Объемная концентрация буры,, Температура раствора, °С,Выдержка,
мин
|
|
|
|
|
Первое погружение
|
Второе погружение
|
120-150
|
Не менее 85
|
0,5-1,0
|
3.1.4 Сушка проволоки
С целью удаления влаги бурированная и известкованная заготовке должна
подвергаться сушке. Сушка заготовки производится в электрических сушилах или в
сушилах с газовым обогревом при температуре 160-200°С. Время сушки 20-30 мин.
4. Волочение на передельную
заготовку
Волочение ведется на волочильных машинах UDZSA 2500 магазинного типа.
Волочильные блоки машины многократного волочения с накоплением проволоки
на промежуточных барабанах принципиально не отличаются от однократных. Каждый
барабан (блок) служит для протягивания проволоки, её накопления и размоточным
устройством для последующего барабана (блока).
Схема работы многократной волочильной машины магазинного типа
представлена на рис.2.
Рисунок 2-Схема работы многократной волочильной машины магазинного типа
Заготовка с фигурки ф протягивается через первую волоку В1 и
наматывается на первый волочильный барабан Б1 называемый
промежуточным, на котором создается определенный запас проволоки. Затем
проволока огибает верхний и нижний направляющие ролики, протягивается через
волоку В2 и наматывается на второй барабан Б2 с помощью поводка и
роликов 2. Эта операция повторяется несколько раз, в зависимости от
числа барабанов, до полной заправки машины. Любой промежуточный волочильный
барабан у машины магазинного типа, кроме своей основной функции, заключающейся
в сообщении проволоке необходимого усилия, служит также для наматывания на него
определенного запаса проволоки, являясь своего рода магазином.
Каждый такой волочильный барабан-магазин имеет постоянную на данной
ступени скорость волочения.
На барабане происходит постоянное накопление проволоки и вращение поводка
совпадает с направлением вращения барабана. При наполнении барабана проволокой
его останавливают вместе со всеми предыдущими барабанами, и часть проволоки
сматывают на следующий барабан, после чего остановленный барабан снова
запускают в работу.
Недостатки: многократный перегиб проволоки на роликах, затрудняющий
заправку машины, особенно при волочении толстой проволоки; перегрев и износ
фрикционного кольца на чистовых переходах, что ограничивает скорость волочения
(15...20 м/с).
Преимущества машин: возможность волочения фасонной проволоки, так как нет
скручивания; удобство обслуживания стана - можно снимать готовую проволоку с
чистового барабана или перезаправлять приемную катушку без остановки машины;
простота конструкции стана. [1]
5. Описание технологического
процесса патентирования
Технологический процесс патентирования и подготовки поверхности
осуществляется на термотравильных агрегатах (ТТА).
Технологический процесс патентирования и подготовки поверхности проволоки
- под канатную, состоит из следующих технологических операций:
- размотка заготовки с катушек;
нагрев в печи;
охлаждение в расплаве свинца
очистка проволоки от свинца;
охлаждение водой;
травление;
электрохимическая пассивация (при необходимости-);
промывка водой (холодной и горячей);
бурирование;
сушка;
намотка
5.1 Размотка
Размотка заготовки производится с вращающихся катушек.
5.2 Термическая обработка
Нагрев заготовки осуществляется в проходной газовой печи малоокислительного
нагрева, состоящей из зоны предварительного нагрева, осуществляемого за счет
тепла отходящих продуктов сгорания природного газа, в последующих 4-х зонах - с
регулируемым температурным режимом.
Маршрут прохождения заготовки в печи должен обеспечивать:
одинаковое расстояние между нитками;
прямолинейность;
отсутствие контакта заготовки с окалиной.
На входе и выходе из печи каждая нить заготовки должна проходить через
соответствующее ей направляюще устройство.
5.3 Охлаждение заготовки в расплаве свинца
В ваннах изотермического распада применяется расплав свинца по ГОСТ 3778.
При прохождении заготовки в свинцовой ванне должны обеспечиваться
следующие требования:
одинаковое расстояние между нитями (параллельность);
глубина погружения в расплаве свинца не менее 100 мм;
Поверхность расплава свинца должна быть полностью покрыта слоем сухой
известковой пушонки, либо дробленым антрацитом (фракцией 3-4 мм), либо сухим
коксом аналогичной фракции. Толщина засыпки должна быть не менее 50 мм.
На выходе из свинцовой ванны заготовка должна проходить через слой
древесного угля толщиной не менее 200 мм или антрацита. Или кокса (фракцией не
более 5 мм). Засыпка производится для предотвращения выноса свинца поверхностью
заготовки.
5.4 Охлаждение и промывка в воде
Охлаждение и промывка заготовки после термообработки производиться в
проточной воде без подогрева
5.5 Травление
Химическое
травление производится в раствора серной кислоты с массовой концентрацией 180-250 , не более
150 , при температуре70-90 °C.
При
прохождении заготовки через травильную ванну, нити заготовки должны быть
полностью погружены в травильный раствор.
5.6 Промывка
После травления заготовка должна промываться в проточной воде при
температуре окружающей среды, затем в горячей воде (температура > 60 С). При
промывке нити заготовки должны быть полностью погружены в воду.
Качество травления определяется визуально по виду поверхности, которая
должна иметь матовый металлический цвет.
5.7 Бурирование
Бурирование производится в растворе следующей массовой концентрации:
-
бура
тринатрий
фосфат
температура
85-95 °C.
При
прохождении проволоки через ванну бурирования, нити проволоки должны быть
полностью погружены в раствор.
5.7 Сушка
Сушка производится горячим воздухом, который подается вентилятором в
сушильную камеру. Температура воздуха на выходе из калорифера 180-200°С.
6. Расчет режимов волочения
Расчет
технологии изготовления стальной канатной проволоки ГОСТ 7372-79; С=0,6 %; ; .
. На основе нормативной документации ( по ГОСТ
7372-79) для разрабатываемой проволоки размеры исходной катанки принимаются с
плюсовым допуском, а готовой проволоки с минусовым допуском
То есть при проверочном расчете маршрута волочения
исходят из максимальной энергоемкости процесса при протяжке исходной катанки на
готовый размер:
∅6,7мм ∅1,18мм
2. Оцениваем суммарное обжатие от заготовки до готового
размера:
где -суммарное обжатие, %;
-диаметр
катанки, мм;
-допускаемое
предельное отклонение на катанку в соответствии с требованиями стандарта, мм;
-диаметр
готовой проволоки, мм;
3. На основе рекомендаций выбираем среднее
допустимое обжатие по переделам и для принятого среднего обжатия определяем
среднюю вытяжку по выражению:
где
-средняя вытяжка;
-среднее
допустимое обжатие;
.
Определяем для принятых средних суммарных обжатий расчетное количество
переделов из зависимости:
где
- расчетное количество переделов;
-
суммарная вытяжка;
- средняя
вытяжка.
Тогда
количество переделов:
То
есть принимаем 2 передела.
.
Уточняем величину средней вытяжки за счет округления количества переделов до
целого числа по формуле
Тогда
среднее обжатие:
.
для получения уточненных значений средних обжатий распределяем их по переделам. При распределении
средних обжатий по переделам руководствуемся правилом, при котором обжатие
исходной заготовки (катанки) принимается по возможности минимальным с учетом:
а) существенного отклонения в геометрии катанки,
б) значительного отклонения в сечении,
в) из-за относительной сложности качественной подготовки поверхности
катанки по сравнению с подготовкой поверхности на промежуточных переделах.
Принимаем для:
I передел =79,5%;
II передел =85%.
.Определяем
размеры передельных заготовок, начиная от готового размера проволоки:
∅6,7мм
(?) ∅1,18мм
Расчет
начинаем от конечного диаметра:
II передел:
,
где
-среднее обжатие на II переделе;
-диаметр
передельной заготовки до II передел, мм;
-диаметр
передельной заготовки после II передела, мм;
-средняя
вытяжка на II переделе.
I передел:
,
где
-среднее обжатие на I переделе;
-диаметр
передельной заготовки до I передел, мм;
-диаметр
передельной заготовки после I передела, мм;
-средняя
вытяжка на I переделе.
Размеры передельных заготовок:
∅6,7мм
∅3,05мм ∅1,18мм
.
Расчет маршрута волочения в составе одного передела и выбор волочильного
оборудования.
Маршрут
волочения- ряд последовательных ступеней изменения размеров поперечного сечения
металла при его протягивании через несколько волок на многократном волочильном
стане. Правильно рассчитанный маршрут волочения обеспечивает:
требуемые
геометрические размеры и механические свойства готовой проволоки;
устойчивость
(безразрывность) процесса волочения;
высокие
технико-экономические показатели всего процесса волочения.
Для
проведения производственного расчета маршрута волочения круглой проволоки
исходными данными являются:
номинальный
диаметр готовой проволоки и предельные отклонения по нему согласно ГОСТ и ТУ;
Желаемые
физико-химические свойства готовой проволоки.
Расчет
маршрута волочения включает:
а) расчет суммарного обжатия, диаметра и качества исходной
заготовки, обеспечивающих получение проволоки с заданными механическими
свойствами;
б) расчет оптимального ряда переходов: выбор кратности волочения,
единичных обжатий, распределение величин обжатий между переходами, расчет
номинальных диаметров промежуточных волок;
в) выбор оборудования волочильного стана, который по своим
кинематическим, динамическим и геометрическим размерам (диаметр конечного
барабана) наиболее пригоден для волочения проволоки с заданными диаметром и
физико-механическими свойствами.
Определяем количество протяжек (кратность волочения).
II
передел:
∅3,05мм ∅1,18мм
Число протяжек:
где
- единичная вытяжка на II переделе;
- средняя
вытяжка на II переделе, 6,67;
Значит
на II переделе 9 протяжек.
Выходной
диаметр протяжки определяем по следующей зависимости:
где
-диаметр проволоки до протяжки, мм;
-
конечной диаметр проволоки на i-ой протяжке, мм;
-единичная
вытяжка на II переделе,1,2345;
Таким образом рассчитаем диаметры проволоки, получаемые при каждой
протяжке. Данные заносим в таблицу 7.1
Таблица
6.1- Маршрут волочения на II переделе.
Номер протяжки
|
9
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
Конечный диаметр проволоки, мм
|
3,05
|
2,74
|
2,47
|
2,22
|
2,0
|
1,8
|
1,62
|
1,46
|
1,31
|
1,18
|
Для волочения используем стан магазинного типа UDZSA 2500 ([1],с 72).
Характеристика стана:
максимальное сила волочения-24,5 кН
максимальная скорость волочения- 18м/с
диаметр заготовки-9,0…7,0; диаметр готовой проволоки- 1,6…3,0
I
передел:
∅6,7мм ∅3,05мм
Число протяжек:
где
- единичная вытяжка на I переделе;
- средняя
вытяжка на I переделе, 5;
-единичное
обжатие на I переделе, 21%;
Значит
на I переделе 7 протяжек.
Выходной
диаметр проволоки определяем по следующей зависимости:
,
где
-диаметр проволоки до протяжки, мм;
-
конечной диаметр проволоки на i-ой протяжке, мм;
-единичная
вытяжка на II переделе,1,25;
Таким
образом, рассчитаем диаметры проволоки, получаемые при каждой протяжке. Данные
заносим в таблицу 7.2
Таблица
6.2 - Маршрут волочения на I переделе
Номер протяжки
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
Конечный диаметр проволоки, мм
|
6,7
|
5,95
|
5,33
|
4,76
|
4,26
|
3,81
|
3,41
|
3,05
|
Для грубого волочения используем машину магазинного типа UDZSA 630 ([1], с.71)
Характеристика стана:
максимальное сила волочения-6,2 кН
максимальная скорость волочения- 18м/с
диаметр заготовки-4,5…3,5; диаметр готовой проволоки- 0,9…1,2
. Определение усилия волочения по переделам
Определяем усилия волочения по каждому переделу, используя формулу
Красильщикова:
где -усилие волочения, H;
-диаметр
исходной заготовки на соответствующем переделе, мм;
-предел
прочности после термической обработки (патентирования или отжига),
-
единичное обжатие на переделе.
Тогда
предел прочности:
где - предел прочности патентированной
заготовки,
,- диаметры проволоки по переделам, мм
II передел:
( [2],c.66)
2644,59 Н < 6200 Н для стана UDZSA 630
I передел:
( [2],c.66)
,69
Н < 24500 Н для стана UDZSA 2500
.
Проверка волочильного оборудования на предмет превышения температуры проволоки
в очаге деформации
Проверку
проводим, используя данные о выбранном волочильном стане и принятых параметрах
изделия. Р.Б. Красильщиков предложил следующие эмпирические формулы для
определения температур проволоки при волочении.
где -скорость
волочения, м/с;
-диаметр
проволоки после волочения, мм;
-температура
проволоки перед входом ее в очаг деформации, 50°C;
-предел
прочности после термической обработки ( патентирования или отжига), ;
-
единичное обжатие на переделе.
Установлено,
что ( средняя температура поперечного сечения проволоки)
не должна превышать 250°C во избежание старения стальной проволоки после
волочения, а (температура контактной поверхности проволоки в конце
очага деформации) -700°C в целях предотвращения образования на поверхности
проволоки хрупких зон мартенсита закалки.
II передел:
=15м/с-рекомендуемая
скорость, ([3],c.77)
Сравнивая
значение =18м/с для стана UDZSA 630 и
рекомендуемое значение, =(8,3…15) м/с выбираем меньшую скорость волочения
I передел:
=8,3м/с-рекомендуемая
скорость, ([3],c.77)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Белалов
Ч.Р., Клековкина Н.А., Клеклвкин А.А., Никифоров Б.А., Гун Г.С., Корчунов А.Г.,
Зюзин В.И., Кулеша В.А., Савельев Е.В. Производство стальной проволоки:
Монография. Магнитогорск: МГТУ,2005.-543с.
. Никифоров
Б.А., Харитонов В.А., Копьёв А.В. Технология волочения проволоки и плющения
ленты: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ, 1999-354с.
.
Красильников Л.А., Красильников С.А. Волочильщик проволоки. «Металлургия»
1977.-240с.