NL8901934A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van gaas uit staaldraad. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen vangaas uit staaldraad.

Door Aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Mare Nys te 8690 Moorslede, België.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekkingop een werkwijze voor het vervaardigen van een gaas uitmetaaldraad waarin uitgaande van getrokken draad uit staalmet een koolstofgehalte kleiner dan 0,25 gew.% dit draad wordtgegloeid en van het aldus gegloeide draad een gaas wordt ge¬vormd. Een werkwijze voor het vervaardigen van gaas is bij¬voorbeeld bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 2 000 788.

Onder een gaas wordt in dit geval een mazen-bevattenduit draad gevormd materiaal bedoeld dat door weven of vlech-) ten of lassen kan zijn vervaardigd. Op de plaatsen waar dedraden van het gaas elkaar raken kan voorts een extra mecha¬nische of lasttechnische verbindingsbewerking zijn uitgevoerd.

Het gevormde gaas kan velerlei vorm hebben zoalsbijvoorbeeld vierkant, ruitvormig, zeskantvormig etc. en> wordt in het algemeen vervaardigd uit gegloeid zacht staal¬draad.

Onder zacht staaldraad wordt staaldraad verstaan meteen koolstofgehalte dat lager is dan 0,25 gew.% en bij voor¬keur lager dan 0,10 gew.%. In het algemeen wordt een dergelijk) gaas vervaardigd uit getrokken zacht staaldraad met eendiameter tussen 0,3 en 2,5 mm; bij voorkeur 0,5 tot 2 mm.

Het getrokken zachte staaldraad wordt verkregen dooreen dikkere walsdraad met behulp van een trekbewerking indiameter te reduceren totdat een gewenste diameter is ver-i kregen. Uitgaande van bijvoorbeeld een walsdraad met eendiameter van 5,5 mm wordt getrokken in een aantal stappen toteen diameter van 1,15 mm is verkregen hetgeen overeenkomtmet een reductie van: 5,52 - 1,152/5,52 = 95%.

i Een dergelijke getrokken draad wordt een hardgetrokken zacht draad genoemd. De treksterkte van het draad is door detrekbewerking hoger geworden, bijvoorbeeld hoger dan 800 Newton/mm2. Een dergelijk hardgetrokken zacht draad heefthet nadeel dat het niet kan worden verwerkt tot een gaas aan¬gezien door de trekbewerking het draad zijn soepelheid heeftverloren waardoor verwerking tot een vlechtwerk vrijwel on¬mogelijk is geworden. In het algemeen wordt voor het her¬stellen van de soepelheid van het draad het draad aan eengloeibewerking onderworpen waarvan de bijzonderheden in hethierna volgende nog zullen worden besproken. De toegepastegloeibewerking betreft een behandeling van het draad op eentemperatuur tot + 700°C waardoor het draad zijn vervormbaar-heid weer herkrijgt. De gloeibewerking wordt in een specifiekgeval uitgevoerd in een zogenaamde klokoven of potoven; debewerkingstijd is daarbij zeer groot, in de orde van enkeleuren.

Een dergelijke discontinue gloeibewerking heeftnadelen in die zin dat deze speciale bewerkingen vereist,een dure installatie nodig heeft, lange wachttijden, verkle¬ven van de windingen van het gegloeide draad door tussen dewikkelingen op de spoel aanwezige restanten trekzeep, daarmeegepaard gaande problemen bij het uitwikkelen met de mogelijk¬heid van draadbreuk, tussen stocks etc.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel de hiervoorgenoemde nadelen op te heffen en een werking te verschaffendie enerzijds een belangrijke tijdsbesparing verschaft enanderzijds de eerder genoemde nadelen van verkleving en daar¬mee samenhangende draadbreuk doet verminderen.

De uitvinding wordt daartoe gekenmerkt doordat hetdraad continu wordt onttrokken aan een spoel, door eengloei-inrichting wordt geleid en aansluitend tot een gaaswordt gevormd. Gebleken is namelijk dat het zeer wel mogelijkis om in een continue werkwijze de draad te onttrekken aaneen spoel, door een gloei-inrichting te leiden waarbij devoor het gloeien benodigde verblijftijd wordt ingesteld enaansluitend continu het aldus soepel gemaakte draad tot eengaas te verwerken.

Door derhalve in de werkwijze voor het vervaardigenvan gaas een continue gloeistap op te nemen wordt een zeeraanzienlijke vereenvoudiging van de werkwijze verkregen ge¬paard gaande met een zeer grote tijdsbesparing en een sterk verminderde kans op draadbreuk.

In verband met de uitvinding wordt overigens gewezenop het Amerikaanse octrooischrift 1 984 335 waarin eveneenseen werkwijze wordt beschreven waarin een draadmateriaalcontinu wordt gegloeid voor het verschaffen van ductiliteits-eigenschappen aan het draad. Aansluitend aan deze warmte¬behandeling wordt het draad vervolgens gereinigd en in éénof meer stappen van een zinkbekleding voorzien. Niet beschre¬ven wordt in deze publikatie dat het draad aansluitend aande gloeibewerking kan worden onderworpen aan een bewerkingvoor het vormen van een gaasprodukt.

Wat betreft de in de werkwijze volgens de uitvindingtoe te passen gloei-inrichting kan bijvoorbeeld gekozenworden voor een bad uit gesmolten metaal zoals een conventio¬neel loodbad.

Met voordeel is echter de gloei-inrichting een inrich¬ting voor het door middel van inductie verhitten van hetdraad. Het door inductie verhitten van staaldraad heeft hetvoordeel dat een dergelijke bewerking een contactloze bewer¬king is en waarbij door de geringe massa van een afzonderlijkedraad een zeer korte cyclus van opwarmen, handhaven op tempe¬ratuur en afkoelen kan worden verkregen hetgeen zeer voordeligis voor een snel verloop van de totale procesgang.

Indien voor verhitting door inductie wordt gekozenzal in het algemeen een frequentie worden toegepast in hetgebied van 1 tot 450 kHz, meer in het bijzonder in het gebiedvan 10 tot 100 kHz.

Doelmatig zal bij toepassing van inductieverhittingter voorkoming van oxidatie van het draad in de gloei-inrichting een beschermgas of schutgas aanwezig zijn zoalsbijvoorbeeld waterstof of kooldioxyde.

Zoals eerder aangegeven kan in de werkwijze voor hetvervaardigen van gaas zorg gedragen worden voor verbindingvan de het gaas samenstellende draden op de kruispuntendaarvan bijvoorbeeld door mechanische of lasbewerkingen.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding isbijzonder voordelig in het geval de draden van het gaas dooreen lasbewerking worden samengevoegd. Vooral in die gevallendat inductieverhitting heeft plaats gevonden onder toepassing van een schutgas is een draad verkregen die aan het oppervlakzeer weinig of bij voorkeur niet is geoxydeerd waardoor eenzeer goed laskarakter is behouden.

Met veel voordeel wordt de werkwijze voor het ver¬vaardigen van gaas volgens de uitvinding zoals hiervoorbeschreven gevolgd door het aanbrengen van een bekledings-laag op het gaas uit een metaal of een metaallegering, zoalsbijvoorbeeld een bekledingslaag uit zink.,

Anderszins kan het vervormde gaas aanvullend wordenvoorzien van een bekledingslaag uit kunststof zoals poly-vinylchloride.

Ook kan uiteraard eerst een zinklaag op het staalvan het gaas worden aangebracht gevolgd door een afdekkendekunststoflaag. Dergelijke afdeklagen worden in het algemeentoegepast om het gaas tijdens het gebruik tegen corrosie tebeschermen terwijl voorts ook het decoratieve aanzien van hetgaas daardoor wordt verbeterd.

De uitvinding wordt eveneens belichaamd in een instal¬latie voor het vormen van gaas uit staaldraad tenminste omvat¬tende één of meer draadspoelen, draadgeleidingsmiddelen eneen gaasvormingstoestel.

Een dergelijke installatie is bijvoorbeeld bekenduit het eerder geciteerde Amerikaanse octrooischrift2 000 788.

Volgens de uitvinding omvat een dergelijke bekendeinrichting nu voorts een gloei-inrichting waar doorheen hetvan een spoel getrokken draad wordt geleid voor het continuuitvoeren van een warmtebehandeling op het draad. Dooropname van een dergelijke gloei-inrichting wordt zoals eerderis aangegeven een zeer aanzienlijke versnelling van de totalegaasvormingsbewerking verkregen waarbij voorts de kans opdraadbreuk tijdens de totale bewerking aanzienlijk wordtverkleind.

In het bijzonder volgt in de installatie zoals hier¬voor beschreven op de gloei-inrichting een middel voor hetafkoelen van het draad; daarbij kan bijvoorbeeld gebruikgemaakt worden van een koelwals die met een koelmiddel zoalswater wordt gekoeld. Door eventueel het draad versneld af tekoelen kan men de breuk weerstand van het draad nog aanzien¬ lijk verhogen. Een afschrik veroudering met koud water kande breuk weerstand bv. verhogen tot 600-700 N/mm2 met eenverlenging van ongeveer 15%. Deze toename van treksterkte enafname van verlenging treedt slechts in door veroudering ofwelenige tijd na de vorming van het gaas.

De in de installatie opgenomen gloei-inrichting kanbijvoorbeeld een gebruikelijk bad uit gesmolten metaal zoalseen loodbad of een fluidized bed zijn; met veel voordeel isechter de gloei-inrichting een inductiegloei-inrichting waar¬bij de verwarming van het door een dergelijke gloei-inrichtinggevoerde draad plaatsvindt bij een frequentie tussen 1 en450 kHz, in het bijzonder tussen 10 en 100 kHz.

Fluidized bed gloei-inrichtingen zijn bekend enzijn o.a. beschreven in het Europese octrooischrift 0181653van aanvraagster.

De uitvinding zal nu worden beschreven aan de handvan de bijgaande tekening waarin figuur 1 een schematisch zijaanzicht toont van eeninrichting voor het vervaardigen van een gaas uit staaldraad; figuur 2 schematisch een inductiegloei-inrichtingtoont zoals deze voor het behandelen van meerdere draden inde werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast;en

figuur 3 een doorsnede toont via de lijn III-III

in figuur 2.

In figuur 1 is getoond dat draden 1 van draadhouders2 zoals haspels of spoelen worden getrokken en via geleidings-middelen 3 worden gevoerd door een gloei-inrichting 5 en aan¬sluitend via een koelwals 6 worden toegevoerd aan een gaas-vormingstoestel 4. Het gaasvormingstoestel 4 kan een vlecht-inrichting zijn doch kan ook een inrichting zijn voor hetdoor lassen vormen van gaas.

De gloei-inrichting 5 kan een gebruikelijke gloei-inrichting zijn zoals een loodbad,een fluidized bed gloei-inrichting, een stralingsoven of bij voorkeur een door eeninductiegenerator bekrachtigde gloei-inrichting die nognader zal worden beschreven.

In figuur 2 is een inductieoven getoond voor hetbehandelen van een groot aantal draden 1 en bestaande uit .

Ά.τ·?-’ f"\ *m i een met het aantal draden overeenkomend aantal keramischebuizen 7 waaromheen de wikkelingen van de inductiespoel 8zijn gewikkeld. De wikkelingen van de spoel 8 worden bekrach¬tigd door een netwerk 9 op een hoge frequentie op welksfunctionering in het kader van de onderhavige aanvrage nietzal worden ingegaan doch dat voor de vakman in dat gebiedduidelijk zal zijn; het netwerk 9 wijkt overigens niet afvan de voor het bekrachtigen van dergelijke inductiespoelengebruikelijke typen netwerken.

In figuur 3 is een doorsnede via de lijn III-III'getoond waarbij de keramische buizen 7 en de daar doorheenlopende draden 1 duidelijk zichtbaar zijn terwijl de spoel-wikkelingen met 8 zijn aangegeven. Uiteraard zijn afhankelijkvan de gewenste capaciteit van een dergelijke gloeioven hetaantal buizen en de afmeting van de inductiespoel te variëren.De inductiespoel 8 is bijvoorbeeld een gewikkelde koperenbuis met een doorsnede-afmeting van 6 x 8 mm met een binnen-hoogte van 24 mm (afmeting A) een breedte van 540 mm (afme¬ting B) in figuur 3; waarin 33 keramische buizen 7 met eenafmeting van 11 x 15 mm .zijn aangebracht.

In het hierna volgende zal nu een vergelijkings-proef worden beschreven waarbij de treksterkte een zogenaamdpotgegloeid draad van 4,5 mm diameter werd vergeleken met detreksterkte van middenfrequentgegloeid draad van dezelfdediameter. Voor het uitvoeren van de discontinue gloeicycluswerd gebruik gemaakt van een electrische klokoven waarin eenlading werd geplaatst met een totaal gewicht van 4500 kg. Detemperatuur van de draadlading diende 700°C te bereiken;daartoe werd de temperatuur van de oven aan de bovenzijdeingesteld op 900°C en aan de onderzijde op 925°C.

In de bijgevoegde grafiek A is het tijdstemperatuur-verloop geschetst binnen de klokoven waarbij de verwijzings-cijfers duiden op devmeetpositie binnen .de oven.

Zoals duidelijk te zien is strekt de totale warmte¬behandeling zich uit over een tijd van meer dan 12 uren waar¬bij de temperatuur van 700°C die voor een voldoende ontlatingvereist is gedurende 6 uren wordt gehandhaafd.

In een volgende proef werd hetzelfde type draad con¬tinu gegloeid onder toepassing van inductieverwarming waarbij in korte tijd werd opgewarmd tot ongeveer 720 C om hetferriet in het draad te herkristalliseren. De duur vande bewerking is afhankelijk van de snelheid van de verwer-kingsmachine welke na de gloei-inrichting komt; indien bij¬voorbeeld een zeskant vlechtwerkmachine wordt toegepast meteen weefsnelheid van 6 m/min. zal bijvoorbeeld een inductie-oven worden toegepast met een lengte van + 1 m waarbij dewarmtebehandelingsduur ongeveer 10 sec. zal bedragen. In hetalgemeen zal de gloeibewerking maximaal enkele minuten be¬dragen en bij voorkeur minder dan 1 min., met nog groterevoorkeur minder dan 20 sec. In plaats van gebruik .te makenvan inductieverwarming gebruik gemaakt is het ook mogelijkom een loodbad, een fluidised bed gloeiinrichting of eenstralingsoven te gebruiken. In de hierna volgende tabellenis voor een gebruikelijk draadtype het verschil van detreksterkte in afhankelijkheid van de wijze van gloeienaangeduid.

1. Diam 0.81 mm vóór het middenfrequent gloeien treksterkte rek (N/mm2) (100 mm) 1105 2.8 1105 2.7 1105 2.8 2. Diam 0.81 mm na het middenfrequent gloeien (22 kHz) treksterkte rek (N/mm2) (100 mm) 468 24 470 24.6 465 23.8 3. Diam 0.81 mm potgegloeid 700°C 6h treksterkte rek (N/mm2) (100 mm) 386 27.7 380 32 404 28.5.

Zoals duidelijk blijkt uit bovenstaande tabel isals gevolg van de wijze van uitgloeien van het draad er eenaanmerkelijke verbetering van de treksterkte waarneembaar.

Uit het voorgaande blijkt dat de verhoging van detreksterkte gepaard gaat met een geringe vermindering van deverlenging voor breuk.

Zoals eerder aangegeven kan de treksterkte aanvullendverhoogd worden door een af schrikbewerking op het gegloeidedraad uit te voeren met koud water; de verlenging neemt daar¬bij af.

Aansluitend op de gloeibewerking wordt het staal¬draad op bekende wijze verwerkt tot een metaalgaas waarnaaansluitend het metaalgaas aan een bekledingsbewerking wordtonderworpen zoals een bekleding met een metaallaag zoals eenzinklaag of een zinklegeringslaag en/of een bekleding meteen kunststoflaag zoals polyvinylchloride.

Het bekleden met een metaallaag of metaallegerings-laag volgend op de gaasvormingsbewerking heeft het voordeeldat het kruispunt van de draden, dat bijvoorbeeld door lassenof mechanische bewerking verstevigd is, wordt omhuld dooreen zinkbekledingslaag dat een verdere versteviging van hetknooppunt tengevolge heeft.

Bij de soort gazen uit de stand van de techniekwaarin bijvoorbeeld is uitgegaan van continugegloeid draaddat aansluitend aan de gloeibewerking is verzinkt, zoalsbeschreven in het Amerikaanse octrooischrift 1.984.335, envervolgens tot gaas is verwerkt, is het knooppunt of hetkruispunt of de torsie van de draden niet omhuld met eenzinkbekledingslaag. De gazen volgens de onderhavige uitvin¬ding zijn duidelijk te herkennen ten opzichte van dit soortgazen van de stand van de techniek doordat het knooppunt,het kruispunt of de torsie van de draden wel omhuld is meteen zinkbekledingslaag.

Claims (14)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een gaas uitmetaaldraad waarin uitgaande van getrokken draad uit staalmet < 0,25% C dit draad wordt gegloeid en van het aldusgegloeide draad een gaas wordt gevormd, met het kenmerk,dat het draad (1) continu wordt onttrokken aan een spoel(2), door een gloei-inrichting (5) wordt geleid en aanslui¬tend tot een gaas wordt gevormd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de gloei-inrichting (5) een op gloeitemperatuur gehoudenbad van gesmolten metaal zoals een loodbad is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de gloeiinrichting (5) een fluidised bed gloeiinrichtingis.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat de gloei-inrichting (5) een inrichting voor het doormiddel van inductie verhitten van het draad (1) is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk,dat de gloei-inrichting (5) werkt met een frequentie gekozenin het gebied van 1-450 kHz.

6. Werkwijze volgens conclusie 4-5, met het kenmerk,dat de frequentie wordt gekozen in het gebied van 10-100 kHz.

7. Werkwijze volgens conclusie 4-6, met het kenmerk,dat ter voorkoming van oxidatie van het draad in de gloei¬inrichting (5) voor het door inductie verhitten van hetdraad (1) een beschermgas of schutgas aanwezig is.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk,dat het gaas door lasbewerkingen wordt samengesteld uitgaandevan het gegloeide draad (1).

9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat het gevormde gaas aanvullend wordt voorzien van eenbekledingslaag uit een metaal of metaallegering.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk,dat de bekledingslaag een zinklaag is.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk,dat het gevormde gaas aanvullend wordt voorzien van eenbekledingslaag uit kunststof, zoals uit polyvinylchloride

12. Installatie voor het vormen van gaas uit staal¬draad (1) tenminste omvattende één of meer draadspoelen (2), draadgeleidingsmiddelen (3) en een gaasvormingstoestel(4), met het kenmerk, dat in de installatie een gloei-inrichting (5) is opgenomen waar doorheen het van een spoel(2) getrokken draad (1) wordt geleid voor het continu uitvoerenvan een warmtebehandeling op het draad (1).

13. Installatie volgens conclusie 12, met het kenmerk,dat volgend op de gloei-inrichting (5) een middel voor .hetkoelen van het draad (1) aanwezig is zoals een koelwals (6).

14. Installatie volgens conclusie 12 en 13, met hetkenmerk, dat de gloei-inrichting (5) een inductiegl-oei-inrichting is.