Волочение металлов.

Обработка металлов волочением, т.е. протягиванием прутка через отверстие, размеры которого меньше, применяют для производства проволоки диаметром от 0,002÷10 мм, стальные прутки Æ до 500 мм, трубы Æ от 0,002¸400 мм, фасонные профили и т.д. Волочение чаще всего выполняют при комнатной температуре, когда пластическая деформация сопровождается наклепом и наличием трения скольжения по всей контактной поверхности. В любом слое, находящемся на некотором расстоянии от центрального кроме деформации растяжения, происходит сдвиг и изгиб, причем чем дальше слой от оси протягиваемого прутка тем больше сдвиг и изгиб. За счет сил трения на поверхности прутка, создается задерживание поверхностных слоев, что приводит к разности скоростей частиц металла по сечению.

Возможность протягивания прутка через отверстие волоки ограничивается предельными условиями: усилие волочения не должно создавать напряжения в передней части прутка, превышающие предел текучести, что может привести к остаточным деформациям, разрыву. По этой причине волочение горячего металла практически не применяется.

Установлено, что до 80% общего усилия волочение расходуется на преодоление сил трения. Это ограничивает практическое значение единичной вытяжки m до 1,5. Контактные силы трения повышают среднюю температуру проволоки до 250°, а температуру контактной поверхности до 700°. Это создает условия повышенного износа инструмента, налипания металла на контактную поверхность волоки, увеличивает обрывы проволоки.

Для уменьшения сил трения используют смазку. Для увеличения вытяжки прикладывают противонатяжение к заднему концу прутка, что снижает сопротивление металла деформированию, уменьшает влияние контактного трения.

Положительные влияния на силовые условия волочения показало приложение ультразвуковых колебаний и высокочастотных низковольтных импульсов к волочильному инструменту.

При волочении полых изделий наблюдается много общего с обработкой волочением цельных прутков.

Волочение труб может выполняется четырьмя способами (Рисунок 46):

1. без оправки;

2. на короткой оправке;

3. на длиной оправке;

4. на плавающей оправке.

Рисунок 46 Способы волочения труб: а – на короткой оправке; б – без оправки; в – на длинной оправке; г – на плавающей оправке.

При волочении без оправки наблюдается уменьшение наружного и внутреннего диаметров трубы, при этом стенка трубы может сохраняться неизменной, утончаться или утолщаться в зависимости от формы очага деформации. При волочении на оправке всегда происходит уменьшение стенки трубы.

Волочение на плавающей оправке широко применяется при волочении медных труб на барабанных волочильных станах. В тех случаях, когда требуется увеличить диаметр трубы, применяют раздачу волочением (Рисунок 47) при осевом сжатии и осевом растяжении.

Рисунок 47 Способы раздачи труб.