16.8. Волочение.

16.8.1. Сущность процесса и сортамент.

П роцесс волочения заключается в протягивании прокатных или прессованных заготовок через отверстие (очко) фильеры (волоки).

Н

Рис. 16.26. Схема волочения прутка (а) и сортамент процесса волочения (б)

а рис.16.26.а показана схема волочения прут­ка. Утонченный (заостренный) конец прутка А назы­вается захватом, вставляется в очко фильеры и затяги­вается клещевым захватом волочильного стана. Пру­ток протягивается через отверстие и становится более тонким. Под действием тянущей силы Р возникают силы реакции N, которые и обжимают металл заго­товки. Величина обжатия при волочении зависит от пластичности и прочности материала.

Волочение осуществляется в холодном состоянии через ряд отверстий в филье­рах, которые постепенно уменьшаются. При этом в результате холодной деформации металл упрочняется (наклёпывается), а пластичность его уменьшается. Наклеп сни­мается рекристаллизационным отжигом.

Волочение характеризуется величиной относительного обжатия (степенью де­формации)

(16-15)

и коэффициентом вытяжки

(16-16)

где Fo и Do - площадь и диаметр поперечного сечения прутка до волочения; F₁ и D₁ - площадь и диаметр поперечного сечения прутка после волочения.

В качестве исходного материала для волочения применяются заготовки сталь­ные и из цветных металлов трех видов: проволока-катанка, прессованные прутки диаметром 5-10 мм, сортовой прокат разного профиля диаметром 6-150 мм, трубы сварные с внешним диаметром 6-200 мм и прессованная из цветных металлов 18-380 мм.

Из указанных заготовок после волочения получают три вида холоднотянутых изделий: проволоку холоднотянутую от 0,005 до 6.0мм, калиброванный металл диа­метром 5-148мм, холоднотянутые трубы с внешним диаметром от 0,1 до 360мм и толщиной стенки 0,02-10мм.

Профили изделий, полученные волочением, показаны на рис.16.26.б. Трубы фасонного профиля получают из труб круглого поперечного сечения.

Изделия, полученные волочением, имеют блестящую гладкую поверхность и характеризуются высоким классом точности размеров. В результате волочения улучшаются механические свойства металла, особенно повышаются предел прочно­сти и твердость.

16.8.2. Волочение прутков, проволоки и труб.

Волочильный инструмент. Волочильным инструментом является фильера (во­лока). Фильера имеет канальное отверстие, которое состоит из следующих зон: сма­зочной воронки 4 (рис.16.26.а), рабочего конуса 3, калибрующего пояска 2 и радиуса закругления 1. Рабочий конус должен обеспечить обжатие заготовки до размера про­тягиваемого металла. Угол наклепа образующей конуса составляет 6-12°. Чем тверже металл заготовки, тем меньше угол конуса; при волочении труб угол конуса берется 10-24°. Калибрующий поясок обеспечивает заданную точность и правильность фор­мы и размеров протягиваемого металла. Ширина пояска составляет 0,2-0,8 от диа­метра отверстия.

Фильеры изготовляют из твердых марок сталей: У7, У8..., У13, XI2, Х12М, а также для изделий малого диаметра из высокотвердых сплавов ВК6, ВК8, ВК10; а для диаметров меньше 0,3м фильеры изготовляют из технических алмазов.

П

Рис. 16.27. Способы волочения труб а - безоправочное волочение; б - волочение на короткой неподвижной оправке; в- волочение на самоустанавливающейся оправке: г-волочение на подвижной длинной оправке: д - волочение фасонных труб: е-раздача труб

роцесс волочения прутков и проволоки. Основой Технологического процесса является маршрут волочения, который показывает последовательную смену размеров изделия на переходах (проходах). Величину обжатия для каждого перехода берут по возможности одинаковой. Используя коэффициент вытяжки, вычисляют количество переходов и диаметры продукции по переходам. В процессе волочения может возни­кать необходимость промежуточного рекристаллизационного отжига при темпера­туре 650-700°С для снятия наклепа. При каждом отжиге бухта проволоки покрывает­ся окалиной, которую необходимо затем удалить. С этой целью используется травле­ние в 5-18% растворе серной кислоты при температуре 50-60°С. После травления производится промывание в горячей воде и сушка горячим воздухом. Иногда удале­ние окалины производится другими методами: механическими, электрическими.

Процесс волочения труб. Для во­лочения труб применяют различные способы. Волочение труб с целью уменьшения только диаметра произво­дится в фильере (рис. 16.27.а). Одно­временное уменьшение диаметра и толщины стенки трубы достигается применением различных оправок I (коротких неподвижных, самоустанав­ливающихся, подвижных длинных) (рис. 16.27.6, в, г). Фасонная (шести­гранная) труба получается волочением цилиндрической трубы через две филь­еры с использованием специальной оправки 2 (рис.16.27 .д). Увеличение диаметра или расширение (раздача) трубы производится на закрепленной оправке 3 (рис. 16.27 .е).

Смазки при волочении.

Волочение без смазки невозможно. Смазки уменьшают трение при волочении, снижают силу волочения, увеличивают срок службы инструмента, улучшают внеш­ний вид изделия и дают возможность увеличить скорость волочения.

При волочении стальной проволоки наиболее распространенным технологи­ческими смазками являются сухой мыльный порошок, а также водные эмульсии ми­нерального масла и мыла (1-3% мыла, 1% масла, остальное вода). Волочение прутков осуществляется с применением машинного масла с наполнителями (тальк, сера и др.). При волочении тонкостенных труб применяют растительные масла, а при толщине" стенки трубы больше 1 мм - масляно-битумные смазки (75% машинного масла и 25% битума и др.)