PL175262B1 - Sposób oraz urządzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego - Google Patents

Abstract

1. Sposób obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmo- wego materialu metalowego poddawanego obróbce plastycznej materialami smarujacymi od stalych do pastowatych, przy któ- rym pasmowy material metalowy (19) poddawany obróbce pla- stycznej wchodzi w komore cisnieniowa (14) przez co najmniej jedna dysze wejsciowa (20), a opuszczaja przez co najmniej jedna dysze wyjsciowa (21), znam ienny tym, ze w komorze cisnienio- wej (14) umieszcza sie material smarujacy (18; 28) staly do pastowatego, a na ten umieszczony w komorz e cisnieniowej (14) staly do pastowatego m aterial smarujacy (18; 28) wywiera sie z zewnatrz cisnienie, przy czym stosowane polaczenie cisnienia i temperatury pozostaje zawsze poza zakresem polaczen cisnienia i temperatury, w których stosowany material smarujacy (18; 28) jest w stanie plynnym i ustawia sie l/lub reguluje cisnienie w komorze cisnieniowej (14). 12. Urzadzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materialu metalowego (19) poddawanego obróbce plastycznej stalym do pastowatego materialem smarujacym (18; 28), skladajace sie z komory cisnieniowej (14), z co najmniej jednej dyszy wejsciowej (20) i co najmniej jednej dyszy wyjscio- wej (21), przez które przechodzi material (19) poddawany ob- róbce plastycznej, znam ienne tym, ze zastosowano co najmniej jeden kanal doprowadzajacy (8; 9) do wprowadzania stalego do pastowatego materialu smarujacego (18; 28), a ponadto zasto- sowano aparature (1; 2; 3; 4; 5; 10; 11; 12; 13) do wywierania cisnienia na wprowadzany w komore cisnieniowa (14) staly do pastowatego material smarujacy (18; 28) oraz co najmniej jedna aparature (1; 17) do ustawiania i/lub regulacji tego cisnienia na wartosci ponizej zakresu polaczenia cisnienia i temperatury, w którym nastepuje przejscie w stan plynny materialu smarujacego wystepujacego w postaci stalej do pastowatej Fig. 1 PL PL PL

Description

Wynalazek odnosi się do dziedziny metalurgii, szczególnie ciągarstwa drutów. Przedmiotem wynalazku jest sposób oraz urządzenie do obróbki plastycznej (kształtowania) i/lub powlekania pasmowych materiałów metalowych materiałami smarującymi (smarami technologicznymi) o konsystencji stałej do pastowatej.

W obróbce plastycznej ciągnieniem materiałów metalowych, powleka się je warstewką smaru, do czego używa, się smarów technologicznych stałych, półstałych i płynnych.

Znany jest sposób powlekania smarami stałymi lub półstałymi materiałów metalowych kształtowanych na zimno i służące do tego urządzenie, gdzie materiał trafia do komory zawierającej smar technologiczny skroplony pod działaniem ciśnienia i/lub temperatury (DD 147 209). Wadą tego sposobu i takiego urządzenia jest to, że stosowany tam smar technologiczny ma małą lepkość po skropleniu. Ogranicza to możliwość doboru grubości powłoki smarnej na materiale, a ten ostatni, skutkiem możliwej do uzyskania bardzo cienkiej warstwy smaru, może przejść tylko przez jeden lub przez niewiele ciągów. Ponadto problematyczne jest zapewnienie szczelności w stożku wlotowym ciągadła, co również jest skutkiem -niskiej lepkości smaru.

Znane są też sposoby i urządzenia do hydrostatycznego ciągnienia drutu. W jednym z takich urządzeń drut, przed przejściem przez ciągadło, przebiega przez komorę z płynnym smarem technologicznym. Pompa wytwarza ciśnienie smaru. Na wlocie komory znajduje się dodatkowe ciągadło, pełniące rolę dyszy uszczelniającej (J. Schiermeyer, Dissertation TU Clausthal 1979; US 3,413,832). Taka konstrukcja urządzenia ma zapewnić w ciągadle głównym warunki smarowania hydrodynamicznego.

W przytoczonych powyżej rozwiązaniach problemem jest uszczelnienie komory ciśnieniowej przez stożek uszczelniający, ponieważ przy niewielkim gniocie w nim konieczne jest dodatkowe smarowanie. Niekorzystne jest również to, że do przyrządu trzeba podawać drut już powleczony smarem. Kolejną wadą jest, że drut przeciągnięty przez urządzenie z zasady nie może być dalej ciągniony bez ponownego powleczenia go smarem.

Z PL 63466 znany jest sposób ciągnienia prętów i drutów oraz urządzenie do stosowania tego sposobu, w których materiał poddawany obróbce plastycznej przeciąga się przez komorę ciśnieniową, w którą za pomocą zewnętrznego urządzenia wprowadzany jest płynny materiał smarujący. PL 75705 opisuje analogiczne środki do ciągnienia rur. Według PL 63466 komora ciśnieniowa ma po swej stronie wlotowej ciągadło uszczelniające, a w wylocie ciągadło realizujące obróbkę plastyczną. Wewnątrz komory ciśnieniowej materiał poddawany obróbce plastycznej przechodzi przez tuleję pośrednią o długości 100 - 200 mm, której średnica wewnętrzna j est większa niż średnica zewnętrzna materiału poddawanego obróbce plastycznej. Przy stosowaniu tego sposobu przed ciągadłem realizującym obróbkę plastyczną, usytuowanym u wylotu, powstaje wysokie ciśnienie materiału smarującego, które złożone jest z zewnętrznie wytwarzanej hydrostatycznej składowej ciśnienia oraz z powodowanej przez tuleję pośrednią hydrodynamicznej składowej ciśnienia. Wada tych rozwiązań polega na tym, że trzeba pracować z płynnymi materiałami smarującymi, które ze względu na swą stosunkowo małą lepkość nie nadają się do obróbki plastycznej z wysoką wydajnością i prowadzą do problemów z uszczelnianiem komory ciśnieniowej, zwłaszcza przy ciągadle uszczelniającym. Te problemy z uszczelnianiem przy ciągadle uszczelniającym można wprawdzie zmniejszyć przez to, że już za pomocą ciągadła uszczelniającego realizuje się obróbkę plastyczną, jednakże w takim przypadku niekorzystnie konieczne jest powlekanie materiału obrabianego plastycznie uprzednio materiałem smarującym. Wadą jest ponadto duża długość urządzenia spowodowana przez zastosowaną długą tuleję pośrednią.

Celem wynalazku jest taki sposób i urządzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowych materiałów metalowych materiałami smarującymi (smarami technologicznymi) o konsystencji stałej do pastowatej, z zastosowaniem komory ciśnieniowej smaru, gdzie w istotny sposób zredukowane są problemy szczelności tej ostatniej z jednoczesną zdecydowaną poprawą jednego lub kilku parametrów technologicznych procesu kształtowania i powlekania, zależnych od rodzaju materiału.

Zgodnie z wynalezionym sposobem obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego materiałami smarującymi o konsystencji stałej do pastowatej,

175 262 materiał wchodzi do komory ciśnieniowej przez co najmniej jedną dyszę wejściową i opuszcza komorę przez co najmniej jedną dyszę wyjściową. Do znajdującego się w komorze materiału smarującego o konsystencji stałej do pastowatej przyłożone jest z zewnątrz ciśnienie, przy czym ciśnienie to i temperatura zawsze pozostają poza przedziałem ciśnienia i temperatury skraplania użytego materiału smarującego, a ciśnienie w komorze można nastawiać i/lub regulować.

Korzystne jest jednokrotne lub wielokrotne stosowanie sposobu w wielostopniowym procesie ciągnienia.

Bezpośrednio po przerwaniu ciągnienia jest ponadto korzystne chwilowe odwrócenie kierunku ruchu materiału względem ciągadła i/lub obniżenie ciśnienia wywieranego na smar technologiczny.

Także korzystne jest ciągnienie materiału z powłoką podsmarową, gdyż powłoka taka oddziela się w procesie ciągnienia od materiału lecz pozostaje w warstewce pokrywającego go smaru, z którym jest następnie usuwana.

Korzystne jest też podawanie smaru do komory ciśnieniowej i magazynowanie go w znajdującym się po przeciwnej stronie akumulatorze materiału smarującego, przy tym ładowany jest akumulator energii. Rozładowujący się podczas napełniania smarem podajnika akumulator przetłacza smar z akumulatora materiału smarującego do komory ciśnieniowej.

Korzystne jest też, że za komorą ciśnieniową materiał biegnie kolejno przez hydrodynamiczne ciągadło ciśnieniowe, kształtujące i powlekające lub przez komorę powlekającą.

Korzystne jest także, że materiał biegnie kolejno przez szereg ciśnieniowych ciągadeł hydrodynamicznych, kształtujących i powlekających lub kolejno przez szereg komór powlekających.

Korzystne jest również zasilanie komory ciśnieniowej smarem stałym w postaci proszku lub kształtek, głównie wyprasek lub grudek lub granulatu.

Również korzystne jest, jeżeli materiał biegnie w komorze ciśnieniowej centrycznie przez ukierunkowaną strugę smaru.

Ponadto korzystne jest podawanie do komory ciśnieniowej nagrzanego materiału.

Także korzystne jest nagrzewanie i/lub chłodzenie smaru technologicznego.

W odmianie sposobu według wynalazku odtworzonej na fig. 3 materiał smarujący wprowadzany jest do komory ciśnieniowej przy zastosowaniu tylko jednego podajnika i zastąpieniu drugiego z nich akumulatorem materiału smarującego z akumulatorem energii.

Będące przedmiotem wynalazku urządzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego materiałem smarującym o konsystencji stałej do pastowatej posiada komorę ciśnieniową z co najmmej jedną dyszą wejściową i z co najmniej jedną dyszą wyjściową, co najmniej jeden podajnik materiału smarującego o konsystencji stałej do pastowatej, materiał smarujący o konsystencji stałej do pastowatej pozostający w komorze pod ciśnieniem, co najmniej jedną aparaturę wytwarzającą ciśnienie i umożliwiającą jego nastawianie i/lub regulowanie lub co najmniej jedną dalszą aparaturę do nastawianie i/lub regulacji ciśnienia na wartości poniżej zakresu połączenia ciśnienia i temperatury, w którym następuje przejście w stan płynny materiału smarującego występującego w postaci stałej do pastowatej.

W wypadku obróbki materiału korzystne jest, gdy ciągadłem jest tylko dysza wyjściowa.

Dalej korzystne są dwa, usytuowane naprzeciwległe, podajniki smaru technologicznego o konsystencji stałej do pastowatej do komory ciśnieniowej, przy czym smar stały ma postać proszku lub kształtek, głównie wyprasek lub grudek lub granulatu.

Także korzystne jest hydrauliczne wytwarzanie ciśnienia.

Również korzystne jest rozdzielanie strugi smaru rozdzielaczem przepływu zanim zetknie się on w komorze ciśnieniowej z materiałem.

Jest też korzystne, gdy podajnik smaru i znajdujący się z przeciwnej strony jego akumulator materiału smarującego mają akumulator energii. Akumulator ten ładuje się podczas wtłaczania smaru do akumulatora materiału smarującego. Natomiast podczas

175 262 napełniania smarem podajnika rozładowujący się akumulator przetłacza smar z akumulatora materiału smarującego do komory ciśnieniowej.

Korzystne jest także, gdy dysza wylotowa jest stożkiem wlotowym następnego ciśnieniowego ciągadła hydrodynamicznego do powlekania i kształtowania materiału lub następnej komory do powlekania go.

Także korzystne jest stosowanie szeregu kolejnych ciśnieniowych ciągadeł hydrodynamicznych do powlekania i kształtowania materiału lub szeregu kolejnych komór do powlekania go.

Do urządzenia będącego przedmiotem wynalazku najkorzystniejsze jest stosowanie ciągadeł z oczkami o twardości powierzchniowej nie przekraczającej 60 HRC (twardość Rockwella).

Do komory ciśnieniowej należy wprowadzać głównie smary stałe. Będące przedmiotem wynalazku urządzenie działa jednak również na smarze technologicznym o konsystencji pastowatej, czyli ciastowatej lub papkowatej.

Smar technologiczny pozostaje pod nastawionym lub regulowanym ciśnieniem, przykładanym z zewnątrz. Do tego musi być co najmniej jedna aparatura do wytwarzania i nastawiania i/lub regulowania ciśnienia. Obok aparatury wytwarzającej ciśnienie może też być druga do jego nastawiania i/lub regulacji.

Wartości ciśnienia i temperatury muszą jednak zawsze pozostawać poza przedziałem ciśnienia i temperatury skraplania użytego smaru. Wówczas, w każdej chwili procesu będącego przedmiotem wynalazku, smar technologiczny w komorze ciśnieniowej będzie miał konsystencję stałą do pastowatej.

Komora ciśnieniowa ma co najmniej jedną dyszę wlotową i jedną wylotową. W wypadku kształtowania materiału metalowego ciągadło może stanowić dyszę wlotową lub wylotową. Ciągadłami mogą też być obie dysze. Najkorzystniejszym wariantem jest użycie ciągadła jako dyszy wylotowej.

Jeżeli urządzenie ma być zastosowane jedynie do powlekania materiału smarem technologicznym, ta żadna dysza nie jest ciągadłem.

Komora ciśnieniowa ma co najmniej jeden podajnik do uzupełniania smaru zużywanego w procesie powlekania materiału. Podajnik ten musi mieć taką konstrukcję, by nastawione i/lub wyregulowane ciśnienie w komorze było możliwie stałe w całym procesie powlekania i/lub kształtowania materiału. Można to m. in. zapewnić przez zastosowanie dwóch, usytuowanych naprzeciwległe podajników. Wówczas, gdy smar z jednego podajnika wtłaczanyjest do komory ciśnieniowej, drugi podajnikjest w tym czasie napełniany smarem. Przez odcięcie napełnianego podajnika od komory można w tej ostatniej utrzymać stałe lub tylko nieznacznie malejące ciśnienie.

W odmianie urządzenia odtworzonej na fig. 3 możliwość podawania materiału smarującego do komory ciśnieniowej, bez powodowania w niej istotnego spadku ciśnienia, polega na zastosowaniu tylko jednego podajnika i zastąpieniu drugiego z nich akumulatorem materiału smarującego z akumulatorem energii. Podczas wtłaczania materiału smarującego do akumulatora materiału smarującego akumulator energii ładuje się, a rozładowuje w czasie napełniania materiałem smarującym podajnika, przetłaczając zmagazynowany w akumulatorze materiał smarujący do komory ciśnieniowej.

Korzystne jest, gdy zgodnie z przedmiotem wynalazku, w komorze ciśnieniowej, między materiałem a otworem wlotowym smaru technologicznego umieszczony jest rozdzielacz przepływu. Rozdziela ona strugę smaru przed jego zetknięciem się z materiałem, w znacznym stopniu zapobiegając tym bocznym ugięciom materiału.

Sposób i urządzenie według wynalazku cechują się wieloma korzystnymi skutkami, do których należy zaliczyć zwłaszcza wskazane poniżej.

Na całej powierzchni materiału metalowego przebiegającego przez komorę ciśnieniową i dyszę przyczepia się materiał smarujący o konsystencji stałej do pastowatej. Przyczepność materiału smarującego jest tak duża, że można realizować wielostopniowe ciągnienie różnych materiałów, bez konieczności dodatkowego powlekania międzyoperacyjnego.

175 262

Dzięki dużej przyczepności materiału smarującego, niepożądane powłoki podsmarowe, jak np. zgorzelina, odpadające, jak, wiadomo w procesie przeróbki plastycznej, pozostają zagrzebane w warstewce materiału smarującego i mogą być następnie wraz z nią usunięte.

W razie konieczności zatrzymania biegu materiału metalowego przez komorę ciśnieniową, spowodowanej np. zerwaniem się drutu lub innymi problemami produkcyjnymi, wynalazek umożliwia bezproblemowe wznowienie produkcji przez chwilowe odwrócenie kierunku ruchu materiału metalowego przez ciągadło i/lub obniżenie ciśnienia materiału smarującego w komorze.

Ponadto sposób i urządzenie będące przedmiotem wynalazku umożliwiają kształtowanie nagrzanego materiału. Można także stosować nagrzany i/lub schłodzony materiał smarujący. Oznacza to możliwość używania, zamiennie, nagrzanego lub schłodzonego materiału smarującego w całym urządzeniu, lub też jednoczesne stosowanie w różnych częściach urządzenia materiału smarującego o różnej temperaturze np. zimnego materiału smarującego w podajniku i, · równocześnie, rozgrzanego w komorze ciśnieniowej.

Dalsze zalety sposobu i urządzenia będących przedmiotem wynalazku:

Ciśnienie na wejściu stożka wlotowego ciągadła maleje płynnie do zera na początku części kalibrującej (cylindrycznej) dzięki geometrii stożka i lepkości materiału smarującego. Dzięki temu nie jest bezwzględnie konieczne wstępne ukształtowanie materiału metalowego dla zapewnienia szczelności w tym miejscu.

Istotną zaletą sposobu będącego przedmiotem wynalazku jest również to, iż do urządzenia nie trzeba koniecznie podawać materiału uprzednio powleczonego materiałem smarującym.

Korzystne jest także to, że sterowanie ciśnienia w komorze ciśnieniowej umożliwia uzyskiwanie różnych grubości powłok materiału smarującego na materiale, przy czym grubość powłoki może być większa od uzyskiwanych dotychczas. Dzięki temu można uzyskać większy jednostkowy i sumaryczny ubytek przekroju. W porównaniu z ciśnieniowymi ciągadłami hydrodynamicznymi znakomicie skraca się faza rozruchu, ponieważ od początku uzyskuje się doskonałe warunki smarowania materiału.

Ponadto w istotny sposób maleje zużycie materiału smarującego, gdyż nie ma niekontrolowanych wycieków, a wyciekający materiał smarujący, na skutek zmiany swych właściwości chemicznych i fizykalnych nie nadaje się do ponownego użytku.

Dzięki przewidzianemu przez wynalazek stosowaniu materiału smarującego w postaci prasowanych kształtek można zrezygnować z szeroko obecnie rozpowszechnionych sproszkowanych materiałów smarujących, co eliminuje szkodliwe dla zdrowia i środowiska pylenie towarzyszące ich produkcji, transportowaniu i użytkowaniu.

Dalsza istotna korzyść z wynalazku, to w większości wypadków wyeliminowanie konieczności wytwarzania powłok podsmarowych, co jest pracochłonne i szkodliwe dla środowiska. Z tym /.wiązana jest eliminacja przeważnie gorących kąpieli do obróbki powierzchniowej, dzięki czemu maleje wielkość powierzchni produkcyjnej oraz zużycie energii i surowców.

Należy też podkreślić, że zastosowanie wynalazku umożliwia zupełnie nowe zestawienie urządzeń produkcyjnych, gdyż np. stają się zbędne odrębne urządzenia do wytwarzania powłok podsmarowych, a poszerzają się granice technologiczne poszczególnych ciągów ciągami, gdyż np. odpada czas suszenia powleczonego materiału. Jednocześnie można zwiększyć elastyczność procesu ciągnienia dla ukierunkowania go na dalsze operacje przerobu.

Specyfika stosowanego zgodnie z wynalazkiem materiału smarującego otwiera nowe możliwości opracowania nowoczesnych zestawów smarów technologicznych.

Polepszają się też warunki składowania materiałów smarujących, gdyż materiał w postaci prasowanych kształtek nie jest tak wrażliwy na działanie wilgoci i zajmuje mniej miejsca.

175 262

Wynalazek wpłynie też dodatnio na jakość wyrobów ciągnionych przez poszerzenie granic doboru parametrów obróbki, jak np. zwiększenie ubytku przekroju, zapewnienie stabilnych i stałych warunków smarowania, uzyskanie większych prędkości ciągnienia.

Możliwe do zrealizowania jest też podwyższenie jakości powierzchni wyrobów ciągnionych i lepsze wykorzystanie plastyczności materiału dzięki korzystniejszemu rozkładowi naprężeń wewnętrznych w procesie ciągnienia.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia schematycznie będące przedmiotem wynalazku urządzenie do powlekania drutu filmem stałego materiału smarującego z równoczesnym ciągnieniem drutu opuszczającego komorę ciśnieniową, fig. 2 przedstawia schematycznie konstrukcję komory ciśnieniowej z rozdzielaczem przepływu materiału smarującego; jest to widok z góry komory z fig. 1, fig. 3 przedstawia schematycznie urządzenie będące odmianą wynalazku, w której jedno z doprowadzeń materiału smarującego zastąpiono przez akumulator materiału smarującego, który zawiera element ładowanego akumulatora energii.

Przykład I. Głównymi częściami składowymi opisanego w tym przykładzie i przedstawionego na fig. 1 i fig. 2 urządzenia będącego przedmiotem wynalazku są:

- komora ciśnieniowa 14,

- dysza wejściowa i wyjściowa 20 i 21, stanowiące jednocześnie ciągadła,

- podajnik, składający się z kanału doprowadzającego 15 i szybu doprowadzającego 16 na kształtki materiału smarującego 18 oraz kanałów doprowadzających 8 i 9, przeznaczonych do transportu kształtek 18 z kanału doprowadzającego 15 i szybu doprowadzającego 16 do komory ciśnieniowej 14, oraz

- aparatura wywarzająca ciśnienie, składająca się z cylindrów hydraulicznych 12 i 13 wytwarzających ciśnienie w komorze 14, wyposażonych w zawory 2 i 5 oraz popychaczy 10 i 11, z centralnego agregatu hydraulicznego 1, z ciśnieniomierza 17 i z cylindrów hydraulicznych 6 i 7 z zaworami 3 i 4 do odcinania komory ciśnieniowej 14.

Urządzenie służy do powlekania i ciągnienia gołego drutu stalowego 19, jakości D9, po jego ciągnieniu wstępnym.

Dla rozdzielenia strugi smaru przed jego zetknięciem się z gołym drutem stalowym 19 można korzystnie umieścić w komorze ciśnieniowej 14 rozdzielacz przepływu 22, jak wskazano to na fig. 2.

Zawory 2; 3; 4 i 5 sterowane są przez powiązany z agregatem hydraulicznym 1 system sterowania z pamięcią programu. Jako stały materiał smarujący zastosowano smar na bazie stearynianu sodowego. Goły, wstępnie ciągniony drut stalowy 19 wchodzi do komory ciśnieniowej 14 przez dyszę wejściową 20. W tym wypadku dyszą wejściową 20 jest ciągadło o średnicy oczka większej o 0,04 mm od średnicy gołego drutu stalowego 19. Z komory ciśnieniowej 14 powleczony materiałem smarującym drut 19 wychodzi przez dyszę wyjściową 21. W tym wypadku dyszą wyjściową 21 jest ciągadło nadające 30% ubytek przekroju powleczonemu materiałem smarującym drutowi stalowemu 19.

Materiał smarujący podawany jest do komory ciśnieniowej 14 następująco: Najpierw popychacz 11 cylindra hydraulicznego 13 wtłacza z siłą 100 kN do komory ciśnieniowej 14 kształtkę materiału smarującego 18, która trafiła do kanału doprowadzającego 9 zasilacza z jego szybu doprowadzającego 16. Pod działaniem cylindra hydraulicznego komora ciśnieniowa 14 pozostaje podczas tej operacji odcięta od kanału doprowadzającego 8 zasilacza. Równocześnie cofa się popychacz 10 cylindra hydraulicznego 12, otwierając otwór w kanale doprowadzającym 8 zasilacza, przez który wpada doń następna kształtka materiału smarującego 18. Po dojściu do skrajnego tylnego położenia popychacz 10 zaczyna się wysuwać w kierunku komory ciśnieniowej 14. Ponieważ ta ostatnia jest odcięta od kanału doprowadzającego 8 przez cylinder hydrauliczny 6, kształtka materiału smarującego zostaje ściśnięta siłą 100 kN. Gdy popychacz 11 wysunie się całkowicie, cylinder hydrauliczny 7 odcina komorę ciśnieniową 14 od kanału doprowadzającego 9 zasilacza, a cylinder hydrauliczny 6 otwiera połączenie kanału 8 z komorą 14. Tym sposobem ściśnięta uprzednio

175 262 kształtka materiału smarującego 18 zostaje wtłoczona do komory ciśnieniowej 14. Teraz popychacz 11 się cofa i cała procedura powtarza się. Drut stalowy 19, przechodzący przez komorę ciśnieniową 14 z prędkością 1,5 m/s, jest powlekany jednolitym, cienkim i mocno przywierającym filmem materiału smarującego o temperaturze 40°Ć, pozostającego pod ciśnieniem 150 MPa.

Ten film materiału smarującego umożliwia ciągnienie drutu 19 w ciągadle stanowiącym dyszę wyjściową 21 komory ciśnieniowej 14. Jednocześnie film materiału smarującego zostaje tak mocno nabity na drut, że można go ciągnąć przez kolejne ciągadła bez potrzeby dodatkowego powlekania go materiałem smarującym.

Naprzemienne napełnianie komory ciśnieniowej 14 wstępnie sprasowanym materiałem smarującym trwa przez całą operację ciągnienia. Powiązany z agregatem hydraulicznym 1 system sterowania z pamięcią programu i ciśnieniomierza 17 utrzymują w komorze ciśnieniowej 14 stałe ciśnienie materiału smarującego wynoszące 150 MPa.

Przykład II. W przykładzie II opisany jest najkorzystniejszy sposób wykonania wynalazku. Głównymi częściami składowymi opisanego w tym przykładzie i przedstawionego na fig. 2 i fig. 3 urządzenia będącego przedmiotem wynalazku są:

- komora ciśnieniowa 14,

- dysze wejściowa i wyjściowa 20 i 21, będące ciągadłami,

- podajnik materiału smarującego, składający się z szybu 27 sproszkowanego materiału smarującego 28 i kanału doprowadzającego 9 do dalszego transportu sproszkowanego materiału smarującego 28 do komory ciśnieniowej 14 i akumulatora materiału smarującego 29 z elementem 30 akumulatora energii,

- grzejnik elektryczny 25, nagrzewający sproszkowany materiał smarujący podczas zagęszczania i transportowania go kanałem doprowadzającym 9 podajnika, oraz

- aparatura do wytwarzania ciśnienia, składająca się z cylindra hydraulicznego 13, wytwarzającego ciśnienie w komorze 14, z zaworem 5 i popychaczem 11, centralnego agregatu hydraulicznego 1, zaworu przeciwzwrotnego 24, odcinającego komorę ciśnieniową 14 od kanału doprowadzającego 9 podczas napełniania go sproszkowanym materiałem smarującym, cylindra hydraulicznego 23 z zaworem 2 i z akumulatora materiału smarującego 29 z elementem akumulatora energii 30. Urządzenie to powleka materiałem smarującym i ciągnie wstępnie ciągniony i pokryty resztą filmu smarnego drut ze stali szlachetnej 19.

Korzystne jest wyposażenie komory ciśnieniowej 14 w rozdzielacz przepływu 22 rozdzielający strugę smaru, jak przedstawia to fig. 2.

Zawory 2 i 5 sterowane są przez powiązany z agregatem hydraulicznym 1 system sterowania z pamięcią programu. Stałym materiałem smarującym jest sproszkowany materiał smarujący na bazie stearynianu potasowego. Drut ze stali szlachetnej 19 trafia do komory ciśnieniowej 14 przez dyszę wejściową 20. W tym wypadku jest ona ciągadłem z oczkiem o średnicy o 0,02 mm większej od średnicy drutu 19. Drut 19 opuszcza komorę ciśnieniową 14 przez dyszę wyjściową 21. W tym wypadku jest ona ciągadłem, po przejściu przez które względny ubytek przekroju drutu 19 wynosi 22%. Podawanie materiału smarującego do komory ciśnieniowej 14 odbywa się następująco: Najpierw popychacz 11 cylindra hydraulicznego 13 wtłacza sproszkowany materiał smarujący 28 do komory ciśnieniowej 14. Uprzednio materiał smarujący trafił z szybu proszku 27 do kanału doprowadzającego 9 podajnika, gdzie popychacz 11 zagęścił go z siłą 110 kN. Dla ułatwienia zagęszczania sproszkowanego materiału smarującego 28 i transportowania go kanałem 9 podajnika, materiał smarujący w kanale nagrzewany jest grzejnikiem elektrycznym 25 do temperatury 60°C.

Podczas wtłaczania zagęszczonego sproszkowanego materiału smarującego 28 z kanału 9 do komory ciśnieniowej 14 połączenie tej ostatniej z akumulatorem materiału smarującego 29 jest otwarte. Skutkiem tego część materiału smarującego zawartego w komorze ciśnieniowej 14 dostaje się do akumulatora 29 i cofa element akumulatora energii 30 cylindra hydraulicznego 23, pokonując panujące w nim ciśnienie oleju. W ten sposób akumulator energii zostaje naładowany. Po wysunięciu się popychacza 11 do przedniego

175 262 położenia krańcowego zawór przeciwzwrotny 24 odcina komorę ciśnieniową 14 od kanału 9 podajnika materiału smarującego. W tym momencie otwiera się połączenie komory 14 z akumulatorem materiału smarującego 29 i element 30 rozładowującego się akumulatora energii wtłacza zagęszczony sproszkowany materiał smarujący zawarty w akumulatorze materiału smarującego 29 do komory ciśnieniowej 14. Teraz popychacz 11 cofa się do tylnego położenia krańcowego, po czym cała procedura powtarza się. Czujnik stanu napełnienia 26 kontroluje zapas sproszkowanego materiału smarującego 28 w szybie proszku 27. Drut ze stali szlachetnej 19, biegnący przez komorę ciśnieniową 14 z prędkością 2,0 m/s zostaje w niej, w temperaturze 60°C i pod ciśnieniem 135 MPa, powleczony jednolitym, cienkim i mocno przylegającym filmem materiału smarującego. Film ten umożliwia ciągnienie drutu 19 przez dyszę wyjściową 21, będącą ciągadłem. Tu jednocześnie materiał smarujący zostaje tak mocno naprasowany na drut, że bez dodatkowego powlekania go materiałem smarującym można go ciągnąć przez następne ciągadła.

Naprzemiennie nabijanie komory ciśnieniowej 14 wstępnie zagęszczanym materiałem smarującym trwa przez całą operację ciągnienia. Powiązany z centralnym agregatem hydraulicznym 1 system sterowania z pamięcią programu i ciśnieniomierzem 17 utrzymują w komorze 14 stałe ciśnienie materiału smarującego wynoszące 135 MPa.

Claims (20)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego poddawanego obróbce plastycznej materiałami smarującymi od stałych do pastowatych, przy którym pasmowy materiał metalowy (19) poddawany obróbce plastycznej wchodzi w komorę ciśnieniową (14) przez co najmniej jedną dyszę wejściową (20), a opuszcza ją przez co najmniej jedną dyszę wyjściową (21), znamienny tym, że w komorze ciśnieniowej (14) umieszcza się materiał smarujący (18; 28) stały do pastowatego, a na ten umieszczony w komorze ciśnieniowej (14) stały do pastowatego materiał smarujący (18; 28) wywiera się z zewnątrz ciśnienie, przy czym stosowane połączenie ciśnienia i temperatury pozostaje zawsze poza zakresem połączeń ciśnienia i temperatury, w których stosowany materiał smarujący (18; 28) jest w stanie płynnym i ustawia się i/lub reguluje ciśnienie w komorze ciśnieniowej (14).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jest on zastosowany raz lub wielokrotnie w wielostopniowym procesie obróbki plastycznej.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że bezpośrednio po przerwaniu procesu obróbki ma miejsce krótkotrwałe odwrócenie kierunku ruchu pasmowego materiału metalowego (19) względem narzędzia kształtującego (20; 21) i/lub obniżone zostaje ciśnienie wywierane- na materiał smarujący (18; 28).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pasmowy materiał metalowy (19) jest pokryty powłoką podsmarową, przy czym powłoka ta, odpadająca od pasmowego materiału metalowego (19) w procesie kształtowania, pozostaje zagrzebana w warstewce materiału smarującego, z którym jest następnie usuwana.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pasmowy materiał metalowy (19) opuszczający komorę ciśnieniową (14) biegnie przez ciśnieniowe ciągadło hydrodynamiczne, gdzie jest kształtowany i powlekany materiałem smarującym lub biegnie przez następną komorę powlekającą.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że pasmowy materiał metalowy (19) biegnie kolejno przez szereg ciśnieniowych ciągadeł hydrodynamicznych, gdzie jest kształtowany i powlekany materiałem smarującym lub biegnie kolejno przez szereg komór powlekających.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komory ciśnieniowej (14) podawany jest stały materiał smarujący (18; 28) w postaci proszku lub kształtek, głównie wyprasek lub grudek albo granulatu.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał w komorze ciśnieniowej (14) prowadzony jest centrycznie przez ukierunkowaną strugę materiału smarującego (18; 28).

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komory ciśnieniowej (14) podawany jest nagrzany pasmowy materiał metalowy (19).

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał smarujący (18; 28) jest nagrzewany i/lub ochładzany.

11. Sposób obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego poddawanego obróbce plastycznej materiałami smarującymi od stałych do pastowatych, przy którym pasmowy materiał metalowy (19) poddawany obróbce plastycznej wchodzi w komorę ciśnieniową (14) przez co najmniej jedną dyszę wejściową (20), a opuszcza ją przez co najmniej jedną dyszę wyjściową (21), znamienny tym, że przez kanał doprowadzający (9) wprowadza się w komorę ciśnieniową (14) materiał smarujący (18; 28) stały do pastowatego, a z niej częściowo w usytuowany naprzeciw akumulator (29) materiału smarującego, ładując przy tym nadający się do ładowania element (30) akumulatora energii, który podczas doładowywania kanału doprowadzającego (9) wtłacza z powrotem

175 262 zmagazynowany materiał smarujący do komory ciśnieniowej (14), a na ten umieszczony w komorze ciśnieniowej (14) stały do pastowatego materiał smarujący (18; 28) wywiera się z zewnątrz ciśnienie, przy czym stosowane połączenie ciśnienia i temperatury pozostaje zawsze poza zakresem połączeń ciśnienia i temperatury, w których stosowany materiał smarujący (18; 28) jest w stanie płynnym i ustawia się i/lub reguluje ciśnienie w komorze ciśnieniowej (14).

12. Urządzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego (19) poddawanego obróbce plastycznej stałym do pastowatego materiałem smarującym (18; 28), składające się z komory ciśnieniowej (14), z co najmniej jednej dyszy wejściowej (20) i co najmniej jednej dyszy wyjściowej (21), przez które przechodzi materiał (19) poddawany obróbce plastycznej, znamienne tym, że zastosowano co najmniej jeden kanał doprowadzający (8; 9) do wprowadzania stałego do pastowatego materiału smarującego (18; 28), a ponadto zastosowano aparaturę (1; 2; 3; 4; 5; 10; 11; 12; 13) do wywierania ciśnienia na wprowadzany w komorę ciśnieniową (14) stały do pastowatego materiał smarujący (18; 28) oraz co najmniej jedną aparaturę (1; 17) do ustawiania i/lub regulacji tego ciśnienia na wartości poniżej zakresu połączenia ciśnienia i temperatury, w którym następuje przejście w stan płynny materiału smarującego występującego w postaci stałej do pastowatej.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że w wypadku kształtowania materiału, ciągadłem jest tylko dysza wyjściowa (21).

14. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że komora ciśnieniowa (14) ma dwa usytuowane naprzeciwległe kanały doprowadzające (8; 9) materiału smarującego (18; 28) o konsystencji stałej do pastowatej, przy czym stały materiał smarujący ma postać proszku lub kształtek, głównie wyprasek lub grudek lub granulatu.

15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że do wywierania ciśnienia zastosowano jeden lub więcej cylindrów hydraulicznych (6; 7; 12; 13; 23).

16. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że w kanałach doprowadzających (8; 9) materiału smarującego wewnątrz komory ciśnieniowej (14) umieszczony jest rozdzielacz (22) do dzielenia przepływu materiału smarującego przed osiągnięciem pasmowego materiału metalowego (19) poddawanego obróbce plastycznej.

17. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że dysza wyjściowa (21) jest stożkiem wlotowym następnego hydrodynamicznego ciągadła ciśnieniowego do kształtowania i powlekania lub następnej komory powlekającej.

18. Urządzenie według zastrz. 12 albo 17, znamienne tym, że ma szereg kolejnych hydrodynamicznych ciągadeł ciśnieniowych do powlekania i kształtowania lub szereg kolejnych komór powlekających.

19. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że twardość powierzchniowa narzędzi kształtujących nie przekracza 60 HRC.

20. Urządzenie do obróbki plastycznej i/lub powlekania pasmowego materiału metalowego (19) poddawanego obróbce plastycznej stałym do pastowatego materiałem smarującym (18; 28), składające się z komory ciśnieniowej (14), z co najmniej jednej dyszy wejściowej (20) i co najmniej jednej dyszy wyjściowej (21), przez które przechodzi materiał (19) poddawany obróbce plastycznej, znamienne tym, że zastosowano kanał doprowadzający (9) do wprowadzania stałego do pastowatego materiału smarującego (18; 28) oraz usy^tuowane naprzeciw drugie doprowadzenie materiału smarującego w postaci akumulatora (29) materiału smarującego z nadającym się do ładowania elementem (30) akumulatora energii, gdzie podczas doładowywania materiału smarującego do kanału doprowadzającego (9) zmagazynowany materiał smarujący jest z powrotem wtłaczany w komorę ciśnieniową (14), a ponadto zastosowano aparaturę (1; 2; 3; 4; 5; 10; 11; 12; 13) do wywierania ciśnienia na wprowadzany w komorę ciśnieniową (14) stały do pastowatego materiał smarujący (18; 28) oraz co najmniej jedną aparaturę (1; 17) do ustawiania i/lub regulacji tego ciśnienia na wartości poniżej zakresu połączenia ciśnienia i temperatury, w którym następuje przejście w stan płynny materiału smarującego występującego w postaci stałej do pastowatej.