RU1775201C

RU1775201C - Process of preparation of surface of blank for drawing

Info

Publication number: RU1775201C
Application number: SU884622627A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Коковихин; Владимир Анатольевич Щетинин; Валентина Александровна Пинашина; Василий Дмитриевич Есипов; Сергей Григорьевич Коваленко; Виктор Васильевич Кравченко
Original assignee: Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1992-11-15

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению. Цель изобретени - стабилизаци процесса волочени и улучшение качества поверхности проволоки. Способ подготовки поверхности проволоки к волочению включает нанесение подсмазочного покрыти в виде термопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки. В качестве термопластичного линейного полимера используют полимер большой молекул рной массы, который нанос т на проволочную заготовку, нагретую выше температуры плавлени данного полимера, а затем охлаждают до температуры выше температуры его стекловани , но не ниже температуры его плавлени . Применение полимера большой молекул рной массы обеспечивает наличие толстого сло под- смазочного покрыти и частиц смазки, кото- рый надежно экранирует трущиес поверхности металла и волоки и обеспечивает стабильный режим волочени и улучшает качество поверхности. 2 табл.Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при подготовке поверхности проволоки из черных и цветных металлов к холодному и тепловому волочению.Известен способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий на- несение на заготовку подсмазочного масл ного покрыти и последующее нанесение технологической смазки. Но при жестких температурио-скоростных услови х деформировани металла прочность сло технологической смазки типа смазочногопокрыти недостаточна. При волочении это приводит к повышенному износу рабочего инструмента, увеличению трени , усили волочени и обрывности, ухудшени качества поверхности готовой проволоки.Известен также способ подготовки поверхности к волочению, включающий нагрев проволоки, нанесение подсмазочного покрыти типа извести и буры и последующую сушку на воздухе.Однако твердое подсмазочное покрытие не обеспечивает прочного сцеплени его с поверхностью проволоки. При волоче-^ ^СПhOоThe invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in preparing the surface of a wire of ferrous and non-ferrous metals for cold and heat drawing. The purpose of the invention is to stabilize the drawing process and improve the quality of the wire surface. A method of preparing a wire surface for drawing involves applying a lubricant coating in the form of a thermoplastic linear polymer, followed by applying a powdered lubricant. A high molecular weight polymer is used as a thermoplastic linear polymer, which is applied to a wire billet heated above the melting point of this polymer, and then cooled to a temperature above its glass transition temperature, but not below its melting temperature. The use of a polymer of large molecular weight ensures the presence of a thick layer of under-lubricating coating and particles of lubricant, which reliably shields the friction surfaces of the metal and die and ensures a stable drawing mode and improves surface quality. Table 2 The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used to prepare the surface of a ferrous and non-ferrous metal wire for cold and heat drawing. A method is known for preparing the surface of a workpiece for drawing, including applying a lubricant oil coating to the workpiece and then applying a technological grease. But under severe temperature and temperature conditions of metal deformation, the strength of the technological lubricant layer such as a lubricant coating is insufficient. When drawing, this leads to increased wear of the working tool, increased friction, increased drawing and breakage, deterioration of the surface quality of the finished wire. There is also a known method of preparing the surface for drawing, including heating the wire, applying a lubricant coating such as lime and borax and subsequent drying in air. a solid lubricating coating does not provide a firm grip on the surface of the wire. When shorter- ^ ^ SPhOo

Description

НИИ и особенно при пуске стана возможно наруи)ение сплошности сло смазки и подсмазочного покрыти , контакт w микросваривание поверхности металла и инструмента. В лучшем случае это приводит к ухудшению качества поверхност 1 проволоки , Б XyflUJGM - к обрыву проволоки ПрИScientific research institutes, and especially when starting up the mill, it is possible to break the continuity of the lubricant layer and grease coating, contact w micro-welding the surface of the metal and tool. In the best case, this leads to a deterioration in the quality of surface 1 of the wire, and XyflUJGM leads to a wire break

волоченим,dragging

В качестве прототипа выбран известный способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий нанесение подсмазочного покрыти в виде термопласти ного линейного полимера с последующим знесением порошкообразной смазки. Недостатком прототипа вл етс следующее , Термопластичное линейные полимеры могут обладать различной молекул рной массой. Полимеры с малой молекул рной массой (менее критических значений) имеют температуры плавлени и стекловани практически одинаковые, поэтому участок высокозластичного состо ни у них минимальный . Подсмазочные покрыти из таких полимеров недостаточно хорошо удерживаютс на поверхности проволоки и при волочении возможно частичное или по.лное их выдавливание из очага деформации. В первом случае это приводит к по влению продольных рисок на поверхности проволоки, а во втором - к нарушению стабильности про десса и обрыву ггроволоки.As a prototype, a well-known method of preparing the surface of the workpiece for drawing was selected, including applying a lubricant coating in the form of a thermoplastic linear polymer with subsequent transfer of powdered lubricant. A disadvantage of the prototype is as follows. Thermoplastic linear polymers may have different molecular weights. Polymers with a low molecular weight (less than critical values) have practically the same melting and glass transition temperatures; therefore, the region of their highly elastic state is minimal. Lubricating coatings made of such polymers do not hold well on the surface of the wire, and when drawing them, it is possible to partially or completely squeeze them out of the deformation zone. In the first case, this leads to the appearance of longitudinal marks on the surface of the wire, and in the second, to a violation of the stability of the process and the breakage of the wire.

Целью изобретени вл етс стабилизаци процесса волочени и улучшение качества поверхности проволоки.The aim of the invention is to stabilize the drawing process and improve the surface quality of the wire.

Поставленна цель достигаетс ТОРИ, что согласно способу подготовки поверхности проволоки к волочению, включающему нанесение подсмазочного покрыти в виде термопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки, в качестве .термопластичного линейно. полимера используют полимер большой молекул рной массы, который нанос т на проволочную заготовку, нагретую выше температуры плавлени данного полимера , а затем охлаждают до температуры выше температуры его стеклован1 й, но ниже температуры его плавлени .This goal is achieved by SARI, which, according to a method for preparing a wire surface for drawing, comprising applying a lubricant coating in the form of a thermoplastic linear polymer followed by applying a powdered lubricant as a thermoplastic linearly. a polymer of large molecular weight is used, which is applied to a wire billet heated above the melting temperature of the polymer, and then cooled to a temperature above its glass transition temperature but below its melting temperature.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Проволоку нагревают до температуры выше температуры плавлени , термопластичного линейного полимера большой молекул рной массы и нанос т данное полимерное вещество. При этом оно переходит в в зкотекучее состо ние, заполн ет микрорельеф проволоки и обеспечивает прочное сцепление подсмазочного покрыти и поверхности проволоки при после.дующем их охпам дении ни.же температурыThe wire is heated to a temperature above the melting point of the high molecular weight thermoplastic linear polymer and the polymer substance is applied. At the same time, it turns into a viscous state, fills the microrelief of the wire and provides strong adhesion of the grease coating and the surface of the wire when they are subsequently cooled below the temperature

плавлени полимера, но температура его стекловани . Если охлаждение будет осуществл тьс до температуры равной или ниже температуры стекловани полимера , то подсмазочное покрытие будет хрупким , будет легко разрушатьс и не обеспечит стабильного режима трени в ходе дальнейшей деформации. При температуре охлаждени выше температурыmelting polymer, but its glass transition temperature. If cooling is carried out to a temperature equal to or lower than the glass transition temperature of the polymer, then the lubricant coating will be brittle, will easily break and will not provide a stable friction during further deformation. At a cooling temperature above temperature

0 плавлени полимера подсмазочное покрытие будет находитьс в в зкотекучем состо нии и будет легко выдавливатьс из очага деформации. При охлаждении е оптимальном интервале температур полимерное под5 смазочное покрытие находитс в высокопластичном состо нии и надежно экранирует поверхности проволоки рабочего инструмента от контакта между собой при деформации. Волочение будет происходитьUpon melting of the polymer, the lubricant coating will be in a viscous state and will be easily extruded from the deformation zone. When cooling at the optimum temperature range, the polymer-based lubricant coating is in a highly plastic state and reliably shields the surfaces of the working tool wire from contact with each other during deformation. Drawing will occur

0 в стабильном режиме (за счет исключени возможности обрыва проволоки). Вместе с этим будет обеспечено улучшение качества поверхности готовой проволоки за счет улучшени условий трени на контакте.0 in stable mode (by eliminating the possibility of wire breakage). At the same time, the surface quality of the finished wire will be improved by improving the friction conditions at the contact.

5 П р и ме р 1,Проведено волочение низкoyглepoдиctoй проволоки БСтОМ. На поверхность проволоки диаметром 3,5 мм, нагретую до 250°С .наноситс полиэтилен большой молекул рной массы, который при5 EXAMPLE 1, A drawing of a low-carbon wire BSSTOM was carried out. On the surface of a wire with a diameter of 3.5 mm, heated to 250 ° C. Polyethylene of large molecular weight is deposited, which at

0 контакте переходит в в зкотекучее состо ние (плавитс ), и заполн ет микрорельеф поверхности проволоки. При дальнейшем охлаждении поверхности движущейс проволоки до 50°С подсмазочное полиэтилено5 еое покрытие переходит в высокоэластигчное.состо ние. Этообеспечивает надежное экранирование контактных поверхностей проволоки и твердосплавные волоки при дальнейшем волочении на смазке из мыльного порошка с единичными обжати ми до 15%. После волочени проволока имеет гладкую поверхность без рисок V( цэрапани с практически сплошной достаточно толстой (35-40 мкм) смазочнойAt the contact, it becomes viscous (melts) and fills the microrelief of the wire surface. With further cooling of the surface of the moving wire to 50 ° C, the lubricant polyethylene coating turns into a highly elastic state. This provides reliable shielding of the contact surfaces of the wire and carbide dies during further drawing on a soap powder lubricant with single compressions of up to 15%. After drawing, the wire has a smooth surface without V marks (scratching with almost continuous rather thick (35-40 microns) lubricating

5 планкой.5 bar.

П р 5л - е р 2. Проведены испытани дл прутков из меди марки МЗ, никел НП2 и Т51тана ВТБс, э также дл труднодеформируемой а холодном состо нии свинцовистойPRILE 5L - R 2. Tests were carried out for bars made of MZ copper, nickel NP2 and T51tan VTBs, and also for hard-to-deform cold lead

0 латуни марки Л59-1. В качестве подсмазочного покрыти примен лись полиэтилен среднего давлени и полистирол.0 brass brand L59-1. Medium pressure polyethylene and polystyrene were used as a lubricant coating.

Предварительный нагрев прутков диаметром 3,5 мм и длиной до 5 м (по 3 шт. вPre-heating rods with a diameter of 3.5 mm and a length of up to 5 m (3 pcs. In

5 каждом опыте) осуществл лс в проходной электропечи, способной перемещатьс вдоль оси волочени относительно стана. Дл осуществлени теплого волочени стан оборудован обогреваемым еолокодержателем и мыльницей, Подсмазочное покрытие5 in each experiment) was carried out in a continuous electric furnace capable of moving along the axis of the drawing relative to the mill. In order to carry out a warm drawing, the mill is equipped with a heated wire holder and a soap box. Lubricant coating

наноситс на прутки при выходе их из печи. Контролируемое охлаждение прутков с покрытием осуществл етс при движении от печи к мыльнице за счет обдува воздушным потоком. Волочение проводилось в обычной металлокерамической волоке с обжатием 15%. Скорость волочени (0.5-1,0 м/сек) определ лась заданной температурой охлаждени проволоки.applied to the rods as they exit the furnace. Controlled cooling of the coated bars is carried out while moving from the oven to the soap box by airflow. The drawing was carried out in a conventional cermet die with a compression of 15%. The drawing speed (0.5-1.0 m / s) was determined by a predetermined wire cooling temperature.

В табл. 1 приведены составы смазок, а в табл, 2 конкретные режимы нанесени подсмазочных покрытий и материал прутков , используемых дл волочени .In the table. Lubricant compositions are shown in Table 1, and specific lubrication coatings and rod material used for drawing are given in Table 2.

В результате проведени испытаний установлено , что применение в качестве по,цсмазочного покрыти буры не обеспечивает стабильных условий волочени и хорошего качества поверхности. При холодном волочении прутков из никел и титана в момент пуска стана происходили обрывы заправочного конца (волочение со смазками 2 и 3). Волочение прутков из меди происходило без обрывов, но на поверхности прутков имелись продольные риски (особенно после волочени со смазкой 1). Во всех случа х смазочное покрытие имело вид тонкой (2-10 мкм) прерывистой пленки (10-15% поверхности прутка в зависимости от состава смззки и материала прутка). Теплое волочение при температурах 110-230°С дало неудовлетворительные результаты, так как бура не в состо нии обеспечить хорошей адгезии поверхности прутков и специальной смазки дл теплого и гор чего волочени (состав 5). Обрывы происходили как в период пуска стана (никель, титан, латунь), так и в процессе волочени (латунь). На меди обрывов не наблюдалось, но качество поверхности все равно было крайне неудовлетворительное. Волочение по режимам табл.2 с использованием в качестве материала подсмазочного покрыти низкомолекул рных полимеров, этилена (с молекул рной массой менее 9«10 ) и стирола (с молекул рной массой 4 10 ) дало отрицательный результат из-за обрывов проволоки вследствие нарушени целостности смазочного покрыти в волоке. Это св зано с тем. что температура плавлени и стекловани низкомолекул рных полимеров примерно равна. При волочении не может быть выпог.нено условие охлаждени проволоки с покрытием ниже температуры плавлени и полимерное покрытие находитс в очаге деформации только в состо нии в зкого течени , легко выдавливаетс вместе .о смазкой при деформации, что и ведет к прекращению волочени вследствие оЬрыва. В случае охлаждени нижетемпературы стекловани полимера при последующем волочении вначале происходит хрупкое paapyuienne и осы пание нмзкомолекул рного , а при повышении контактных температур при де формации остаткм покрыти переход т в 5 в зкое состо ние и также летко выдавливаютс из волоки.As a result of the tests, it was found that the use of a boring as a lubricant coating does not provide stable drawing conditions and good surface quality. During cold drawing of nickel and titanium rods at the moment of starting the mill, breaks in the filling end occurred (drawing with lubricants 2 and 3). The drawing of copper rods occurred without breaks, but there were longitudinal risks on the surface of the rods (especially after drawing with lubricant 1). In all cases, the lubricating coating had the form of a thin (2-10 µm) intermittent film (10-15% of the surface of the bar depending on the composition of the lubricant and the material of the bar). Warm drawing at temperatures of 110-230 ° C gave unsatisfactory results, since the drill is not able to provide good adhesion to the surface of the rods and special grease for warm and hot drawing (composition 5). Clippings occurred both during the start-up of the mill (nickel, titanium, brass) and during the drawing process (brass). No breaks were observed on copper, but the surface quality was still extremely unsatisfactory. Drawing according to the modes of Table 2 using low molecular weight polymers, ethylene (with a molecular weight of less than 9 × 10) and styrene (with a molecular weight of 4 × 10) as a lubricant coating gave a negative result due to wire breaks due to a violation of the integrity of the lubricant coating in a die. This is related to that. that the melting and glass transition temperatures of low molecular weight polymers are approximately equal. During drawing, the condition for cooling the coated wire below the melting temperature cannot be fulfilled, and the polymer coating is in the deformation zone only in a viscous state, it is easily squeezed out together with grease during deformation, which leads to the termination of drawing due to breakage. In the case of cooling the lower glass transition temperature of the polymer during subsequent drawing, brittle paapyuienne and sinking of the molecular-molecular form begins at first, and when contact temperatures increase during deformation, the remaining coatings go into a 5-viscous state and are also squeezed out of the fiber.

Применение в качестве подсмазочногс покрыти при холодном волочении поли тилена большой молекул рной массы дало хо10 рощие результать. В период пуска стана и при волочении не наблюдалось обрывов. После волочени на поверхности прутков отсутствовали дефекты в виде рисок и царапин , смазочный слой имел вид сгтлошното 15 (90-100% поверхности), толстого (до 35-40 мкм)покрыти . Использование такого полиэтилена при теплом волочении меди и никел дало хорошие результаты, сходные с результатами при холодном волочении. 0 прутки без повепхностных дефектов имели довольно толстый (20-30 мкм) сплошной слой смазочного вещества. При теплом волочении титана и, особенно, латуни на поверхности имелись отдельные риски, а 5 покрытие зани ;апо 70-90% ллощадм. Это, ,цно, свйзано с относительно низкой дл этих материалов температурой волочени .The use of large molecular weight polytylene as a lubricant coating during cold drawing of polyethylene yielded good results. During the start-up of the mill and during the drawing, no breaks were observed. After drawing on the surface of the rods, there were no defects in the form of scratches and scratches, the lubricating layer had the appearance of a thickness of 15 (90-100% of the surface), thick (up to 35-40 microns) coating. The use of such polyethylene for the warm drawing of copper and nickel gave good results similar to those for cold drawing. 0 rods without surface defects had a rather thick (20-30 microns) continuous layer of lubricant. With the warm drawing of titanium and, especially, brass, there were separate risks on the surface, and 5 covered the hay; apo 70-90% of the area. This is, of course, due to the relatively low drag temperature for these materials.

Титан, латунь и медь были под ергнути 0 волочению при более высоких температурах (200-230 С) с использованием в качестве подсмазочногЛ покрытий другог: пплимерсЗ большой молекул рной массы, имеющего более высокунэ температуру плавлени - пс5 листирола. В этом с.пучае тепле волочегпче происходило ста51 пь ю, без обрь:Еоз. з поверхность прутков имела качество без видимых поверхностных дефектоп и из 90-100% покрыта толстьпм с.поем до 30 мкм) 0 смазочнота вещества, состо щего из полистирола и смазки 5,Titanium, brass and copper were subjected to wire drawing at higher temperatures (200-230 ° C) using a different molecular weight coating as a sub-lubricant: plimers with a large molecular weight having a higher melting point - ps5 listirol. In this s.puchai warmer, there was a hundred and fifty times, without arr: Eoz. h the surface of the rods was of a quality without visible surface defects and 90-100% of the coating was coated with a thickness of 30 mm for singing) 0 lubricity of a substance consisting of polystyrene and lubricant 5,

Результаты испытаний спилетельствуiOT о том, что применение термоплзстичного линейного полимера большой молекул р5 ной массы в качестве подсмазочиого покрыти при холодном ii теплом волочении столь разнородных матер11алов (медь никель и труднодеформируемз латунь) при различHbix составах сухих смазок оРе ючивает во 0 всех случа х наличие толстого сло из подсмазочного вещества и ч эстии смазки, который наде.жно экра.нирует труидиес поверхности металла волоки от взаимного контакта, обеспечивает стаби/шныи режим 5 волочени и существенно улучшает качество покрыти .The results of tests with the IOT testimony that the use of a thermoplastic linear polymer of large molecular weight p5 as a lubricant coating with cold ii warm drawing of such dissimilar materials (copper, nickel and hard to deform brass) with different Hbix compositions of dry ore lubricants reduces the presence of a thick layer in 0 of all cases from lubricant and frequent lubrication, which reliably shields the surface of the die metal from mutual contact, provides a stable drawing mode 5 and substantially improves coating quality.

Формула t 3 о б р е т с 1-: и Способ подготовки поверхности заготовки к золочению, В;лючсюии1й |1лнессние подсмазочного покры-п-- в RH/IO гепмопластичного линейного полимера с последующим нанесением порошкообразной смазки, отличающийс тем, что, с целью стабилизации процесса волочени и улучшени качества поверхности, в качестве термопластичного линейного полимера используетс полимер большой молекул рной массы, который нанос т на заготовку, нагретую выше температуры его плавлени , а затем охлаждают до температуры выше температуры его стекловани , но ниже температуры его плавлени .Formula t 3 takes 1-: and The method of preparing the surface of the workpiece for gilding, B; all | 1 | 1-day anti-grease coating — in RH / IO of the hematoplastic linear polymer, followed by applying a powder lubricant, characterized in that, with In order to stabilize the drawing process and improve the quality of the surface, a large molecular weight polymer is used as a thermoplastic linear polymer, which is applied to a workpiece heated above its melting temperature and then cooled to a temperature above its temperature klovani but below its melting point.

Таблица 1Table 1

Таблиц а 2Table 2