RU2098206C1 - Method for making metallic wire and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for making metallic wire and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2098206C1
RU2098206C1 RU93025678A RU93025678A RU2098206C1 RU 2098206 C1 RU2098206 C1 RU 2098206C1 RU 93025678 A RU93025678 A RU 93025678A RU 93025678 A RU93025678 A RU 93025678A RU 2098206 C1 RU2098206 C1 RU 2098206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
workpiece
blank
cathode
anode
Prior art date
Application number
RU93025678A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93025678A (en
Inventor
Игорь Николаевич Зорин
Александр Павлович Кротов
Константин Борисович Матвеев
Михаил Михайлович Поляков
Original Assignee
Игорь Николаевич Зорин
Александр Павлович Кротов
Константин Борисович Матвеев
Михаил Михайлович Поляков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Николаевич Зорин, Александр Павлович Кротов, Константин Борисович Матвеев, Михаил Михайлович Поляков filed Critical Игорь Николаевич Зорин
Priority to RU93025678A priority Critical patent/RU2098206C1/en
Publication of RU93025678A publication Critical patent/RU93025678A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2098206C1 publication Critical patent/RU2098206C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy, processes for drawing wire, particularly, expensive precision alloys in electronic and radio industry branches. SUBSTANCE: method of making wire by hot drawing comprises step of heating blank before drawing it through drawing die. Heating is realized due to exciting irregular glow discharge between blank being cathode and anode embracing it in working gas medium in magnetic field directed in parallel to blank surface along it (by means of solenoid embracing said anode) or along concentric circles embracing blank (by means of electric current passed along blank). In order to make wire with coat used as grease at drawing or for finishing article, additional irregular glow discharge is excited at inlet of blank to drawing die or before winding wire onto receiving reel. Glow discharge is excited in working gas medium in magnetic field directed along blank or wire between blank or wire being anode and hollow cylindrical cathode coaxially embracing it and opened at both ends. At least part of cathode turned to blank or wire is made of material used as coat. Process for removing layer of grease from wire surface is identical to that used for heating wire. It is possible to use drawing die as member providing electric contact with blank and wire and also as sealing member of vacuum gate separating space for ion-plasma heating of blank and cleaning it from environment or from space for additional treatment of wire after drawing. EFFECT: enhanced efficiency, improved design. 16 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, к способам получения проволоки волочением и предназначено для преимущественного использования при изготовлении проволоки из дорогостоящих и прецизионных сплавов, применяемых в электронной и радиопромышленности. The invention relates to metallurgy, to methods for producing wire by drawing, and is intended for primary use in the manufacture of wire from expensive and precision alloys used in the electronic and radio industries.

Известны способ получения металлической проволоки волочением и устройство для его реализации (см. например, [1]). A known method of producing a metal wire by drawing and a device for its implementation (see, for example, [1]).

Известные технические решения, не предусматривающие нагревания заготовки непосредственно перед подачей в волоку, не применимы для ряда материалов, в частности труднодеформируемых. Known technical solutions that do not involve heating the workpiece immediately before being fed into the die are not applicable for a number of materials, in particular, difficult to deform.

Из известных технических решений наиболее близкими к предлагаемым по назначению и совокупности существенных признаков являются способ и устройство для горячего волочения проволоки [2]
В известном способе изготовления металлической проволоки заготовку нагревают, после чего протягивают через волоку.
Of the known technical solutions closest to those proposed for the intended purpose and the combination of essential features are a method and apparatus for hot wire drawing [2]
In a known method of manufacturing a metal wire, the workpiece is heated, and then pulled through the die.

Предназначенное для реализации этого способа известное устройство для изготовления металлической проволоки включает в себя подающую бобину для заготовки, средства для нагрева заготовки, волоку и приемную бобину с приводом. A known device for manufacturing a metal wire intended for implementing this method includes a supply bobbin for a workpiece, means for heating the workpiece, a die and a drive bobbin with a drive.

Однако указанные технические решения не предусматривают очистки поверхности заготовки непосредственно перед подачей в волоку, что в ряде случае ухудшает качество продукции, так как при волочении имеющиеся на поверхности заготовки загрязнения, в том числе оксиды или карбиды, образующиеся при ее нагреве, запрессовываются в поверхность проволоки, что усложняет или делает невозможным их последующее удаление. However, these technical solutions do not provide for cleaning the surface of the workpiece immediately before being fed into the fiber, which in some cases degrades the quality of the product, since when drawing, the contaminants present on the surface of the workpiece, including the oxides or carbides formed when it is heated, are pressed into the surface of the wire, which complicates or makes impossible their subsequent removal.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе изготовления металлической проволоки, в котором заготовку нагревают, после чего протягивают через волоку, нагрев осуществляют, возбуждая между заготовкой как катодом и охватывающим ее анодом аномальный тлеющий разряд в среде рабочего газа в магнитном поле, силовые линии которого вблизи заготовки направлены вдоль поверхности заготовки. The essence of the invention lies in the fact that in the known method of manufacturing a metal wire in which the preform is heated and then pulled through a wire, the heating is carried out, exciting an anomalous glow discharge in the working gas medium in a magnetic field between the preform as a cathode and the anode enclosing it, which near the workpiece are directed along the surface of the workpiece.

Это обеспечивает одновременную с нагревом заготовки (в результате бомбардировки ее поверхности ионами из плазмы разряда) очистку этой поверхности за счет распыления бомбардирующими ионами атомов поверхностного слоя. This ensures that the workpiece is heated simultaneously (as a result of bombardment of its surface by ions from the discharge plasma) and this surface is cleaned by atomization of the surface layer by bombarding ions.

В частном случае реализации способа силовые линии магнитного поля в зоне разряда ориентируют вдоль длины заготовки, для чего используют, например, расположенный соосно заготовке соленоид. In the particular case of the method, the magnetic field lines in the discharge zone are oriented along the length of the workpiece, for which purpose, for example, a solenoid located coaxially with the workpiece is used.

В другом частном случае используют охватывающее заготовку кольцевое магнитное поле, которое создают, пропуская вдоль заготовки электрический ток. In another particular case, an annular magnetic field enclosing the preform is used, which is created by passing an electric current along the preform.

Это обеспечивает совмещение процессов нагрева заготовки ионной бомбардировкой и прямым пропусканием тока, что снижает энергозатраты и упрощает реализацию способа. This ensures that the heating of the workpiece by ion bombardment and direct transmission of current, which reduces energy consumption and simplifies the implementation of the method.

В процессе изготовления проволоки непрерывно измеряют температуру заготовки на входе в волоку и регулируют давление рабочего газа или выходное напряжение источника электропитания разряда, увеличивая их при уменьшении температуры заготовки ниже заданного значения и наоборот. In the process of manufacturing the wire, the temperature of the workpiece is continuously measured at the entrance to the die and the pressure of the working gas or the output voltage of the discharge power supply is regulated, increasing them with decreasing temperature of the workpiece below a predetermined value and vice versa.

Это способствует повышению качества проволоки за счет равномерности обработки. This helps to improve the quality of the wire due to the uniformity of processing.

Предусмотрена возможность нанесения при необходимости на поверхность нагретой заготовки своя твердой смазки, например меди, никеля, графита, или напыления на поверхность готовой проволоки покрытия требуемого состава, для чего после нагрева заготовки между ней или вышедшей из волоки проволокой как анодом и охватывающим заготовку или проволоку полым катодом возбуждают в среде рабочего газа аномальный тлеющий разряд в направленном вдоль заготовки или проволоки магнитном поле, при этом полый катод или по меньшей мере его часть, обращенную к заготовке или проволоке, выполняют из материала, который требуется нанести в качестве твердой смазки или покрытия. It is possible to apply, if necessary, to the surface of the heated billet its own solid lubricant, for example, copper, nickel, graphite, or to spray onto the surface of the finished wire a coating of the required composition, for which, after heating the billet between it or the wire emerging from the fiber as an anode and enclosing the billet or wire hollow in the working gas medium, an abnormal glow discharge is excited in the cathode in a magnetic field directed along the workpiece or wire, while the hollow cathode, or at least a portion thereof, is inverted the workpiece or wire made of material which is required to apply a solid lubricant or coating.

Это обеспечивает уменьшение усилия волочения и повышение качества продукции, а также получение проволоки с защитными, антикоррозионными, декоративными и др. покрытиями высокого качества, гарантируемого нанесением их на свежеочищенную и нагретую поверхность. При необходимости нанесенный на поверхность заготовки слой твердой смазки может быть в дальнейшем удален с поверхности готовой проволоки, для чего возбуждают еще один газовый разряд между выходящей из волоки проволокой как катодом и охватывающим ее дополнительным анодом, аналогично тому, как это осуществлялось с заготовкой при ее нагреве. This ensures a decrease in the drawing force and an increase in the quality of products, as well as the production of wire with protective, anti-corrosion, decorative and other coatings of high quality, guaranteed by applying them to a freshly cleaned and heated surface. If necessary, a layer of solid lubricant deposited on the surface of the workpiece can be further removed from the surface of the finished wire, for which another gas discharge is excited between the wire leaving the fiber as a cathode and an additional anode covering it, similar to how it was done with the workpiece when it was heated .

Способом предусмотрено использование волоки, которую в этих случаях выполняют из токопроводящего материала, в качестве средства обеспечения электрического контакта в цепях протекания через заготовку тока разряда и/или тока, используемого для создания магнитного поля, а также в цепи протекания через проволоку тока разряда, используемого для нанесения покрытия. The method provides for the use of a die, which in these cases is made of a conductive material, as a means of ensuring electrical contact in the circuits of the flow of the discharge current and / or current used to create a magnetic field through the workpiece, as well as in the circuit of the flow of current of the discharge used through the wire used for coating.

Предусмотрено также использование фильеры в качестве элемента вакуумного ввода, отделяющего объем, в котором производятся нагрев и очистка заготовки, от окружающей среды или от следующего по ходу процесса технологического объема, например для охлаждения готовой проволоки в вакууме или контролируемой атмосфере, удаления использовавшейся при волочении твердой смазки, ионно-плазменного нанесения покрытия и т.д. It is also envisaged to use a die as an element of the vacuum input separating the volume in which the workpiece is heated and cleaned from the environment or from the process volume following the process, for example, for cooling the finished wire in a vacuum or controlled atmosphere, removing solid lubricant used during drawing , ion-plasma coating, etc.

Это позволяет упростить реализацию способа. This allows you to simplify the implementation of the method.

Отличительные особенности предназначенного для реализации способа устройства для изготовления металлической проволоки, включающего в себя подающую бобину для заготовки, средства для нагрева заготовки, волоку и приемную бобину с приводом, состоят в том, что средства для нагрева заготовки содержат вакуумную камеру со средствами откачки, натекатель для контролируемого напуска в камеру рабочего газа, первый анод в виде установленной внутри камеры соосно волоке цилиндрической обечайки, установленной внутри камеры соосно волоке, первый источник электропитания разряда, первый токоподвод, соединяющий заготовку с одним из выводов источника электропитания, второй вывод которого соединен с первым анодом, и систему формирования магнитного поля, силовые линии которого внутри обечайки направлены вдоль ее образующих или концентричны цилиндрической поверхности обечайки. Distinctive features of a device for manufacturing a metal wire intended for implementing the method, including a supply bobbin for a workpiece, means for heating the workpiece, a die and a take-up reel with a drive, consist in that the means for heating the workpiece contain a vacuum chamber with pumping means, a leak controlled inlet into the chamber of the working gas, the first anode in the form of a cylindrical shell mounted inside the chamber coaxially to the die, installed inside the chamber coaxially to the die, the first a discharge power supply device, a first current lead connecting the workpiece to one of the terminals of the power source, the second terminal of which is connected to the first anode, and a magnetic field generation system, the lines of force of which inside the shell are directed along its generatrices or are concentric with the cylindrical surface of the shell.

В частном случае реализации устройства система формирования магнитного поля содержит соленоид, охватывающий обечайку и соосный с ней, и источник его электропитания. In the particular case of the implementation of the device, the magnetic field formation system contains a solenoid, covering the shell and coaxial with it, and its power source.

В другом частном случае реализации устройства система формирования магнитного поля содержит второй токоподвод и соединенный с заготовкой через него и первый токоподвод источник тока. In another particular embodiment of the device, the magnetic field formation system comprises a second current lead and a current source connected to the workpiece through it and the first current lead.

Для напыления слоя твердой смазки предусмотрено дополнение устройства соосным первому аноду и размещенным между ним и волокой первым катодом в виде цилиндрической обечайки, вторым источником электропитания разряда, соединенным с первым катодом и через первый или второй токоподвод с заготовкой, а также коаксиальным с первым катодом и охватывающим его вторым соленоидом с источником его электропитания. To spray the solid lubricant layer, the device is supplemented with a coaxial first anode and a first cathode placed between it and the wire in the form of a cylindrical shell, a second discharge power supply connected to the first cathode and through the first or second current supply with the workpiece, as well as coaxial with the first cathode and covering its second solenoid with its power source.

При необходимости удаления слоя твердой смазки после волочения устройство дополнительно содержит установленный за волокой соосно с ней второй анод в виде цилиндрической обечайки, третий источник электропитания разряда, соединенный с вторым анодом и через один из токоподводов и заготовку с проволокой, а также коаксиальный с вторым анодом и охватывающий его третий соленоид с источником его электропитания. If it is necessary to remove the solid lubricant layer after drawing, the device further comprises a second anode mounted behind the wire coaxially with it in the form of a cylindrical shell, a third discharge power supply connected to the second anode and through one of the current leads and the workpiece with wire, as well as coaxial with the second anode and the third solenoid covering it with a source of its power supply.

Для получения проволоки с антикоррозионным, декоративным и др. покрытием устройство дополнительно содержит установленный перед приемной бобиной соосно волоке второй катод в виде цилиндрической обечайки, четвертый источник электропитания разряда, соединенный с вторым катодом и через один из токоподводов и заготовку с проволокой, а также коаксиальный с вторым катодом и охватывающий его четвертый соленоид с источником его электропитания. To obtain a wire with an anticorrosive, decorative, and other coating, the device further comprises a second cathode in the form of a cylindrical shell mounted in front of the receiving reel coaxially to the wire, a fourth discharge power supply connected to the second cathode and through one of the current leads and the workpiece with wire, as well as coaxial with the second cathode and the fourth solenoid enveloping it with its power source.

Предусмотрена возможность автоматического регулирования и стабилизации режима нагрева заготовки, для чего устройство содержит установленный перед волокой датчик температуры заготовки и блок управления, вход которого соединен с датчиком температуры заготовки, а выход с натекателем. The possibility of automatic regulation and stabilization of the workpiece heating mode is provided, for which the device contains a workpiece temperature sensor installed in front of the wire and a control unit, the input of which is connected to the workpiece temperature sensor, and the outlet with a leak.

В частном случая реализации устройства при выполнении волоки из токопроводящего материала предусмотрено применение ее в качестве одного из токоподводов. In the particular case of the implementation of the device when performing dies from a conductive material, it is intended to be used as one of the current leads.

Предусмотрено также использование волоки в качестве уплотняющего элемента вакуумного ввода для извлечения проволоки из камеры. The use of die as a sealing element of the vacuum input for removing wire from the chamber is also provided.

На фиг. 1 показан процесс горячего волочения проволоки с ионно-плазменным нагревом и очисткой заготовки в аксиальном магнитном поле; на фиг. 2 то же, в охватывающем заготовку кольцевом магнитном поле, создаваемом пропусканием вдоль заготовки электрического тока; на фиг. 3 пример реализации способа с напылением на поверхность заготовки слоя твердой смазки, его последующим удалением и нанесением покрытия на поверхность готовой проволоки. In FIG. 1 shows the process of hot wire drawing with ion-plasma heating and cleaning the workpiece in an axial magnetic field; in FIG. 2 the same, in the annular magnetic field surrounding the workpiece, created by passing electric current along the workpiece; in FIG. 3 an example of the implementation of the method by spraying on the surface of the workpiece a layer of solid lubricant, its subsequent removal and coating on the surface of the finished wire.

При использовании аксиального направленного вдоль длины заготовки магнитного поля способ может быть осуществлен при помощи схематично изображенного на фиг. 1 устройства, содержащего вакуумную камеру 1, часть которой выполнена в виде трубы 2 из немагнитного материала с установленным на ее торце фланцем 3, в котором соосно трубе жестко и вакуумно-плотно закреплена волока 4. Фланец 3 жестко закреплен на станине 5, на которой также установлен с возможностью вращения приемный барабан 6 для готовой проволоки 7, снабженный приводом 8. Кроме того, устройство содержит подающую бобину 9 с заготовкой 10 (катанкой или проволокой-полуфабрикатом). Бобина 9 может быть размещена внутри камеры 1, как показано на фиг. 1-3, или снаружи. В последнем случае устройство должно включать также не показанный вакуумный шлюз для ввода заготовки в камеру. Внутри трубы 2 находятся направляющее приспособление 11 для размещения заготовки вдоль оси трубы и обеспечения электрического контакта ее с отрицательными полюсом источника 12 электропитания разряда (через вакуумный токоввод 13), а также установленный соосно трубе открытый с торцов полый цилиндрический анод 14, соединенный при помощи токоввода 15 с положительным полюсом источника 12. Как вариант, роль анода может выполнять труба 2, которую в этом случае, естественно, выполняют из электропроводного материала и электрически изолируют от других частей установки. На трубу 2 коаксиально ей надет соленоид 16, снабженный источником 17 электропитания. Для уменьшения энергозатрат возможен также вариант выполнения магнитной системы, обеспечивающей создание внутри трубы 2 аксиального магнитного поля 0,05 0,1 Тл на основе постоянных магнитов. При выполнении волоки 4 из токопроводящего материала она может быть использована для обеспечения электрического контакта с заготовкой вместо приспособления 11. В этом случае волоку (и фланец 3, если он имеет с ней электрический контакт) электрически изолируют от остальных частей устройства и соединяют с отрицательным полюсом источника 12. Устройство содержит также бесконтактный, например пирометрический, датчик 18 температуры заготовки на входе в волоку, датчики напряжения 19 и тока разряда 20, натекатель 21 для напуска внутрь трубы 2 рабочего газа из баллона 22, блок 23 управления натекателем, соединенный с натекателем и датчиком 18 температуры заготовки. When using an axial magnetic field directed along the length of the workpiece, the method can be carried out using the circuit shown in FIG. 1 of a device containing a vacuum chamber 1, part of which is made in the form of a pipe 2 of non-magnetic material with a flange 3 mounted on its end face, in which a wire 4 is rigidly and vacuum tightly attached to the pipe 4. The flange 3 is rigidly fixed to the frame 5, on which the receiving drum 6 for the finished wire 7 is rotatably mounted, equipped with a drive 8. In addition, the device comprises a feeding reel 9 with a workpiece 10 (wire rod or semi-finished wire). The reel 9 may be placed inside the chamber 1, as shown in FIG. 1-3, or outside. In the latter case, the device should also include a vacuum gateway (not shown) for introducing the workpiece into the chamber. Inside the tube 2, there is a guide device 11 for placing the workpiece along the axis of the tube and ensuring its electrical contact with the negative pole of the discharge power supply 12 (via a vacuum current lead 13), as well as a hollow cylindrical anode 14 open from the ends mounted coaxially to the pipe and connected by a current lead 15 with a positive pole of source 12. Alternatively, the role of the anode can be played by pipe 2, which in this case, of course, is made of an electrically conductive material and is electrically isolated from others parts of the installation. A solenoid 16 equipped with a power supply source 17 is coaxially mounted on the pipe 2. To reduce energy consumption, an embodiment of a magnetic system is also possible, which ensures the creation of an axial magnetic field of 0.05 0.1 T inside the tube 2 based on permanent magnets. When the die 4 is made of a conductive material, it can be used to provide electrical contact with the workpiece instead of tool 11. In this case, the die (and flange 3, if it has electrical contact with it) are electrically isolated from the rest of the device and connected to the negative pole of the source 12. The device also contains a non-contact, for example pyrometric, sensor 18 of the workpiece temperature at the entrance to the die, voltage sensors 19 and discharge current 20, leakage device 21 for letting the working pipe 2 inside gas from the cylinder 22, the leakage control unit 23 connected to the leakage and the workpiece temperature sensor 18.

При реализации способа с использованием охватывающего заготовку кольцевого магнитного поля, создаваемого пропусканием вдоль заготовки электрического тока устройство (см. фиг. 2) содержит все элементы, описанные ранее, за исключением соленоида 16 и источника 17. Вместо них устройство содержит источника тока 24, выходные зажимы которого соединены с заготовкой через приспособление 11, которое в данном случае выполняют с расчетом пропускания большего тока, и электрически изолированную от остальных частей установки волоку 4. При невозможности выполнения волоки 4 из токопроводящего материала или ее электрической изоляции для соединения источника тока 24 с заготовкой может быть применен не показанный скользящий контакт, расположенный между правым (фиг. 1-3) торцом цилиндрического электрода 14 и волокой. When implementing the method using an annular magnetic field enclosing the workpiece, created by passing electric current along the workpiece, the device (see Fig. 2) contains all the elements described above, except for the solenoid 16 and source 17. Instead, the device contains a current source 24, output terminals which are connected to the workpiece through the device 11, which in this case is performed with the calculation of the transmission of a larger current, and a die 4, which is electrically isolated from the rest of the installation complements die 4 of a conductive material or electrical insulation for the connection of the current source 24 to the workpiece can be applied not shown sliding contact, situated between the right (FIG. 1-3), the end face of the cylindrical electrode 14 and drawing dies.

Кроме того, в любом из примеров реализации устройства оно содержит не показанные средства для вакуумной откачки камеры. In addition, in any example implementation of the device, it contains means not shown for vacuum pumping the chamber.

Работа устройства и реализация способа осуществляется следующим образом. Устанавливают подающую бобину 9 с заготовкой, размещают ее соответствующим образом подготовленный (обжатый или обработанный иным образом для требуемого уменьшения диаметра) загрузочный конец в направляющем приспособлении 11, пропускают далее через полый цилиндрический анод 14 и волоку 4, закрепляют на приемном барабане 6 и натягивают при помощи привода 8 с заданным усилием, необходимым для уплотнения зазора между проволокой и волокой 4. Камеру 1 закрывают и откачивают до давления 10-4 10-6 Торр, после чего при помощи натекателя 21 осуществляют напуск в нее из баллона 22 рабочего газа (обычно аргона или при необходимости смеси аргона с реакционноспособным газом, например водородом, для повышения эффективности очистки поверхности проволоки за счет плазмохимических реакций) до давления 10-4 10-2 Торр. Включают источник 18 электропитания соленоида 16 (в примере реализации, иллюстрируемом фиг. 1) или источник тока 18 (в примере, показанном на фиг. 2), создавая внутри трубы 2 в первом случае аксиальное, а во втором кольцевое магнитное поле с указанной выше индукцией. После этого, включив источник 12, подают на заготовку (через приспособление 11 или волоку 4) и анод 14 напряжение 0,55 5 кВ, необходимое для возбуждения аномального тлеющего разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях, устанавливают требуемый режим разряда, исходя из заданной температуры проволоки на входе в волоку при требуемой скорости протяжки. Бомбардирующие поверхность заготовки ионы из плазмы разряда обеспечивают ее нагрев, по эффективности сравнимый лишь с нагревом прямым пропусканием тока (в примере, показанном на фиг. 1) и существенно превосходящий его (в примере, приведенном на фиг. 2). Одновременно эти ионы, распыляя поверхностный слой заготовки, производят эффективную очистку этой поверхности. После нагрева заготовки до заданной температуры отключают привод 8 и производят волочение проволоки. В процессе волочения непрерывно контролируют при помощи датчика 18 температуру заготовки на входе в волоку и при отклонении ее от заданного значения корректируют при помощи блока 23 скорость напуска рабочего газа и тем самым его давление в камере и интенсивность разряда. При превышении заданной температуры давление рабочего газа уменьшают, при уменьшении ее ниже заданного значения увеличивают, стабилизируя таким образом температуру заготовки, что способствует повышению равномерности нагрева и качества продукции. Аналогичным образом стабилизация температуры может осуществляться также путем автоматического регулирования выходного напряжения источника электропитания разряда.The operation of the device and the implementation of the method is as follows. Install the supply reel 9 with the workpiece, place it appropriately prepared (compressed or otherwise processed for the required reduction in diameter) of the loading end in the guide device 11, then pass through the hollow cylindrical anode 14 and the die 4, fix it on the take-up reel 6 and pull it with drive 8 with a given force necessary to seal the gap between the wire and the wire 4. Chamber 1 is closed and pumped out to a pressure of 10 -4 10 -6 Torr, and then with the help of leakage 21 carry out inlet from the cylinder 22 of the working gas (usually argon or, if necessary, a mixture of argon with a reactive gas, such as hydrogen, to increase the efficiency of cleaning the surface of the wire due to plasma-chemical reactions) to a pressure of 10 -4 10 -2 Torr. Turn on the power supply 18 of the solenoid 16 (in the implementation example illustrated in Fig. 1) or the current source 18 (in the example shown in Fig. 2), creating inside the pipe 2 in the first case an axial, and in the second, circular magnetic field with the above induction . After that, turning on the source 12, the voltage 0.55 5 kV, necessary to excite an abnormal glow discharge in crossed electric and magnetic fields, is fed to the workpiece (through fixture 11 or die 4) and the required discharge mode is established based on the set temperature wire at the entrance to the die at the required drawing speed. The ions bombarding the surface of the workpiece from the discharge plasma provide its heating, comparable in efficiency only to heating by direct current transmission (in the example shown in Fig. 1) and significantly exceeding it (in the example shown in Fig. 2). At the same time, these ions, spraying the surface layer of the workpiece, effectively clean the surface. After heating the workpiece to a predetermined temperature, drive 8 is turned off and wire drawing is performed. In the process of drawing, the temperature of the workpiece at the entrance to the die is continuously monitored using the sensor 18, and when it deviates from the set value, the working gas inlet velocity and thereby its pressure in the chamber and the discharge intensity are adjusted using block 23. When the set temperature is exceeded, the working gas pressure is reduced, and when it decreases below the set value, it is increased, thereby stabilizing the workpiece temperature, which helps to increase the uniformity of heating and product quality. Similarly, temperature stabilization can also be carried out by automatically controlling the output voltage of the discharge power source.

В тех случаях, когда по технологическим условиям температура проволоки на выходе из волоки слишком высока и необходимо исключить ее контакт с атмосферным воздухом, волоку монтируют внутри вакуумной камеры, а выпуск проволоки осуществляют через вспомогательный вакуумный ввод (не показан) или размещают приемный барабан внутри камеры. In those cases when, according to the technological conditions, the temperature of the wire at the exit from the die is too high and it is necessary to exclude its contact with atmospheric air, the die is mounted inside the vacuum chamber, and the wire is released through an auxiliary vacuum inlet (not shown) or a receiving drum is placed inside the chamber.

При необходимости использования при волочении твердой смазки устройство дополняют (см. фиг. 3) расположенным между анодом 14 и волокой 4 соосным с ними открытым с торцов цилиндрическим катодом 25, выполненным из материала, используемого в качестве твердой смазки, например из меди или никеля. Как вариант, из этого материала может быть изготовлен не весь катод, а лишь его внутренняя часть, например в виде сменного вкладыша (не показан). Кроме того, установка включает второй источник 26 электропитания разряда, минусовый вывод которого соединяют с катодам 25, а плюсовой через приспособление 11 или волоку 4 с заготовкой, а также установленный соосно катоду 25 охватывающий его второй соленоид 27 с источником 28 его электропитания и средства контроля параметров разряда (не показаны). If it is necessary to use solid lubrication during drawing, the device is supplemented (see Fig. 3) with a cylindrical cathode 25 open from the ends located between the anode 14 and the wire 4 and made of a material used as a solid lubricant, for example, copper or nickel. Alternatively, not the entire cathode can be made of this material, but only its inner part, for example, in the form of a replaceable insert (not shown). In addition, the installation includes a second discharge power source 26, the negative terminal of which is connected to the cathodes 25, and the positive terminal through the fixture 11 or the die 4 with the workpiece, as well as the second solenoid 27 surrounding it coaxially with the cathode 25 with its power source 28 and parameter control means discharge (not shown).

Особенность реализации способа в этом случае состоит в том, что после нагрева заготовки аналогично описанному выше возбуждают газовый разряд между ней и катодом 25 с той лишь разницей, что заготовка при этом является анодом. Материал катода, распыляемый ионами плазмы разряда, осаждается на поверхности заготовки, образуя слой твердой смазки, облегчающей процесс волочения. A feature of the implementation of the method in this case is that after heating the preform, a gas discharge is excited similarly to that described above between it and the cathode 25, with the only difference being that the preform is the anode. The cathode material sprayed by the discharge plasma ions is deposited on the surface of the workpiece, forming a layer of solid lubricant that facilitates the drawing process.

В дальнейшем этот слой может быть сохранен на поверхности готовой проволоки в качестве защитного, декоративного и т. п. покрытия, а при отсутствии такой необходимости удален с нее ионно-плазменным распылением аналогично тому, как это осуществляется при описанном ранее нагреве заготовки. Для этого за волокой (по ходу движения проволоки) соосно трубе 2 устанавливают (см. фиг. 3) соединенную с фланцем 3 трубу 29 из немагнитного материала, в которой размещают второй открытый с торцов полый цилиндрический анод 30, третий источник 31 электропитания разряда, третий соленоид 32 с источником 33 его электропитания. Полость трубы 29 может быть либо непосредственно соединена с полостью трубы 2, например через отверстия во фланце 3, либо снабжена автономными средствами откачки и напуска рабочего газа (не показаны). In the future, this layer can be stored on the surface of the finished wire as a protective, decorative, etc. coating, and in the absence of such a need removed from it by ion-plasma spraying in the same way as when the workpiece was previously heated. For this, behind the wire (along the wire), coaxially to the pipe 2, a pipe 29 of non-magnetic material connected to the flange 3 is installed, in which a second hollow cylindrical anode 30 is opened open from the ends, the third discharge power supply source 31, the third solenoid 32 with a source 33 of its power supply. The cavity of the pipe 29 can either be directly connected to the cavity of the pipe 2, for example through openings in the flange 3, or provided with autonomous means for pumping and inlet of the working gas (not shown).

При необходимости нанесения покрытия на поверхность свежеизготовленной проволоки в трубе 29 (см. фиг. 3) дополнительно размещают второй открытый с торцов цилиндрический катод 34 и применяют четвертый источник 35 электропитания разряда, отрицательный вывод которого соединен с катодом 34, а положительный с проволокой 7 через приспособление 11, волоку 4 или дополнительный скользящий контакт (не показан), при этом используют также четвертый соленоид 36 с источником 37 его электропитания. Катод 34 или его внутреннюю поверхность выполняют из материала, который требуется нанести в виде покрытия. Напыление покрытия осуществляют аналогично описанному выше нанесению слоя твердой смазки. Благодаря тому, что поверхность проволоки очищена от загрязнений непосредственно перед волочением или в процессе удаления слоя твердой смазки и нагрета, обеспечиваются высокая прочность покрытия и хорошая адгезия. При необходимости получения диэлектрических покрытий может быть использовано также высокочастотное распыление. If necessary, coating the surface of a freshly made wire in the pipe 29 (see Fig. 3) additionally place a second cylindrical cathode 34 open from the ends and use a fourth discharge power supply 35, the negative terminal of which is connected to the cathode 34, and the positive one with wire 7 through the device 11, draw 4 or an additional sliding contact (not shown), while the fourth solenoid 36 is also used with its power supply 37. The cathode 34 or its inner surface is made of the material that you want to apply in the form of a coating. The coating is sprayed in the same way as the solid lubricant layer described above. Due to the fact that the surface of the wire is cleaned of contaminants immediately before drawing or in the process of removing a layer of solid lubricant and heated, high coating strength and good adhesion are ensured. If necessary, dielectric coatings can also be used high-frequency spraying.

Для создания аксиального магнитного поля вместо отдельных соленоидов 16, 27, 32 и 36 может быть использован один, большего размера. Аналогично можно уменьшить и число источников электропитания, используемых для возбуждения газового разряда и создания магнитного поля. В зависимости от вида материала процесс может включать отдельные операции (нанесения твердой смазки, ее удаления после волочения, напыления покрытия) в различных комбинациях, при этом они могут осуществляться как в одной вакуумной камере, так и в отдельных, снабженных вакуумными вводами (роль уплотняющего элемента в одном из которых может выполнять волока) и автономными системами откачки и напуска рабочего газа. To create an axial magnetic field, instead of individual solenoids 16, 27, 32 and 36, one larger one can be used. Similarly, the number of power sources used to excite a gas discharge and create a magnetic field can be reduced. Depending on the type of material, the process may include separate operations (applying solid lubricant, removing it after drawing, coating spraying) in various combinations, and they can be carried out both in one vacuum chamber and in separate ones equipped with vacuum inlets (the role of the sealing element in one of which can carry out dragging) and autonomous systems for pumping and inlet of working gas.

Способ опробован на экспериментальной установке и показал результаты, превосходящие полученные с использованием известных технических решений. The method was tested on an experimental setup and showed results superior to those obtained using known technical solutions.

Claims (16)

1. Способ изготовления металлической проволоки, в котором заготовку нагревают, после чего протягивают через волоку, отличающийся тем, что нагрев осуществляют, возбуждая между заготовкой как катодом и охватывающим ее анодом аномальный тлеющий разряд в среде рабочего газа в магнитном поле, силовые линии которого вблизи заготовки направлены вдоль ее поверхности. 1. A method of manufacturing a metal wire in which the preform is heated, and then pulled through a die, characterized in that the heating is carried out by exciting between the preform as a cathode and an anode surrounding it an anomalous glow discharge in a working gas medium in a magnetic field, the lines of force of which are close to the preform directed along its surface. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что создают магнитное поле, силовые линии которого вблизи заготовки направлены вдоль ее длины. 2. The method according to p. 1, characterized in that they create a magnetic field whose lines of force near the workpiece are directed along its length. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что создают охватывающее заготовку кольцевое магнитное поле путем пропускания вдоль заготовки электрического тока. 3. The method according to claim 1, characterized in that they create an annular magnetic field covering the workpiece by passing an electric current along the workpiece. 4. Способ по одному из пп. 1 3, отличающийся тем, что измеряют температуру заготовки на входе в волоку и регулируют давление рабочего газа или выходное напряжение источника электропитания разряда, увеличивая их при уменьшении температуры заготовки ниже заданного значения и наоборот. 4. The method according to one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that they measure the temperature of the workpiece at the entrance to the die and regulate the pressure of the working gas or the output voltage of the discharge power supply, increasing them with decreasing temperature of the workpiece below a predetermined value and vice versa. 5. Способ по одному из пп. 1 4, отличающийся тем, что после нагрева заготовки между заготовкой или проволокой и охватывающим ее полым катодом возбуждают аномальный тлеющий разряд в магнитном поле, силовые линии которого вблизи заготовки направлены вдоль ее поверхности, при этом внутреннюю поверхность полого катода или по меньшей его части выполняют из материала покрытия, наносимого на поверхность заготовки или проволоки. 5. The method according to one of paragraphs. 1 to 4, characterized in that after heating the workpiece between the workpiece or wire and the hollow cathode enveloping it, an abnormal glow discharge is excited in a magnetic field, the lines of force of which are close to the workpiece along its surface, while the inner surface of the hollow cathode or at least a portion thereof is made of coating material applied to the surface of the workpiece or wire. 6. Способ по одному из пп. 1 5, отличающийся тем, что волоку выполняют из токопроводящего материала и используют в качестве токоподвода по меньшей мере в одной из электрических цепей, включающих заготовку или проволоку. 6. The method according to one of paragraphs. 1 to 5, characterized in that the die is made of conductive material and used as a current lead in at least one of the electrical circuits, including the workpiece or wire. 7. Способ по одному из пп. 1 6, отличающийся тем, что уплотняют ввод, предназначенный для введения проволоки в среду рабочего газа и/или извлечения проволоки из этой среды, волокой. 7. The method according to one of paragraphs. 1 to 6, characterized in that they seal the input intended for introducing the wire into the working gas medium and / or extracting the wire from this medium, with a wire. 8. Устройство для изготовления металлической проволоки, включающее в себя подающую бобину для заготовки, средства дпя нагрева заготовки, волоку и приемную бобину с приводом, отличающееся тем, что средства для нагрева заготовки содержат вакуумную камеру со средствами откачки и натекателем для контролируемого напуска в нее рабочего газа, первый анод в виде цилиндрической обечайки, установленной внутри камеры соосно с волокой, первый источник электропитания разряда, первый токоподвод, соединяющий заготовку с одним из выводов источника электропитания, второй вывод которого соединен с первым анодом, и систему формирования магнитного поля, силовые линии которого внутри обечайки направлены вдоль ее образующих или концентричны цилиндрической поверхности обечайки. 8. A device for manufacturing a metal wire, including a supply bobbin for the workpiece, means for heating the billet, a die and a take-up reel with a drive, characterized in that the means for heating the billet contain a vacuum chamber with pumping means and a leak for controlled entry of a working gas, the first anode in the form of a cylindrical shell mounted coaxially with the wire inside the chamber, the first discharge power supply, the first current supply connecting the workpiece to one of the terminals of the elec power supply, the second output of which is connected to the first anode, and a magnetic field formation system whose lines of force inside the shell are directed along its generators or are concentric with the cylindrical surface of the shell. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что система формирования магнитного поля содержит первый соленоид, коаксиально охватывающий заготовку. 9. The device according to p. 8, characterized in that the magnetic field formation system contains a first solenoid coaxially covering the workpiece. 10. Устройство по п. 8 или 9, отличающееся тем, что система формирования магнитного поля содержит второй токоподвод и источник тока, соединенный с заготовкой через него и первый токоподвод. 10. The device according to p. 8 or 9, characterized in that the magnetic field formation system contains a second current lead and a current source connected to the workpiece through it and the first current lead. 11. Устройство по одному из пп. 8 10, отличающееся тем, что дополнительно содержит соосный с первым анодом и размещенный между ним и волокой первый катод в виде цилиндрической обечайки, второй источник электропитания разряда, соединенный с первым катодом и через первый или второй токоподвод с заготовкой, а также коаксиально охватывающий заготовку второй соленоид с источником электропитания. 11. The device according to one of paragraphs. 8 to 10, characterized in that it further comprises a first cathode in the form of a cylindrical shell, coaxial with the first anode and placed between it and the wire, a second discharge power supply connected to the first cathode and through the first or second current supply with the workpiece, as well as coaxially covering the second solenoid with power source. 12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит установленный за волокой соосно с ней второй анод в виде цилиндрической обечайки, третий источник электропитания разряда, соединенный с вторым анодом и через один из токоподводов и заготовку с проволокой, а также коаксиально охватывающий заготовку третий соленоид с источником электропитания. 12. The device according to p. 11, characterized in that it further comprises a second anode in the form of a cylindrical shell mounted behind the wire, a third discharge power source connected to the second anode and through one of the current leads and the workpiece with wire, as well as coaxially covering billet third solenoid with a power source. 13. Устройство по одному из пп. 8 12, отличающееся тем, что дополнительно содержит установленный перед приемной бобиной соосно с волокой второй катод в виде цилиндрической обечайки, четвертый источник электропитания разряда, соединенный с вторым катодом и через один из токоподводов и заготовку с проволокой, а также коаксиальный охватывающий заготовку четвертый соленоид с источником электропитания. 13. The device according to one of paragraphs. 8 to 12, characterized in that it further comprises a second cathode in the form of a cylindrical shell, mounted in front of the receiving reel coaxially with the wire, a fourth discharge power supply connected to the second cathode and through one of the current leads and the workpiece with wire, as well as a fourth solenoid with power source. 14. Устройство по одному из пп. 8 13, отличающееся тем, что содержит установленный перед волокой датчик температуры заготовки и блок управления, вход которого соединен с датчиком температуры заготовки, а выход с натекателем. 14. The device according to one of paragraphs. 8 to 13, characterized in that it comprises a workpiece temperature sensor installed in front of the wake and a control unit, the input of which is connected to the workpiece temperature sensor, and the outlet with a leak. 15. Устройство по одному из пп. 8 13, отличающееся тем, что волока выполнена из токопроводящего материала и к ней подсоединен один из концов одной из электрических цепей, включающих заготовку или проволоку. 15. The device according to one of paragraphs. 8 13, characterized in that the die is made of conductive material and connected to it is one of the ends of one of the electrical circuits, including a workpiece or wire. 16. Устройство по одному из пп. 8 11, отличающееся тем, что оно содержит вакуумное уплотнение для ввода и/или извлечения проволоки из камеры, включающее в себя волоку. 16. The device according to one of paragraphs. 8 to 11, characterized in that it comprises a vacuum seal for introducing and / or removing wire from the chamber, including a die.
RU93025678A 1993-03-17 1993-03-17 Method for making metallic wire and apparatus for performing the same RU2098206C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93025678A RU2098206C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method for making metallic wire and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93025678A RU2098206C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method for making metallic wire and apparatus for performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93025678A RU93025678A (en) 1997-02-10
RU2098206C1 true RU2098206C1 (en) 1997-12-10

Family

ID=20141228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93025678A RU2098206C1 (en) 1993-03-17 1993-03-17 Method for making metallic wire and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2098206C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537345C2 (en) * 2013-01-09 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of electrode wire production
RU2599389C1 (en) * 2015-05-26 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of producing electrodes of electronic devices
RU2660534C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") Method for welded wire surface processing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Сергеев Г.Н. и др. Герметическая обработка и волочение стали с применением ТВЧ. - М.: Металлургия, 1971, с.19 - 22. 2. Там же, с.54 - 56. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537345C2 (en) * 2013-01-09 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of electrode wire production
RU2599389C1 (en) * 2015-05-26 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Method of producing electrodes of electronic devices
RU2660534C1 (en) * 2017-04-04 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "КнАГТУ") Method for welded wire surface processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2239642A (en) Coating of articles by means of cathode disintegration
US5234529A (en) Plasma generating apparatus employing capacitive shielding and process for using such apparatus
US4769101A (en) Apparatus for surface-treating workpieces
US3540993A (en) Sputtering apparatus
US20050061785A1 (en) Nanopowder synthesis using pulsed arc discharge and applied magnetic field
EP0977470A2 (en) Method and apparatus for generating induced plasma
US5298137A (en) Method and apparatus for linear magnetron sputtering
US6168698B1 (en) Apparatus for coating a substrate
SE519931C2 (en) Device and method for pulsed, highly ionized magnetron sputtering
KR20090042955A (en) Ecr plasma source
CN109943801B (en) Gas arc discharge device, coupling system with vacuum cavity and ion nitriding process
CA2651512A1 (en) Electrode systems and methods of using electrodes
JPS596375A (en) Cylindrical cathode for magnetically enhanced sputtering and sputtering method
EP0064288A1 (en) Method and apparatus for the production and utilization of activated molecular beams
KR20040084925A (en) Method for the plasma cleaning of the surface of a material coated with an organic substance and the installation for carrying out said method
US10337099B2 (en) Apparatus and method for coating inner wall of metal tube
RU2098206C1 (en) Method for making metallic wire and apparatus for performing the same
GB2534021A (en) Metal coated fibre forming apparatus and method of forming a metal coated fibre
SK15382000A3 (en) Device and method for treating electroconductive endless material
CN210030866U (en) Gas arc discharge device and coupling system with vacuum cavity
US5948294A (en) Device for cathodic cleaning of wire
US3595773A (en) Process for depositing on surfaces
RU2063472C1 (en) Method and apparatus for plasma treatment of pieces
EP0770703B1 (en) A seal and a chamber having a seal
RU2074905C1 (en) Method of ionic-plasma treatment of lengthened pieces