Волочіння

§ 1. Сутність методу

Сутність методу волочіння полягає в протаскуванні оброблюваної заготівлі через отвір волоки, розміри якої менше розмірів перетину вихідної заготівлі.

При волочінні металевим виробам надають точні розміри, задану геометричну форму, чисту й гладку поверхню.

Піддаючи заготівлю волочінню кілька разів, можна одержати виріб найтоншого перетину.

Волочінням обробляють вуглецеві й леговані сталі, кольорові метали і їхні сплави.

Вихідним матеріалом є дріт, прутки й труби, одержувані гарячою прокаткою (сталь, кольорові метали і їхні сплави), гарячим пресуванням (латуні, бронзи, алюмінієві сплави), безперервним литтям (алюмінієві сплави) і методом порошкової металургії (спіканням).

Сутність процесу волочіння полягає в наступному. У прутка 1 загострюється передній кінець, що пропускають через очко волоки 2. До переднього кінця прутка, що виходить із волоки, прикладають зовнішню силу Р, названу зусиллям волочіння. Пруток, проходячи через очко волоки, деформується й приймає форму й розміри очка волоки. Кінцевий перетин прутка менше вихідного. (Рис.)

Залежно від форми очка волоки при протяганні прутків і форми оправлення й очка волоки при протяганні труб можна одержувати різні прості й фасонні профілі, а також фасонний дріт.

Промисловість випускає прутки     5―50 мм; дріт           0,006 – 16 мм; труби             0,6 – 400 мм із товщиною стінки 0,05 – 15 мм.

§ 2. Інструмент і встаткування для волочіння

Волока - основний інструмент при волочінні. У процесі волочіння на волоку діють значні навантаження, тому що в її каналі під дією зусилля волочіння відбувається пластична деформація металу.

Волока складається із двох деталей: волоки й обойми.

Волока має 4 зони: вхідну I, мастильну II, що деформує III, що калібрує IV. (Рис.)

Кут робочого конуса деформуючої зони  при волочінні прутків вибирають у межах 6 – 18º залежно від виду виробу й властивостей металу, а при волочінні труб - 10 - 24 º. Чим більше твердість металу, тим менший кут робочого конуса.

Волоки виготовляють із твердих сплавів ВК6, ВК8, ВК10, ВК15, технічних сортів алмаза (для дроту діаметра менше 0,6 мм) або інструментальної сталі У8, У12, а також з легованої сталі ШХ15, Х12М.

Обладнання, на якому здійснюється волочіння, називається волочильними станами. Волочильні стани за принципом роботи тягнучих пристроїв підрозділяються на дві групи:

1.       с прямолінійним рухом тягнучих пристроїв – ланцюгові, рейкові, гвинтові;

2.       с намотуванням оброблюваного матеріалу на барабан – барабанні.

Волочильні стани із прямолінійним рухом виробів, за конструкцією привода бувають механічні, а також з гідравлічним і  пневматичним приводом, за призначенням - для волочіння прутків або труб, за числом виробів, що простягають одночасно, - одне або багатониточні.

Барабанні стани залежно від числа потягувань діляться на однократні, коли волочіння проходить через одну волоку, і багаторазові, коли заготівля проходить послідовно декілька волок зменшуваних перетинів.

§ 3. Технологічний процес волочіння

Включає: підготовку металу до волочіння, установлення режиму волочіння й обробку готової продукції.

При підготовці металу до волочіння видаляють окалину з поверхні заготівлі й наносять на неї мастило.

Окалина видаляється хімічним, механічним або електрохімічним способами, а також за допомогою ультразвуку, вакууму й ін. Найчастіше застосовують хімічне травлення у водяних розчинах кислот.

Кінцевою операцією підготовки поверхні заготівлі є сушіння в спеціальних сушильнях з посиленою циркуляцією повітря при 300―350ºС. Під час сушіння видаляються волога й деяка частина розчиненого в металі водню, що сприяє усуненню крихкості металу.

На суху поверхню заготівлі перед протяганням наносять відповідне змащення (масло мінеральне, графіт, мило, емульсії).

Режим волочіння металу регламентується технологічними картами, у яких указується маршрут волочіння, температура й тривалість проміжного відпалу й режим травлення.

Обробка готової продукції заклечається у видаленні дефектів, виправленню, різанню на мірні довжини, маркуванню, змащенню або поверхневому покриттю й упакуванні.

Деякі види холодного прокату (дріт, прутки, труби, смуги) повинні мати точний поперечний переріз і чисту поверхню. Із цією метою їх піддають калібруванню, тобто протяганню через волоку без істотного обтиснення й витяжки.