные параметры заготовки.

О сути операции, процессе выполнения

Волочение – это название для процесса, при котором происходит протягивание заготовок через отверстия, которые сужаются. При этом исходный материал может быть любым:

1. Алюминий.
2. Сталь.
3. Медь – она тоже допускает использование такого инструмента, как фильеры для волочения проволоки.

Волока – это инструмент, который используется для решения задачи. Фильера – название отверстия, конфигурацией определяющего форму профиля в готовом виде, после обработки.

По сравнению с прокаткой в исполнении волочильщика, методика волочения гарантирует повышение чистоты и точности на поверхности проволоки. То же касается труб, прутков и других деталей с различными габаритами. После такой обработки меняются характеристики материала, только в лучшую сторону. Это связано с тем, что детали в готовом виде получают дополнительное укрепление.

Особенно популярна технология при изготовлении фасонных профилей, требующих высокой прочности. Удачно получаются трубы с разным диаметром, проволоки с сечением в пределах от 1-2 микрон до 10 миллиметров. Возможны и большие показатели. Призма волочения помогает добиться точного результата.

При использовании современных технологий волочения гарантирована высокая производительность оборудования. При волоках это тоже просто. Даже операции с высокой скоростью не мешают добиваться результатов постоянно, без периодических сбоев. Величины обжатия исходного материала остаются серьёзными. Надо только использовать правильный станок для волочения проволоки.

Сам процесс волочения состоит из нескольких этапов, среди которых:

• Сначала исходное сырьё проходит травление в сернокислом растворе, температура которого составляет примерно 50 градусов. Данную операцию выполняют для продления срока службы у матриц. Эффект достигается за счёт снятия окалины с заготовок.
• После первого этапа осуществляют отжиг металлической поверхности, предварительный. Его выполняют с целью увеличения различных характеристик исходного материала. Так обеспечивается мелкозернистая структура у основания. Кроме того, современные методы защищают провод от повреждений.
• Агрессивный раствор нейтрализуют, чтобы можно было провести травление. После заготовки промывают. Без этого волочение труб невозможно.
• Концы исходного металлического сырья заостряются при помощи молота или ковочных волков.
• Непосредственно процесс волочения.
• Выполнение отжига. На этом волочение труб заканчивается.

Готовая проволока может подвергаться дополнительным операциям по обработке, включая резку изделий на требуемые по длине отрезки, правку, снятие концов и так далее. Отпечатки на изделиях не появляются.

О других важных особенностях процедуры

Согласно мнению специалистов, технология отличается только одним существенным недостатком. Это то, что показатель деформации проволоки получается слишком маленьким. Так получается из-за ограничения, причиной которого служит прочность конца выхода у заготовки. Какая сила деформации прилагается – такой получаем и результат. Следы волочения тоже бывают разными.

Исходный материал всегда должен быть катаным, прессованным, непрерывно литым. Это касается углеродистых и легированных сталей, цветных металлов. Литьё будет качественным только в том случае, если у основания присутствует определённая структура. О следах пятен тогда можно будет забыть.

Патентирование – технология, которая раньше всегда использовалась для стальных проволок. При данной процедура сначала материал нагревался до температуры аустенизации. А затем проводили экспозицию при помощи соляного или свинцового расплава. Выдержка предполагала сохранение температуры примерно на уровне 500 градусов по Цельсию. Это тоже отличие от волочения.

В наше время можно обойтись без таких сложных процедур. При выходе с прокатного оборудования стала гораздо легче обеспечить требуемые характеристики. Каждый станок оснащается специализированной системой охлаждения. Сейчас рабочие процессы не обходятся без мыльной стружки для сухого волочения.

Особенности оборудования для проведения работы

Для волочильных технологических операций используют специальные станки. Они оборудованы так называемым «глазком». Именно через него протягивают проволоку. Волока по сравнению с ней наделяется меньшим диаметром. Станы можно разделить на следующие по устройству механизма тянущего типа:

1. Агрегаты с наматыванием металла на барабан.
2. Машины, предполагающие движение по прямой линии. И сохранение суммарного обжатия.

Есть и специальные станы, созданные для производства изделий, не требующих комплектовки в бухты. Речь идёт о трубах и прутках. Именно проволоку, другие детали небольшого размера изготавливают с использованием барабанов. У такого оборудования тоже выделяют несколько разновидностей:

• Многократные станы, функционирующие без скольжения либо со скольжением.
• Однократные.
• Многократные станы с противонатяжением заготовок.

Использование всего одного прохода для завершения операции предполагается в самом простом механическом станке. Многократные станы предполагают использование 2-3 проходов. Волочение проволоки подразумевает, что схема используется непрерывная. У самых крупных предприятий, как правило, на вооружении стоит по полтора-два десятка агрегатов. Латунная щепа у них не появляется.

Саму проволоку при выполнении операции, когда используются станы, укладывают в стальную обойму, которая отличается прочностью и вязкостью. Она ни в коем случае не сжимает изделие, но снижает напряжения растягивания, которые могут появляться в момент выполнения операции по волочению. Волоки изготавливают из технических алмазов, это позволяет катанку из стали минимальной толщины. Здесь станы становятся незаменимыми помощниками.

Волоки сборной конструкции в последнее время получают всё большее распространение. Высокое трение не мешает изготавливать качественные проволоки. Операция не требует серьёзных расходов электроэнергии. А производительность станов будет больше, на 20-30 процентов. Это важная характеристика процесса волочения.

Информация об удалении окалины

Надо тщательно подготовить поверхность к дальнейшей технологической обработке. Тогда и результат процесса волочения будет гораздо лучше. Для удаления окалины современные производства используют следующие технологии:

1. Электрохимический метод.
2. Механический способ.
3. Химический вариант. Например, когда используется эмульсия для волочения медной проволоки.

Методика механической обработки – самая распространённая при создании заготовок из углеродистой стали. С точки зрения экономики, такое решение наиболее востребовано. И сама процедура выполняется без дополнительных сложностей.

Сначала проволоку укладывают между роликами спецконструкции, потом периодически происходит перегибание, в различных плоскостях. Наконец, металл из катанки и других вариантов очищается при помощи специальных щёток.

Химический метод избавления от окалины потребует серьёзных вложений денежных средств. В данном случае применяется соляная либо серная кислота. И для самих сотрудников операция связана с повышенной опасностью. Потому такие процессы применяются, только когда другие варианты недоступны по той или иной причине.

К оборудованию и самой работе допускают только тех, кто прошёл специальное обучение. Химические варианты процедуры станут незаменимыми, если окалину требуется удалить с нержавеющих, кислотостойких высоколегированных марок сталей. Это отличный вариант для тех, кого волнует, как защитить кабель от истирания при волочении.

Электрохимическая очистка предполагает осуществление травления электролитического типа. Технология делится на катодные и анодные разновидности. Эффективность и безопасность второго варианта выше. В данном случае роль анода играет очищаемая заготовка. Катодом становится медь, железо либо свинец.

Катодное травление представляет большую опасность в связи с тем, что при нём происходит активное выделение водорода в атмосферу. Отрыв окалины практически не контролируется. Из-за этого формируется так называемая «травильная хрупкость». Конструкция своих первоначальных свойств не меняет.

Заготовку надо тщательно промыть после того, как с неё удалили окалину, используя химический метод. Иначе конструкция не избавится от проблемных элементов:

• солей железа;
• грязи;
• шламов;
• остатков травильных элементов;
• раствора кислоты.

Эти компоненты просто засохнут, если не провести обработку сразу после завершения операции. Сначала конструкцию промывают в холодной воде, потом переходят к давлению в холодной. Величина давления с отжигом – примерно 700 Па.

Видео: волочение проволоки в Германии.

Удаление окалины механическим путём и волочение

В настоящее время запущено большое количество линий, которые относятся к комбинированной разновидности. В частности, производители совмещают устройства удаления окалины с волочильными станами. Есть и другие варианты комбинирования. Смазка для волочения помогает при любом из них.

Такое решение и использование методики даёт владельцам сразу несколько преимуществ:

1. Нет необходимости совершать дополнительные операции.
2. Все действия совершаются в одном месте.
3. Катанка легко транспортируется в волочильное производство.

Стандартные и старые линии волочения трудно совместить с травильными станками из-за серьёзных габаритов. Но современные технологии позволили снять ограничение при расчете.

Объединение агрегатов имеет и другие положительные стороны:

• Сокращение персонала, требуемого для выполнения операций.
• Сокращение расходов, связанных с процессом.
• Удаление окалины механическими способами стоит дешевле, если сравнить с применением оборудования для химических процессов.
• Травильный агрегат не даёт отходов, что позволяет сохранить безопасность при любых условиях. Рассчитать итоговые свойства становится проще.

Некоторые предприятия используют так называемое многониточное волочение медной проволоки. Но с увеличением количества ниток падает скорость производства. Это связана с тем, что приходится тратить больше времени на ликвидацию последствий после выполнения каждой операции.

Многониточные станки требуют использования тщательного подхода при подготовке основания, проволочную конструкцию надо защищать. Необходимо грамотно подобрать так называемую технологическую смазку, средства охлаждения.

Одним из способов качественной обработки металлических заготовок является волочение проволоки. Это особая технология на станках, при которой цветные металлы протягивают сквозь круглое или фасонное отверстие (фильеру) специального инструмента – волоки. Результатом процесса является уменьшение заготовки и увеличение ее длины. Это актуально для производства проволоки разного профиля и другой проволочной продукции, применяемой во всех областях человеческой деятельности.

Особенности процедуры

Процесс волочения несложный. В качестве исходного сырья используют катаную, литую или прессованную заготовки. Работы выполняют на специальном оборудовании – волочильных станках. Форма, диаметр и сечение готового длинномерного изделия зависят от параметров фильеры. По сравнению с прокаткой металла, технологическая операция имеет много преимуществ:

• Высокая производительность за счет автоматизации процессов станков.
• Волочение проволоки направлено на получение геометрически правильной продукции, с ровной и чистой поверхностью. Это позволяет снизить объем последующей обработки.
• Изделия обладают улучшенными механическими характеристиками.
• Возможность производить разные виды металлического шнура, в том числе порошковой проволоки, а также калиброванные прутки, тонкостенные трубы диаметром до 5 мм.
• Диаметр изделий варьируется от 1 до 10 микрон.
• Низкие затраты на волочильные станки.

Этапы волочения

Технология производства проволоки разделена на пять этапов.

Этап №1

Процедура травления с целью удаления поверхностного слоя материала – окалины, которая мешает волочению:

• Подготовка поверхности: обезжиривание, шлифование, полировка, вырезание бракованных участков.
• В окалине присутствуют сложные соединения других элементов, поэтому исходное сырье подвергают химической или обработке.
• Выбор метода травления зависит от природы металла. Удаление окалины производят фосфорной, соляной, азотной, плавиковой или серной кислотой, нагретой до 50 0C.
• Обрабатываемую поверхность очищают от продуктов травления. Это промывка заготовок с помощью специального растворителя или воды.
• После процедуры металл должен приобрести матовый оттенок.
• Сушка проволоки в течение часа при температуре 75–100 0C. Для этого используют специальные станки с сушильными камерами.

Этап №2

Термическая обработка проводится для того, чтобы заготовку сделать полумягкой, с мелкозернистой структурой, свободной от внутренних напряжений. Металл нагревают до определенной температуры, некоторое время выдерживают в таких условиях, охлаждают.

Отжиг изменяет свойства материала и облегчает процесс волочения проволоки. Скорость нагрева зависит от теплопроводности металла. Быстрота охлаждения определяется твердостью, которую нужно достичь после отжига. Стальные проволоки охлаждаются медленнее, чем углеродистые соединения.

Этап №3

При помощи специального молота или ковочных валок концы заготовки сплющивают и выравнивают. Процедура позволяет закреплять металл на барабане станка и пропускать сквозь фильеру.

Этап №4

Волочение проволоки: протравленное обработанное сырье протягивают на станке с максимальной скоростью через плавно сужающийся канал. По числу одновременно протягиваемых прутов процесс бывает:

• Однониточный.
• Многониточный.

По типу конечного продукта:

• Длинномерные изделия в виде мотков или катушек.
• Калиброванные прутки.

По количеству переходов волочение проволоки имеет две разновидности:

• Однократное – при котором протягивание осуществляется через одну волоку. Процесс подходит для толстой, плохо деформируемой проволоки.
• Многократное, когда материал подвергается сжатию последовательно на нескольких волоках.

Станок для волочения формирует профиль и размеры готовой продукции.

Этап №5

Завершающий этап предполагает выполнение отжига. Это делается с целью устранить вредное напряжение после волочения. Изделие становится мягким, устойчивым к разрывам, податливым к загибам, удлинению и скручиванию. После термической обработки проводят дополнительные отделочные операции, среди которых:

• Консервационная смазка.
• Разрезание на части.
• Маркировка.

Вид готовой проволоки после всех процессов обработки

Оборудование для выполнения волочения проволоки

Волочение проволоки происходит на станке, оборудованном специальным инструментом – волоком с отверстием, которое называется «глазком». Отверстие имеет постепенно уменьшающееся сечение, через которое протягивают заготовку.

Конструкция оборудования зависит от особенностей тянущего механизма:

• Станок для волочения, в котором металл наматывают на барабан и снимают в виде мотка или катушки. Барабанные машины бывают однократными и многократными.
• Агрегат, обеспечивающий прямолинейное движение заготовки. Устройства этой группы разделяются на цепные, реечные и винтовые.

Основной рабочий инструмент станка для производства проволоки – волока. Он состоит из двух элементов: непосредственно волоки и обоймы. Такая конструкция обусловлена условиями эксплуатации и материалом, из которого сделана фильера. Ее изготавливают из качественных твердых сплавов, которые устойчивы к истиранию, расколу и механическому воздействию. Инструмент станка условно разделен на четыре рабочие зоны:

• входная;
• смазочная;
• деформирующая;
• калибрующая.

Волоки бывают монолитными и составными из нескольких сопряженных частей. Сборная конструкция экономичнее монолитного механизма по расходу электроэнергии.

Во время волочения проволоку укладывают в стальную обойму, которая служит изделию защитой от излишнего сжимания.

На многих больших предприятиях калибровочные цеха оснащены разноплановыми станками под всевозможные виды продукции.

Удаление окалины

Волочение проволоки будет успешным при условии качественной обработки поверхности заготовки. Удалить окалину с поверхности можно тремя способами.

Электрохимический

Или электролитический метод позволяет увеличить скорость снятия ржавчины и окалины с поверхности металла под воздействием электрического тока и раствора кислоты. Процессы электрохимической обработки включают в себя два варианта.

Анодный – основан на растворении металла в контакте с положительным плюсом источника тока. Выделяющийся кислород способствует механическому отрыванию оксидов. Применяется для и углеродистой стали с целью удаления тонких пленок.

Катодный – оксиды железа восстанавливаются под воздействием атомов активно образующегося водорода. Это опасный способ по сравнению с предыдущим, так как отрыв окалины плохо контролируется, и изделие обретает травильную хрупкость.

Химический способ

Незаменим, когда в качестве сырья используется кислостойкая сталь. Остатки флюсов и окислов удаляют с помощью раствора хлористых солей, щелочи или кислоты. Любое химическое вещество требует специальных знаний и осторожного обращения.

Традиционное кислотное травление предполагает последовательную обработку металла в двух ваннах – сернокислотной и азотнокислотной при определенной температуре.

Есть много вариантов этого способа. Выбор раствора и условия обработки зависят от состава и структуры окисной пленки.

Механический

Подразумевает шлифовку, галтовку, полировку и крацевание. В основе метода лежат такие процессы:

• деформация изгибом;
• скручивание, растяжение;
• прямое воздействие на поверхность изделия специальных реагентов или абразивных материалов;
• использование инструментов: щетки, иглорезы, микрорезцовые приборы.

Комбинированный

Способ основан на применении химического и электрохимического методов.

Особенности при волочении медной проволоки

Изделия, полученные путем волочения на станках, находят широкое применение в электронной и электрической областях. Как правило, используют проволоку толщиной от 20 мм до 10 мкм.

Изготавливать проволоку из следует на основе литых заготовок соответствующего профиля. Их подвергают плавлению, затем в горячем виде прокатывают. Поскольку процедура способствует появлению тонкой оксидной пленки, перед волочением проволоку обрабатывают водным раствором серной кислоты при температуре 45–50 0C.

Основной технологический процесс такой же, как и в производстве продукции из других металлов:

• Медную заготовку охлаждают воздухом, водой или специальным раствором.
• Поверхность смазывают мыльно-масляной эмульсией.
• Волочение проволоки проводят на 22-х и 18-кратных станках с применением прочной алмазной волоки.
• В процессе вытягивания заготовки используют волоки, отверстия которых четко соответствуют диаметру изделий.
• Рабочий инструмент может иметь одну или несколько матриц.
• Изделия диаметром до 0,05 мм оставляют без промежуточного отжига. К ним применяется технология погружного формования.
• Для максимально тонкого материала важно правильно подобрать смазочный состав. Это могут быть комплексные химические растворы, эмульсии или синтетические вещества.
• При необходимости медь подвергают термической обработке безокислительного типа в специальных электропечах, лишенных доступа воздуха.
• Кроме стандартного оборудования, для медных заготовок могут использоваться станки с роликами вместо отверстий для прохождения катанки.
• Благодаря такой технологии, готовые изделия имеют гладкую блестящую поверхность и соответствующий диаметр.

Многие промышленные предприятия эксплуатируют станки с совмещением операций волочения и отжига. Данный метод позволяет не только изготавливать проволоку из меди, но и производить медные трубы.

Сегодня производство металлических изделий является наиболее востребованной отраслью производства. К этим типам производства можно отнести и изготовление таких изделий из металла, как проволока, железные пруты, и трубы не слишком большие по диаметру. Стоит отметить, что для изготовления всех этих металлических изделий требуется наличие специального оборудования, к нему непосредственно относится волочильный стан.

Устройство волочильного стана.

Данное оборудование предназначено для того, чтобы протягивать изделие через так называемую волоку, иными словами специальный глазок, при этом размер его сечения является меньшим, нежели размер сечения исходного материала. Волочильные станы, в непосредственной зависимости от их принципа работы могут подразделяться на станы движение металла, в которых является прямолинейным. И станы, в которых обрабатываемый металл наматывается на барабанное устройство.

Волочильные станы первой категории могут быть реечными и цепными. Их используют для волочения и калибровки таких изделий, как прутки, трубы небольшого диаметра и других подобных изделий. Такой материал не нужно сматывать в специальные бухты.

Второй тип волочильных станов, металл в которых наматывается на барабанное устройство, используется наиболее часто для изготовления таких материалов, как металлическая проволока, а так же специальный профильный материал. Стоит отметить, что данный тип стана можно, в свою очередь, подразделять на станы однократного действия. На многократные станы, которые работают со скольжением. На станы многократные, которые работают без скольжения, и наконец, на станы многократного действия, которые работают с противонатяжением.

Данное оборудование включает в себя три основных рабочих элемента, этими рабочими частями являются устройство для размотки металлического материала, сама часть, которое производит волочение, и готового изделия.

Принцип работы волочильного стана.

Принцип работы данного устройства выглядит следующим образом. Материал подлежащий волочению через корзину приемочного отделения а также через специальные роликовые устройства, направляющего характера выдается на ролик, и далее на ролик установленный в каретке компенсирующего типа. Уже с этой каретки материал выдается прямо на само волочильное устройство.

Использование такого органа, как компенсирующая каретка важно для того, чтобы предотвратить обрыв проволоки, в случае резкого торможения волоки или резкой остановки работы всего устройства. Суть этого рабочего механизма чрезвычайно проста: во время внезапной остановки при подаче заготовки, блоки оборудования еще какое-то время продолжают вращение и соответственно требуют выдачи еще какого-то определенного количества заготовочного материала. В это время каретка компенсирующего типа волочильного стана производит движение по направлению вверх и таким образом освобождает необходимое количество материала, который собственно поступает на волочильное устройство и таким образом обрыв не имеет место.

На последней стадии волочения материал проходя подвергнутый волочению поступает на нижний волочильный барабан сдвоенного типа, после чего посредством ролика перекидного типа он выдается на барабан расположенный вверху, который является накопительным. Именно посредством того, что верхний барабан накапливает проволоку, ее можно будет подать в случае резкого торможения устройства.

После процедуры волочения, проволока выдается на специальное рихтовальное устройство, которое служит для того, чтобы придавать изделию изгибы и заданную форму. Работа волочильного стана происходит непосредственно от электрического двигателя.