Оксалатирование применяют при обработке высоколегированных сталей. Оно заключается в нанесении на поверхность металла слоя солей щавелевой кислоты. При оксалатировании происходит растворение поверхности стали и одновременно отложение на ней оксалата железа, который  является  весьма  хорошим  подсмазочным  слоем для волочения. Растворение коррозионностойких сталей совершается в    присутствии    активаторов — солей    NaCl, KC1, NaBr и др. Кроме активаторов, необходимо иметь в оксалатирующем растворе также окислители — двухромовокислый калий  (К₂Сг₂0₇), перманганат калия (КМпО₄)  и др., способствующие   переводу   труднорастворимого щавелевокислого закисного железа в окисное, хорошо растворимое. Кристаллы оксалатного покрытия сцеплены химически с поверхностью металла и адсорбируют их (поглощают поверхностью) в количествах, в несколько раз превышающих собственную массу кристаллов. В результате смазка распределяется по всей поверхности металла и хорошо удерживается на ней.

Применение  оксалатных покрытий имеет некоторые ограничения. Так, трудно получить хорошее покрытие на сплавах с высоким содержанием никеля и хрома и малым содержанием железа. Например, для нанесения достаточного слоя оксалата на проволоку из сплава с 20 % Сг и 80 % Ni (нихрома) требуется около 2 ч.

Известкование осуществляют путем неоднократных погружений бунтов катанки и подката или мотков проволоки в горячий известковый раствор. Получаемый на поверхности металла слой извести является наполнителем в смазке и улучшает волочение. При известковании нейтрализуется оставшаяся на металле после травления и последующих операций кислота, чем устраняется на некоторое время ржавление металла при хранении.

Для приготовления  известкового раствора используют хорошо обожженную гашеную известь с небольшим содержанием вредных примесей (кремнезема, силикатов и металлических оксидов). Особенно вредна окись магния, ухудшающая прилипание извести к поверхности металла. В известковом растворе содержится примерно 1 ч. гашеной извести на 6—12 ч. воды. В известь, наносимую на поверхность металла из высоколегированной стали, добавляют небольшое количество поваренной соли, что способствует стабильному процессу волочения проволоки.

Обработку в растворе буры проводят, как правило, взамен известкования. Обычно протравленную проволоку после меднения подвергают обработке в водном растворе буры (Na2B₄O₇). Бура легко и полно растворяется в горячей воде. Обработка в растворе буры заметно улучшает условия волочения, предохраняет проволоку в течение длительного времени от ржавления до и после волочения. Кроме того, при использовании буры на участках волочения наблюдается незначительное пылевыделение из-за хорошего сцепления буры с металлом. Улучшаются условия сварки проволоки, так как бура является флюсом. Повышается стойкость волок. При использовании буры иногда исключается необходимость просушки проволоки в печах.

Концентрация  буры в ванне должна быть в пределах 50—70 г/л, температура раствора выше 80 °С, время погружения составляет не более 5—10 мин. С ростом скорости волочения необходимо увеличивать слой буры на проволоке, чего можно достигнуть повышением концентрации буры или увеличением времени выдержки проволоки в растворе. В этом случае считают также полезной добавку фосфорнокислого натрия. Ванна с раствором буры должна иметь рН = 9,2. С течением времени рН ванны снижается, что ухудшает сопротивление коррозии. Рекомендуют для приведения рН к норме добавлять каустическую или кальцинированную соду. 

СУШКА. 

 Сушка  — это заключительная операция при подготовке металла к волочению. В процессе сушки с поверхности металла удаляется влага (это предохраняет от ржавления) и, если при травлении произошло наводороживание металла, устраняется травильная хрупкость.

Результаты  сушки зависят от температуры, времени и условий циркуляции воздуха в сушилах. При проведении сушки с усиленной циркуляцией нагретого до 300—350 °С воздуха обеспечивается прочное прилегание подсмазочного слоя к проволоке благодаря спеканию, но если верхний подсмазочный слой бура, то температуру сушки нельзя повышать выше 200 °С, так как при высоких температурах возможно образование стеклообразной массы буры, которая препятствует волочению. Время сушки 15—25 мин в садочных сушилах, в потоке 10—20 с. 
 

 

6. Волочильный инструмент

         Основной инструмент при волочении  - это волоки разнообразной конструкции. 

 
 

      Рис 2. Разрез волоки.

        

          Волока обычно состоит из двух деталей: обоймы 1 и волоки 2 (см. рис.1). Такая конструкция волоки обусловлена особыми условиями ее работы и свойствами материала, из которого она изготовлена. Для увеличения стойкости волок против истирания их делают из твердых сплавов металлокерамическим способом.(из карбидов вольфрама и титана, иногда ванадий, молибдена, тантала, бора и др. ). Применяют также волоки из керамических твердых сплавов - микролита, термокорунда, которые отличаются высокой износостойкостью и в то же время их стоимость во много раз ниже обычных волок из вольфрамовых сплавов. Все эти материалы наряду с высокой твердостью и стойкостью против истирания отличаются низкой вязкостью. Чтобы избежать разрушения такой волоки в процессе работы, ее заключают с предварительной затяжкой (запрессовкой и пр.) в обойму из достаточно вязкой и прочной стали. При этом заметно уменьшаются растягивающие напряжения в кольцевом направлении волоки в момент волочения или исключаются напряжениями сжатия со стороны обоймы.

      Продольный  разрез профиля наиболее часто применяемой  конической волоки (рис. 1) состоит из следующих участков. Деформирующая  или рабочая зона III имеет коническую форму с углом при вершине 2α. Перед рабочей зоной находится смазочная зона II, которая заполнена технологической смазкой. За деформирующей зоной расположен калибрующий поясок IV, имеющий цилиндрическую форму. Выходная зона или распушка V выполняется в форме конуса с углом γ или чаще сферической формы.

       Наряду с одинарной волокой  широким применение пользуются  сборные волоки, которые  обеспечивают  волочение  в  условиях  гидродинамического  трения. На (рис.2)

показана сборная волока с встроенной мыльницей. В качестве смазки используется мыльный   порошок иногда  с добавкой порошкообразной серы (до массы). Сборная

 
 

волока, улучшает условие смазки, обеспечивает повышение производительности волочильных станов до 30%;  снижает до 20% расход энергии на волочение и увеличивает стойкость в 3…4 раза и более. 

7. Устройство и основные расчеты волочильного стана ВСК – 9

 

Волочильный стан типа ВСК- 9 конструкции ВНИИМЕТМаша  предназначен для волочения стальной средне и высокоуглеродистой проволоки по принципу со скольжением проволоки на тянущих промежуточных барабанах.

В состав волочильного стана входят: размоточное устройство заготовки с катушек вместимостью 500 и 1000кг; механизм привода тянущих барабанов; намоточный аппарат для приема проволоки на катушки вместимостью до 500кг; острильно-затяжной станок; точило; стыкосварочный аппарат типа МС-201; пульт управления станом; электрооборудование.

Рисунок 3. Общий вид волочильного стана  ВСК-9 

Общий вид волочильного стана ВСК-9 показан на рис.3. Исходная заготовка, подлежащая дальнейшему волочению, сходит с отдающей катушки, установленной на размоточном устройстве 1. Для предотвращения свободного вращения катушки и образования петель предусмотрено специальное тормозное устройство колодочного типа. В случае если проволока-заготовка поступает в мотках, дополнительно предусматривается установка вращающихся фигурок, на которые укладываются мотки заготовки.

В чугунном литом  корпусе расположены механизмы  привода стана: тянущие барабаны 6; распределительная шестеренная коробка передач 18. Чистовой барабан 7 расположен вне корпуса волочильного стана. С задней стороны стана, по ходу движения заготовки в жестком корпусе устанавливается волокодержатель 3. В корпусе находится винтовой механизм -шнек, предназначенный для разрыхления и лучшей подачи в волочильный инструмент сухой мыльной смазки в виде порошка.

Сзади волочильного стана установлен электродвигатель 2, который соединен с входным валом распределительной коробки передач муфтой 20. Проволока необходимого диаметра с чистового барабана поступает на полиспаст, расположенный на вертикальной стойке 8. Подвижные ролики 9 могут перемещаться от крайнего нижнего положения до крайнего верхнего и наоборот, тем самым согласую скорость намотки проволоки на приемной катушке 10 по мере увеличения диаметра намотки со скоростью схода проволоки с чистового барабана. Приемная катушка приводится во вращение от специального привода намоточного аппарата.

Волочильный стан обслуживается с пульта управления 15. Для обработки конца проволоки перед заправкой в волочильный инструмент имеется острильно-затяжной станок 13 и наждак-точило 14 с соответствующими педалями управления, расположенными непосредственно на полу у данных установок для осуществления ножного управления этими механизмами.

Педаль 11 предназначена  для растормаживания катушки  на размоточном устройстве, педаль 12 - для аварийного отключения волочильного стана. Их две -у размоточного устройства и намоточного аппарата. Педали управления 16 и 17 предназначены для растормаживания приемной катушки намоточного аппарата и для заправки намоточного аппарата. Ножная педаль 5 служит для включения волочильного стана на заправочную скорость при заправке стана, а барьерный выключатель 4 отключает волочильный стан при нажатии его волочильщиком-оператором стана.

Главный электродвигатель привода располагается на отдельном  фундаменте-тумбе. На передней стенке корпуса имеется барьерный выключатель стана для быстрой аварийной его остановки.

Рукоятки управления подачи и слива эмульсии, ножная педаль включения заправочной скорости также находятся с передней стороны стана. Размоточное устройство стана имеет фрикционный подтормаживающий механизм для создания определенного натяжения проволоки перед входом в первый волочильный инструмент.

Корпус волочильного стана представляет собой литую  станину коробчатого типа; здесь  располагается распределительная коробка зубчатых передач для вращения двух пар четырех- и пятиступенчатых тянущих барабанов, возвратно-поступательно движущиеся волокодержатели с волочильным инструментом и рабочая эмульсионная ванна. Тянущие барабаны имеют сменные бандажи, легко заменяемые при их износе до предельной величины. К каждой волоке, подается эмульсия в виде струи под давлением.

Ниже приведена техническая характеристика волочильного стана  ВСК-9

Диаметр чистового  барабана, мм 350

стальной заготовки 2.20-3.0

готовой проволоки 0.9-1.40

Предел прочности  патентированной заготовки, МПа 1200

Скорость волочения, м/мин 83-190

Кратность волочения 10 Количество валов, шт.

тяговых 2

холостых, обводных 2 

Диаметр роликов  по ступеням, мм 162-202-243-292-350

Электродвигатель  постоянного тока

тип П-112

мощность, кВт 85.0

Частота вращения ротора, об/мин 750-1700

Величина единичного обжатия, % 16-19.0

Величина единичной вытяжки 1.17-1.20 Размеры катушек, мм

диаметр диска 820

диаметр шейки 420

ширина в свету 500 Габариты стана, м

длина 0

ширина 2.93

высота 2.10

Масса стана  без электрооборудования, т 11.17

с электрооборудованием, т 13.9

Охлаждение и  смазка волочильного инструмента и тянущих барабанов эмульсионная - окунанием и разбрызгиванием под давлением. При работе волочильного стана эмульсионный раствор циркулирует посредством подачи специальным насосом, обеспечивающим производительность до 300 л/мин. Смазка узлов трения - густая индивидуальная и жидкая централизованная. Редуктор стана вмещает до 500л смазки; редуктор выходного волокодержателя - 0.5л, редуктор острильно-затяжного станка - 7.5 литров. Гидротолкатели тормозов заправляются трансформаторным маслом. Замена жидкой смазки производится один раз в три месяца, густой смазки - один раз в неделю.

Острильно-затяжной станок состоит из затяжного барабана 4 с клещами и калибровочных  валков 2 с ножницами 1. При включении  электродвигателя валки вращаются  навстречу друг другу, а затяжной барабан остается неподвижным. Для острения, конец проволоки вводится в один из больших калибров, и валки, обкатывая конец проволоки не затягивают, а выталкивают его. Заостряемый конец проволоки вводится 4-5 раз в разные калибры, постепенно уменьшающихся размеров и после каждой обкатки проволока поворачивается на 20°.

Заостренный конец  проволоки проводится через канал  волоки, вложенной в откидной волокодержатель стана и захватываются клещами, укрепленными на затяжном барабане.