1.12. Отжиг медной и алюминиевой проволоки

Одной из важнейших операций, применяемых при волочении, является отжиг. За счет деформаций при волочении структура и пластические свойства металла изменяются, происходит его упрочнение, или «наклеп», зерна металла измельчаются, вытягиваются в направлении волочения, т.е. образуется текстура. При достижении определенной степени деформации металл теряет пластичность, и волочение его становится невозможным. Одновременно снижается электропроводность металла. Для снятия «наклепа» и получения мягкой проволоки производится отжиг, термическая обработка металла, заключающаяся в нагреве его до определенной температуры, выдержке при этой температуре в течение заданного времени и последующем охлаждении до комнатной температуры.

Отжиг как меди, так и алюминия происходит особенно интенсивно при переходе температуры отжига через определенную границу.

Как следует из показанных на рис. 1.12 зависимостей, для каждого металла, особенно для алюминия, имеется узкий температурный интервал, в котором происходит резкое изменение механических параметров.

t, °С

t, °С

0

0

а б

Рис. 1.12. Зависимость временного сопротивления разрыву и относительного

удлинения медной (а) и алюминиевой (б) проволоки от температуры отжига

Температура отжига меди находится в пределах 450−650 ºС, алюминия – в пределах 300−400 ºС. Чем ниже температура отжига, тем больше должна быть выдержка при этой температуре с целью обеспечения качественного отжига. Длительный отжиг при низких температурах обеспечивает равномерность прогрева и лучшее качество, однако производительность оборудования в этом случае снижается.

Так как при температурах отжига поверхность медной проволоки на воздухе окисляется, то отжиг производится в защитной атмосфере (водяной пар, углекислый газ) или в вакууме. Отжиг алюминиевой проволоки ведется без защитной атмосферы.

По принципу работы отжигающие устройства можно разделить на устройства периодического и непрерывного действия.

К нагревательным устройствам непрерывного действия относятся конвейерные печи с водяным затвором и установки совмещенного отжига с волочением. Для отжига проволоки из меди применяются конвейерные печи с водяным затвором (рис. 1.13).

Скорость конвейера 0,1–0,2 м/мин, производительность такой печи 2 т/ч. Отжигаемая проволока, пройдя водяной затвор 5, исключающий попадание воздуха в рабочее пространство печи, поступает в рабочую камеру 1, футерованную огнеупорным кирпичом 2. Под печи состоит из литых жароупорных плит 3, по которым движется конвейер 4 с бухтами отжигаемой проволоки. Через выходной водяной затвор подается вода для охлаждения отожженной проволоки.

Кроме вышеназванных получили распространение нагревательные устройства, монтируемые непосредственно на волочильных машинах, – приставки совмещенного отжига. Они уменьшают трудоемкость производства проволоки, повышают производительность труда, увеличивают съем продукции с единицы площади.

К устройствам периодического действия относятся камерные, элеваторные и колпаковые печи.

Обычно в качестве атмосферы в таких печах используется вакуум (53 кПа). Все печи имеют приспособления для загрузки и выгрузки металла и систему автоматического регулирования температуры. Наиболее распространены колпаковые печи. Бухты проволоки общей массой примерно 1 т загружаются в муфель на тележке и после откачки воздуха помещаются под колпак. Отжиг производится при температуре 450−520 ºС в течение 5−15 ч.

Отжиг проволоки, предназначенной для изготовления эмалированных проводов, осуществляется на установках непрерывного отжига, совмещенных с эмаль-печью.