Проволока изготавливается способом чего

Проволока. Виды и применение. Производство и особенности

Проволока – вид металлопроката, представляющий собой металлическую нить обычно круглого сечения. Обычно производится из стали, меди, алюминия, нихрома и различных сплавов.

Технология производства

Для производства проволоки используются различные металлы и их сплавы. В зависимости от их качеств и способа обработки зависят технические параметры готового изделия. К примеру, одни виды проволоки отлично проводят электричество, другие легко сгибаются, а третьи обладают упругостью. Вне зависимости от свойств применяемого металла или его сплава начальная технология получения проволоки одинакова. Сырье разогревается для получения пластичной массы. Затем путем непрерывного литья из него формируется прут, который с помощью прокатного станка калибруется в тонкую нить необходимой толщины.

Диаметр проволоки может составлять от долей миллиметров до 17 мм. Более толстое изделие уже является прутом. Сформированная нить может сразу сматываться в бухты или поддаваться дополнительной обработке. Она может покрываться цинком или полимером. Это позволяет защитить металл от окисления или создать на нем диэлектрическую оболочку.

Закаливание проволоки позволяет увеличить ее твердость и упругость. Отжиг наоборот делает ее более пластичной. Обычно такая обработка уже делается на изделиях, которые производятся из проволоки. До этого сырье термически не обрабатывается, за исключением используемого для армирования проводов, изготовления некоторых разновидностей тросов и сеток.

Полученная на производственном оборудовании проволока сматывается в бухты или ее наматывают на барабаны. Преимущественно предприятия, задействованные в ее производстве, не занимаются ее переработкой в готовые изделия. Поэтому полуфабрикат отправляется на продажу. Как и остального металлопроката, оценка ее стоимости проводится в зависимости от состава металла и массы. В розничной продаже возможна ее оценка по длине. При этом фактическое сечение на стоимость практически не влияет. Цена бухты проволоки разной толщины, но одинакового веса, почти идентична.

Где используется проволока

Данное изделие является полуфабрикатом, который применяется для изготовления различных товаров:

• Гвоздей и прочих метизов.
• Сварочных электродов.
• Звеньевой цепи.
• Электромоторов.
• Нагревательных спиралей.
• Пружин.
• Сверл.
• Тросов.
• Сеток и т.д.

Преобладающая часть производимой промышленностью проволоки используется в качестве полуфабриката для получения других изделий. Небольшая доля из нее применяется как вязальный материал. Им увязывается арматура при бетонных работах, завязываются мешки и т.д.

Применение стальной проволоки

Наиболее широкое распространение получила проволока из стали. Для ее получения применяются различные марки стали. Из пружинных делают проволоку для изготовления сеток, пружин, некоторых специализированных тросов. Подобные изделия после закалки становятся упругими. При этом при сильном механическом воздействии они ломаются, поэтому для других целей неприменимы.

Из более мягких сортов стали делают проволоку для изготовления гвоздей, саморезов, винтов. Ее податливость позволяет сформировать на обрезанном стержне шляпку или резьбу. Такой материал хорошо поддается ковке. Сформированное из него изделие закаляется, что избавляет его от гибкости. В результате изготовленный метиз менее склонен к загибанию.

Производство проволоки из стали выполняется по строгим стандартам. Благодаря этому готовая продукция является полностью совместимой со станками, формирующими из проволоки метизы, сверла, звеньевые цепи и т.д.

Из стальной проволоки изготовляют струны для музыкальных инструментов, электроды для электросварки. В частности для получения первых применяется нержавеющая сталь, а для вторых обычный черный металл, который покрывается специальным напылением.

Весьма востребованный полуфабрикат плющенную ленту получают путем раскатки стальной проволоки большого сечения. Полученное в результате изделие может использоваться для изготовления лезвий для безопасной бритвы, трубок небольшого диаметра и т.п.

В целом из стали делают несколько групп проволоки:

• Для армирования.
• Вязальная.
• Марочная.
• Холодной высадки.
• Канатная.
• Телеграфная.

Каждая из них обладает рядом особенностей, которые делает ее идеальной для использования в специфических целях. К примеру, стальная нить холодной высадки может обрабатываться холодной высадкой, в то время как аналоги совершенно не совместимы с подобным оборудованием.

Использование медной проволоки

Доля производства медной проволоки существенно ниже, чем стальной. Это обусловлено дороговизной этого металла и его недостаточными механическими свойствами. При этом медь является одним из самых эффективных электрических проводников. Благодаря этому проволока из нее используется в качестве токопроводящих жил при изготовлении кабельной продукции.

Токопроводящие жилы могут быть сформированы из одной проволоки большого сечения или пучка тонких проволок (многожилка). Использование пучков позволяет придать готовому изделию более высокую гибкость. В частности подобные провода используются для изготовления электрических удлинителей, шнуров питания электротехники и т.п.

Кроме этого из медной проволоки состоит обмотка ротора и статора электромоторов. Благодаря природной гибкости она легко вплетается в сердцевину без образования заломов. Для предотвращения замыкания, такая струна покрывается диэлектрическим прозрачным составом. Также она используется для изготовления обмотки трансформаторов. Ее можно встретить внутри любого зарядного устройства, электросварки и т.п.

Назначение алюминиевой проволоки

Также как и медная, алюминиевая проволока является хорошим проводником. Однако при пропускании через нее электричества наблюдается более высокое сопротивление. Это делает кабельную продукцию из нее менее эффективной. Она больше нагревается, поэтому для передачи токов требуется использование проволоки большего сечения.

Применение проводов из алюминиевой проволоки встречается все реже. Она менее долговечна, больше склонна к замыканию от перегрева. В связи с этим ее преимущественно применяют для изготовления сетки рабицы, заклепок. Любую алюминиевую проволоку можно использовать как вязальную. Также из нее делают электроды для сварки алюминия.

Использование нихромовой проволоки

Из нихрома делается проволока для изготовления нагревательных элементов, в частности спиралей для электроплит, электрических горнов, обогревателей, ТЭНов. Она обладает высокой сопротивляемостью электричеству. Благодаря этому при пропуске через нее электрического тока происходит сильный разогрев металла. Прочие разновидности проволоки при использовании подобным образом плавятся, в результате чего контакт прерывается. Изделия из нихрома сохраняют свою целостность даже при нагреве докрасна.

Назначение вязальной проволоки

Практически все разновидности проволоки являются полуфабрикатом, не интересующим частного потребителя. Он практически не применим в бытовой жизни. К примеру, без наличия специализированного оборудования сделать из проволоки пружины, гвозди или сетку не получится. Единственным исключением является вязальная проволока. Она малопригодная для получения из нее каких-либо изделий, при этом ее качества дают возможность использования в различных направлениях.

В первую очередь вязальная проволока применяется для связывания стальной арматуры при работе с бетоном. Она отлично сгибается, легко перекусывается кусачками или плоскогубцами. Вязальной проволокой привязывают сетку к столбам. Возможно ее использование в качестве ремонтного материала.

Также возможно ее применение для изготовления струнных маяков для штукатурки. Для этого она натягивается возле плоскости стены до состояния звенящей струны и используется как направляющая для скольжения правила. Это позволяет разровнять штукатурку в идеальной плоскости.

К примеру, материал применяется в сельском хозяйстве для сооружения электропастуха. Для этого производится натягивание проволоки по периметру и ее подключение к электротрансформатору. В результате при контакте с таким ограждением происходит слабое поражение током, что отпугивает животных от забора.

Оценка характеристик проволоки

Качества проволоки в первую очередь отличаются от металла, из которого она изготовлена. При этом незначительные отличия состава сплава могут кардинально влиять на эксплуатационные характеристики изделия. В связи с этим оценка проводится по целому ряду характеристик:

• Диаметр.
• Тип покрытия.
• Относительное удлинение при растяжении.
• Порог разрыва при растяжении.
• Электрическая сопротивляемость.
• Число перегибов.

Перечисленные качества могут выступать приоритетными для одних видов проволоки и маловажными для других. К примеру, для проволоки используемой для обмотки моторов и трансформаторов, не столь важен уровень разрывного усилия.

Из названных критериев оценки рабочих качеств проволоки крайне важным является число перегибов. Оно отображает сколько раз нужно согнуть проволоку в одном месте, чтобы она сломалась. У пружинных материалов это число может составить 4 раза, а у медных или стальных вязальных может доходить до нескольких десятков раз. При этом, чем выше жесткость, тем быстрее произойдет перелом материала при механическом воздействии.

Источник

Производство проволоки

Проволока является длинномерным металлическим изделием, схожим по внешнему виду со шнуром либо нитью. Из нее производятся электрические провода, сварочные электроды, пружины, канаты, тросы и т.д. Современные меткомбинаты выпускают проволоку не только с привычным круглым сечением, но и овальным, трапецеидальным, а также шестиугольным. Диаметр описанной вокруг него окружности изменяется в пределах от десятых долей миллиметра до нескольких сантиметров. Рассмотрим подробнее технологию производства длинномерного метиза.

Волочение проволоки

Волочение проволоки представляет собой особую технологию, предусматривающую протягивание металла сквозь фильеру (так в металлургии называется сужающееся отверстие, бывающее круглым и фасонным) в инструменте, именуемом «волока». В результате диаметр сечения заготовки уменьшается, а ее длина, наоборот, возрастает. Последовательность этапов процедуры волочения выглядит следующим образом:

травление исходного материала. Проводится в сернокислом растворе с температурой, колеблющейся возле отметки 50°С. Цель этой операции – снятие окалины с промежуточных продуктов производства (то есть заготовок) для повышения срока службы технологической матрицы;

нейтрализация травильного раствора с последующей промывкой заготовок;

предварительный отжиг сырья. По завершении данного этапа у металла повышается пластичность, и его структура становится мелкозернистой;

заострение концов заготовок. Выполняется эта процедура с помощью ковочных валков или молота;

собственно, этап волочения;

Важные особенности процесса

Специалисты единодушно придерживаются мнения о существовании у техпроцесса волочения одного значительного недостатка – это небольшой показатель деформирования проволоки. Причина данного явления кроется в ограничении уровня деформации прочностью выходящего конца промежуточного продукта производства, который является объектом приложения соответствующей силы деформирования.

В качестве исходного материала процедуры волочения используется, преимущественно, катанка из углеродистых и легированных сплавов, а также из цветных металлов. Этот процесс будет выполнен качественно только при наличии у сырья определенной микроструктуры (например, сорбитной, когда речь заходит о стальной катанке).

Ранее стальную проволоку, как правило, подвергали патентированию. Данная операция предусматривает:

нагревание металла до температуры, при которой происходит аустенизация (1050°С≤Т≤1100°С);

его выдержка в свинцовом (элемент Рb) либо солевом расплаве. Эта экспозиция обычно проводится при температуре Т≈500°С.

Современная технология производства проволоки не требует таких сложных действий. Металл с требуемой структурой гарантированно выходит с прокатного агрегата. Непрерывный высокоскоростной волочильный станок одной из последних модификаций оснащен системой охлаждения комбинированного типа – воздух совместно с водой. Именно такой комплекс предоставляет возможность изготовить катанку с необходимой микроструктурой.

Оборудование для волочения

Выполнение всех технологических операций волочения проволоки осуществляется на специальных агрегатах – станах. Они оборудованы своего рода «глазком» – волокой, сквозь которую протягивается длинномерный метиз. Его диаметр больше данного параметра самой волоки. По критерию «конструкция механизма протяжки» рассматриваемые станы подразделяются на 2 типа:

машины, выполняющие намотку металла на барабан;

механизмы, в которых металл перемещается о прямой.

Станы второго типа производят продукцию, не требующую комплектовку в бухты (это трубы и тонкие металлические стержни – прутки). Выпуск же именно проволоки осуществляется на барабанных агрегатах. Кстати, на них также производятся трубы из разного металла, отличающиеся малым сечением.

Барабанные станы подразделяются на такие виды:

станы многократные (конструкция одних рассчитана на функционирование без скольжения, а других – со скольжением).;

агрегаты многократные, работающие на основе принципа противонатяжения проволоки.

Технологическая операция волочения длинномерного метиза выполняется однократными станами всего за один проход. В многократных агрегатах эта процедура реализуется за два-три прохода, но само волочение осуществляется с использованием непрерывной схемы. На производственных площадях калибровочных цехов крупных меткомбинатов размещено до двух десятков единиц оборудования, различающихся по мощности и предназначенных для выпуска проволоки.

Изготовление фильер осуществляется в соответствии с требованиями металлокерамической технологии. В качестве сырья используется термокорунд, а также карбиды таких элементов как вольфрам (W), ванадий (V), тантал (Та), титан (Ті), молибден (Мо), бор (В). Данным сплавам присуща небольшая вязкость, повышенная твердость и отличная устойчивость к истиранию.

Волока является очень надежным инструментом. Обеспечивается это ее укладкой в вязкую и весьма прочную стальную обойму. Конструкция последнего приспособления:

не оказывает на фильеру воздействие, работающее на сжатие;

в ходе волочения снижает уровень растягивающих напряжений.

Следует отметить один важный момент, касающийся изготовления очень тонкой стальной проволоки (с диаметром меньшим 0,2 мм). Для этого используются волоки, созданные из синтетического минерала, получившего название технический алмаз.

Сегодня наблюдается тенденция применения сборных волок. Их конструкция предоставляет возможность производить длинномерный метиз в условиях повышенного гидродинамического трения. Кроме того, сборная волока:

гарантированно сокращает затраты электроэнергии, требуемые для реализации технологического цикла волочения;

обеспечивает увеличение производительности агрегатов на 20%-30%.

Удаление окалины – разновидности операции и ее нюансы

Эффективность процесса волочения напрямую зависит от качества обработки поверхности. Сегодня для удаления окислов железа (Fе ₂ О ₃ , FеО и Fе ₃ О ₄ ) – окалины – применяются три способа. Рассмотрим их несколько подробнее.

Механическая очистка

Механическая очистка – наименее финансово затратная операция не в ущерб качеству достигнутого результата. По этой причине данный метод получил наибольшее распространение. Осуществляется он путем периодического перегибания проволоки в различных плоскостях между роликами, являющимися компонентами спецконструкции, с финишной очисткой заготовки щетками со стальным ворсом.

Химическая очистка

Химические способы требуют значительно больших расходов. Проводятся они с использованием следующих веществ – НСl (соляная кислота) и Н ₂ SО ₄ (серная кислота). Таким образом, химическая очистка сопряжена с опасностью для работников. Поэтому меткомбинаты применяют эту технологию, лишь когда без нее действительно не обойтись. При этом допускаются к ее проведению только сотрудники, прошедшие специализированный курс обучения. Химической очисткой обрабатываются длинномерные метизы из высоколегированных кислотостойких нержавеющих сталей.

Электрохимическая очистка

Выполняется данная операция электролитическим травлением. Оно подразделяется на два вида – анодное и катодное. Менее опасным и более эффективным считается первый. Роль анода в нем играет подвергаемая очистке заготовка. А в качестве катода выступает свинцовая, железная либо медная пластина.

Катодное травление сопряжено со следующими опасностями:

активное выделение элемента Н ₂ (это водород). Его контакт с атмосферным кислородом может привести к взрыву;

отрыв окалины с трудом поддается контролю. По этой причине формируется т.н. «травильная хрупкость».

Процедура удаления оксидов железа химическими реагентами должна завершаться тщательной промывкой промежуточного продукта производства. Тогда поверхность заготовки освободится от кислотного раствора, остатков травильных веществ, окалинного шлама, загрязнений и солей элемента Fе. При проведении промывки не непосредственно после химобработки все перечисленные соединения просто засохнут.

Здесь важен еще такой момент. Сначала промывание выполняется в воде с температурой, изменяющейся в диапазоне +60°С≤Т≤+75°С. Затем эта процедура проводится уже в холодной воде под давлением приблизительно 700 Па.

Технические требования

Сегодня наибольшее распространение получила проволока, изготовленная из стали конструкционной углеродистой. Ее производство регламентируется ГОСТом 7305-91. Рассмотрим технические требования, выдвигаемые данным нормативным документом к подобной конечной продукции.

В качестве сырья должна использоваться сталь:

качественная углеродистая конструкционная 50, 45, 40, 35, 30, 25 и 20;

полуспокойная качественная углеродистая конструкционная 20пc, 15пc и 10пc;

кипящая качественная углеродистая конструкционная 20кп, 15кп, 10кп и 08кп.

Поверхность длинномерного метиза должна быть свободной от:

периодически повторяющихся выступов, либо, наоборот, углублений, сформированных прокатными валками – отпечатков;

скоплений углублений, образовавшихся на этапе проката – рябизны;

углублений произвольной направленности, имеющих к тому же неправильную форму – царапин;

пленочных отслоений, свидетельствующих о нарушении целостности металла, которое возникло в ходе раскатывания газового пузыря;

канавок с невыступающими кромками и с дном плоской либо закругленной конфигурации – рисок;

окисных пленок, характеризующихся рыхлой структурой, сформировавшихся при контакте металла с влагой – ржавчины;

вкраплений частиц окалины, вдавленных при волочении – вкатанной окалины;

отслоений металла, соединенных с его основой, ориентированных по направлению проведенной прокатки – плен;

продольно ориентированных дефектов, плотно прилегающих к поверхности, вызывающих нарушение сплошности материала изготовления – закатов, глубиной, превышающей половину величины предельно допустимых отклонений по параметру «диаметр проволоки». Факт незначительного омеднения длинномерного метиза, вызванного нанесением подсмазочного слоя до выполнения процедуры волочения, не выводит изделие в категорию брака.

Производится проволока должна на катушках либо в мотках. Ее намотку нужно проводить так, чтобы:

витки не перепутывались;

была обеспечена возможность свободного сматывания в любом из вариантов производства;

когда моток освобождается от перевязей, длинномерный метиз, сворачиваясь, не формировал «восьмерку».

В состав мотка должен входить один отрезок проволоки.

На катушке недопустимо наличие больше трех отрезков длинномерного метиза. Там, где они разделены, необходимо прокладывать закладки. Вариант замены отметок мест разделения – вывод с последующим закреплением на одной из щек катушки концов кусков проволоки.

Допускается чтобы в партии имелись катушки либо мотки, масса куска проволоки в которых была бы меньше указанного в таблице числа на 50%. Но их количество не должно превышать 10% от общего веса произведенной продукции.

Масса отдельного куска длинномерного метиза в любом варианте производства (катушка либо моток) зависит от диаметра изделия. Нормами ГОСТа 17305-91 установлено требуемое соответствие данных параметров. Оно представлено в таблице.

Источник