ВОЛОЧЕНИЕ [drawing] — пластическая деформация металла, заключающающаяся в протягивании заготовки через отверстие волоки, размеры которого меньше размеров поперечного сечения заготовки. Различают волочение: черновое (заготовительное) и чистовое (заключительная операция для придания готовому изделию требуемых формы, размеров и качества); одно- и многократное (с несколькими последовательными переходами волочения одной заготовки); одно- и многониточное (с количеством одновременно протягиваемых заготовок 2, 4, 8); через неподвижную и врашающуюся относительно продольной оси волоку; холодное и теплое (с нагревом заготовки до температуры ?tf№flKI) и др.:
барабанное волочение [bull-block drawing] — волочение проволоки, труб или профилей на волочильном стане барабанного типа;
беззабивочное волочение [pushing drawing] — волочение с проталкиванием переднего конца заготовки через волоку без предварительного изготовления захватки;
безоправочное волочение [sink rawing, sinking, sinking pass] — волочение труб из сталей, цветных металлов и сплавов, при котором внутренняя поверхность заготовки при протягивании не контактирует с технологическим инструментом. Безоправочное волочение обычно осуществляют в две волоки, 1-я из которых служит для центровки трубы, а во 2-й осуществляется основное обжатие трубы по диаметру. Безоправочное волочение применяют чаще для промежуточных проходов с целью уменьшения диаметра протягиваемых труб. В ряде случаев (трубки малого диаметра) его используют и как отделочную операцию. Недостатки безоправочного волочения -низкое качество внутренней поверхности труб и большая разнотолщинность стенки трубы после волочения;
волочение без скольжения [no-slip drawing] — производство проволоки на стане многократного волочения, с накоплением ее запаса между соседними волоками, благодаря чему исключается проскальзывание проволоки относительно поверхностей барабанов;
бухтовое волочение труб [coil (tube) drawing] — волочение трубы из заготовки, смотанной в бухту и (или) со сматыванием протянутой трубы в бухту; получило промышленное применение с 1930-х гг., широко используется при получении труб из цветных металлов и сплавов (меди, латуни и др.). При бухтовом способе применяются как оправочное, так и безоправочное волочение на трубоволочильных бухтовых станах и барабанах. Данным способом получают трубы (трубки) диаметром от 1 до 70 мм с толщиной стенки от 0,2—0,3 мм до 3 мм соответственно. Скорости волочения < 25—30 м/с, длина обрабатываемых труб < 5—6 км.
В качестве технологических смазок при бухтовом волочении применяют растительные и минеральные масла, водные эмульсии, олеиновую кислоту, натуральную и синтетическую олифу. При волочении А1-труб используются более густые смазки, например масло Вапор с добавками веретенного. Внутрь трубы смазка заливается (впрыскивается) автоматически со стороны заковываемой части трубной заготовки;
гидродинамическое волочение [hydrodynainic drawing] — волочение проволоки с использованием комбинированных волочильных устройств, включающих напорную волоку, кольцо-насадку и рабочую волоку. Смазка перед напорной волокой захватывается движущейся проволокой и вовлекается в микрозазор в кольцах-насадках. Микрозазор от кольца к кольцу уменьшается, давление смазки все больше повышается, и у входа в деформационную зону рабочей волоки создаются условия жидкостного трения. Поэтому гидродинамическое волочение позволяет использовать — не только эмульсии или легкие масла, но и достаточно густые смазки, например натриевое мыло. Создаваемые условия жидкостного трения позволяют проводить гидродинамическое волочение с повышен, скоростями при высоком качестве поверхности и точности протягиваемых изделий и существенно повышают стойкость волочильного инструмента.
Из-за необходимости использования насосов весьма высокого давления и сложности заправки проволоки в волоки гидродинамическое волочение используют только в случаях, когда исключается возможность применения других, более простых способов волочения;
длиннооправочное волочение [bar (mandrel) drawing) — волочение труб с протягиванием заготовки через волоку с длинной подвижной недеформируемой оправкой, которую затем извлекают из трубы;
короткооправочное волочение [plug drawing] — волочение труб с обработкой внутренней поверхности заготовки короткой цилиндрической оправкой, удерживаемой в очаге деформации стержнем, закрепленным на станине волочильного стана;
мокрое волочение [wet drawing] — волочение с погружением волоки в жидкую смазку;
волочение на деформируемой оправке [defor-mable mandrel drawing] — волочение труб с протягиванием заготовки через волоку на длинной подвижной оправке, деформируемой с заготовкой;
волочение на закрепленной оправке [(fixed) plug drawing] — один из наиболее распространенных методов волочения труб с середины XIX в. Закрепленная (короткая) оправка чаще всего цилиндрическая, иногда ей придают цилиндроконическую форму, что улучшает ее центровку в очаге деформации. Закрепленные оправки выполняются полыми для труб большого диаметра и сплошными для тонкостенных труб меньшего диаметра;
волочение на самоустанавливающейся оправке [floating plug drawing] — волочение труб с обработкой внутренней поверхности заготовки незакрепленной самоустанавливающейся оправкой, удерживаемой в очаге деформации уравновешиванием действующих на нее втягивающих и выталкивающих сил;
волочение проволоки [wire drawing] — один из древнейших технологических процессов обработки металлов давлением. Волочением получают проволоку из сталей широкого сортамента, цветных металлов и сплавов диаметром от 16 до <0,01 мм. Проволока круглого, квадратного и шестигранного сечения поставляется в мотках, бухтах и на катушках. Для заготовительного волочения проволоки применяют машины одно- и многократного волочения. Конструкции волочильных машин могут быть самыми разными: с горизонтальными и вертикальными барабанами, со скольжением и без, с индивидуальным и групповым приводом, с противонатяжением и т. д. Количество волок на таких машинах достигает > 25, скорости волочения < 50 м/с.
Для тяжелого (грубого) волочения обычно используют стальные волоки, толстое и среднее волочение проводят через твердосплавные, тонкое и тончайшее — через алмазные волоки.
В качестве смазок при волочении проволоки обычно используют жидкие смазки и эмульсии.
Единичные обжатия по переходам снижаются от 30-35 % при тяжелом и толстом волочении до 6-12 % при наитончайшем;
волочение профилей [die shaping (forming)] — от простых прямоугольных до самой сложной формы. Крупные профили волочат на линейных волочильных станах, профили меньшего сечения — на барабанах или комбинированных прокатно-волочильных агрегатах.
Для построения рациональной системы переходов при волочении профилей сложной формы используются теоретические и графические методы: В. В. Зверева, Прайслера, ЭГДА, песчаной насыпи, «сходственных контуров» и др-;
профилировочное волочение [form drawing] — волочение труб некруглой (фасонной) формы с использов. двух технологических схем. По 1-й готовую трубу получают из заготовки круглого сечения безоправочным волочением в волоке с каналом фасонного сечения. По 2-й волочат на оправках фасонную заготовку, сечение которой подобно сечению готовой трубы. Волочение фасонных труб из фасонной заготовки позволяет снизить трудоемкость процесса, повысить точность размеров и качество внутренней поверхности труб;
волочение прутков [rod drawing] — волочение преимущественно холоднодеформированных (тянутых) прутков круглого, квадратного и шестигранного сечений из цветных металлов и сплавов.
Прутки малых сечений волочат на барабанах в один или несколько переходов. Волочение крупных прутков (диам. > 25—30 мм) осуществляется в отрезках на цепных станах. Единичные и суммарные вытяжки при волочении прутков (обычно 1,25—1,4) определяются пластичностью протягиваемого материала. В отделочных (калибровочных) проходах вытяжки снижаются до 1,10-1,15.
Наиболее прогрессивна технологическая схема производства тянутых прутков из цветных металлов и сплавов: бухтовая заготовка — однократное
волочение (калибровка) — отделка на автоматических линиях типа «Schumag»;
волочение со скольжением [slip drawing] — многократное волочение проволоки при скорости ее движения меньше окружной скорости тяговых роликов, т. е. скольжении проволоки по их поверхности с разницей в скоростях < 2-4 %.
Конструкции машин со скольжением проще, чем машины прямоточного типа, и удобнее при заправке проволоки. На них лучше условия смазки, охлаждения проволоки и волок, что позволяет достигать более высоких скоростей волочения;
волочение с противонатяжением [back-pull (pullback) drawing] — многократное волочение проволоки и мелких труб с приложением усилия противонатяжения Q к заготовке перед очагом деформации. Усилие волочения возрастает с приложением противонатяжения, начиная только с некоторого минимума его значения, названного критическим противонатяжением Q^, определяемым в основном пределом упругости протягиваемого металла и степенью его нагартовки. Во всех случаях, если Q < QKp, сила волочения практически не возрастает, а условия деформации улучшаются;
стержневое волочение [core drawing] — волочение труб, которое включает ввод стержня в трубную заготовку, протягивание заготовки вместе со стержнем через волоку и извлечение стержня из трубы. Стержень из твердой термообработанной стали при волочении не деформируется и двигается со скоростью выхода трубы из волоки.
Стержневое волочение позволяет изготовлять трубы из малопластичных сплавов и обеспечить жесткие допуски на внутренний диаметр труб, что особенно важно при изготовлении капиллярных трубок внутренним диаметром 0,3-1 мм;
сухое волочение [dry drawing] — волочение заготовок с твердой смазкой;
волочение труб [tube drawing] — завершающая, как правило, операция при производстве холоднодеформируемых (тянутых) труб из сталей, цветных металлов и сплавов; отличается большим разнообразием технологических схем волочения: — безоправочное волочение (осадка); волочение на короткой закрепленной оправке; волочение на самоустанавливающейся (плавающей) оправке; волочение на длинной подвижной оправке; волочение на деформирующемся сердечнике; рофилировочное волочение; волочение с раздачей трубной заготовки; волочение в режиме гидродинамического трения.
Выбор метода волочения определяется размерами и требованиями к готовому изделию, маркой обрабатываемого металла или сплава, возможностями оборудования и т. д.
Волочение труб ведут как на цепных (траковых) волочильных станах, так и на трубоволочильных барабанах (бухтовое волочение).
Основным волочильным инструментом являются волоки (фильеры) и оправки самых разных конструкций;
ультразвуковое волочение [ultrasonic drawing] — волочение с наложением УЗК на протягиваемый металл, что существенно снижает его сопротивление деформированию и коэффициент трения в очаге деформации. Существуют самые разнообразные схемы наложения УЗК в процессе волочения — продольные колебания, перпендикулярные, радиальные, наложение колебаний на инструмент, на заготовку и т. д. Особенно эффективно применение УЗК для труднодеформируемых сплавов, у которых при высоких скоростях снижается пластичность, а при нагреве происходит деформационное старение;
электропластическое волочение [electroplas-tic drawing] — волочение труднодеформируемых, в частности, тугоплавких сплавов, с использованием электропластического эффекта, впервые исследованного в работах русских ученых О. А. Троицкого и В. И. Спицина. Они установили, что при пропускании электрического тока через протягиваемый образец заметно снижаются напряжение и усилие волочения. Наибольший электропластический эффект (ЭПЭ) наблюдается при пропускании через металл импульсного ТВЧ — порядка 103 А/мм2 в течение 10~4 с.
Использование ЭПЭ позволило не только интенсифицировать процесс волочения, но и исключить операции подогрева заготовок и волок, которые необходимы при традиционной технологии получения проволоки из тугоплавких металлов, например вольфрама.