1.2 Деформация и скорость деформации

Суммарную деформацию при волочении готовой проволоки рассчитывают по заданной прочности готовой проволоки и принятому и принятому углероду в катанке.

Таблица 1 Суммарные обжатия при волочении передельной и готовой проволоки из средне- и высокоуглеродистой стали.

Технологические переделы	δ∑ ,%
	среднеуглеродистой стали	высокоуглеродистой стали
Волочение сорбитизированной катанки
Волочение передельной проволоки из патентированной заготовки
Волочение готовой проволоки из передельной заготовки	70…95	60…70

Для готовой холоднотянутой проволоки d > 1,0 мм считают оптимальным суммарные обжатия 70...85%, для d < 1,0 мм - 80...95%. Единичные обжатия и маршруты волочения можно рассчитывать из условия допустимого деформационного нагрева проволоки.

Таблица 2 Скорости волочения проволоки из патентированной заготовки.

Готовая проволока	Скорость м/с, при прочности патентированной заготовки Н/мм²
	800	1000	1200	1400
5…2	6…8,5	4,5…9	4…7	2…5
1,9…1,1	8…12	8…10	6…8	4…7
1,0…0,5	10…12	9…12	7…10	5…9
0,45…0,1	12…20	10…20	8…20	6…12

1.3 Производство пружинной проволоки

Требования к пружинной проволоке

Пружинную проволоку изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 9389-75 для пружин, навиваемых в холодной состоянии и не подвергаемых закалке. Пружины после навивки подвергают отпуску с целью повышения упругих свойств и релаксационной стойкости. Для изготовления пружинной проволоки применяют катанку из углеродистых сталей по ГОСТ 1435-90 и 1050-88.

По требованию потребителя глубина обезуглероженного слоя не должна превышать 1% от диаметра катанки. Проволока поставляется без покрытия (допускается омеднение лишь в технических целях). По уровню прочностных и вязких свойств (перегибы, скручивания) проволока подразделяется на четыре класса I, II, IIA, III. Ниже приведены стандартные требования к прочностным свойствам (табл. ).

Таблица 3

Диапазон прочностных свойств пружинной проволоки

Класс проволоки	Прочность для диаметров кгс/мм2
	6. .1,6	1,5...0,45	0,40...0,14
ІІІ	110…180	145... 200	170...235
ІІ ІІА	135…220	185…265	220…280
І	145…250	225…300	265…315

В таблице 3 указан лишь диапазон прочностных свойств. Для каждого конкретного размера разбег прочности значительно уже (конкретные значения приведены в ГОСТ).

Для изготовления проволоки II и IIA классов необходимо применять высокоуглеродистую сталь и большие степени суммарной деформации, чтобы получить требуемую прочность и упругие свойства (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Стали, применяемые для изготовления пружинной проволоки

Класс проволоки	Марки стали для проволоки диаметра:
	d < 3,5 мм	d > 3,5 мм
І	У9А, У8А	У8А, У7А
ІІ и ІІА	У8А, У7А	У7А, (У8А, Ст.60)
ІІІ	У7А, Ст.60	У7А, Ст.60

Для проволоки I, II и II А классов применяют наиболее химически и металлографически чистые стали.

Основной вид термообработки заготовки перед волочением готовой проволоки - патентирование. Нормализацию применяют при термообработке катанки и передельной проволоки d₀ > 4,0 мм с содержанием углерода

С > 0,75%.

При изготовлении нерасслаивающейся пружинной проволоки на всех пределах применяют только патентирование.

Технологические варианты изготовления холоднотянутой пружинной проволоки приведены ниже.

Пружинная проволока особо высокого уровня качества

К этой группе относят проволоку I и IIА классов нерасслаивающуюся при испытании на скручивание.

По данным ряда [7,8] основные причины расслоения проволоки при скручивании следующие:

-деформационное старение при волочении проволоки с большим суммарным обжатием;

-недостаточно однородная сорбитная структура (наличие избыточных фаз) этот дефект обычно проявляется при волочении заготовки d₀ > 4,0 мм;

-неравномерность деформации по сечению проволоки в большей степени наблюдается при волочении с малыми единичными обжатиями равными 10…15% и менее, особенно при волочении заготовки d₀ > 3,0 мм;

-недостаточная металлографическая чистота стали по непластичным включениям.

Для получения пружинной проволоки высокого качества варьируют режимами обработки и отбором наиболее качественной стали.

При патентировании обычно применяют повышенный нагрев – выше на 10…30 против расчетного. Применяют меры по улучшению изотермичности процесса в ванне патентирования. Во многих случаях предпочитают в свинцовой ванне. Улучшают отвод избыточного тепла в зоне поступления проволоки в ванну.

Волочение производят по ступенчатому маршруту с относительно высокими единичными обжатиями в первой части маршрута (до = 0,6…0,7), а затем с малыми деформациями – до готового размера, чтобы улучшить равномерность деформации по сечению проволоки и вместе с тем ограничить влияние деформированного нагрева на последней стадии волочения, когда металл сильно наклепан и особенно чувствителен к старению.

Для волочения применяют машины с хорошим охлаждением волок и проволоки. С точки зрения этих требований, более эффективны машины с двойными барабанами (типа Баркро), где проволока на всех промежуточных барабанах не закручивается и имеется хорошее охлаждение проволоки и волок.

Применяют селективный отбор наиболее качественной катанки по химической и металлографической чистоте стали, отсутствию поверхностных дефектов и минимальной глубине обезуглероживания (не более 1% от диаметра катанки).