DE2029970A1

DE2029970A1 - Wire hot stretching - esp for diameter reduction of copper wire

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Publication number: DE2029970A1
Application number: DE19702029970
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1971-12-23

Abstract

Hot stretching method for the diameter reduction of Cu wire comprises its feeding at a first speed to a max. temp. zone, where it is heated to the plastic state, after which it is pulled away at a second high speed resulting in its being stretched and is passed through a cooling zone. Pref. heating is carried out in two stages, the first consisting of preheating and the second of raising the temp. to a peak temp. by induction heating. The methods does away with dies, no intermediate heat treatments are required for the wire and large size reductions are effected per pass.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Durchmessers von Draht Die Erfindung bezieht sich auf das Reduzieren des Durchmessers von Draht, insbesondere aus Kupfer, und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung dazu. Method and device for reducing the diameter of wire The invention relates to reducing the diameter of wire, in particular made of copper, and relates to a method and an apparatus therefor.

Es ist bekannt, superplastische Metalle durch Einwirken von Zugkräften plastisch zu verformen. Man hat versucht, Metallstäbe dadurch in ihrem Durchmesser zu verjüngten, daß man das Metall bis in den plastischen Bereich erhitzt und an den Enden der Stäbe Zugkräfte zur Einwirkung bringt, um die Stäbe in die Länge zu ziehen. Für eine kontinuierliche Herstellung langgestreckter Körper, beispielsweise Draht, aus nicht superplastischem Material (Rgeinkupfer u.a.), eignet sich dieses Verfahren jedoch nicht. It is known to make superplastic metals by the action of tensile forces to deform plastically. Attempts have been made to reduce the diameter of metal rods to rejuvenate that the metal is heated up to the plastic range and on brings tensile forces to the ends of the rods in order to elongate the rods draw. For continuous production of elongated bodies, for example Wire, made of non-superplastic material (Rgeinkupfer etc.), this is suitable However, the procedure is not.

Zur Herstellung von Draht verwendet man bisher Drahtziehmaschinen, die vom gewalzten oder stranggepreßten Draht ausgehen, dessen Herstellungsdurchmesßer etwa 8 bis 30 mm beträgt. In mehreren Ziehprozessen hintereinander wird durch jeweils einen oder zwei Ziehsteine der Drahtquerschnitt immer mehr verkleinert, wobei der Draht gleichzeitig gelängt Wzw. To date, wire drawing machines have been used to produce wire, which start from the rolled or extruded wire, its manufacturing diameter about 8 to 30 mm amounts to. In several drawing processes in a row the wire cross-section is reduced more and more by one or two drawing dies, the wire being lengthened at the same time Wzw.

gedehnt wird.is stretched.

Dieses bekannte Verfahren stellt eine stufenweise Verformung in kaltem Zustand dar, wobei das zu verformende Material der Formänderung einen hohen Widerstand entgegensetzt, so daß für die verwendeten Maschinen eine sehr hohe Antriebsleistung benötigt wird. Während der laufenden Verformung vom Eingangs- zum Ausgangsquerschnitt entsteht im Ziehstein selbst ein hoher Druck, der wiederum infolge der Reibung zwischen Ziehstein und Draht eine Erwärmung hervorruft, so daß die Ziehsteine laufend gekühlt werden müssen. This known method provides a gradual deformation in cold State in which the material to be deformed has a high resistance to the change in shape opposed, so that a very high drive power for the machines used is needed. During the ongoing deformation from the inlet to the outlet cross-section a high pressure is created in the die itself, which in turn is due to the friction between The drawing die and wire cause heating, so that the drawing dies are continuously cooled Need to become.

Um den Reibungs- und Verformungswiderstand möglichst klein zu halten und eine laufende Verformung sicherzustellen, muß der Ziehstein geschmiert werden. Dazu verwendet man in Trockenziehmaschinen Seifen und Stearate, während man beim Naßziehen eine schmierende und kühlende Flüssigkeit verwendet. Für kleine Durchmesser (bis etwa 1,5 mm) verwendet man Industriediamanten, während für Durchmesser von 1,5 mm bis 30 mm Hartmetallsteine eingesetzt werden. Diese Werkzeuge unterliegen einem laufenden Verschleiß und weiten sich dabei auf.In order to keep the frictional and deformation resistance as small as possible and to ensure continuous deformation, the die must be lubricated. For this purpose, soaps and stearates are used in dry-drawing machines, while with Wet drawing uses a lubricating and cooling liquid. For small diameters (up to about 1.5 mm) industrial diamonds are used, while for diameters of 1.5 mm to 30 mm hard metal stones can be used. These tools are subject to ongoing wear and tear and expand in the process.

Neben den bereits genannten Nachteilen, die sich aus dem Kaltziehen des Drahtes ergeben (hohe Werkzeugkosten und Antriebsleistungen usw.) muß der Draht nach dem Kaltverformen einem Regenerations-Glühprozess unterworfen werden, um das Werkstoffgefüge bzw. die Kristallstruktur in den ursprünglichen Zustand zurückzuführen. In addition to the disadvantages already mentioned, which result from cold drawing of the wire (high tool costs and drive power, etc.) must be the wire be subjected to a regeneration annealing process after cold forming in order to achieve the The material structure or the crystal structure can be returned to its original state.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung der Warmplastizität des Werkstoffs die kontinuierliche Reduzierung des Durchmessers von Draht wirtschaftlicher zu gestaltende Bereits nach ein oder zwei Dehnungen soll das FertigmaB erreicht werden können, während nach dem herkömm lichen Kaltsiehen neun bis zehn Ziehvorgänge tot wenig find. The invention is based on the problem of utilizing the warm plasticity of the material, the continuous reduction of the diameter of the wire is more economical to Formative After just one or two stretches, the finished size should be achieved can, while nine to ten drawing processes are dead after conventional cold drawing little find.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelös-t, daß der Draht mit einer ersten Geschwindigkeit einer $pitsentemperatur-AufhOizzone zugeführt und dort bis in den plastisehen Bereich erhitzt wird und daß der Draht unter Längung mit einer zweiten Geschwindigkeit, die größer als die erste ist, von der Spitzentemperatur-Aufheizzone abgeführt und durch eine Kühlzone hindurchgeführt t-ird, Unter dem "plastischen Bereich" ist der Temperaturbereich des verarbeiteten Materials zu verstehen, bei dem bereits relativ kleine aufgebrachte Zugkräfte zu einer dauernden Längung des Materials führen. Bei dem neuen Verfahren wird die Erscheinung ausgenutzt, daß sich plastisch gedehntes Material einschnürt, wobei durch Wandern der "Ein- -schnürstelle" entlang dem Draht dafür gesorgt wird, daß die "Einschnürung'' nicht zum Bruch des Drahtes führt. According to the invention, this object is achieved in that the wire fed at a first speed to a pit temperature heating zone and there it is heated up to the plastic area and that the wire is elongated at a second rate greater than the first from the peak temperature heating zone discharged and passed through a cooling zone t-ird, under the "plastic Range "is to be understood as the temperature range of the material being processed the already relatively small tensile forces applied to a permanent elongation of the Materials lead. In the new method, the phenomenon is exploited that plastically stretched material constricts, whereby by wandering the "constriction point" along the wire it is ensured that the "constriction" does not break the Wire leads.

Die Drahtgeschwindigkeit wird dabei in Abhängigkeit oon der Durchmesserverjüngung und/oder Temperatur des Drahtes geregelt, und die plastische Verformung des Drahtes kann in zwei oder mehr Stufen hintereinander erfolgen. The wire speed is dependent on the diameter taper and / or temperature of the wire regulated, and the plastic deformation of the wire can be done in two or more stages one after the other.

Nach der letzten Stufe wird der Draht zweckmäßig endgültig gekühlt und durch eine Egalisierungs- oder Kalibrierungseinrichtung geführt. After the last stage, the wire is expediently finally cooled and passed through an equalization or calibration device.

Eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erhitzen, eine Einrichtung zum Kühlen und eine Einrichtung zum Fördern und Längen des Drahtes Die Einrichtung zum Erhitzen des Drahtes umfaßt eine Vorwärmzone und eine Spitzentemperatur-Aufheizeinrichtung. A device for performing this method is according to the invention characterized by a device for heating, a device for cooling and means for conveying and lengthening the wire The establishment for heating the wire includes a preheat zone and a peak temperature heater.

Die oder jede Einrichtung zum Fördern und Längen des Drahtes weist erfindungsgemäß ein Transportrollenpaar und ein Abzugrollenpaar auf, zwischen denen in Förderrichtung des Drahtes ein induktiver Heizring als Spitzentemperatur-AufheizeinricEltung, ferner eine Meß- und Kontrollstelle zum Abtasten der Temperatur und des Durchmessers des Drahtes sowie die Kühleinrichtung vorgesehen sind. The or each means for conveying and lengthening the wire has according to the invention a pair of transport rollers and a pair of take-off rollers, between which an inductive heating ring as a peak temperature heating device in the conveying direction of the wire, also a measuring and control point for scanning the temperature and the diameter of the wire and the cooling device are provided.

IIinter der Vorwärmzone kann eine weitere Vorrichtung zum Messen der Temperatur des vorgewärmten Drahtes angeordnet werden. Another device for measuring can be installed behind the preheating zone the temperature of the preheated wire.

Ferner können, einem weiteren Erfindungsmerkmal zufolge, hinter der letzten Stufe zum Fördern und Längen des Drahtes und vor einer Aufwickelspule eine weitere Kühlstrecke sowie eine Egalisierungs- bzw. Kalibrierungseinrichtung angeordnet werden. Furthermore, according to another feature of the invention, behind the last stage for conveying and lengthening the wire and in front of a take-up reel arranged further cooling section and an equalization or calibration device will.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt die Zeichnung schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. The invention will now be illustrated by way of example Drawing explained in more detail, namely the drawing shows schematically the structure of a device according to the invention.

Von einem Wickel 1 wird ein Walzdraht 2, insbesondere aus Kupfer, abgezogen und über eine Umlenkrolle 3 einer Vorwärmzone 4 zugeführt, hinter der sich eine Vorrichtung 5 zum Messen der Temperatur des vorgewärmten Drahtes 2 befindet. A wire rod 2, in particular made of copper, is produced from a coil 1 withdrawn and fed via a pulley 3 to a preheating zone 4, behind the a device 5 for measuring the temperature of the preheated wire 2 is located.

Ein Transportrollenpaar 6 bestimmt die Geschwindigkeit (die eingangs erwähnte erste Geschwindigkeit), mit welcher der Draht 2 vom Wickel 1 abgezogen wird. Statt von einem Wickel kann der Draht 2 auch von einer Vorratsspule abgewickelt werden. A pair of transport rollers 6 determines the speed (the initially mentioned first speed), with which the wire 2 from the coil 1 is deducted. Instead of a coil, the wire 2 can also come from a supply reel be handled.

Hinter dem Transportrollenpaar 6 folgen als Spitzentemperatur-Aufheizeinrichtung ein induktiver Heizring 7, dann eine Meß- und Kontrollstelle 8 zum Abtasten der Temperatur und des Durchmessers des Drahtes 2 und daran anschließend eine Kühleinrichtung 9. Vom Heizring 7 ab, der den Draht 2 bis in den plastischen Bereich auf einem sehr kurzen Stück erhitzt, läuft der Draht 2 unter plastischer Dehnung bzw. Längung bei gleichzeitiger Reduzierung seines Durchmessers mit einer zweiten (größeren) Geschwindigkeit, die in Abhängigkeit von der Durchmesserverüngung und/oder Temperatur des Drahtes 2 von einem Abzugrollenpaar 10 bestimmt wird. Behind the pair of transport rollers 6 follow as a peak temperature heating device an inductive heating ring 7, then a measuring and control point 8 for scanning the Temperature and the diameter of the wire 2 and then a cooling device 9. From the heating ring 7, the wire 2 into the plastic area on a very If heated for a short distance, the wire 2 runs under plastic elongation or elongation simultaneous reduction of its diameter at a second (higher) speed, depending on the diameter reduction and / or temperature of the wire 2 is determined by a pair of take-off rollers 10.

Die Teilaggregate 6 bis 10 der Vorrichtung bilden eine bzw. die erste Stufe zum Fördern und Längen des Drahtes 2. The sub-assemblies 6 to 10 of the device form one or the first Stage for feeding and lengthening the wire 2.

Eine zweite Stufe besteht aus einem weiteren Transportrollenpaar 11, dessen Fördergeschwindigkeit derjenigen des Abzugrollenpaares 10 der ersten Stufe entspricht, einer Spitzentemperatur-Aufheizeinrichtung 12, einer Meß- und Kontrollstelle 13, einer Kühleinrichtung 14 und einem weiteren Abzugrollenpaar 15, dessen Fördergeschwindigkeit wiederum größer als die der-Rollenpaare 10 und 11 ist und aus der plastischen Längung und Durchmesserreduzierung des Drahtes 2 im Bereich der Spitzentemperatur-Aufheizeinrichtung 12 resultiert bzw.A second stage consists of a further pair of transport rollers 11, its conveying speed that of the pair of take-off rollers 10 of the first stage corresponds to a peak temperature heating device 12, a measuring and control point 13, a cooling device 14 and a further pair of take-off rollers 15, its conveying speed is again greater than that of the pairs of rollers 10 and 11 and from the plastic elongation and reducing the diameter of the wire 2 in the region of the peak temperature heating device 12 results or

diese Längung und Verjüngung des Drahtes 2 bestimmt.this lengthening and tapering of the wire 2 is determined.

Wenn auch im allgemeinen zwei Stufen ausreichen, um eine Durchmesserreduzierung zu erzielen, die derjenigen entspricht, welche durch das herkömmliche Kaltziehverfahren in 9 oder 10 Zügen erreicht wird, so können, falls erwünscht, auch mehr als zwei Stufen eingesetzt werden. Auch besteht die Möglichkeit, eine oder mehrere der Stufen auszuschalten. Even if two stages are generally sufficient to reduce the diameter which corresponds to that obtained by the conventional cold drawing process is reached in 9 or 10 moves, so can, if desired, even more than two stages can be used. There is also the option of one or switch off several of the stages.

Nach Passieren der letzten Stufe wird der Draht 2 in einer Kühlstrecke 16 endgültig gekühlt und läuft dann noch durch eine Egalisierungs- bzw. Kalibrierungseinrichtung 17 hindurch. Eine Egalisierungs- und Kalibriereinrichtung kann auch nach jeder Stufe vorgesehen werden. Der fertige Draht wird über eine Umlenkrolle 18 und eine Verlegerolle 19 auf eine Spule 20 aufgewickelt. Die Temperaturen in den Heiz-und Kühlaggregaten werden so gewählt, daß bei dem auftretenden Zug der Draht nur in einem begrenzten Bereich, nämlich zwischen Heizring 7 und Kühleinrichtung 9, gelängt wird. Die angewendeten Temperaturen hängen somit vom verwendeten Material des Drahtes ab. After passing the last stage, the wire 2 is in a cooling section 16 finally cooled and then runs through an equalization or calibration device 17 through. An equalization and calibration device can also be used after each stage are provided. The finished wire is passed over a pulley 18 and a laying roller 19 wound onto a spool 20. The temperatures in the heating and cooling units are chosen so that when the train occurs, the wire is only limited Area, namely between heating ring 7 and cooling device 9, is elongated. The applied Temperatures therefore depend on the material used for the wire.

Für das durch die beschriebene Vorrichtung ermöglichte kontinuierliche plastische Reduzieren des Durchmessers von Draht ist es wesentlich, daß der Draht auf einem kurzen Stück (im Heizring 7 bzw. 12) bis in den plastischen Zustand erhitzt, in dem begrenzten Bereich gelängt und unmittelbar anschließend gekühlt wird. Der begrenzte Bereich wandert somit entlang dem Draht; seine Größe hängt vom Abstand der Teile 7 und 9 voneinander ab, der entsprechend dem verarbeiteten Material passend gewählt wird. Ein Regenerationsglühen ist nicht erforderlich. Werkzeugverschleiß trit-t praktisch nicht auf, und die Investitionskosten werden etwa 2/3 der für herkömmliche Drahtziehverfahren erforderlichen betragen. For the continuous made possible by the device described plastic reducing the diameter of wire, it is essential that the wire heated on a short piece (in the heating ring 7 or 12) until the plastic state, is elongated in the limited area and cooled immediately afterwards. Of the limited area thus migrates along the wire; its size depends on the distance of parts 7 and 9 from each other, which fits according to the processed material is chosen. Regeneration annealing is not required. Tool wear practically does not occur, and the investment cost becomes about 2/3 of that for conventional ones Wire drawing process required.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen -- oder in Kombination -- in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind. The invention also relates to modifications to the appended claim 1 outlined embodiment and relates above all to all features of the invention, those individually - or in combination - throughout the description and drawing are disclosed.

Patentansprüche Claims

Claims

Claims b) Method for reducing the diameter of Wire, in particular made of copper, characterized in that the wire (2) with a first speed of a peak temperature heating zone (7; 12) fed and there is heated to the plastic range and that the wire is elongated with a second speed greater than the first from the peak temperature heating zone (12; 12) is removed and passed through a cooling zone (9; 14).

2. The method according to claim 1, characterized in that the wire speed depending on the diameter taper and / or the temperature of the wire (2) is regulated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic deformation of the wire (2) in two or more stages (6-10; 11-15) he follows.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the plastically elongated wire (2) finally cooled after the last stage (11-15) and is passed through an equalization or calibration device (17).

5. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 4, characterized by a device (4; 7; 12) for heating, a device (9; 14) for cooling and a device (6, 10; 11, 15) for conveying and lengthening the Wire (2).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the device a preheating zone (4) and a peak temperature heating device for heating (7; 12).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the or each device (6, 10; 11, 15) for conveying and lengthening the wire (2) a pair of transport rollers (6; 11) and a pair of take-off rollers (10; 15) and that between these in the conveying direction of the wire (2) an inductive heating ring (7; 12) as a peak temperature heating device, a measuring and control point (8 13) for Scanning the temperature and the diameter of the wire (2) and the cooling device (9; 14) are provided.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that that behind the preheating zone (4) another device (5) for measuring the temperature of the preheated wire (2) is arranged.

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that that behind the last stage (11-15) for conveying and lengths of the wire (2) and a further cooling section (16) and an Ega1isierung or. Calibration device (17) are arranged.