¿Cuáles son las tecnologías de dibujo actuales?
1. Reseña histórica de la tecnología del trefilado
El alambre metálico más antiguo que se conoce es un alambre metálico de múltiples hilos fabricado por los egipcios alrededor del año 2750 d.C. En la arqueología de los guerreros y caballos de terracota de Qin Shihuang en Xi'an, China, se descubrió que una gran cantidad de armaduras estaban hechas de alambre de cobre. Esta puede ser la evidencia más antigua de alambre de metal en China. Del 400 al 1100 d.C., muchos países comenzaron a desarrollar la tecnología del alambre y comenzaron a trefilarlo a mano o a caballo. Poco a poco, se inventaron algunas tecnologías, como cabrestantes, columpios y trinquetes para aprovechar la gravedad. En el siglo XVII, los europeos comenzaron a utilizar el trefilado hidráulico. La invención de la máquina de vapor en 1769 reemplazó la tecnología de trefilado manual y el trefilado hidráulico [1]. La popularización de la tecnología de motores en el siglo XX proporcionó un nuevo impulso al salto en la tecnología del trefilado.
En 1632, los artesanos que desarrollaron agujas de alambre descubrieron accidentalmente que una capa de orina humana que quedaba en el alambre lubricaba el alambre y descubrieron que la lubricación podía reducir los requisitos de energía.
Al principio, algunas personas probaron con moldes de piedra, y más tarde aparecieron los moldes de hierro. De la descripción que hace Song Zai, natural de Jiangxi en la dinastía Ming, en el "Tiangong" de Fenyi en 1637, podemos encontrar esa pintura con moldes de hierro: "Para cada aguja, primero martille el hierro en tiras finas, use una regla de hierro , afilarlo en los agujeros del hilo, y poner un trozo de hierro que se estira en el hilo y se rompe en agujas centímetro a centímetro...". En 1970, todavía había trabajadores viejos en Xinyu que tiraban manualmente los cables del tornillo de banco. Los artesanos de joyería de Guizhou todavía tiran del alambre de plata a mano.
En 1834, el alemán Wilhelm Albea inventó el cable de acero. Al mismo tiempo, instaló líneas telegráficas en el Reino Unido y comenzó a fabricar líneas telegráficas submarinas.
La invención del motor eléctrico impulsó la aparición de las trefiladoras de un solo tambor. Para mejorar la eficiencia y la calidad, se implementan dos o incluso tres pasadas de trefilado (estirado deslizante) en una sola máquina trefiladora, y se adopta una máquina trefiladora montada y tecnología de refrigeración por agua, y la tecnología del molde se mejora continuamente. En 1993, cuando el autor visitó la United Wire Rope Company en Kansas, vi que todavía estaban usando una sola máquina de tracción, pero una persona podía operar seis juegos y el tambor pesaba alrededor de 1 tonelada, por lo que la eficiencia aún no era baja. Las máquinas trefiladoras simples invertidas y las máquinas trefiladoras de tambor horizontal todavía se utilizan ampliamente. Son adecuadas para procesar productos de alambre de acero con pocas pasadas de procesamiento y tamaños grandes, y son fáciles de lograr en producción en masa.
Con el desarrollo de los motores de CA y la tecnología de control, se inventó la máquina trefiladora continua a principios del siglo XX, que redujo los costos de mano de obra y aumentó la velocidad del trefilado. Morgan fue uno de los primeros fabricantes importantes de máquinas trefiladoras. A finales de la década de 1930, la empresa de Richard Barcro inventó la máquina trefiladora B-B (línea de producción dual), que mejoró la refrigeración y redujo los problemas de torsión. Este equipo es especialmente popular en las plantas de cables metálicos. Cuando la empresa cerró en 1976, miles de estos dispositivos estaban en servicio.
Las máquinas trefiladoras posteriores fueron del tipo looper. A finales de la década de 1970, la empresa alemana KOCH inventó la máquina trefiladora de brazo sensor de rodillo de ajuste lineal. La tecnología de refrigeración por ranura estrecha, inventada alrededor de 1970, proporciona condiciones muy favorables para aumentar la velocidad de estirado. El diseño mejorado del tambor, la refrigeración por aire fuera del tambor, los moldes giratorios y la refrigeración directa por agua son tecnologías que pueden mejorar el rendimiento de las máquinas trefiladoras. Las máquinas trefiladoras continuas horizontales comenzaron a aparecer en la década de 1990, principalmente para reducir la intensidad de mano de obra y facilitar el mantenimiento. Se puede disponer en dos filas al dibujar, lo que reduce el espacio del suelo. Se desarrolló una bobina grande con un diámetro de 65438±0270 mm.
Tubo.
La trefiladora lineal consigue una excelente coordinación entre pasadas y velocidad evitando la torsión del alambre. Mayor velocidad, mejor calidad, operación y mantenimiento convenientes, adaptación flexible de moldes y reducción del consumo de energía gracias al desarrollo de la tecnología eléctrica.
Con el desarrollo de la tecnología digital, una computadora puede monitorear el estado de funcionamiento de un grupo de máquinas trefiladoras.
El diámetro de la bobina de la máquina trefiladora continua en seco es de 250-1270 mm y la potencia del motor de CC o CA es de 15-160 kW.
La velocidad de trabajo de las máquinas trefiladoras en seco pequeñas alcanza más de 25 m/s, y la capacidad de producción de las máquinas trefiladoras grandes supera las 20.000 t/a.
Los equipos de trefilado húmedo basados en tecnología de trefilado deslizante se han Se ha utilizado ampliamente en metales no ferrosos y alambres de acero de pequeño tamaño, como alambre de cobre, alambre de aluminio, cordón de acero, alambre de acero para cables de acero, alambre fino para resortes, etc. ·Utilice lubricante a base de agua o aceite. Han surgido técnicas para trefilar cables de múltiples colores simultáneamente. La velocidad de la máquina trefiladora con tanque de agua es muy alta, el número de pasadas de trefilado varía de varias a veinte veces y puede lograr una gran compresión. El tanque de agua pesada permite producir diez productos directamente a partir de alambre de acero con alto contenido de carbono de φ5,5 mm, pero el alambre de acero se retuerce en el tanque de agua, lo que requiere tecnología y experiencia para ajustar la rectitud.
2. Rompiendo la barrera de la velocidad
La tecnología de trefilado ha logrado grandes avances y algunos récords de velocidad pueden reflejar los logros actuales: la velocidad de trefilado del alambre de aluminio eléctrico de φ9,5 mm puede alcanzar Por encima de 30 m/s, la velocidad de trefilado del alambre de acero con alto contenido de carbono también puede estar cerca de esta velocidad. El récord de velocidad del alambre de acero 82B con alambre entrante de φ1lmm y alambre saliente de 94,22 mm es de 12 m/s. -El alambre de acero de calidad requiere condiciones integrales. A continuación se resumen y analizan varios factores que afectan el trefilado de alta velocidad y la dirección del avance. A menos que se indique lo contrario, alambre se refiere a alambre de acero.
2.1 Materias primas
El gran peso del disco puede reducir el tiempo de inactividad requerido para las juntas, lo cual es muy importante para mejorar la eficiencia de trabajo de los equipos de trefilado. La industria de los metales no ferrosos introdujo equipos avanzados en el decenio de 1970, mientras que la producción a gran escala de alambrón para la industria del acero comenzó en la segunda mitad del decenio de 1980. Antes de 1988, los alambrones con un peso de bobina de 300 kg ya se consideraban bobinas grandes en China, y algunos productos pesaban sólo unos 60 kg cada uno. Las empresas de productos metálicos sólo pueden lograr eficiencia utilizando una pequeña cantidad de equipos importados. En 1988, apareció en Ma'anshan la primera fábrica de alambre de alta velocidad con un peso de bobina de aproximadamente 2 toneladas. Más tarde, el peso del rollo de aproximadamente 2 toneladas se convirtió gradualmente en la corriente principal en China. La aparición de alambrón de gran peso hizo posible que mi país desarrollara el trefilado de alambre de alta velocidad. En el extranjero, hay cables con un peso en bobina de aproximadamente 3 toneladas.
La calidad de las materias primas también es importante. Un buen alambre rara vez se rompe y se puede trefilar más rápido, lo que garantiza la eficiencia de trabajo de la máquina trefiladora. Además, un buen alambre es la base de calidad del alambre de acero de alta calidad y puede reducir los costos del producto. Al trefilar alambre de acero PC, un buen material se romperá menos de una vez. Debido a los numerosos pasos de procesamiento y al fino diámetro del producto, el cordón de acero es más sensible a los alambres rotos. La metalurgia moderna y la tecnología de laminación de acero han mejorado la estructura metálica y la calidad del alambre, facilitando el trefilado y reduciendo los costos de producción.
2.2 Preparación de la superficie del alambre
Cuando el alambre se lamina en caliente, se producen incrustaciones de óxido de hierro en la superficie. Algunas empresas siderúrgicas brindan servicios de decapado, especialmente para alambre de acero inoxidable. . En la mayoría de los casos, la preparación de la superficie antes del trefilado la realiza la empresa de alambre de acero. Una buena preparación de la superficie puede garantizar una fricción normal entre el metal y el molde durante el proceso de deformación, lo cual es muy importante para garantizar un estirado suave y de alta velocidad.
El proceso más habitual es el decapado + fosfatado + boronado (o saponificación, o remojo en solución de cal). Se utilizan tecnologías de vibración, ultrasonidos y electrólisis, combinadas con otras tecnologías, para reducir las emisiones contaminantes garantizando al mismo tiempo la calidad. Francia cuenta con recubrimientos no reactivos en lugar de fosfatados que pueden reducir los problemas de contaminación. Para resolver los problemas medioambientales, cada vez más personas adoptan la tecnología de desincrustación mecánica, pero también existen algunas dificultades en la práctica, especialmente en la producción de alambres de acero acabados.
La empresa alemana ECOFORM ha lanzado una tecnología de recubrimiento en línea, que utiliza una tecnología de extrusión similar para recubrir lubricante en la superficie del alambre de acero, lo que mejora en gran medida el efecto de lubricación, mejora la vida útil de la matriz y la velocidad de trefilado. . En la aplicación, al trefilar alambre de acero al carbono con W(C)=0,83%, el diámetro de entrada es de 5,5 mm, el diámetro de salida es de 2,2 mm, la velocidad del producto terminado aumenta de 12 m/s a 20 m/s y el molde El proceso pasivo interno se convierte en un proceso activo que es fácil de controlar.
2.3 Tecnología de desenrollado
Después de que aumenta la velocidad de los productos terminados, la velocidad de pago naturalmente se mantendrá. Sin embargo, cuando la velocidad de pago alcanza un cierto nivel, es así. Es fácil causar caos y atascos en los hilos, lo que restringe la mejora de la velocidad.
A la hora de elegir la tecnología de desenrollado, también se debe considerar la tecnología de recogida de la vía delantera. La recompensa puede verse como el proceso inverso al de seguir el camino anterior. La selección del proceso de bobinado debe considerarse sistemáticamente, considerando principalmente las necesidades del siguiente proceso. Si es un producto terminado, investigue qué es lo mejor para el cliente. A menudo, la tecnología de adopción afecta el costo y la eficiencia del cliente.
Los cables generalmente se colocan usando horquillas horizontales o tubos verticales. La lengüeta de pato de la horquilla horizontal puede reducir el problema de que la bobina se agote demasiado rápido, pero la horquilla horizontal es fácil de estropear el cable y. Es difícil aumentar la velocidad de la línea.
El uso de ruedas en forma de I para alambre de acero de diámetro pequeño es el método ideal de abono a alta velocidad.
La rueda en forma de I puede recoger el cable a alta velocidad y los cables están ordenados de forma ordenada, lo que favorece la recolocación del cable. El desenrollado activo de la rueda I puede lograr un control preciso de la tensión, pero rara vez se utiliza en el trefilado. Algunos equipos han realizado el cambio automático de discos, como algunas máquinas trefiladoras de alambre de acero de la compañía Koch y algunas máquinas trefiladoras de alambre de aluminio de otras compañías, y la eficiencia de producción ha mejorado significativamente.
Los dispositivos como el cabezal de la máquina (cuello de cisne) también son una tecnología que puede lograr un funcionamiento continuo. Al girar ligeramente el alambre de acero, puede lograr la recuperación del mercado grande o la recuperación continua del mercado pequeño. La velocidad de diseño del GCR es de 28 m/s y el diámetro es de 400-760 mm. No hay problema de torsión con el tensor invertido. La velocidad de diseño más alta en el extranjero alcanza los 25 m/s y se puede lograr una producción en masa.
Es muy importante controlar la tensión de la línea de pago. El equipo puede juzgar si la velocidad es coordinada y normal a través de la tensión, y la tensión también afecta la calidad de la recogida. El desenrollado pasivo se basa principalmente en el frenado para generar tensión, mientras que el desenrollado activo puede utilizar tecnologías como motores de torsión, loopers y rodillos sensores de tensión. El devanado pasivo para el devanado suelto no tiene control de tensión, pero requiere la lengua de pato de la horquilla horizontal para producir una amortiguación adecuada.
2.4 Lubricación
El trefilado es inseparable de la lubricación. El posible fallo de la lubricación es una de las razones importantes para limitar la velocidad. La falla de lubricación hace que la temperatura del alambre de acero aumente bruscamente y el metal trefilado se adhiere al molde, lo que genera problemas como una vida útil más corta del molde y daños en la superficie del producto.
Los materiales lubricantes comúnmente utilizados incluyen estearato (polvo de dibujo) a base de calcio o sodio, aceite lubricante y grasa. El mismo material lubricante a veces se comporta de manera diferente en diferentes fábricas porque otros factores causan diferentes presiones y temperaturas dentro del molde, lo que hace que el lubricante se comporte de manera diferente.
Además de la tecnología de lubricación descrita en 2.2, el troquel de presión también puede lograr un recubrimiento seco similar. En el trefilado sin ácido, agregar un dispositivo de boroización en línea antes de la máquina trefiladora es efectivo y reduce los requisitos de la tecnología de recubrimiento en polvo. Agregar un agitador a la caja de polvo de trefilado de la máquina trefiladora puede evitar el efecto túnel. La abrazadera de polvo es una herramienta que se adhiere al alambre de acero para facilitar la introducción del polvo de trefilado en el molde. A veces esto funciona bien, pero también puede provocar que se introduzca demasiado polvo en el molde. La presión y la forma de contacto de la abrazadera de polvo afectarán el efecto de uso [1].
La falla de lubricación se puede juzgar de acuerdo con el estado de descarga del polvo y, en circunstancias normales, no habrá coquización.
El polvo plastificado se pega al alambre de acero, y cuando hay algún problema, el polvo se vuelve duro y aglomerado.
Display negro de alta temperatura. En casos severos, habrá una fricción severa, la película de fosfatación en la superficie del alambre de acero se destruirá e incluso aparecerán martensita por tracción y grietas transversales.
2.5 Máquina trefiladora
Las características mecánicas y eléctricas de la máquina trefiladora, la capacidad de enfriamiento y el proceso de trefilado mencionados anteriormente afectan la velocidad y la calidad del trefilado. El trefilado de alta velocidad requiere el apoyo del motor, el mecanismo de transmisión, el sistema de control de coordinación de velocidad y el efecto de equilibrio dinámico del tambor.
Las capacidades de equilibrio térmico del sistema de trefilado también son un factor clave. La fricción y la deformación durante el estiramiento y la deformación del metal generan calor. Las máquinas trefiladoras modernas eliminan el calor mediante el enfriamiento por agua del cabezal de troquel, el enfriamiento por agua dentro del tambor y el enfriamiento por aire en el alambre de acero exterior. Cuanto más rápida es la velocidad, más calor se genera por unidad de tiempo, pero la capacidad de enfriamiento de la máquina trefiladora es limitada. Las altas temperaturas provocan fragilidad por envejecimiento. Generalmente se recomienda que la temperatura del molde no sea superior a 180 °C. Se producirá una fragilidad severa por encima de 220 °C.
Italian Wire Technology Co., Ltd. propone el siguiente método de cálculo para el volumen de agua de refrigeración del tambor de trefilado:
El volumen de agua de refrigeración por tambor por minuto (20 °C) : W20 = f Pinst, donde / es el coeficiente 0,7 -1,0, Pinst es la potencia instalada. Si se instalan 8 máquinas trefiladoras continuas con motores de 75 kW y el coeficiente es 0,85, el suministro total de agua de refrigeración (excluyendo la caja del molde) debe ser 8 * 75 * 60 * 0,85 = 30,6 t/h.
La corrosión de la pared interior del tambor de vapor tiene un gran impacto en la refrigeración y la transferencia de calor. Según el Manual de alambre de acero de WAI [2], la corrosión con un espesor de 0,25 mm reduce la capacidad de transferencia de calor en un 50%. La aplicación de técnicas adecuadas de prevención de la oxidación debería ser beneficiosa, pero tenga cuidado de evitar recubrimientos con baja conductividad térmica.
El enfriamiento de ranura estrecha se ha convertido en una tecnología popular a nivel internacional. Algunas empresas fabrican máquinas trefiladoras de ranura en V que utilizan refrigeración por agua directa. El alambre de acero acabado fabricado mediante el método de enfriamiento directo con agua está en un estado cálido, tiene buena tenacidad y una resistencia ligeramente menor. Cuando la temperatura es más alta, la resistencia a la extracción es mayor, pero también hay una pérdida de plasticidad y tenacidad, y su resistencia no se puede mantener de manera estable incluso si no es grave.
La experiencia en la fabricación de cordones de acero pretensados muestra que una vez estabilizados los cordones de acero, la resistencia de los alambres de acero de baja resistencia y baja temperatura enfriados directamente por agua aumentará, mientras que la resistencia de los alambres de acero calientes de alta resistencia se perderá significativamente. En la década de 1970, Kobe Steel desarrolló la tecnología de enfriamiento directo por agua de los alambres de acero después de la fundición a presión, y tardó dos años en poner esta tecnología en práctica. Algunas empresas han intentado rociar agua nebulizada junto a los rodillos.
El diseño del tambor inclinado es un medio eficaz para aumentar el potencial de refrigeración y velocidad. Debido a que el rodillo inclinado aumenta la altura del producto, también aumenta el tiempo de enfriamiento del alambre de acero en el rodillo. Aumentar el número de tambores también es una idea de diseño, que puede reducir la relación de compresión de cada pasada, es decir, reducir la carga del sistema de refrigeración de cada pasada.
En vista de la producción de alta velocidad, algunas empresas también han desarrollado tecnología de trefilado de alambre de acero continuo, utilizando tecnología de pago antialeatorio de carrete de 3 toneladas, las primeras cuatro líneas de producción de alta velocidad, automáticas. cambiadores de bobinas y la capacidad de producción de ruedas en forma de I ha alcanzado las 3 t.
2.6 Mejorar el proceso de embutición
Los investigadores coreanos adoptaron el principio de distribución de la relación de compresión isotérmica [3], es decir, la temperatura prevista de cada pasada se controla a 166°C, evitando la método de distribución tradicional El problema de la utilización insuficiente de la capacidad de refrigeración en el primer paso. El resultado de esta distribución es que la relación de compresión disminuye gradualmente desde la primera pasada, aprovechando al máximo la capacidad de refrigeración de cada pasada. La experiencia general es controlar la relación de compresión de la primera pasada a un nivel bajo para lograr un mejor efecto de recubrimiento lubricante en la primera pasada, pero este efecto también se ve afectado por las características del lubricante, la compresión, la velocidad y la capacidad de enfriamiento. Es ideal considerar de manera integral las características y el rendimiento del polvo de trefilado, el rendimiento del equipo, la capacidad de enfriamiento, la capacidad de deformación del material y la relación de compresión total, garantizando al mismo tiempo la calidad y aprovechando al máximo el potencial del equipo.
El uso de un troquel de estampado puede mejorar el efecto de lubricación, mejorar la plasticidad del material durante la deformación por tracción y ayudar a aumentar la velocidad.
También se puede lograr un trefilado de alta velocidad instalando un troquel de rodillo en la máquina trefiladora. Cuando el alambre de acero se produce mediante trefilado con rodillos, tiene una textura fuerte [110], una deformación uniforme, menos generación de calor y un alto índice de resistencia y plasticidad [4]. La tecnología, registrada como microlaminado, se ha utilizado para procesar cobre, zinc, aluminio, titanio, aleaciones de cobre, aleaciones de aluminio, acero al carbono, acero inoxidable, alambre para herramientas, alambre blindado con gas y alambre con núcleo fundente. Al procesar alambre de acero de medio y alto carbono de φ1,8 mm, la velocidad de salida del alambre puede alcanzar los 16 m/s, y la velocidad del alambre blando de la misma especificación puede alcanzar los 25 m/s.
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Para ser más rápido Para un mejor trefilado, preste atención a los siguientes puntos: (1) Utilice materias primas de alta calidad con el mayor peso de bobina (2) Haga que la preparación de la superficie sea adecuada para la alta velocidad posterior; tecnología de procesamiento, o incluso integrarse con la máquina trefiladora (3) Usar un proceso de pago adecuado, evitar cables sucios y rotos y adaptarse a la velocidad de trefilado correspondiente (4) Usar lubricantes apropiados para adaptarse a las condiciones de procesamiento esperadas; (5) Utilice una máquina trefiladora de alta velocidad con control estable, sin torsión y excelente enfriamiento, incluso mediante el proceso de deformación del trefilado con rodillos (6) Considere de manera integral los efectos de la preparación de la superficie, la lubricación, el enfriamiento, el molde y las características del material durante el proceso; proceso de trefilado y aprovechar al máximo el potencial de enfriamiento y velocidad del equipo bajo la premisa de controlar la temperatura y garantizar la calidad de la superficie.