Технологический процесс волочения

Технологический процесс волочения складывается из следующих операций:

а) предварительной термообработки (отжига, если металл поступает неотоженным) для создания мелкозернистой структуры металла, благоприятной для волочения;

б) заострения концов заготовки, которые вводят в волоку и захватывают клещами волочильного стана;

в) травления заготовок в растворе серной кислоты или в специальных растворах для удаления с их поверхностей окалины, которая разрушает отверстие в волоке и портит поверхность обрабатываемого металла;

г) нейтрализации и промывки заготовок для удаления остатков травильного раствора;

д) нанесения подсмазочного слоя (известкование, фосфатирование, специальные покрытия);

е) волочения в один или несколько проходов;

ж) термообработки для устранения наклепа после волочения, если это необходимо;

з) отделки готовой продукции (отрезание заостренных концов, разрезка на мерную длину, полирование поверхностей).

Если волочение осуществляется в несколько проходов, то после некоторого обжатия назначается промежуточная термообработка (отжиг) для устранения наклепа.

Для уменьшения трения в волоке при волочении заготовку смазывают минеральными маслами, эмульсией, мылом или специальными составами.

Трубы обрабатывают волочением на длинной оправке 1, которая вставляется в трубу и протягивается вместе с ней (см. рис. 14.3.1, б).

Усилие волочения зависит от химического состава, физико-механических свойств и состояния металла, от материала, формы, размеров и состояния рабочих поверхностей канала волоки, от величины деформирования металла и от условий трения и смазки в волоке.

Практически усилие, необходимое для уменьшения сечения обрабатываемой заготовки на 1 мм², может быть в пределах от нескольких десятков до 100 кг и более.

Во избежание обрыва обрабатываемого металла напряжение натяжения в вытягиваемом его конце не должно превышать его предела текучести s_Т.

Скорость волочения прутков и труб достигает 50 мм/мин. и более, а для тонкой проволоки и до 2000 мм/мин. и более.

Помимо целых волок применяют волоки составные, сборные, роликовые и т.п. Такие волоки хорошо регулируются, выдерживают большее число переточек, и поэтому их применение во многих случаях экономически выгодно.

Волоки изготовляют из инструментальных сталей и твердых сплавов. Очень тонкую проволоку тянут через алмазные волоки.

14.3.3. Оборудование для волочения

Волочение ведется на специальных волочильных станах (барабанных, цепных). Барабанные станы служат для волочения проволоки, труб небольшого диаметра, наматываемых в бунты.

Цепные станы с прямолинейным движением тянущего устройства применяются для волочения прутков и труб, которые не могут наматываться в бунты.

14.3.4. Производство гнутых профилей

При изготовлении горячей прокаткой фасонных профилей невозможно получить стенки толщиной менее 2-3 мм. В то же время по требуемой прочности в конструкциях такая толщина нередко излишне большая.

Фасонные профили, легкие, но жесткие, весьма сложной конфигурации и большой длины можно получать методом профилирования листового материала в холодном состоянии. Процесс профилирования прокаткой на профилегибочных станах заключается в постепенном изменении формы сечения плоской заготовки до требуемого профиля при последовательном прохождении полосы или ленты через несколько пар вращающихся фигурных роликов. При данном методе площадь поперечного сечения и толщина исходной полосы или ленты практически не меняются, т.е. происходит только последовательная гибка полосы или ленты в поперечном сечении.

На рис. 14.3.3 показано последовательное изменение плоской заготовки до требуемого профиля на профилегибочном стане. Число пар роликов, необходимое для изготовления того или иного профиля, зависит от сложности его конфигурации. Станы для получения гнутых профилей имеют несколько клетей (6-20 и более), установленных на одной металлической раме. Заготовкой при изготовлении гнутых профилей может быть лента и полоса из стали или цветных металлов толщиной 0, 3-10 мм.

Рис. 14.3.3. Последовательность профилирования на профилегибочном стане 1, 3 и 5-8 – номера пар роликов (пары роликов 4 и 2 на рисунке не показаны)

Указанным способом получают большое число изделий для машиностроения, автомобильной и авиационной промышленностей, строительных конструкций. Расширяющееся применение гнутых профилей обусловливается главным образом тем, что при одних и тех же прочностных свойствах они на 25-30% легче горячекатаных фасонных профилей.