RU2252091C1 - Method for drawing round cross-section blanks - Google Patents
Method for drawing round cross-section blanks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252091C1 RU2252091C1 RU2004107760/02A RU2004107760A RU2252091C1 RU 2252091 C1 RU2252091 C1 RU 2252091C1 RU 2004107760/02 A RU2004107760/02 A RU 2004107760/02A RU 2004107760 A RU2004107760 A RU 2004107760A RU 2252091 C1 RU2252091 C1 RU 2252091C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- workpiece
- heating
- die
- rotating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства полуфабрикатов круглого поперечного сечения методом волочения.The invention relates to the production of semi-finished products of circular cross section by drawing.
Из уровня техники известны способы волочения с одновременным нагревом заготовок до входа в волоку (A.с. СССР №591244. Устройство для теплого волочения проволоки из малопластичного материала. / Колмогоров В.Л., Новожонов В.И., Логинов Ю.Н, БИ №5 от 05.02.78, A.с. CCCP №710714. Устройство для теплого волочения проволоки. / Колмогоров В.Л., Новожонов В.И., Логинов Ю.Н., БИ №3, от 25.01.80). Цель применения приема нагрева заготовки перед волочением состоит в повышении уровня пластичности металла, благодаря чему становится возможным применение способа волочения, несмотря на высокий уровень растягивающих напряжений, характерных для этого способа деформации. Недостатком предложенных способов волочения является необходимость использования расплавов металлов в качестве теплоносителей для передачи тепла заготовке. Во многих случаях применение расплавов крайне нежелательно из-за возможной его диффузии в поверхностные слои заготовки.The prior art methods of drawing with the simultaneous heating of the workpieces to the entrance to the die (A. S. USSR No. 591244. A device for the warm drawing of wire from a non-plastic material. / Kolmogorov V.L., Novozhonov V.I., Loginov Yu.N. BI No. 5 dated 02/05/78, A.С. CCCP No. 710714. Device for warm wire drawing / Kolmogorov VL, Novozhonov VI, Loginov Yu.N., BI No. 3, from 25.01.80) . The purpose of applying the method of heating the workpiece before drawing is to increase the level of ductility of the metal, which makes it possible to use the drawing method, despite the high level of tensile stresses characteristic of this deformation method. The disadvantage of the proposed methods of drawing is the need to use molten metals as a coolant for heat transfer to the workpiece. In many cases, the use of melts is highly undesirable due to its possible diffusion into the surface layers of the workpiece.
Из уровня техники известны также способы волочения, совмещенные с нагревом заготовок с целью их отжига (Коврев Г.С. Электроконтактный нагрев при обработке цветных металлов М.: Металлургия, 1975, 312 с.). Встроенные в линии волочильных станов блоки электроконтактного отжига позволяют производить операцию отжига одновременно с волочением, что повышает эффективность производства. В этом случае устройства нагрева заготовок устанавливаются не перед волочильным инструментом, а после него. Недостатком способов и устройств электроконтактного отжига является нестабильность переходного сопротивления между токоподводящим элементом и полуфабрикатом. Это обстоятельство усугубляется тем, что при волочении вынуждены применять смазки.The drawing methods are also known from the prior art, combined with heating the workpieces for the purpose of annealing them (G. Kovrev. Electric contact heating during processing of non-ferrous metals. M .: Metallurgy, 1975, 312 p.). Electric contact annealing blocks built into the line of drawing mills allow annealing to be performed simultaneously with drawing, which increases production efficiency. In this case, the workpiece heating devices are not installed in front of the drawing tool, but after it. The disadvantage of the methods and devices of electrical contact annealing is the instability of the transition resistance between the current-carrying element and the semi-finished product. This circumstance is exacerbated by the fact that when dragging forced to use lubricants.
Поверхность заготовок непосредственно после протягивания их через волоку покрыта слоем смазки, электропроводящие свойства которой зависят от многих факторов (температуры, вязкости, степени загрязненности и др.). Нестабильность переходного сопротивления обуславливает нестабильность плотности электрического тока и неравномерность степени отжига по длине полуфабриката. Кроме того, при электроконтактном отжиге возможно искрение на контактных поверхностях, что вызывает ухудшение качества поверхности полуфабриката в результате локального оплавления металла.The surface of the workpieces immediately after pulling them through the fiber is covered with a layer of lubricant, the electrically conductive properties of which depend on many factors (temperature, viscosity, degree of contamination, etc.). The instability of the transition resistance determines the instability of the density of the electric current and the uneven degree of annealing along the length of the semi-finished product. In addition, during electric contact annealing, sparking is possible on contact surfaces, which causes a deterioration in the surface quality of the semi-finished product as a result of local melting of the metal.
Из уровня техники известен также способ волочения полуфабрикатов круглого поперечного сечения, осуществляемый протягиванием заготовок через вращающуюся волоку. При вращении волок с некруглым отверстием создается винтовой профиль на поверхности проволоки или прутка (патент США №3038592. Wire drawing die, опубл. 12.06.62, патент США №3695083. Axial thrust spinning head for rotating dies, опубл 03.10.72).The prior art also known a method of drawing semi-finished products of circular cross section, carried out by pulling the workpieces through a rotating die. When the dies are rotated with a non-circular hole, a helical profile is created on the surface of the wire or rod (US Pat. No. 3,038,592. Wire drawing die, publ. 12.06.62, US Pat. No. 3695083. Axial thrust spinning head for rotating dies, publ. 03.10.72).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ волочения заготовок круглого поперечного сечения, включающий протягивание заготовки за счет приложения тянущей силы через ряд последовательно расположенных волок с одновременным вращением одной или нескольких волок. Способ описан при работе устройства, заявленного в европейском патенте ЕР 0504846. Die-holder box rotating die particularly for drawing metal wires. Опубл. 23.09.92. В объекте по прототипу предусматривается прием снижения температуры инструмента и заготовки за счет охлаждения циркулирующей охлаждающей жидкостью.The closest set of essential features is the method of drawing blanks of circular cross-section, including pulling the workpiece by applying a pulling force through a series of sequentially located dies with the simultaneous rotation of one or more dies. The method is described when operating the device claimed in European patent EP 0504846. Die-holder box rotating die particularly for drawing metal wires. Publ. 09/23/92. In the object of the prototype provides a method of lowering the temperature of the tool and the workpiece by cooling with a circulating coolant.
Обычно прием волочения через вращающиеся волоки преследует своей целью снизить усилия волочения и не допустить неравномерный износ волоки, приводящий к ее овальности, которую унаследует заготовка. В объекте по прототипу решены также задачи охлаждения волочильного инструмента, что необходимо для сохранения работоспособности применяемых смазок и завершения операции волочения в холодном состоянии.Typically, the method of drawing through rotating dies is intended to reduce drawing forces and to prevent uneven wear of the die, leading to its ovality, which the workpiece will inherit. In the object of the prototype also solved the problem of cooling the drawing tool, which is necessary to maintain the health of the lubricants used and to complete the drawing operation in a cold state.
Однако во многих случаях, как это было показано выше, волочение желательно осуществлять в теплом или горячем состоянии. Кроме того, техническое противоречие заключается в том, что в способах холодного волочения вследствие тепловыделения от работы деформации и трения, температура заготовки повышается, и требуется предусматривать меры по отбору тепла. Вместе с тем, для восстановления пластичности материала заготовок, волочение, как правило, сопровождается отжигами, для чего следует вновь затратить энергию. Энергию, необходимую для отжига, можно было бы, хотя бы частично, использовать за счет тепловыделения при деформации. Но этого объект по прототипу не предусматривает, поскольку он не предусматривает повышение температуры настолько, сколько это необходимо для совершения операций предварительного нагрева или термической обработки.However, in many cases, as shown above, it is desirable to carry out the drawing in a warm or hot state. In addition, the technical contradiction lies in the fact that in cold drawing methods due to heat from the work of deformation and friction, the temperature of the workpiece rises, and measures must be taken to remove heat. However, to restore the plasticity of the material of the workpieces, drawing, as a rule, is accompanied by annealing, for which energy should be reused. The energy needed for annealing could, at least partially, be used due to heat during deformation. But this object according to the prototype does not provide, because it does not provide for raising the temperature as much as necessary for the pre-heating or heat treatment operations.
Поэтому недостатками объекта по прототипу являются недостаточно широкие технологические возможности процесса, а именно невозможность выхода на режим теплого или горячего волочения, а также невозможность совмещения волочения и термической обработки материала.Therefore, the disadvantages of the object of the prototype are not sufficiently broad technological capabilities of the process, namely the impossibility of entering the mode of warm or hot drawing, as well as the inability to combine drawing and heat treatment of the material.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей процесса, а именно реализация возможности выхода на режим теплого или горячего волочения, реализация возможности совмещения волочения и термической обработки материала.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the process, namely the realization of the possibility of reaching the mode of warm or hot drawing, the realization of the possibility of combining drawing and heat treatment of the material.
Поставленная задача решается тем, что соотношение скорости вращения волок и поступательного перемещения заготовки выбирают из условия нагрева заготовки до заданной температуры. Таким образом, вместо того, чтобы предпринимать меры по снижению температуры, предпринимаются меры по повышению температуры и поддержанию ее на уровне, достаточном для выполнения операций горячего или теплого волочения или проведения термической обработки.The problem is solved in that the ratio of the rotation speed of the die and the translational movement of the workpiece is selected from the condition of heating the workpiece to a predetermined temperature. Thus, instead of taking measures to reduce the temperature, measures are being taken to raise the temperature and maintain it at a level sufficient to perform hot or warm drawing operations or conduct heat treatment.
Существует довольно обширный класс металлов и сплавов, для которых процесс горячего или теплого волочения вынуждены применять в промышленности. К этим материалам относятся, например, вольфрам и его сплавы, молибден и его сплавы и др.There is a rather extensive class of metals and alloys for which the process of hot or warm drawing is forced to be used in industry. These materials include, for example, tungsten and its alloys, molybdenum and its alloys, etc.
Кроме того, актуальной проблемой металлообрабатывающей промышленности является совмещение операций термической обработки с волочением. В этом случае отпадает необходимость в применении дорогостоящих печей и создания в них специальных атмосфер.In addition, the urgent problem of the metal industry is the combination of heat treatment with drawing. In this case, there is no need to use expensive furnaces and create special atmospheres in them.
Предлагаемый способ может быть реализован в известных устройствах, предназначенных для волочения с применением принципа вращения волочильного инструмента, описания этих устройств содержатся в ранее упомянутых аналогах. В настоящее время эти устройства выполняют иные функции, режимы их работы направлены на решение других задач.The proposed method can be implemented in known devices designed for drawing using the principle of rotation of the drawing tool, descriptions of these devices are contained in the previously mentioned analogues. Currently, these devices perform other functions, their modes of operation are aimed at solving other problems.
В предлагаемом способе вращение очередной волоки осуществляют перед деформацией заготовки в невращающейся волоке, после которой приложена тянущая сила. Эта ситуация приводит к возможности разогрева металла за счет выделения тепла при трении заготовки о контактную поверхность волоки. После разогрева заготовка поступает в невращающуюся волоку, где производится деформация удлинения. Тянущая сила приложена после невращающейся волоки, что позволяет увеличить коэффициент запаса по напряжениям волочения вследствие упрочнения переднего конца заготовки после деформации в этой волоке. Именно поэтому тянущую силу в большинстве случаев целесообразно прикладывать после невращающейся волоки.In the proposed method, the rotation of the next die is carried out before deformation of the workpiece in a non-rotating die, after which a pulling force is applied. This situation leads to the possibility of heating the metal due to heat during friction of the workpiece on the contact surface of the die. After heating, the workpiece enters a non-rotating fiber, where elongation is deformed. A pulling force is applied after a non-rotating die, which allows to increase the safety factor for drawing voltages due to hardening of the front end of the workpiece after deformation in this die. That is why the pulling force in most cases, it is advisable to apply after a non-rotating die.
В некоторых случаях целесообразно вращение очередной волоки осуществлять перед приложением тянущей силы, после чего осуществляют протягивание через невращающуюся волоку. В этом случае созданное вращающейся волокой тепло нагревает заготовку, тянущая сила, например, от волочильного барабана стана магазинного типа является только транспортирующей. Это позволяет передать заготовку без деформации на определенное расстояние за определенный промежуток времени, в течение которого может быть осуществлена операция термической обработки материала.In some cases, it is advisable to rotate the next die before applying a pulling force, and then pull through the non-rotating die. In this case, the heat generated by the rotating wire heats the workpiece, the pulling force, for example, from the drawing drum of a store-type mill is only transporting. This allows you to transfer the workpiece without deformation at a certain distance for a certain period of time during which the operation of heat treatment of the material can be carried out.
Заданная температура, достигнутая за счет тепловыделения от вращающейся волоки, может соответствовать температуре горячего волочения заготовки. В этом случае горячая деформация осуществляется в невращающейся волоке, установленной после вращающейся волоки.The set temperature achieved due to heat from the spinning die can correspond to the temperature of the hot drawing of the workpiece. In this case, hot deformation is carried out in a non-rotating fiber installed after the rotating fiber.
Заданная температура может соответствовать температуре теплого волочения заготовки.The set temperature may correspond to the temperature of the warm drawing of the workpiece.
Если целью процесса является получение на одном из его этапов отожженной заготовки, то заданная температура должна быть выше температуры рекристаллизации протягиваемого материала.If the purpose of the process is to obtain an annealed billet at one of its stages, then the set temperature should be higher than the recrystallization temperature of the stretched material.
Большое количество сплавов цветных металлов разупрочняются в результате закалки. Поэтому вместо режима нагрева до температуры отжига в способе может быть использован режим нагрева до температуры закалки.A large number of non-ferrous alloys are softened as a result of quenching. Therefore, instead of the mode of heating to the annealing temperature, a method of heating to the quenching temperature can be used in the method.
Заданная температура может соответствовать температуре старения протягиваемого материала. В результате достигается упрочнение материала.The set temperature may correspond to the aging temperature of the stretched material. As a result, material hardening is achieved.
После нагрева под закалку материал может быть подвергнут резкому охлаждению подачей хладагента или протягиванием через охлаждаемую волоку. Эффект закалки может быть использован для разупрочнения металла или впоследствии использован для проведения операции старения.After heating under quenching, the material can be subjected to rapid cooling by supplying refrigerant or pulling through a cooled draw. The hardening effect can be used to soften the metal or subsequently used for the aging operation.
На фиг.1 изображена схема реализации способа при вращении одной из волок перед деформацией заготовки в невращающейся волоке, после которой приложена тянущая сила.Figure 1 shows a diagram of the implementation of the method during the rotation of one of the fibers before the deformation of the workpiece in a non-rotating fiber, after which a pulling force is applied.
На фиг.2 изображена схема реализации способа при вращении одной из волок перед приложением тянущей силы с последующей деформацией заготовки в невращающейся волоке.Figure 2 shows a diagram of the implementation of the method during the rotation of one of the dies before applying a pulling force with subsequent deformation of the workpiece in a non-rotating dies.
На фиг.3 изображена схема реализации способа при вращении одной из волок и применении охладителя для выполнения операции закалки.Figure 3 shows a diagram of the implementation of the method during the rotation of one of the dies and the use of a cooler to perform the hardening operation.
На фиг.4 изображена схема реализации способа при многократном применении приемов, описанных в заявке.Figure 4 shows a diagram of the implementation of the method with repeated use of the techniques described in the application.
Пример 1. Заготовка 1 (фиг.1) круглого поперечного сечения протягивается за счет приложения тянущей силы F через последовательно расположенные волоки 2 и 3 с вращением волоки 2. Соотношение скорости вращения волок и поступательного перемещения заготовки выбирают из условия нагрева заготовки до заданной температуры. Символом Q обозначено место выделения тепла.Example 1. The workpiece 1 (Fig. 1) of a circular cross section is stretched by applying a pulling force F through sequentially arranged dies 2 and 3 with rotation of the
Заготовкой является проволока из меди диаметром 5 мм. Теплоемкость меди с=386 Дж/(кг· град). Для перевода металла в горячее состояние достаточно температуры t=700° C. Обжатие во вращающейся волоке 2 назначим близким к нулю при длине калибрующего пояска 1 мм (20% от диаметра заготовки).The workpiece is a copper wire with a diameter of 5 mm. The heat capacity of copper c = 386 J / (kg · deg). To transfer the metal to a hot state, temperature t = 700 ° C is sufficient. Compression in
Объем проволоки на длине калибрующего пояска 1 мм диаметром D=5 мм составляет 19,6 мм3. При плотности меди 8,9 г/см3 масса этого металла составляет 0,175 г. Для нагрева этой массы до заданной температуры необходимо затратить Q=m· с· t=47 Дж. Боковая поверхность рассмотренного цилиндра составляет S=15,7 мм2.The volume of wire along the length of the calibrating
Удобнее принять, что трение на контактной поверхности подчиняется закону Зибеля. Примем сопротивление деформации меди σ s=173 МПа, сопротивление деформации на сдвиг τ s=σ s/√ 3=100 МПа.It is more convenient to accept that friction on the contact surface obeys Siebel's law. We take the deformation resistance of copper σ s = 173 MPa, the shear resistance τ s = σ s / √ 3 = 100 MPa.
При коэффициенте трения по Зибелю ψ =0,1 напряжения трения составят величину τ =ψ τ s=10 МПа.With the Siebel friction coefficient ψ = 0.1, the friction stresses will be τ = ψ τ s = 10 MPa.
Работа напряжений трения величиной τ =10 МПа на боковой поверхности цилиндра при 20 оборотах волоки на пути длиной n· π · D составляет A=τ · S· n· π · D=49,35 Дж, что даже несколько превышает энергию, необходимую для нагрева заготовки до заданной температуры. Таким образом, для прогрева до заданной температуры части заготовки длиной 1 мм необходимо совершить 20 оборотов волоки. Если назначить скорость вращения волоки 2000 об/мин, то скорость поступательного перемещения заготовки составит 100 мм/мин.The work of friction stresses of τ = 10 MPa on the lateral surface of the cylinder at 20 die turns on a path of length n · π · D is A = τ · S · n · π · D = 49.35 J, which even slightly exceeds the energy required for heating the workpiece to a predetermined temperature. Thus, to warm up to a given temperature part of the workpiece with a length of 1 mm, it is necessary to make 20 turns of die. If you assign a die rotation speed of 2000 rpm, the translational speed of the workpiece will be 100 mm / min.
Это соотношение скоростей позволит осуществить процесс волочения в горячем состоянии либо осуществить процесс отжига.This ratio of speeds will allow to carry out the process of drawing in a hot state or to carry out the annealing process.
Для сравнения рассчитаем тепловыделение при деформации такой проволоки волочением без использования приема вращения волоки. Медь может быть нагартована холодной деформацией до уровня сопротивления деформации около σ s=300 МПа. Обычно обжатия при волочении назначают из расчета достижения напряжений волочения на уровне 30% от σ s. Тогда напряжение волочения составит σ вол=100 МПа. Работа деформации при таком напряжении на пути 1 мм при диаметре 5 мм составит А=σ вол· L· π · D2/4=1,96 Дж. Если вся работа деформации превратится в тепловую энергию, то повышение температуры составит t=А/(с· m)=29° .For comparison, we calculate the heat release during deformation of such a wire by drawing without using the die rotation technique. Copper can be cured by cold deformation to a strain resistance level of about σ s = 300 MPa. Usually, compression during drawing is prescribed based on the achievement of drawing stresses at the level of 30% of σ s . Then the drawing voltage will be σ wave = 100 MPa. Deformation work at such a voltage in the path of 1 mm at a diameter of 5 mm will be A = σ ox · L · π · D 2/4 = 1.96 J. If all the work strain transformed into thermal energy, the temperature rise will be t = A / (s · m) = 29 °.
Таким образом, здесь показано, что только работы деформации недостаточно для перевода металла в горячее состояние. Для существенного повышения температуры следует применить приемы, предлагаемые авторами.Thus, it is shown here that only the work of deformation is not enough to transfer the metal to a hot state. To significantly increase the temperature, the methods proposed by the authors should be applied.
В то же время осуществление деформации наравне с вращением волоки позволяет вызвать добавочное тепловыделение, за счет чего температура может быть дополнительно повышена.At the same time, the implementation of the deformation along with the rotation of the die allows you to cause additional heat, due to which the temperature can be further increased.
Пример 2. Заготовка 1 (фиг.2) круглого поперечного сечения протягивается за счет приложения тянущей силы F через вращающуюся волоку 2, а затем за счет приложения силы F1 - через невращающуюся волоку 3. Соотношение скоростей поступательного перемещения и вращения волоки устанавливается таким же, как в предыдущем случае. Тянущая сила F может быть создана волочильным барабаном, после которого установлена следующая волока. Такая схема применяется на станах многопроходного волочения, например, магазинного типа. В этом случае процессы нагрева за счет вращения инструмента и собственно волочения разделены. Поэтому к моменту волочения, проволока, попавшая на волочильный барабан, успеет остыть, и волочение будет осуществляться в холодном состоянии. Роль приема тепловыделения за счет вращения волоки теперь будет заключаться в создании теплового поля, достаточного для проведения процессов термической обработки.Example 2. The workpiece 1 (figure 2) of a circular cross section is stretched by applying a pulling force F through a
Пример 3. Для целого ряда металлов и сплавов режимы холодного волочения являются неприемлемыми из-за их недостаточной пластичности в холодном состоянии. Существующие технологические схемы предполагают выполнение волочения в горячем и теплом состояниях для таких тугоплавких металлов, как вольфрам и молибден (Крупин А.В., Соловьев В.Я. Пластическая деформация тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1971, 352 с.).Example 3. For a number of metals and alloys, cold drawing modes are unacceptable due to their insufficient plasticity in the cold state. Existing technological schemes suggest hot and warm drawing for such refractory metals as tungsten and molybdenum (Krupin A.V., Soloviev V.Ya. Plastic deformation of refractory metals. M: Metallurgy, 1971, 352 pp.).
Температура рекристаллизации чистого вольфрама составляет около 1300° С. Поэтому принятые в производстве режимы нагрева заготовок под волочение около 750° С относятся к режимам теплой, а не горячей деформации.The recrystallization temperature of pure tungsten is about 1300 ° C. Therefore, the production modes for heating workpieces under a drawing of about 750 ° C, accepted in the production, refer to the modes of warm rather than hot deformation.
Заготовкой является проволока из вольфрама диаметром 5 мм. Теплоемкость вольфрама с=142 Дж/(кг* град). Для перевода металла в горячее состояние достаточно температуры t=750° C. Обжатие во вращающейся волоке 2 назначим близким к нулю при длине калибрующего пояска 2 мм (40% от диаметра заготовки).The blank is a tungsten wire with a diameter of 5 mm. The heat capacity of tungsten with = 142 J / (kg * deg). To transfer the metal to a hot state, temperature t = 750 ° C is sufficient. Compression in
Объем проволоки на длине калибрующего пояска 2 мм диаметром D=5 мм составляет 39,3 мм3. При плотности вольфрама 19,3 г/см3 масса этого металла составляет 0,758 г. Для нагрева этой массы до заданной температуры необходимо затратить Q=m· с· t=75 Дж. Боковая поверхность рассмотренного цилиндра составляет S=31,4 мм2.The volume of wire along the length of the calibrating
Сопротивление деформации металла составляет σ s=800 МПа, сопротивление деформации на сдвиг 
При коэффициенте трения по Зибелю ψ =0,1 напряжения трения составят величину τ =ψ τ s=46 МПа.With the Siebel friction coefficient ψ = 0.1, the friction stresses will be τ = ψ τ s = 46 MPa.
Работа напряжений трения величиной τ =46 МПа на боковой поверхности цилиндра при 4 оборотах волоки на пути длиной n· π · D составляет A=τ · S· n· π · D=90,8 Дж, что превышает энергию, необходимую для нагрева заготовки до заданной температуры. Таким образом, для прогрева до заданной температуры части заготовки длиной 2 мм необходимо совершить 4 оборота волоки. Если назначить скорость вращения волоки 2000 об/мин, то скорость поступательного перемещения заготовки составит 1 м/мин.The work of friction stresses of τ = 46 MPa on the side surface of the cylinder at 4 die turns on a path of length n · π · D is A = τ · S · n · π · D = 90.8 J, which exceeds the energy required to heat the workpiece to the set temperature. Thus, to warm up to a given temperature part of the workpiece with a length of 2 mm, it is necessary to make 4 turns of die. If you assign a die rotation speed of 2000 rpm, then the translational speed of the workpiece will be 1 m / min.
Это соотношение скоростей позволит осуществить процесс волочения в теплом состоянии. В настоящее время именно при линейных скоростях 1... 3 м/мин осуществляется волочение тугоплавких металлов и сплавов.This ratio of speeds will allow the process of drawing in a warm state. Currently, it is at linear speeds of 1 ... 3 m / min that drawing of refractory metals and alloys is carried out.
Пример 4. Для нагрева под закалку термоупрочняемого сплава - бериллиевой бронзы требуется температура 780° С. Выше было показано, что в предлагаемом способе удается развить такой уровень температур.Example 4. For heating under quenching of a heat-strengthened alloy - beryllium bronze, a temperature of 780 ° C is required. It was shown above that in the proposed method it is possible to develop such a temperature level.
Заготовка 1 (фиг.3) из бериллиевой бронзы протягивается за счет приложения тянущей силы F через вращающуюся волоку 2 и через невращающуюся волоку 3. После достижения температуры закалки за счет тепловыделения на вращающейся волоке на заготовку подается охладитель. За счет быстрого охлаждения достигается эффект закалки, и заготовка переходит в мягкое состояние, что позволяет продолжить процесс волочения в невращающейся волоке.The blank 1 (Fig. 3) of beryllium bronze is stretched by applying a pulling force F through the
Пример 5. В патенте США №4294629 "Drawn rods made of lead brass and process for the thermal treatment thereof’’ (опубл. 13.10.81) описан эффект улучшения потребительских свойств свинцовой латуни, достигаемый за счет быстрого разогрева заготовки. Рекомендовано этот тип материала подвергать отжигу при температуре выше 425° С, причем предпочтительное время нагрева составляет 0,01 с. Это позволяет сформировать некоалесцированные частицы свинца, имеющие размер менее 1,5 мкм, и обеспечить наличие, по крайней мере, 8000 этих частиц на квадратный миллиметр. В результате прутки из свинцовой бронзы имеют улучшенную обрабатываемость резанием.Example 5. In US patent No. 4294629 "Drawn rods made of lead brass and process for the thermal treatment thereof '' (publ. 13.10.81) describes the effect of improving the consumer properties of lead brass, achieved by quickly heating the workpiece. This type of material is recommended subject to annealing at temperatures above 425 ° C, and the preferred heating time is 0.01 C. This allows the formation of uncoalesced lead particles having a size of less than 1.5 microns, and to ensure the presence of at least 8000 of these particles per square millimeter. the result of lead bro bars Saws have improved machinability.
Нагрев прутков за время даже за одну секунду в обычных нагревательных устройствах конвективного или излучательного типа представляет практически неразрешимую техническую задачу. Для быстрого нагрева тепловой напор должен быть весьма значителен, но он же может привести к перегреву металла. Задача решается применительно к латуни использованием режимов примера 1, где в расчетах вместо теплоемкости меди следует подставить теплоемкость свинцовой латуни. Теплоемкость меди составляет с=386 Дж/(кг· град), свинцовой латуни 377 Дж/(кг· град). Различие этих чисел составляет величину 2%, поэтому можно сделать вывод о практически одинаковых значениях теплоемкости.The heating of the rods in time even in one second in conventional convective or radiative type heating devices is an almost insoluble technical problem. For rapid heating, the thermal pressure should be very significant, but it can also lead to overheating of the metal. The problem is solved in relation to brass using the modes of Example 1, where in the calculations, instead of the heat capacity of copper, the heat capacity of lead brass should be substituted. The heat capacity of copper is c = 386 J / (kg · deg), lead brass 377 J / (kg · deg). The difference between these numbers is 2%, so we can conclude that almost the same heat capacity values.
В примере 1 было показано, что нагрев до заданной температуры можно осуществить за 20 оборотов волоки. Если назначить скорость вращения волоки 2000 об/мин, то скорость нагрева окажется равна 20/2000=0,01 с, т.е. именно той величине, которая нужна для быстрого нагрева по патенту США №4294629. Результатом такого воздействия является повышение качества продукции.In example 1, it was shown that heating to a given temperature can be carried out in 20 revolutions of the die. If you assign a die rotation speed of 2000 rpm, then the heating rate will be equal to 20/2000 = 0.01 s, i.e. exactly the amount that is needed for rapid heating according to US patent No. 4294629. The result of this effect is to improve product quality.
Пример 6. Прием разогрева вращающимся инструментом может быть продублирован на следующих переходах волочения, чем достигается совмещение операций деформации и термообработки, что поясняется схемой фиг.4.Example 6. The reception of heating by a rotating tool can be duplicated at the following transitions of the drawing, thereby achieving a combination of the operations of deformation and heat treatment, which is illustrated by the diagram of figure 4.
На схеме показана последовательность вращающихся волок 2, 2а и т.д., чередующихся с невращающимися волоками 3, 3а и т.д. Такая схема может быть реализована на станах многократного волочения при необходимости нагрева заготовки перед каждым проходом волочения или при необходимости отжига после каждого прохода волочения. В том числе может быть реализована следующая последовательность операций:The diagram shows a sequence of rotating dies 2, 2a, etc., alternating with non-rotating dies 3, 3a, etc. Such a scheme can be implemented on mills of multiple drawing, if necessary, heating the workpiece before each passage of drawing or, if necessary, annealing after each passage of drawing. Including the following sequence of operations can be implemented:
- Нагрев заготовки тепловыделением за счет трения во вращающейся волоке до температуры закалки.- Heating the workpiece by heat due to friction in a rotating die to the temperature of quenching.
- Резкое охлаждение с температуры закалки и достижение эффекта закалки.- Abrupt cooling from the quenching temperature and the achievement of the quenching effect.
- Протягивание металла в мягком закаленном состоянии в невращающейся волоке.- Pulling the metal in a soft hardened state in a non-rotating die.
- Нагрев заготовки тепловыделением за счет трения во вращающейся волоке до температуры старения.- Heating the workpiece by heat due to friction in a rotating die to an aging temperature.
- Проведение операции старения с целью упрочнения металла.- Carrying out the aging operation in order to harden the metal.
Результатом работы такой схемы является совмещение операций тепловой и деформационной обработки металла.The result of this scheme is the combination of heat and deformation processing of metal.
Технический результат от применения заявляемого объекта заключается в расширении технологических возможностей процесса волочения за счет совмещения операций тепловой и деформационной обработки металла.The technical result from the application of the claimed object is to expand the technological capabilities of the drawing process by combining the operations of heat and deformation processing of metal.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107760/02A RU2252091C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for drawing round cross-section blanks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107760/02A RU2252091C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for drawing round cross-section blanks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2252091C1 true RU2252091C1 (en) | 2005-05-20 |
Family
ID=35820503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004107760/02A RU2252091C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Method for drawing round cross-section blanks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2252091C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009064217A1 (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Gosudarstvennoe Obrazovatel'noe Uchrezhdenie Vysshego Professional'nogo Obrazovanija Ufimskij Gosudarstvennyj Aviatsionnyj Tekhnicheskij Universitet | Method for producing long-length ultra-fine grain semi-finished products |
| RU2446027C2 (en) * | 2010-05-31 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Method of producing long round billets with ultrafine granular structure |
| RU2467816C2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-11-27 | Михаил Витальевич Чукин | Method of making ultrafine semis by drawing with twisting |
| RU2590437C1 (en) * | 2015-03-16 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Metal processing method |
-
2004
- 2004-03-15 RU RU2004107760/02A patent/RU2252091C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009064217A1 (en) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Gosudarstvennoe Obrazovatel'noe Uchrezhdenie Vysshego Professional'nogo Obrazovanija Ufimskij Gosudarstvennyj Aviatsionnyj Tekhnicheskij Universitet | Method for producing long-length ultra-fine grain semi-finished products |
| RU2446027C2 (en) * | 2010-05-31 | 2012-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Method of producing long round billets with ultrafine granular structure |
| RU2467816C2 (en) * | 2011-02-28 | 2012-11-27 | Михаил Витальевич Чукин | Method of making ultrafine semis by drawing with twisting |
| RU2590437C1 (en) * | 2015-03-16 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Metal processing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3046694B1 (en) | Isothermal processed copper cladded aluminum composite and method and system for manufacturing the same | |
| JP4305151B2 (en) | Material torsion extrusion process | |
| US2953794A (en) | Process of forging pre-warmed metal stock within relatively low temperature limits | |
| US20120277007A1 (en) | Magnesium-based alloy screw and producing method thereof | |
| Lezhnev et al. | RESEARCH OF INFLUENCE EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING ON THE MICROSTRUCTURE OF COPPER. | |
| JP4871209B2 (en) | Metal material forging method and forging apparatus | |
| EP3546606B1 (en) | Alpha+beta titanium extruded material | |
| RU2252091C1 (en) | Method for drawing round cross-section blanks | |
| JP2009090359A (en) | Twist forward extruding device and twist forward extruding method | |
| Ahmadkhanbeigi et al. | Microstructure and mechanical properties of Al tube processed by friction stir tube back extrusion (FSTBE) | |
| US3279039A (en) | Method of producing semiconductor mounts | |
| JP2007070666A (en) | Aluminum alloy bar, aluminum alloy blank for forging, method for manufacturing aluminum alloy bar, method for manufacturing aluminum alloy bar for forging, method for manufacturing aluminum alloy blank for forging, manufacturing line for aluminum alloy bar for forging, and cold forged product | |
| Dang et al. | Study on fast gas forming with in-die quenching for titanium alloys and the strengthening mechanisms of the components | |
| EP3384062B1 (en) | Method of forming components from sheet material | |
| US4407486A (en) | Method and apparatus of hot working metal with induction reheating | |
| RU2123065C1 (en) | Process of manufacture of tubular articles from zirconium alloys ( versions ) | |
| JP5321850B2 (en) | Method for manufacturing aluminum alloy bar | |
| JP4161681B2 (en) | Method for manufacturing thermoelectric conversion element | |
| WO2007058155A1 (en) | Swaging method and swaging apparatus | |
| JP4038541B2 (en) | Heat treatment method for steel wire | |
| JP6831399B2 (en) | Composite rolling extrusion method and equipment for performing it | |
| JP2612072B2 (en) | Cylindrical iron-based sintered slag for plastic working and method for producing the same | |
| JPS5930787B2 (en) | Brass rod and its heat treatment method | |
| US4362578A (en) | Method of hot working metal with induction reheating | |
| JP2005000993A (en) | Non-axial symmetric twist-extruding method for material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060316 |