SE453967B - Forfarande for kontinuerlig doppformning av en trad - Google Patents

Description

453 967 anordningen 32 under bearbetningen.

Vid konventione11a an1äggningar är en kammare 18b, vi1ken bi1das av huset 18, och som bi1dar en kana1 för den skavda tråden 11, an1suten ti11 en vakuumkä11a via en 1edning 42 för evakuering av kammaren under bearbet- ningen. En sådan anordning visas i det japanska patentet nr 39-18204.

Den skavda 1inan 11 förs a11tsâ in i den evakuerade atmosfären innan den förs in i dege1n 24. Därför pâverkas inte förbandet me11an kärntrâden och det ste1nade meta11ska1 som byggts upp runt kärntrâden, och dessutom svä11er inte den på kärntråden uppbyggda meta11en ut och får inga porer.

Det har nu visat sig att när kana1en för den skavda kärntrâden, t. ex kammaren 18b i huset 18 hâ11s vid en ti11räck1igt avfuktad, torr atmosfär så svä11er inte den på kärntråden uppbyggda meta11en ut och får inga porer.

Hed hänsyn härti11 har det också visat sig att utsvä11ningen av den upp- byggda meta11en och bi1dningen av porer i meta11en inte orsakas av oxidation på kärntrâdens yta utan av absorbtion av fukt i 1uften mot ytan på kärn- trâden. Det har därför ansetts att huskammaren 18b 1ämp1igen kan hâ11as vid torr atmosfärsluft istä11et för vid evakuerad atmosfär. Härigenom behöver inte huset 18 hâ11as hermetiskt ti11s1utet. Detta medför stora inbesparingar vad avser insta11ations- och underhâ11skostnader. Dessutom är det inte nöd- vändigt att ha en vakuumpump för att hâ11a kammaren 18b under vakuum, och vidare undviker man prob1emet när kammaren 18b hä11s under vakuum med att den smä1ta meta11en M i dege1n 24 tvingas att 1äcka in i kammaren 18b 1ängs in1oppet 24a ti11 dege1n 24. När kammaren 18b hå11s vid torr atmosfärs1uft e1iminerar man a11tså detta prob1em. Genom det här aktue11a förfarandet kan doppformningen genomföras på ett stabi1t sätt.

När kammaren 18b hâ11s vid torr atmosfärsluft utsätts eme11ertid de- ge1n 24, vilken innehå11er den smä1ta meta11en, och vi1ken upphettas ti11 hög temperatur för oxidation vid botten av dege1n, vi1ken befinner sig i kontakt med den torra 1uften i kammaren 18b. Därför reduceras dege1ns 24 service interva1i, och en kontinuer1ig hantering under 1âng tid kan inte genomföras; vi1ket ur ekonomisk synpunkt är o1ämpligt.

Uppfinningen har därför ti11 ändamâ1 att åstadkomma ett förfarande för kontinuer1ig formning av en träd under 1änga perioder på ett stabi1t och ekonomiskt sätt utan krav på att kana1en för den skavda e11er ska1ade tråden hå11s hermetiskt ti11s1uten.

Före1iggande uppfinning avser a11tsâ ett förfarande för kontinuer1ig formning av en träd, vi1ket förfarande innefattar fö1jande steg: a) rengöring av ytan ti11 den kontinuer1igt frammatade kärnträden; b) införing av den ytrengjqrda kärntråden i en kana1 innehâ11ande en atmosfär av en inert gas och en svagt reducerande gas vid ett tryck 453 967 över atmosfärstryck; _ cl införing av den nämnda kärntrâden från kanalen in i ett bad av smält metall och genomföring av tråden genom detta bad för upp- byggnad av den smälta metallen på tråden till bildande av en gjut- trâd bestående av kärntrâden och en på denna bildad beläggning härrörande från stelnad uppbyggd metall; dl samt varmvalsning av gjuttråden till en tråd med reducerat tvär- snitt.

Uppfinningen ska nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till bi- fogade ritningar. Pâ ritningarna visar figur l schematiskt en trâdformnings- anordning utformad enligt tidigare känd teknik. Figur 2 är en schematisk bild av en del av en trâdformningsanordning utformad i enlighet med upp- finningen. Figur 3 visar schematiskt en modifierad trâdformningsanordning, och figur 4 är en bild liknande figur 3 men visande en annan modifierad trådformningsanordning.

Figur 2 visar en del av en anordning l0 för att forma en tråd genom ett förfarande enligt föreliggande uppfinning. Anordningen liknar den i figur l. En kärntråd ll förs genom en skavningsskiva 20 monterad på inlopps- sidan till ett hus l8, varvid skavskivan rengör ytan på kärntrâden ll. Huset l8 omsluter en kammare l8b vilken bildar genomföringskanalen för den skavda eller ytskalade kärntrâden. Ett gasmatarrör 46 är med sin ena ände anslutet till huset lß och med sin andra ände till en (icke visad) gaskälla, och en ventil 48 är monterad i matarröret 46 för reglering av gasströmningen.

Vid arbete evakueras kammaren eller kanalen l8b i huset l8 med hjälp av en evakueringsledning 42. Därefter öppnas ventilen 48 och gas med ett tryck över atmosfärstryck matas kontinuerligt in i kammaren l8b från gas- källan via matarledningen 46, så att kammaren l8b fylls med gas. Gasen är antingen av svagt reducerande (icke oxiderande) typ eller av inert typ. Där- efter införs den genom skavskivan 20 rengjorda eller ytskalade kärntrâden i kammaren l8b, så att den skavda kärntrâden exponeras antingen för en under tryck stående reducerande atmosfär eller en under tryck stående inert at- mosfär. Därefter förs den skavda kärntrâden ll uppåt av en drivvals 16 och införs i en degel 24 genom dess inlopp 24a, så att en smält metall M, t. ex. koppar, byggs upp på kärntråden och bildar en gjutstav 13. Den uppbyggda metallen stelnar och bildar en beläggning runt kärntrâden. Under arbetet hålls kammaren l8b i huset l8 vid ett tryck över atmosfärstryck, så att den omgivande luften effektivt förhindras att tränga in i kammaren l8b även om huset l8 inte är av hermetiskt tillsluten konstruktion. Därför utsätts inte den uppbyggda metallen eller beläggningen på gjutstaven l3 för svällning och inga porer bildas. Dessutom förhindras oxidation vid botten av degeln 24. Skavningsskivan 20, vilken bildar ett ytrengöringsorgan kan ersättas av 453 967 en blästeranordning, en trâdborste eller ett kemiskt organ för att bort- skaffa en oxidbeläggning eller andra orenheter på ytan till kärntrâden ll.

EXEMPEL l En tråd bereddes genom användning av den i figur 2 visade anordningen.

Kammaren l8b i huset l8 evakuerades genom evakueringsledningen 42, och en blandgas av 95% N2 och 5% CO matades in i kammaren l8b från en gaskälla genom matarledningen 46 vid ett tryck av l00 mm H20 med en hastighet om 5 m3/h, så att kammaren l8b kom att innehålla en svagt reducerande atmosfär vid ett tryck något över atmosfärstryck; Därefter skalades en kärntrâd av koppar med hjälp av skavskivan 20, och tråden infördes i kammaren l8b. Den skavda kärntråden, vilken hade en diameter av 12,7 mm matades vidare uppåt genom kammaren l8b och infördes i degeln 24 genom dess inlopp 24a, så att den smälta kopparen i degeln 24 kontinuerligt pâlades på den frammatade kärntrâden till bildning av en gjutstav. Gjutstaven varmvalsades kontinuer- ligt till en träd med 8 mm diameter.

En jëmförelsetrâd bereddes också enligt den ovan beskrivna processen med undantag för att kammaren l8b hölls under vakuum. Egenskaperna hos trå- den framställde enligt uppfinningen och jämförelseträden bestämdes. Resul- taten visas i följande tabell l.

Tabell l sample 0 present wire comparative wire characteristic tensile strength 23,5 ' 23,3 elongation ' 40 4l twist test* g - no defect' no defect cross section*ï no bouudary found no boundary found and no defect and no defect * Varje tråd tvinnades tio gånger i en riktning och därefter tio gånger i den motsatta riktningen.

** Tvärsnittet pâ varje tråd observerades medelst mikroskop.

Såsom framgår av tabell l uppvisade tråden enligt föreliggande upp- lfinning nästan samma kvalitet som den konventionella tråden.

I Figur 3 visar en modifierad trädformningsanordning l0a,-vilken skil- jer sig från anordningen l0 i figur 2 genom att ytrengöringsorganet 50 er- 453 967 sätter skavningsskivan 20, och genom att man använder endast ett par sam- verkande ova1a ka1ibreringsva1sar 34 och endast ett par samverkande runda ka1ibreringsva1sar 36. De ova1a ka1ibreringsva1sarna 34 va1sar den gjutna staven ti11 ett ova1t tvärsnitt, medan de runda ka1ibreringsva1sarna 36 va1sar staven ti11 cirku1ärt tvärsnitt. Ytrengöringsorganet 50 är p1acerat omede1bart uppströms om huset 18 och består av en trådborste och en b1äst- ringsanordning. Anordningen kan också innehå11a ett avfettningsorgan för kemisk avfettning av kärntrâden 11 innan den rengörs av ytrengöringsorganet 50. Ytrengöringsorganet 50 kan också bestå av ett kemiskt rengöringsorgan innehå11ande ett avfettningsorgan, ett betningsorgan och en torkare. En skavningsskiva av den typ som används i den tidigare utföringsformen tjänar ti11 att skära bort ett tunt lager meta11 från ytterytan på kärntråden 11, och skivan utses därför för förslitning i dess skärande de1. I det fa11 att kärntrâden 11 är av stâ1 skadas ganska snart skavningsskivan och måste er- sättas av en ny. Ett frekvent utbyte av skavningsskivan förhindrar därför en kontinuer1ig bearbetning under 1âng tid. Trådborsten och b1ästrings- organet inverkar inte negativt på en kontinueriig bearbetning under 1âng tid även i det fa11 att kärntrâden 11 är av hård meta11 såsom stä1. Efter- som man vid den här aktue11a utföringsformen inte använder skavningsskivan finns det inget behov av en drivva1s såsom drivva1sen 16 i figur 1 för att skapa en 1ämp1ig spänning i kärntråden 11 för att ge skavningsskivan möj1ig- het att skava av kärntråden.

Gjutstaven 13, vi1ken består av kärne1ementet 11 och ytbe1äggningen av den runt kärntråden uppbyggda meta11en varmva1sas av en varmva1sningsan- ordning 32 ti11 en tråd med förutbestämd diameter. Kärne1ementet och den uppbyggda meta11en hos gjutstaven 13, som matas upp från dege1n 24 är inte meta11urgiskt bundna ti11 varandra vid sina gränsytor. Det meta11urgiska förbandet me11an de båda de1arna åstadkoms genom varmva1sningen. I det fa11 att kärne1ementet 11 och den runt e1ementet uppbyggda smä1ta meta11en har o1ika sammansättningar är det relativt svårt att varmva1sa gjutstaven ti11 1ikformigt tvärsnitt över he1a trädens 1ängd. Om exempe1vis gjutstaven 13 består av ett stä1kärne1ement och den uppbyggda meta11en av ett kopparskikt så är hå11fasthetsegenskaperna hos dessa båda de1ar o1ika, och det är då svårt att varmva1sa den s1ut1iga gjutstaven ti11 1ikformigt tvärsnitt. Varje gång som gjutstaven 13 varmva1sas av de ova1a ka1ibreringsva1sarna e11er de runda ka1ibreringsva1sarna för reducering av tvärsnittsarean ökas därför orege1bundenheterna i tjock1ek på kopparbe1äggningen, och därigenom ökas orege1bundenheterna i den samman1agda tvärsnittsarean på den va1sade staven.

Vid den nu aktue11a utföringsformen varmva1sas av denna an1edning den från dege1n 24 utgående gjutstaven endast två gånger, dvs. först av paret av 453 967 6 ovala kalibreringsvalsar 34 och därefter av paret runda kalibreringsvalsar 36. Reduktionsgraden för tvärsnittsarean hos gjutstaven vid den kombinerade valsningen med de ovala kalibreringsvalsarna 34 och de runda kalihrerings- valsarna 36 är inte mer än 40%. Vid detta förfarande kan oregelbundenheterna hos den valsade tråden hållas i ett minimum. Om reduceringsgraden är mer än 40% ökas oregelbundenheterna i tjocklek hos kopparskiktet eller kopparlege- ringen på kärnelementet över en acceptabel nivâ.

EXEMPEL 2 En tråd bereddes under användning av anordningen i figur 3. Kammaren l8b i huset l8 evakuerades genom evakueringsledningen 42, och en gas av svagt reducerande natur matades från gaskällan in i kammaren l8b över matar- ledningen 46, så att kammaren l8b kom att innehålla en svagt reducerande atmosfär vid ett tryck något över atmosfärstryck. Därefter underkastades en kärntrâd av mjukt stål med en diameter om 9,5 mm kontinuerligt en ytren- göring med hjälp av ytrengöringsorganet 50, som bortskaffade oxidskikt och rost från kärnelementytan. Ytrengöringsorganet bestod av en trädborste. Den ytrengjorda kärntråden infördes i kammaren l8 och matades vidare upp genom degeln 24 genom dess_inlopp 24a med en hastighet av 70 m/min, så att den smälta kopparen i degeln 24 bildade en beläggning på kärntrâden, så att man kontinuerligt fick en gjutstav med en diameter av l3 mm. Gjutstaven bestå- ende av stålkärnelementet och kopparbeläggningen leddes därefter genom ett kyltorn 30 och varmvalsades i en icke-oxiderande atmosfär med hjälp av en varmvalsningsanerdning 32 till en tråd med en diameter av ll mn. Reduktions- graden vid denna varmvalsning var l3%._Tjockleken på kopparbeläggningen i den resulterande träden mättes för bestämning av viktsförhâllandet. Den maximala tjockleken pâ kopparbeläggningen_var l¿5O mm, medan den minsta tjockleken var l,45 mm, och den genomsnittliga tjockleken var l,48 mm.

Viktsförhållandet på kopparbeläggningen var omkring 50 %, men det kan vari- eras genom reglering av matningshastigheten för kärnelementet vid passagen genom degeln 24.

Figur 4 visar en annan modifierad trâdformningsanordning l0b, vilken skiljer sig från anordningen i figur 3 genom att den innehåller en värme- anordning 54 i kammaren l8b i huset l8. En ytrengjord kärntråd ll förs genom värmeanordningen 54, genom vilken tråden upphettas till en förutbestämd temperatur innan den matas in i degeln 24. Det har visat sig att mängden uppbyggd smält metall på kärntråden beror av temperaturen på kärnelementet när detta införs i degeln 24. Her speciellt ökas mängden uppbyggd smält 453 967 meta11 i förhâ11ande ti11 den mängd värme som absorberas av kärne1ementet 11 i dege1n 24. När därför temperaturen på kärne1ementet 11, som upphettas av värmeanordningen 54, är re1ativt 1åg så b1ir be1äggningen på gjutstaven 13 beroende på den uppbyggda meta11en re1ativt tjock. Om å andra sidan kärn- e1ementet 11 upphettas med hjä1p av värmeanordningen 54 ti11 en högre temp- eratur så b1ir beiäggningen pâ gjutstaven 13 tunnare. Tjockïeken på beiägg- ningen kan a11tsâ reg1eras med hjälp av värmeanordningen 54. Genom denna metod kan vo1ymsförhâ11andet beïäggning i förhâ11ande ti11 kärne1ementet, dvs. förhå11andet i tvärsnittsarea, varieras inom gränserna me11an 10 och 70 %. Om vidare kärne1ementet har re1ativt p1att tvärsnitt såsom ett band, så kan temperaturprofi1en på kärne1ementet göras 1ikformig, så att en be- 1äggning av 1ikformig tjock1ek kan åstadkomnas på kärneïementet.

EXEHPEL 3 En tråd framstä11des under användning av den apparat som visas i figur 4. Kammaren 18b ti11 huset 18 evakuerades genom evakuerings1edningen 42, och en b1andgas av 2 % H2 och resten NZ matades från gaskä11an in i kam- maren 18b över matarröret 45. Kammaren 18b hö11s med en svagt reducerande atmosfär vid ett tryck något över atmosfärstryck. En gasb1andning bestående av 2 % H2 och resten NZ infördes också i huset ti11 varmva1sningsanordningen 32. Därefter underkastades en kärntrâd av mjukt stål med en diameter av 9,5 mm en ytrengöring med hjä1p av en trâdborste för att bortskaffa oxidskiktet och rost från trådens ytteryta. Den ytrengjorda kärntrâden infördes i kam- maren 18b och 1eddes genom värmeanordningen 54 för att höja trädens temper- atur. Den uppvärmda kärntrâden matades in i dege1n 24 genom in1oppet 24a, så att smä1t ren koppar i dege1n 24 byggdes upp på den frammatade kärntrâden, så att det kontinuer1igt bi1dades en gjutstav. Därefter varmva1sades gjut- staven ti11 en tråd av förutbestämd diameter i en svagt reducerande atmos- fär (2 % H2 och resten N21. På detta sätt framstä11des tre exemp1ar av trå- den med varierande temperatur på kärntrådarna efter uppvärmning i värmean- ordningen 54, och förhå11andet me11an kärntrådens temperatur och tjock1eken på det uppbyggda kopparskiktet bestämdes. Resu1taten visas i fö1jande tabe11 2. 453 967 8 Tabeïi 2 temperatur på diameter på genomsnittlig tjocklek viktsför- kärntrâden tråden (mm) på kopparskiktet (mm) hållande (%) rumstemp. 11.5 i 2.02 61 2oo°c 10.0 i .os se 4oo°c 9 .o n. 44 21 Såsom framgår av tabeli 2 varierar viktsförhâilandet för koppar på tråden inom vida gränser beroende på tiii viïken temperatur tråden upp- hettats i värmeanordningen 54.

Claims (5)

453 967 P a t e n t k r a v

1. Förfarande för kontinuerlig doppformning av en tråd, kännetecknat av följande steg: a) en kontinuerligt frammatad kärntråd av stål underkastas en icke skärande ytrengöring (20) genom blästring eller stålborstning; b) den ytrengjorda kärntråden (11) införs i en kanal (18b) 1 en atmosfär av en inert gas eller en svagt reducerande gas vid ett tryck över atmosfärstryck; ' c) kärntråden (11) leds från den nämnda kanalen (18b) till ett bad (24) av smält metall och förs genom badet, så att den smälta metallen (M) byggs upp på kärntråden och bildar en gjutstav (13) bestående av den nämnda kärntråden och en beläggning som bildats runt kärntråden, och som härrör från den stelnade uppbyggda metallen; d) gjutstaven matas direkt efter att den lämnar badet (24) in ett kyltorn (30a); och e) gjutstaven (13) varmvalsas direkt från kyltornet (30a) till en tråd med reducerat tvärsnitt med en reduceringsgrad av icke mer än 40%.

2.Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att varmvals- ningen genomförs genom att gjutstaven (13) leds genom ett par sam- verkande ovala kalibreringsvalsar (34) samt ett par samverkande ovala kalibreringsvalsar (36).

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att kärntråden (ll) uppvärms till en förutbestämd temperatur i den inledande kanalen (18b) för reglering av tjockleken på det pålagda ytskiktet i gjutstaven (13L

4.Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att varmvalsningen sker i en atmosfär av en inert gas eller en svagt reducerande gas.

5. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att kärntråden (11) och den smälta metallen (M) har olika kemisk sammansättning.