Технология изготовления металлокорда конструкции 0,20+18x0,175

                                                                (29)

                   

                     

                      

                      

                       

                         

                        

В соответствии с практическими данными для  заданной марки стали и диаметра выбираю скорость волочения на выходе из последней волокиU =12 м/с.  Далее скорости волочения по маршруту нахожу по формуле:

      (30)

 

Для  расчета  температуры по переходам принимаю Т₀ = 50 °С , расчет веду по формуле:

Т_n=Т₀+0.464∙q_n∙Δσ_вn                                                (31)

Т₁=50+0,464∙0,13∙1112,61=117,11°С

Т₂=50+0,464∙0,23∙1188,54=176,84°С

Т₃=50+0,464∙0,21∙1264,47=177,31°С

Т₄=50+0,464∙0,20∙1340,405=179,36°С

Т₅=50+0,464∙0,19∙1416,34=178,48°С

Т₆=50+0,464∙0,12∙1450,2=131,51°С

Полученные результаты расчетов свожу  в таблицу.

Номер перехода	Параметры волочения
	Диаметр, мм	Обжатия	Предел прочности Н/мм2	Скорость, м/с	Вытяжка	Темпера- тура, °С
1	3,39	0,13	1112,61	10,52	1,15	117,11
2	3,16	0,23	1188,54	8,42	1,3	176,84
3	2,77	0,21	1264,47	6,67	1,28	177,31
4	2,18	0,20	1340,405	5,21	1,26	179,36
5	1,95	0,197	1405,56	4,01	1,25	178,48
6	1,98	0,12	1450,2	3,61	1,14	131,51

Таблица 11.  Параметры  волочения Ø 3,39 мм

5.3 Технологические требования, предъявляемые  к проволоке на среднем волочении.

 

К волоченной проволоки  предъявляют следующие требования:

• шаг намотки 15,0 ±0,5 мм;
• диаметр проволоки 1,6 ±0,02 мм;
• овальность проволоки не более 0,02/0,03 мм;
• теоретическая линейная плотность проволоки 15,77 г/м;
• заданная длина проволоки на намоте 88780м.

 

6. Патентирование – латунирование

6.1 Характеристика, состав агрегата  латунирования

После среднего волочения проволоку обрабатывают на термотравильном агрегате с нанесением определённого покрытия (в данном случае - латуни).

Сначала упрочнённую в  результате волочения проволоку  подвергают патентированию для исправления структуры и снятия остаточных напряжений. Патентирование проводится на агрегате, состоящем из печи патентирования и свинцовой ванны. После прохождения установки патентирования проволоку подвергают электрохимическому травлению в серной кислоте, так как загрязнения неорганической природы на поверхности стали препятствуют получению равномерного и плотного покрытия и его прочному сцеплению с основным материалом. Электрохимическое травление осуществляется при биполярном подводе тока. Содержание в ванне травления серной кислоты составляет 300-360 г/л. Температура раствора - 45 5⁰С. Ток подводится к проволоке через свинцовые ванны (электроды). Состав ванны поддерживается автоматически: откачкой части отработанного раствора и дозированной подачей серной кислоты. После травления проволоку промывают при помощи душирующих сопел, которые подают воду под большим давлением, после чего обдувают воздухом для удаления остатков воды. После подготовки проволоки для нанесения покрытия, она поступает в установку латунирования, где происходит электрохимическое нанесение покрытия: сначала меди, затем цинка. Далее проволока поступает в термодиффузионные установки, где происходит обработка проволоки.

             Нанесение меди идёт в два этапа(щелочной и кислотный):

1.Нанесение меди из  щелочного пирофосфатного электролита.

Количественный  состав химических продуктов на 1000 литров: пирофосфат калия – 402 кг, пирофосфат меди – 98 кг, пирофосфатная кислота – 2 кг, аммиачная селитра – 5 кг.

Осаждение проводят при температуре электролита - 45 5⁰С, рН =8,5. Толщина слоя должна быть не менее 0,6 микрон.

2.Нанесение  меди из сернокислого элемента.

Нанесение цинка  на слой меди или на основу производится из сернокислого электролита, имеющего следующий химический состав. На 1000 литров: сернокислый цинк – 370 кг, сернокислый алюминий – 30 кг, сернокислый натрий – 60 кг, серная кислота – 92-94%. Осаждение проводится при температуре - 42 2⁰С, рН=3-4,5.

6.2  Расчет токовых режимов  латунирования.

 

Рассчитаем значение катодной плотности и силы тока ванн щелочного, кислотного меднения и цинкования.

Требования, предъявляемые  к проволоке по химическому составу:

1. Толщина латунного покрытия 0,6 мм;
2. Массовая доля меди в латунном покрытии 63,0 ± 1,5 %;
3. масса латунного покрытия 4,2± 1,5 г/кг проволоки;

 

 

             Рост процентного содержания  меди в латунном покрытии в  процессе тонкого волочения составляет 0,5 % требуемого значения. Вследствие этого, содержание меди в наносимых покрытиях должно быть на 0,5 % ниже соответствующих номинальных значений для покрытий:

% Си = 63,5- 0,5 = 63 %;

где: Сu_з – массовая доля меди в латунном покрытии заготовки, %;

       Cu_г – массовая доля меди в латуни готовой проволоки, %.

Масса латунного пкрытия  заготовки определяется по формуле :

                                                        Q_з=Q_г∙К, кг/кг                                             (32)

где         Q_г    –   масса латунного покрытия 4,2± 1,5 г/кг проволоки;

            К   – коэффициент изменения массы латуни для проволоки диаметром 1,8мм (1,325).

    Q_з=5,1 1,325 =6,76 г/кг

                 Таким образом находим количество  подлежащей нанесению меди:

                                                              Q_общ=Q_з∙%Cu, г/кг                                        (33)

                    Q_общ =6,76∙0,625=4,225 , г/кг                                       

Количество  цинка, необходимого для нанесения, будет равно:

                                                             Q_Zn= Q_з∙(1-%Cu), г/кг                                     (34)

                           Q_Zn =6,76∙(1-0,625)=2,535

Наносимое в  щелочной ванне медное покрытие равно 0,2 мкм..

 Исходя  из этого найду удельную массу  меди, наносимой из щелочного  электролита.

                                                          Q_Щ=

,г/кг;                                       (35)

                Q_Щ

где: h – толщина покрытия, 6мкм;

        D – диаметр проволоки подвергаемой латунированию, 1,8мм;

        =8,9 г/см³ – плотность меди;

        =7,85 г/см³ – плотность железа.

 Масса  меди, наносимой из кислотного  электролита:

Q_{Cu k} =Q_общ-Q_Щ, г/кг;                                            (36)

где: Q_{Cu общ} - общее количество меди, г/кг.

Q_{Cu k} =4,225-1,512=2,713г/кг

    Рассчитаем токовые режимы  по формуле:

 

         А   

                                                                  

где: I – сила тока, А;

 V=60/D=33,33м/с – скорость латунирования;

 η_покр – КПД нанесения покрытия;

 k_покр – электрохимический эквивалент.

А

 

А

 

 

Определяем  плотность токов по формуле:

     А/дм³                                                            (38)

где: l – длина ванны, м (для нанесения меди в щелочной –14,1 м, кислой – 4,25 м, ванны цинкования – 5,64 м);

 

                

 

            

 

6.3  Требования, предъявляемые к латунированной заготовке.

• в на поверхности не допускаются риски, царапины, вмятины;
• слой латуни должен быть однородного цвета;
• овальность не более 0,03 мм;
• временное сопротивление разрыву : 1310 ± 20 Н/ мм²;
• масса латунного покрытия 4,2 ± 1,5 г/кг проволоки;
• массовая доля меди в латунном покрытии 63,0 ± 0,5 %;
• длина проволоки не более 44390 м;
• витки проволоки на катушке должны быть распределены равномерно, не должно быть скоплений;
• все соединения должны быть выполнены сваркой, допускается увеличение диаметра месте сварки не больше половины суммы предельных отклонений.

           7. Тонкое волочение.

7.1  Выбор оборудования для  волочения, его характеристики.

 

Латунированная проволока диаметром 1,8 ± 0,03 мм поступает на участок тонкого волочения, где установлены станы многократного волочения со скольжением типа НТ - 12; НТ - 12А .

На участке тонкого волочения  применяются многократные станы  со скольжением.

Волочильные барабаны такого стана  состоят из ряда дисков (тяговых  шайб) разного диаметра, расположенных на одном валу. Перед каждым диском установлены волоки. Для изменения направления движения проволоки

и перевода её от одного диска к  другому предназначены обводные шайбы, имеющие одинаковый с рабочими шайбами диаметр. Волокодержатели  с волоками, тяговые и обводные шайбы и протягиваемая проволока расположены в ванне с жидкой технологической смазкой (VSV 77R). Смазка уменьшает трение в волоках, между проволокой и обводными шайбами и служит как реагент охлаждения для изделия, инструмента и оборудования.

Особенность волочения на этих станах заключена в неравенстве окружных скоростей обводных шайб и проволоки, навитой на эти шайбы. При этом соблюдается основное условие работы непрерывных станов – постоянство секундных объемов.

Сила волочения на станах со скольжением создается за счет внешней растягивающей силы и силы трения между проволокой и поверхностью диска.

Основные достоинства станов со скольжением:

-прямолинейность проволоки в  процессе волочения допускает  применение высоких скоростей волочения, которые технически невозможны для станов другой конструкции;

-компактность машины и её  технологической части позволяет  расположить ступенчатые барабаны и волоки в ванне с жидкой смазкой, которая одновременно является отличной средой для охлаждения проволоки и волок.

Недостатки этих машин:

- жесткая зависимость переходов  волочения от кинематики стана;

- дополнительный расход мощности, связанный со скольжением проволоки;

- интенсивный износ рабочей  поверхности промежуточных волочильных  барабанов из-за скольжения проволоки.

 

7.2 Расчет маршрута тонкого волочения

1.После выбора размера исходной заготовки и определения количества переделов известны размеры исходной заготовки, передельных заготовок и готовой проволоки. Машины многократного волочения  со скольжением обычно имеют передаточное отношение между шайбами порядка 1,15-1,35.

 

2.Внутри каждого передела устанавливаем величину средней вытяжки за переход и количество переходов. Размеры заготовок необходимо брать с учетом плюсовых допусков (+ ), размеры передельных заготовок или готовой проволоки с учетом минусовых допусков (- ).Размеры допусков устанавливают по стандартам или технологическим картам производства. Подобный выбор поля допусков позволяет находить максимальную величину обжатия внутри каждого передела.

 

Определяем расчетное количество переходов: