RU2271890C2 - Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same - Google Patents

Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same Download PDF

Info

Publication number
RU2271890C2
RU2271890C2 RU2004102019/02A RU2004102019A RU2271890C2 RU 2271890 C2 RU2271890 C2 RU 2271890C2 RU 2004102019/02 A RU2004102019/02 A RU 2004102019/02A RU 2004102019 A RU2004102019 A RU 2004102019A RU 2271890 C2 RU2271890 C2 RU 2271890C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rosin
solution
workpiece
lubricant
chamber
Prior art date
Application number
RU2004102019/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004102019A (en
Inventor
Сергей Александрович Кузнецов (RU)
Сергей Александрович Кузнецов
Эдуард Александрович Гарбер (RU)
Эдуард Александрович Гарбер
Алексей Иванович Виноградов (RU)
Алексей Иванович Виноградов
Сергей Викторович Максимов (RU)
Сергей Викторович Максимов
Original Assignee
Череповецкий государственный университет (ЧГУ)
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 Череповецкий государственный университет (ЧГУ) filed Critical Череповецкий государственный университет (ЧГУ)
Priority to RU2004102019/02A priority Critical patent/RU2271890C2/en
Publication of RU2004102019A publication Critical patent/RU2004102019A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2271890C2 publication Critical patent/RU2271890C2/en

Links

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

FIELD: drawing and sizing processes and equipment, namely process and apparatus for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing, particularly to application of under-lubricant and then lubricant coating layers.
SUBSTANCE: method comprises step of applying under-lubricant coating in the form of rosin. Such coating is applied on surface of blank at rubbing it with soft porous tampons impregnated with rosin solution, then drying it in manufacturing line and preliminarily mechanically removing scale from blank for further drawing it. Apparatus for applying under-lubricant coating includes sealed chamber for passing blank through it in lower part of which bath tank filled with liquid solution of rosin is arranged; successively placed in said chamber double-roller guides inclined to horizon by different angle. Rollers of said guides are covered with soft and porous material; lower rollers are partially immersed into said solution. Capillary tubes may be used for feeding solution.
EFFECT: possibility for increasing thickness and integrity degree of under-lubricant layer of rosin, simplified design of apparatus for performing the method.
11 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Группа изобретений относится к области волочильно-калибровочного производства, в частности к технологии подготовки поверхности заготовки к волочению и устройствам, реализующим такую технологию.The group of inventions relates to the field of drawing and calibration production, in particular to the technology of preparing the surface of the workpiece for drawing and devices that implement such a technology.

Известен способ подготовки поверхности заготовки к волочению, при котором на предварительно очищенную от окалины поверхность заготовки наносят подсмазочное покрытие в виде минерального или растительного масла или водной эмульсии одного из таких масел, причем подсмазочную жидкость предварительно вспенивают с помощью барботажа и после выдержки на воздухе заготовку с покрытием нагревают в течение регламентированного времени до регламентированной температуры для полимеризации подсмазочного материала, а затем на подсмазочное покрытие наносят порошкообразную смазку, например порошок натриевого мыла (см., например, SU а.с. №1103922, кл. В 21 С 9/00, 1984) /1/. Устройство для реализации способа содержит ванну с подсмазочной жидкостью, с вводной и выводной проводками перед и за ванной, и средства для протягивания заготовки через ванну, а также ряд дополнительных устройств - печь, барботажный аппарат /там же/.A known method of preparing the surface of the workpiece for drawing, in which the pre-cleaned from scale surface of the workpiece is coated with a lubricant in the form of mineral or vegetable oil or an aqueous emulsion of one of these oils, and the lubricant is pre-foamed using sparging and after exposure to air the blank with coating heated for a regulated time to a regulated temperature for the polymerization of the lubricant, and then on the lubricant coating applied powder lubricant, for example sodium soap powder (see., e.g., SU AS №1103922, cl. B 21 C 9/00, 1984) / 1 /. A device for implementing the method comprises a bath with a lubricating fluid, with input and output wiring in front of and behind the bath, and means for drawing the workpiece through the bath, as well as a number of additional devices - an oven, a bubbler / ibid /.

Полимеризация подсмазочного материала имеет целью использовать более высокую адгезирующую способность, которая, как ранее установлено, присуща материалам, содержащим вещества большого молекулярного веса (см. М.Т.Кокрофт. Смазка в процессах обработки металлов давлением, М.: Металлургия, 1979, с.101) /2/. Особенно эффективно работает подсмазочное покрытие из такого материала в сочетании с нанесенной на него порошкообразной смазкой.The polymerization of the lubricant is intended to use a higher adhesive ability, which, as previously established, is inherent in materials containing substances of high molecular weight (see M.T.Cocroft. Lubrication in metal forming processes, M .: Metallurgy, 1979, p. 101) / 2 /. Particularly effective is a lubricant coating of such a material in combination with a powder lubricant applied to it.

Указанный известный способ, хотя и обеспечивает высокое качество удержания смазки на поверхности заготовки, имеет низкую технологичность. Значительное число операций (введение в масло или эмульсию вспенивателя, вспенивание жидкости, дополнительная полимеризация подсмазочного материала нагревом и т.д.) делает процесс малопроизводительным и трудоемким. Соответственно и устройство для реализации способа достаточно сложно, дополнительно включает в себя печь и барботажный аппарат. Сам процесс нанесения покрытия посредством окунания заготовки в ванну малопроизводителен и требует большого избыточного количества подсмазочного материала.The specified known method, although it provides high quality retention of lubricant on the surface of the workpiece, has a low processability. A significant number of operations (introducing a blowing agent into the oil or emulsion, foaming the liquid, additional polymerization of the lubricant by heating, etc.) makes the process unproductive and time-consuming. Accordingly, the device for implementing the method is quite difficult, additionally includes a furnace and a bubbler. The coating process itself by dipping the workpiece into the bath is inefficient and requires a large excess amount of lubricant.

Известен способ подготовки поверхности заготовки к волочению, включающий нанесение подсмазочного покрытия в виде термопластичного вещества большой молекулярной массы и последующее нанесение порошкообразной смазки (см., например, SU а.с. №1775201, кл. В 21 С 9/00, 1992) /3/. Устройство для реализации способа содержит ванну с полимером, средства для нагрева полимерного материала и средства для протягивания заготовки /там же/.A known method of preparing the surface of the workpiece for drawing, including applying a lubricant coating in the form of a thermoplastic substance of high molecular weight and subsequent application of a powdered lubricant (see, for example, SU a.s. No. 1775201, class B 21 C 9/00, 1992) / 3 /. A device for implementing the method comprises a bath with a polymer, means for heating the polymer material and means for pulling the workpiece / ibid /.

В указанном способе в качестве рабочего материала используется готовый полимер большой молекулярной массы, однако процесс его нанесения на поверхность заготовки по-прежнему достаточно трудоемок, т.к. предусматривает предварительный перевод полимерного материала в жидкое вязкотекучее состояние путем нагрева, нанесение его в этом состоянии на поверхность заготовки и, наконец, охлаждение заготовки с нанесенным подсмазочным покрытием до температуры, при которой полимер переходит вновь в эластичное пастообразное состояние, но стеклования его еще не происходит.In this method, a finished polymer of high molecular weight is used as the working material, however, the process of applying it to the surface of the workpiece is still rather laborious, because It provides for the preliminary transfer of the polymer material into a liquid viscous state by heating, applying it in this state to the surface of the workpiece and, finally, cooling the workpiece with a lubricated coating to a temperature at which the polymer goes back into an elastic pasty state, but its vitrification has not yet occurred.

Условие использования полимера достаточно большой молекулярной массы вызвано требованием иметь некоторую разницу в температурах плавления и стеклования, которое выполняется, начиная с некоторого критического значения молекулярной массы, особого для каждого вида полимера.The condition for using a polymer of a sufficiently large molecular weight is caused by the requirement to have some difference in the melting and glass transition temperatures, which is satisfied starting from a certain critical value of the molecular weight, specific for each type of polymer.

Учитывая необходимость поддержания температуры заготовки перед нанесением подсмазочного покрытия выше температуры стеклования, а также сложность сохранения целостности и чистоты подсмазочного покрытия при хранении и повторном нагреве, описанный способ предназначен преимущественно для использования в потоке с волочением.Given the need to maintain the temperature of the workpiece before applying the lubricant coating above the glass transition temperature, as well as the difficulty of maintaining the integrity and purity of the lubricant coating during storage and reheating, the described method is intended primarily for use in a drawing stream.

И хотя в итоге описанный известный способ позволяет стабилизировать процесс волочения и улучшить качество поверхности заготовки, еще одним его недостатком является большой расход полимера из-за неоправданно избыточной (более 20 мкм) толщины покрытия.And although in the end the described known method allows to stabilize the drawing process and improve the surface quality of the workpiece, another disadvantage is the high polymer consumption due to unreasonably excessive (more than 20 microns) coating thickness.

Наконец, при весьма высоких обжатиях или при волочении высокопрочных металлов, даже при использовании полимерного подсмазочного покрытия, эффективность способа может оказаться недостаточной из-за недостаточности сил сцепления полимерного покрытия с металлом, что обусловлено химической инертностью большинства полимеров, в том числе полиэтилена и полистирола. В приведенных примерах реализации способа обжатия не превышают 15%.Finally, at very high reductions or when drawing high-strength metals, even when using a polymer lubricant coating, the effectiveness of the method may be insufficient due to the insufficient adhesion forces of the polymer coating to the metal, due to the chemical inertness of most polymers, including polyethylene and polystyrene. In the above examples, the implementation of the compression method does not exceed 15%.

Кроме того, излишнее количество полимера, покрывающего изделие, нагревается от теплоты волочения и отгоняется из зоны формирования смазочного клина в волоке в зону нанесения смазочного порошка, где вскоре образуется остывающая эластичная масса из смеси полимера и смазочного порошка, препятствующая поступлению смазки в волоку, что также снижает эффективность процесса волочения.In addition, the excess polymer coating the product is heated by the heat of drawing and is driven away from the zone of formation of the lubricant wedge in the die into the zone of application of the lubricant powder, where a cooling elastic mass will soon form from a mixture of polymer and lubricant powder, which prevents the lubricant from entering the fiber, which also reduces the efficiency of the drawing process.

Что касается устройства, реализующего данный способ, то оно, хотя и позволяет нагревать непосредственно в технологической линии жидкое покрытие, наносимое на поверхность заготовки перед волочением, однако, сам процесс нанесения подсмазочного покрытия в этом устройстве проводится традиционно, т.е. погружением заготовки в большой объем (ванну) жидкого материала, что предопределяет опять-таки большой расход этого материала при малом коэффициенте его реального использования. Необходимость использования средств нагрева полимерного материала дополнительно усложняет устройство.As for the device that implements this method, it, although it allows you to directly heat the liquid coating applied to the surface of the workpiece before drawing, however, the process of applying a lubricant coating in this device is carried out traditionally, i.e. by immersing the workpiece in a large volume (bath) of liquid material, which again determines the large consumption of this material with a small coefficient of its real use. The need to use means of heating the polymeric material further complicates the device.

Наиболее близким по технической сущности аналогом изобретения (прототипом) является известный способ подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению, включающий нанесение на поверхность заготовки канифоли в виде подсмазочного покрытия, с последующим нанесением на него порошкообразной смазки, (см., например, патент РФ №2118212, МКИ В 21 С 9/00, опубл. 27.08.98, бюл. №24) /4/.The closest in technical essence to the analogue of the invention (prototype) is a known method of preparing the surface of a long cylindrical workpiece for drawing, including applying rosin in the form of a lubricant coating to the surface of the workpiece, followed by applying a powder lubricant to it (see, for example, RF patent No. 21118212 , MKI B 21 C 9/00, publ. 08/27/98, bull. No. 24) / 4 /.

Устройство для реализации способа содержит замкнутую камеру, имеющую в своей нижней части ванну с материалом, в состав которого входит канифоль, средства протягивания заготовки через камеру над этой ванной и вводную и выводную проводки перед и за камерой /там же/.A device for implementing the method comprises a closed chamber having a bath with material in its lower part, including rosin, means for drawing the workpiece through the chamber above this bath, and input and output wiring in front of and behind the camera / ibid /.

В известном способе нанесение подсмазочного покрытия осуществляют путем возгонки канифоли, находящейся в ванне в виде смолы, и осаждения получаемой капельно-жидкой смоляной взвеси на поверхность заготовки. Канифоль является одной из разновидностей смол, т.е. термопластичным веществом большой молекулярной массы. При этом температура возгонки канифоли ниже температуры ее химического разложения.In the known method, the application of a lubricating coating is carried out by sublimating the rosin in the bath in the form of a resin, and depositing the resulting drip-liquid resin suspension on the surface of the workpiece. Rosin is one of the varieties of resins, i.e. thermoplastic substance of high molecular weight. In this case, the temperature of sublimation of rosin is lower than the temperature of its chemical decomposition.

Отличительной особенностью смол является их высокая адгезионная способность (липкость) и высокая вязкость. Такие свойства смол предопределяют эффективность использования их в качестве подсмазочного покрытия, которое должно связывать порошкообразную смазку с поверхностью металла заготовки, и удерживать ее в условиях больших сдвиговых напряжений в очаге деформации при волочении.A distinctive feature of the resins is their high adhesive ability (stickiness) and high viscosity. Such properties of the resins predetermine the effectiveness of their use as a lubricant coating, which should bind the powdered lubricant to the surface of the metal of the workpiece and hold it under conditions of high shear stresses in the deformation zone during drawing.

Как правило, смолы большой молекулярной массы при нормальной температуре находятся в твердом состоянии. Наиболее доступной из числа подходящих природных смол является канифоль, получаемая из живичного сока хвойных деревьев, в составе которой содержится 80...92% смоляных кислот, 0,5...12% насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, 8...20% неомыляемых соединений; температура размягчения 40...75°С, температура плавления - 100...140°С (Под ред. Кунянца И.Л. Химическая энциклопедия в 5-и томах, - М.: Изд-во "Советская энциклопедия", 1988 г., т.2, с.310) /5/.Generally, large molecular weight resins are in solid form at normal temperature. The most accessible of the number of suitable natural resins is rosin, obtained from gum juice of coniferous trees, which contains 80 ... 92% resin acids, 0.5 ... 12% saturated and unsaturated fatty acids, 8 ... 20% unsaponifiable compounds; softening temperature 40 ... 75 ° С, melting point - 100 ... 140 ° С (Ed. by Kunyantsa I.L. Chemical Encyclopedia in 5 volumes, - M .: Publishing House "Soviet Encyclopedia", 1988 g., vol. 2, p. 310) / 5 /.

Канифоль обычно используется в технике в качестве флюса при пайке металлических соединений легкоплавкими оловосодержащими припоями, при этом используется исключительная "металлофильность" канифоли: при растекании по поверхности металла, нагретого выше температуры плавления канифоли, она отделяет от него оксидную пленку и имеющиеся загрязнения, и изолирует металл от повторного окисления на воздухе, т.е. создает условия для успешного лужения металла припоем. Таким образом, канифоль исключительно хорошо связывается с металлом, проявляя свойства поверхностно-активного вещества, обусловленные ее "кислотной" природой. Это качество канифоли используется в способе-прототипе.Rosin is usually used in technology as a flux for soldering metal compounds with low-melting tin-containing solders. Exceptional “metallophilicity” of rosin is used: when it spreads over the surface of a metal heated above the rosin's melting point, it separates the oxide film and any impurities from it, and insulates the metal from re-oxidation in air, i.e. creates conditions for successful tinning of metal by solder. Thus, rosin is extremely well bound to metal, exhibiting the properties of a surfactant due to its "acidic" nature. This quality of rosin is used in the prototype method.

Недостатком способа-прототипа является его непригодность для последующего волочения высокопрочных металлов - высоколегированных (нержавеющих) сталей, титана, тантала, осмия, вольфрама, молибдена и пр. из-за слишком тонкого и нестабильного по толщине и сплошности подсмазочного покрытия, получаемого возгонкой и осаждением. Кроме того, канифоль после возгонки осаждается не только на поверхности заготовки, но и на внутренней поверхности камеры, в которой идет процесс нанесения подсмазочного покрытия, что приводит к ненужному перерасходу канифоли.The disadvantage of the prototype method is its unsuitability for the subsequent drawing of high-strength metals - high-alloy (stainless) steels, titanium, tantalum, osmium, tungsten, molybdenum, etc. due to the too thin and unstable in thickness and continuity of the lubricating coating obtained by sublimation and deposition. In addition, rosin after sublimation is deposited not only on the surface of the workpiece, but also on the inner surface of the chamber, in which the process of applying a lubricant coating is underway, which leads to unnecessary cost overrun of rosin.

Недостатком устройства-прототипа является его сложность, поскольку оно дополнительно содержит нагревательные средства для возгонки канифоли.The disadvantage of the prototype device is its complexity, since it additionally contains heating means for sublimating rosin.

Задачами изобретений являются:The objectives of the invention are:

- в части способа - повышение эффективности процесса волочения высокопрочных металлов за счет увеличения толщины и повышения степени сплошности подсмазочного покрытия, а также экономия смазочного материала - канифоли;- in terms of the method - increasing the efficiency of the process of drawing high-strength metals by increasing the thickness and increasing the degree of continuity of the lubricant coating, as well as saving lubricant - rosin;

- в части устройства - упрощение конструкции, исключение из нее нагревательных средств.- in terms of the device - simplification of the design, the exclusion of heating means from it.

В части способа указанные задачи решаются тем, что в способе подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению, включающем нанесение на ее поверхность подсмазочного покрытия в виде канифоли с последующим нанесением на него порошкообразной смазки, согласно изобретению подсмазочное покрытие наносят путем протирки поверхности заготовки пористыми тампонами, смоченными раствором канифоли, с последующей сушкой растворителя, и выполняют это в технологическом потоке с предварительной механической очисткой заготовки от окалины и с последующим ее волочением.In terms of the method, these tasks are solved in that in the method of preparing the surface of a long cylindrical workpiece for drawing, including applying a lubricant coating in the form of rosin on its surface, followed by applying a powder lubricant to it, according to the invention, a lubricating coating is applied by wiping the surface of the workpiece with porous tampons moistened with rosin solution, followed by drying of the solvent, and this is done in a process stream with preliminary mechanical cleaning of the workpieces and from scale and its subsequent dragging.

В части устройства указанные задачи решаются тем, что устройство для подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению, включающее в себя герметичную камеру, имеющую в своей нижней части ванну с материалом, в состав которого входит канифоль, средства протягивания заготовки через камеру над этой ванной, вводную и выводную проводки перед и за камерой, согласно изобретению оно снабжено, по меньшей мере, двумя размещенными в камере двухроликовыми проводками, последовательно расположенными вдоль оси протягивания и установленными под разными углами к горизонту, рабочие поверхности роликов снабжены тампонами, выполненными из мягкого и пористого материала, а в качестве материала, в состав которого входит канифоль, использован жидкий раствор канифоли, при этом нижние ролики каждой проводки частично погружены в этот раствор.In terms of the device, these tasks are solved in that the device for preparing the surface of a long cylindrical billet for drawing, including a sealed chamber having in its lower part a bath with material that includes rosin, means for drawing the billet through the chamber above this bath, an introduction and the lead-out wiring in front of and behind the chamber, according to the invention, it is provided with at least two double-roll wiring located in the chamber, sequentially located along the axis of pulling and tiled at different angles to the horizontal, the working surfaces of the rollers are equipped with tampons made of soft and porous material, and rosin liquid solution is used as the material containing rosin, while the lower rollers of each wiring are partially immersed in this solution.

Кроме того, тампоны выполнены из фетра или войлока.In addition, tampons are made of felt or felt.

Кроме того, двухроликовые проводки могут быть расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях.In addition, two-roll wiring can be located in mutually perpendicular planes.

Кроме того, устройство может быть снабжено капиллярными трубками для подачи раствора канифоли из камеры приготовления раствора к тампонам верхних роликов.In addition, the device may be provided with capillary tubes for supplying rosin solution from the solution preparation chamber to the tampons of the upper rollers.

Кроме того, камера может быть снабжена вытяжным устройством.In addition, the chamber may be equipped with an exhaust device.

Кроме того, выводная проводка камеры может быть снабжена проходной трубкой, соединяющей окружающую среду с камерой.In addition, the camera wiring may be provided with a passage pipe connecting the environment to the camera.

Кроме того, камера может быть выполнена герметичной.In addition, the chamber can be sealed.

Сущность изобретений заключается в следующем. За счет использования полезных специфических свойств канифоли и особенностей процесса нанесения подсмазочного покрытия, появляется возможность достижения технического результата: повышение эффективности процесса волочения высокопрочных металлов благодаря увеличению толщины и повышению степени сплошности подсмазочного покрытия, при одновременной экономии материала этого покрытия: канифоли. При этом процесс нанесения подсмазочного покрытия на поверхность заготовки осуществляется в потоке с предварительной механической очисткой и с последующим волочением.The invention consists in the following. Through the use of useful specific properties of rosin and features of the process of applying a lubricant coating, it is possible to achieve a technical result: increasing the efficiency of the drawing process of high-strength metals by increasing the thickness and increasing the degree of continuity of the lubricating coating, while saving material of this coating: rosin. In this case, the process of applying a lubricant coating to the surface of the workpiece is carried out in a stream with preliminary mechanical cleaning and subsequent drawing.

В устройстве для осуществления способа используется высокая смачивающая способность раствора канифоли, а мягкость, пористость и капиллярность материала тампонов и расположение двухроликовых проводок под разными углами к горизонту способствуют полному охвату тампонами поверхности заготовки, т.е. полному ее смачиванию раствором канифоли, и обеспечивают, тем самым, сплошность наносимого покрытия. Нанесение подсмазочного покрытия из раствора обеспечивает более толстый слой вещества на поверхности заготовки по сравнению со способом-прототипом, при котором слой подсмазочного вещества состоит из отдельных микроскопических капелек смолы, заведомо неравномерно распределенных по поверхности. Например, при окрашивании поверхностей при помощи валика всегда образуется более толстый ее слой, по сравнению с окрашиванием из краскопульта (при прочих равных условиях). Таким образом, получаемое по способу-изобретению подсмазочное покрытие характеризуется большей толщиной и степенью сплошности по сравнению с покрытием, получаемым по способу-прототипу.In the device for implementing the method, the high wetting ability of the rosin solution is used, and the softness, porosity and capillarity of the tampon material and the arrangement of two-roll wires at different angles to the horizon contribute to the complete coverage of the workpiece surface with tampons, i.e. its complete wetting with a solution of rosin, and thereby ensure the continuity of the applied coating. Applying a lubricant coating from the solution provides a thicker layer of the substance on the surface of the workpiece in comparison with the prototype method, in which the layer of the lubricant consists of individual microscopic droplets of resin, deliberately unevenly distributed over the surface. For example, when painting surfaces with a roller, a thicker layer is always formed compared to painting from a spray gun (ceteris paribus). Thus, obtained by the method of the invention, the lubricant coating is characterized by a greater thickness and degree of continuity compared to the coating obtained by the prototype method.

Нанесение подсмазочного покрытия обычно осуществляется на поверхность, с которой предварительно удален слой окалины. Но такая заготовка, как правило, обладает повышенной твердостью при наличии в технологии очистки процесса деформационного окалиноломания, и поэтому такая заготовка труднее поддается последующему волочению. Кроме того, окалина, находящаяся на поверхности горячекатаной заготовки или заготовки, подвергшейся термической обработке, обладает значительной хрупкостью, твердостью и абразивностью. Поскольку после окалиноломателя окалина осыпается только частично, оставшийся на поверхности заготовки мелкий абразивный порошок приводит к быстрому износу волочильного инструмента. Вязкое смоляное подсмазочное покрытие, характеризующееся повышенной толщиной и сплошностью, может поглощать в себя пылевидные остатки окалины на поверхности механически очищенной заготовки и предотвратить контакт окалины с волочильным инструментом, тем самым способствуя успешности процесса волочения более прочных металлов, в первую очередь, механически очищенных от окалины.The application of a lubricating coating is usually carried out on a surface from which a layer of scale has been previously removed. But such a billet, as a rule, has increased hardness when there is deformation descaling in the cleaning technology, and therefore such a billet is more difficult for subsequent drawing. In addition, the scale located on the surface of the hot-rolled billet or billet, subjected to heat treatment, has significant brittleness, hardness and abrasion. Since after the scale breaker the scale is only partially crumbled, the fine abrasive powder remaining on the surface of the workpiece leads to rapid wear of the drawing tool. A viscous resin grease coating, characterized by increased thickness and continuity, can absorb dusty scale residues on the surface of a mechanically cleaned workpiece and prevent contact of the scale with the drawing tool, thereby contributing to the success of the drawing process of stronger metals, primarily mechanically cleaned of scale.

Смолы (в том числе канифоль), являясь термопластичными веществами с высокой адгезионной способностью, при деформационном разогреве легко образуют пленочное покрытие. Кроме того, канифоль обладает довольно большой молекулярной массой, что обеспечивает покрытию необходимую вязкость. В процессе волочения весьма вязкое, прочно связанное с поверхностью металла смолистое подсмазочное покрытие хорошо воспринимает нанесенную на него технологическую смазку (главным образом, порошкообразную) и удерживает ее, что также дает возможность повышения эффективности процесса волочения заготовки из высокопрочных металлов.Resins (including rosin), being thermoplastic substances with high adhesive ability, easily form a film coating upon deformation heating. In addition, rosin has a rather large molecular weight, which provides the coating with the necessary viscosity. During the drawing process, a very viscous, resinous lubricant coating firmly bonded to the metal surface perceives and retains the technological lubricant (mainly powder) applied to it, which also makes it possible to increase the efficiency of the process of drawing a workpiece of high-strength metals.

Двухроликовые проводки, установленные в камере устройства для осуществления способа, имеют ролики с рабочими поверхностями, покрытыми фетром, войлоком или подобным материалом. За счет трения своей боковой поверхности о движущуюся заготовку, ролики вращаются. Нижние ролики частично окунаются в раствор канифоли, налитый в ванну в нижней части камеры, и впитывают его своей пористой и капиллярной рабочей поверхностью. Эти ролики, вращаясь, обеспечивают смачивание находящихся с ними в постоянном контакте рабочих поверхностей верхних роликов, и оба: нижний и верхний ролик каждой двухроликовой проводки обеспечивают постоянную протирку влажными тампонами, т.е. смачивание поверхности заготовки, проходящей между ними. Расположение пар роликов под разными углами к горизонту, в частности, взаимно-перпендикулярное расположение, и мягкость, податливость тампонов на рабочих поверхностях роликов обеспечивает плотное облегание и гарантированное смачивание всей боковой поверхности заготовки раствором канифоли, т.е. сплошность подсмазочного покрытия на заготовке.Two-roller wiring installed in the chamber of the device for implementing the method have rollers with work surfaces coated with felt, felt or the like. Due to the friction of its side surface against a moving workpiece, the rollers rotate. The lower rollers are partially immersed in a rosin solution poured into the bath in the lower part of the chamber and absorb it with their porous and capillary working surface. These rollers, while rotating, provide wetting of the working surfaces of the upper rollers that are in constant contact with them, and both: the lower and upper rollers of each two-roller wiring ensure constant wiping with wet swabs, i.e. wetting the surface of the workpiece passing between them. The arrangement of the pairs of rollers at different angles to the horizon, in particular, the mutually perpendicular arrangement, and the softness, flexibility of the tampons on the working surfaces of the rollers provide a tight fit and guaranteed wetting of the entire side surface of the workpiece with a rosin solution, i.e. continuity of the lubricant coating on the workpiece.

Раствор канифоли может подаваться из исходной емкости капиллярными трубками непосредственно к верхним роликам, смачивая их тампоны.The rosin solution can be supplied from the original container by capillary tubes directly to the upper rollers, wetting their swabs.

Поскольку некоторые растворители (например, диэтиловый эфир, абс. этанол, ацетон, бензол) могут обладать резким, неприятным запахом и при испарении негативно воздействовать на слизистые оболочки верхних дыхательных путей человека, предусмотрено вытяжное устройство для отсасывания их паров из рабочей зоны.Since some solvents (for example, diethyl ether, abs. Ethanol, acetone, benzene) can have a sharp, unpleasant odor and, when evaporated, adversely affect the mucous membranes of the upper respiratory tract, an exhaust device is provided for aspirating their vapors from the working area.

Устройство для осуществления способа может быть также снабжено проходной трубкой, сквозь которую направляют выходящую из устройства заготовку (направление протягивания заготовки показано контурной стрелкой). В этом случае поток воздуха интенсифицируется в непосредственной близости от поверхности заготовки, что приводит к ускорению сушки раствора на поверхности, исключению образования капель раствора на поверхности и частичному возврату раствора в ванну. Это также обеспечивает повышение степени сплошности покрытия.The device for implementing the method may also be provided with a passage tube through which the workpiece exiting from the device is guided (the direction of drawing the workpiece is shown by a contour arrow). In this case, the air flow is intensified in the immediate vicinity of the surface of the workpiece, which leads to accelerated drying of the solution on the surface, elimination of the formation of droplets of the solution on the surface and partial return of the solution to the bath. This also provides an increase in the degree of continuity of the coating.

Изобретения поясняются чертежом, иллюстрирующим конкретный пример их использования, где показана схема устройства для осуществления способа.The invention is illustrated in the drawing, illustrating a specific example of their use, which shows a diagram of a device for implementing the method.

Способ подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению осуществляется следующим образом.The method of preparing the surface of a long cylindrical workpiece for drawing is as follows.

Предварительно очищенную от окалины исходную горячекатаную заготовку 1 протягивают через камеру 2, содержащую в своей нижней части ванну 3 с раствором 4 канифоли. Этот раствор в виде подсмазочного покрытия наносится достаточно толстым слоем на поверхность заготовки 1 путем протирки ее влажными тампонами и затем высушивания. Оставшаяся после удаления растворителя в процессе сушки канифоль, имея высокие термопластические и адгезионные свойства, прочно сцепляется с поверхностью заготовки.Pre-cleaned from scale, the hot-rolled preform 1 is pulled through the chamber 2, containing in its lower part a bath 3 with rosin solution 4. This solution in the form of a lubricant coating is applied with a sufficiently thick layer on the surface of the workpiece 1 by wiping it with wet swabs and then drying. The rosin remaining after removing the solvent during the drying process, having high thermoplastic and adhesive properties, adheres firmly to the surface of the workpiece.

Далее в технологическом потоке на подготовленную таким образом поверхность заготовки наносится порошкообразная смазка для последующего волочения (на чертеже эти этапы не показаны).Next, in the process stream, a powdery lubricant is applied to the surface of the workpiece thus prepared for subsequent drawing (these steps are not shown in the drawing).

Устройство для осуществления способа выполнено следующим образом. Непосредственно в камере 2, в нижней части которой в ванну 3 залит раствор 4 канифоли, размещены двухроликовые проводки, состоящие каждая из свободно вращающихся (неприводных) роликов: нижнего 5 и верхнего 6. Ролики проводок установлены, например, соответственно под углами 45° (первая проводка) и 135° (вторая проводка) к горизонту. Внешняя поверхность роликов плотно примыкает к заготовке и покрыта тампонами 7, выполненными из фетра или войлока, или другого подобного мягкого и пористого материала, обладающего капиллярными свойствами. Камера 2 сверху прикрыта герметичной крышкой 8 для предотвращения попадания испарений растворителя в атмосферу.A device for implementing the method is as follows. Directly in the chamber 2, in the lower part of which rosin solution 4 is poured into the bath 3, two-roller wiring is placed, each consisting of freely rotating (non-driving) rollers: lower 5 and upper 6. The wiring rollers are installed, for example, respectively at 45 ° angles (first wiring) and 135 ° (second wiring) to the horizon. The outer surface of the rollers is tightly adjacent to the workpiece and covered with tampons 7 made of felt or felt, or other similar soft and porous material with capillary properties. The chamber 2 is covered from above by a sealed lid 8 to prevent solvent vapors from entering the atmosphere.

Ролики 5, 6 одной роликовой проводки контактируют между собой не только через заготовку 1, но и через тампоны 7. Это обеспечивает передачу раствора канифоли с нижних роликов 5 на верхние 6 и обратно при их вращении. Благодаря мягкости, пористости и капиллярности материала тампонов 7, а также благодаря расположению двухроликовых проводок с угловым разворотом по отношению одна к другой, подводимый раствор смачивает всю поверхность заготовки, каким бы ни был ее диаметр, обеспечивая сплошность подсмазочного покрытия.The rollers 5, 6 of one roller wiring are in contact not only through the workpiece 1, but also through tampons 7. This ensures the transfer of rosin solution from the lower rollers 5 to the upper 6 and vice versa during their rotation. Due to the softness, porosity and capillarity of the material of the tampons 7, as well as due to the location of the two-roll wires with an angular turn in relation to one another, the supplied solution moistens the entire surface of the workpiece, whatever its diameter, ensuring the continuity of the lubricating coating.

Устройство имеет также вводную 9 и выводную 10 проводки соответственно на входе и на выходе камеры 2, которые оформлены в виде волок, чтобы замедлить износ этих отверстий камеры.The device also has an input 9 and output 10 wiring respectively at the input and output of the chamber 2, which are designed in the form of dies to slow down the wear of these holes of the chamber.

Сушка покрытия осуществляется естественным испарением. Благодаря специфическим свойствам растворителя (например, диэтилового эфира, абс. этанола, ацетона, бензола) испарение осуществляется интенсивно и не требует значительного времени, что позволяет осуществить все операции по подготовке поверхности в едином технологическом потоке с последующим волочением.The coating is dried by natural evaporation. Due to the specific properties of the solvent (for example, diethyl ether, abs. Ethanol, acetone, benzene), evaporation is carried out intensively and does not require significant time, which allows all surface preparation operations to be carried out in a single process stream with subsequent drawing.

При нанесении на поверхность заготовки подсмазочного покрытия, раствор канифоли может подаваться из камеры 11 предварительного его приготовления на поверхность тампонов 7 капиллярными трубками 12, диаметр которых определяется капиллярными свойствами раствора, а их количество - необходимым расходом раствора.When applying a lubricant coating to the surface of the workpiece, the rosin solution can be supplied from the chamber 11 of its preliminary preparation to the surface of the tampons 7 by capillary tubes 12, the diameter of which is determined by the capillary properties of the solution, and their quantity is determined by the required flow rate of the solution.

Передача раствора в этом случае также может осуществляться из ванны 3 камеры 2 такими же капиллярными трубками (не показаны) на верхние ролики 6, а с него, за счет капиллярных свойств тампонов, на нижний ролик 5.In this case, the solution can also be transferred from the bath 3 of the chamber 2 with the same capillary tubes (not shown) to the upper rollers 6, and from it, due to the capillary properties of the tampons, to the lower roller 5.

Камера устройства для нанесения подсмазочного покрытия 2 может быть присоединена к вытяжному устройству (не показано) посредством патрубка 13 с надетым на него шлангом, отсасывающему пары растворителя, обеспечивающему быструю сушку изделия и защищающему от них окружающее камеру пространство.The chamber of the device for applying a lubricating coating 2 can be connected to an exhaust device (not shown) by means of a pipe 13 with a hose on it, suctioning off solvent vapors, providing quick drying of the product and protecting the space surrounding the chamber from them.

Выходная проводка 10 камеры 2 может быть снабжена проходной трубкой 14, обеспечивающей интенсификацию движения воздуха (показано стрелками) вблизи поверхности заготовки 1 и ускорение, за счет этого - сушки ее поверхности.The output wiring 10 of the chamber 2 can be equipped with a passage tube 14, providing intensification of air movement (shown by arrows) near the surface of the workpiece 1 and acceleration, due to this - drying of its surface.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В ванну 3 камеры 2 на уровне, ниже уровня оси протягиваемой заготовки 1, заливают жидкий раствор 4 канифоли, например, в ацетоне. Затем с помощью средств протягивания заготовки (не показаны) через вводную проводку 9, роликовые проводки с нижними 5 и верхними 6 роликами камеры 2 и выходную проводку 10 протягивают заготовку 1, преимущественно, из высокопрочного материала, например легированной стали, предварительно пропуская ее через окалиноломатель. После того, как передний конец заготовки зафиксирован в тянущем устройстве (например, в волочильном барабане, на чертеже не показанном), начинается процесс нанесения на поверхность заготовки жидкого раствора канифоли, посредством протирки влажными тампонами 7. В выводной проводке 10 и далее на пути к волочильному инструменту (на чертеже не показан) жидкий растворитель интенсивно испаряется, оставляя на поверхности заготовки высохший весьма вязкий подсмазочный слой канифоли. Далее, либо непосредственно перед волочильным инструментом, либо в отдельно стоящем устройстве, на подсмазочное покрытие наносят слой технологической смазки, преимущественно порошкообразной, например, натриевое или кальциевое мыло (т.е. порошки на основе стеаратов натрия или кальция). Заготовка с подготовленной таким образом поверхностью, на которой прочно удерживается смазка, поступает в волочильный инструмент, где подвергается эффективному обжатию и выдерживает значительные сдвигающие напряжения.In the bath 3 of the chamber 2 at a level below the axis of the drawn blank 1, pour rosin liquid solution 4, for example, in acetone. Then, using the means of pulling the workpiece (not shown) through the input wiring 9, the roller wiring with the lower 5 and upper 6 rollers of the chamber 2 and the output wiring 10 stretch the workpiece 1, mainly of high-strength material, such as alloy steel, previously passing it through the scale breaker. After the front end of the workpiece is fixed in the pulling device (for example, in a drawing drum, not shown in the drawing), the process of applying rosin liquid solution to the surface of the workpiece begins by wiping with wet swabs 7. In the output wiring 10 and further on the way to the drawing wire the tool (not shown) the liquid solvent is intensively evaporated, leaving on the surface of the workpiece dried highly viscous lubricant layer of rosin. Then, either directly in front of the drawing tool or in a separate device, a layer of technological lubricant is applied to the lubricating coating, mainly powdery, for example, sodium or calcium soap (i.e. powders based on sodium or calcium stearates). The workpiece with the surface thus prepared, on which the grease is firmly held, enters the drawing tool, where it undergoes effective compression and can withstand significant shear stresses.

Таким образом, изобретения позволяют повысить эффективность процесса волочения высокопрочных металлов, в т.ч. из титана, тантала, осмия, нержавеющих сталей и др. металлов за счет увеличения толщины и повышения степени сплошности канифольного подсмазочного покрытия.Thus, the invention allows to increase the efficiency of the process of drawing high-strength metals, including from titanium, tantalum, osmium, stainless steels and other metals by increasing the thickness and increasing the degree of continuity of the rosin grease coating.

Использование изобретений в производстве проволоки и калиброванного металла позволит также шире использовать эффективные и экологически безопасные бескислотные (физические, механические) методы удаления окалины с поверхности длинномерного цилиндрического проката и заготовок в составе совмещенных с волочильными станами поточных линий.The use of inventions in the production of wire and calibrated metal will also make it possible to make wider use of effective and environmentally friendly acid-free (physical, mechanical) methods for removing scale from the surface of long cylindrical rolled products and workpieces as part of production lines combined with drawing mills.

Claims (8)

1. Способ подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению, включающий нанесение на ее поверхность подсмазочного покрытия в виде канифоли с последующим нанесением на него порошкообразной смазки, отличающийся тем, что подсмазочное покрытие наносят путем протирки поверхности заготовки пористыми тампонами, смоченными раствором канифоли, с последующей сушкой в технологическом потоке с предварительной механической очисткой заготовки от окалины и ее последующим волочением.1. A method of preparing the surface of a long cylindrical workpiece for drawing, including applying a lubricant coating in the form of rosin to its surface, followed by applying a powder lubricant to it, characterized in that the lubricating coating is applied by wiping the surface of the workpiece with porous tampons moistened with rosin solution, followed by drying in the process stream with preliminary mechanical cleaning of the workpiece from scale and its subsequent drawing. 2. Устройство для подготовки поверхности длинномерной цилиндрической заготовки к волочению, включающее в себя герметичную камеру, имеющую в своей нижней части ванну с материалом, в состав которого входит канифоль, средства протягивания заготовки через камеру над ванной и вводную и выводную проводки перед и за камерой, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, двумя размещенными в камере двухроликовыми проводками, последовательно расположенными вдоль оси протягивания и установленными под разными углами к горизонту, рабочие поверхности роликов снабжены тампонами, выполненными из мягкого и пористого материала, а в качестве материала, в состав которого входит канифоль, использован жидкий раствор канифоли, при этом нижние ролики каждой проводки частично погружены в этот раствор.2. A device for preparing the surface of a lengthy cylindrical billet for drawing, including a sealed chamber having in its lower part a bath of material containing rosin, means for drawing the billet through the chamber above the bath and inlet and outlet wires in front and behind the chamber, characterized in that it is equipped with at least two two-roll wires located in the chamber, sequentially located along the axis of pulling and installed at different angles to the horizontal, erhnosti rollers provided with tampons made of soft and porous material, and as the material, which includes the rosin, the rosin used liquid solution, wherein the bottom rollers each wiring are partially immersed in the solution. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что тампоны выполнены из фетра или войлока.3. The device according to claim 2, characterized in that the tampons are made of felt or felt. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что двухроликовые проводки расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.4. The device according to claim 2, characterized in that the two-roll wiring is located in mutually perpendicular planes. 5. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что оно снабжено капиллярными трубками для подачи раствора канифоли из камеры приготовления раствора к тампонам верхних роликов.5. The device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that it is equipped with capillary tubes for supplying rosin solution from the solution preparation chamber to the tampons of the upper rollers. 6. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что камера снабжена вытяжным устройством.6. The device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the camera is equipped with an exhaust device. 7. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что выводная проводка камеры снабжена проходной трубкой, соединяющей окружающую среду с камерой.7. The device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the output wiring of the camera is provided with a passage pipe connecting the environment to the camera. 8. Устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что камера выполнена герметичной.8. The device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the chamber is sealed.
RU2004102019/02A 2004-01-22 2004-01-22 Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same RU2271890C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102019/02A RU2271890C2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004102019/02A RU2271890C2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004102019A RU2004102019A (en) 2005-07-10
RU2271890C2 true RU2271890C2 (en) 2006-03-20

Family

ID=35837640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004102019/02A RU2271890C2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2271890C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004102019A (en) 2005-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2167770C (en) Method of lubricating steel strip for cold rolling, particularly temper rolling
EP2247701B1 (en) Method for coating metallic surfaces with a wax-containing lubricant composition
EP2238228B1 (en) Method for coating metal surfaces with a lubricant composition
US4088585A (en) Lubricant containing MoS2, lubricating process, and lubricated workpiece
EP2238227B1 (en) Method for coating metal surfaces with a phosphate layer and then with a polymer lubricant layer
US5801129A (en) Process and device for applying a lubricant carrier layer to a wire material to be formed in a drawing process
JP3984159B2 (en) Water-based lubricant for metal material plastic working and method for forming lubricating film
TW201402803A (en) Water-soluble lubricating agent for plastic working, metal material for plastic working, and worked metal article
US10479957B2 (en) Lubricant for metal cold forming processes and methods of use of the same
JPS638489A (en) Lubricant for metal cold working
RU2271890C2 (en) Method for preparing surface of elongated cylindrical blank to drawing and apparatus for performing the same
US2966425A (en) Drawing lubricant coating methods and compositions
US5091100A (en) Fatty triglyceride-in-water solid film high temperature prelube emulsion for hot rolled steel
AU633411B2 (en) Thermoplastic acrylic coated steel sheet
WO2007132851A1 (en) Lubricant for steel pipe cold working and relevant method of cold working
US3023163A (en) Drawing lubricant coating composition
US2935432A (en) Metal treatment
CN113454196A (en) Simplified method for pretreating metal substrates for cold forming and reactive lubricant for this purpose
JP2005138294A (en) Coated metal sheet excellent in lubricity and processability
RU2118212C1 (en) Method for preparing blank surface to drawing and apparatus for performing the same
US3433038A (en) Cold working metal
JPH0523318B2 (en)
JP3772672B2 (en) Cold drawn tube manufacturing method
JPH09141491A (en) Production of arc welding wire
DE2323878A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR COATING METAL SUBSTRATES

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060123