Процес извлачења жице/шипа - Техничка анализа
1. Шта је цртање?
Цртањеје процес обликовања метала у коме се метална шипка, шипка, жица или цев провлачи кроз конусну матрицу, смањујући њену површину{0}}попречног пресека и повећавајући њену дужину. За разлику од котрљања, цртање је апроцес затезања- материјал се вуче, а не гура - што омогућава прецизну контролу димензија и одличну завршну обраду површине.
Процес се одвија по принципуконстантност запремине: како се површина{0}}попречног пресека смањује, дужина се пропорционално повећава.
2. Врсте процеса цртања
表格
| Тип | Опис | Типични производи |
|---|---|---|
| Цртеж штапа/шипа | Једноструки или вишеструки пролази кроз калупе; шипке обично веће или једнаке 5–9 мм | Титанијумске шипке, нерђајуће шипке |
| Цртање жице | Непрекидно цртање кроз серију матрица са стубовима између пролаза | Титанијумска жица, челична жица (до ~0,05 мм) |
| Цртеж цеви | Преко фиксног/плутајућег трна или утикача (потонуће без трна за димензионисање зида) | Титанијумске цеви, прецизне цеви |
| Цртање облика | Не-кружне калупе за профиле (квадратне, шестоугаоне, равне) | Профилне жице, посебне секције |
3. Ток процеса (типичан пример титанијумске жице)
Припрема површине- Кисело кисељење (ХФ + ХНО₃) за уклањање оксидног каменца и површинских дефеката; премаз за подмазивање (сапун, креч или специјално титанијумско мазиво)
Поинтинг- Предњи крај је затегнут/замотан до тачке довољно мале да уђе у коцкицу
Цртање пасова- Вишеструки пролази кроз све мање матрице, самеђу{0}}арењеза титанијум (за враћање дуктилности изгубљене због очвршћавања)
Интер{0}}пролазни третман- Кисељење + поновно{2}}премазивање мазивом после сваког жарења
Финални пролаз за димензионисање- Мало смањење ради тачности димензија и квалитета површине
Финисхинг- Исправљање, сечење, намотавање; чишћење и преглед
4. Кључни параметри процеса
(а) Однос смањења (смањење површине)
ε=A0A0−A1×100%
Титанијумска жица: обично15–25% по пролазуза ЦП оцене; ниже (10–15%) за легуре попут ТЦ4
Челична жица: може достићи 20–35% по пролазу
Превисока → хабање матрице, лом жице; прениска → лоша површина, неефикасна производња
(б) Геометрија матрице
Угао матрице ( ): типично 8–14 степени за титанијум; утиче на зону деформације, трење и сувишан рад
Дужина лежаја: контролише величину и завршну обраду површине
Материјали за калупе:синтеровани карбид (волфрам карбид)за већину посла;поликристални дијамант (ПЦД)иприродни дијамантза фине/завршне пролазе и-обојене метале попут титанијума
(ц) Брзина цртања
Титанијум: обичнониске-до{1}}умерене брзине(неколико до десетина м/мин за шипку; до стотине м/мин за фину жицу са одговарајућим подмазивањем)
Превелика брзина → нагомилавање топлоте, разбијање филма мазива
(д) Подмазивање
Критично за титанијум због својесклоност гачењу(титанијум се лепи за површине калупа и завари под притиском)
Уобичајена мазива: сапуни у праху, мазива на бази уља-, превлаке молибден дисулфида (МоС₂), превлаке за конверзију флуорида/фосфата за тешке вуче
(е) Температура
Хладно цртање(собна температура): стандардно за жице и цеви - долази до радног очвршћавања
Топли цртеж(150–300 степени за титанијум): смањује снагу и силу вучења за тешке легуре
Вруће цртање: раре; користи се за веома велике редукције или тврде легуре
(ф) Влачна сила
Ф=σавг⋅А1⋅(1+μцот )⋅лнА1А0
Где је σ=напон протока, μ=коефицијент трења,=угао матрице. Сила мора остати испод затезне чврстоће нацртаног пресека да би се избеглаломљење жице.
5. Опрема
表格
| Опрема | Функција |
|---|---|
| Булл блоцк/сингле{0}}мае дравбенцх | Цртање шипке и шипке; једноставна серијска операција |
| Више{0}}машина за цртање (континуирано) | Серија матрица + кочнице; средњи стубови складиште и вуку жицу; омогућава високу продуктивност |
| Инлине линија за жарење + кисељење | За титанијум - интегрисани процесни пут |
| Клупа за цртање цеви | Са системима трна/чепова за контролу ИД-а |
| Системи за полирање/инспекцију | Одржава квалитет матрице - критичан за титанијум |
6. Титанијум{1}}Посебна разматрања
Титанијум се сматра једним од најтежих метала за цртање, због:
Висока чврстоћа и брзо радно очвршћавање- захтева често међу-жарење (жарење у атмосфери вакуума или аргона на 650–750 степени да би се избегла контаминација кисеоником)
Јака хемијска реактивност- се лепи за матрице; контаминирани површински слојеви морају бити уклоњени кисељењем
Низак модул еластичности- спрингбацк отежава контролу димензија
Осетљивост на водоник- кисељење мора да се контролише (вишак ХФ сакупљања изазива кртост водоника)
Генерисање топлоте- ниска топлотна проводљивост концентрише топлоту трења на матрици; брзинама и подмазивањем се мора пажљиво управљати
7. Дефекти и контрола квалитета
表格
| Дефект | Узрок | Превенција |
|---|---|---|
| Прекид жице | Прекомерно смањење, лоше подмазивање, унутрашњи недостаци | Оптимизујте распоред редукције, побољшајте подмазивање, УТ инспекцију сировине |
| Огреботине / бодовање | Истрошена матрица, пријањање од титанијума (чупање) | Полирање калупа, боље мазиво, краћи животни циклус калупа |
| Варијација пречника | Неуједначена сила вучења, хабање матрице, клизање врха | Праћење пречника затворене{0}}петље, редовна провера матрице |
| Површинске пукотине | Превише{0}}смањење контаминиране сировине | Правилни циклуси жарења, чисте површине |
| Контаминација оксидом/површином | Неправилна атмосфера жарења | Вакуумско или аргонско жарење; темељно кисељење |
| Преостали напон / увијање | Неуједначена деформација | Исправљање,{0}}уклањање стреса |
8. Предности и ограничења цртања
Предности:
Одлична тачност димензија (толеранције од ±0,01 мм које се могу постићи на финој жици)
Врхунска обрада површине (Ра до 0,1–0,4 μм)
Радно каљење повећава снагу током обраде
Једноставан алат; флексибилан за мале серије и многе величине
Ограничења:
Ограничено смањење по{0}}пролазу; потребно много пролаза (споро за велика укупна смањења)
Високи трошкови калупа и мазива за реактивне метале попут титанијума
Заостали напони могу захтевати жарење након{0}}извлачења
Попречни-пресек је ограничен затезном чврстоћом - веома велики пресеци се не могу нацртати
Цртање је процес{0}}формирања затезног металакоји провлачи шипке, жице и цеви кроз конусне калупе да би смањио попречни{0}}пресек са високом прецизношћу и квалитетом површине. Основне варијабле процеса - однос смањења по пролазу, геометрија матрице, подмазивање, брзина и температура - морају бити пажљиво избалансиране да би се спречили ломови и дефекти. Конкретно за титанијум, процес је компликован због скидања, брзог радног очвршћавања и површинске реактивности, што захтева честе циклусе жарења-кисељења, специјализована мазива и строгу контролу атмосфере. Упркос овим изазовима, извлачење остаје незаменљива метода за производњу прецизних производа од титанијумске жице, шипки и цеви.
