Проволокообразование: металлургический процесс создания качественной проволоки

Суть процесса

Проволокообразование — металлургический процесс уменьшения диаметра проволоки путем её прокатки через филирующую пластину (филиру). Обычно выполняется при комнатной температуре. Отличается от экструзии тем, что проволоку тянут через филиру, а не выдавливают. Наиболее известное применение — кабели для электросвязи, но также производят скрепки, пружины, спицы шин, музыкальную проволоку (скрипки, виолончели).

Исторический обзор

Изначально проволоку делали молоткованием металлов (золото, серебро) в тонкие листы, затем резали полоски и снова молотили до нужной тонкости для ювелирных изделий или тканей. Археологические находки свидетельствуют: около 400 г. до н.э. мастера экспериментировали с проволокообразованием, изготавливая примитивные филиры и волоча проволоку вручную.

Развитие до XIX века

К середине XIX века процесс усложнился: ремесленники разработали разные техники, включая паровые двигатели для привода. Научились смазывать проволоку, снижая затраты энергии и немного улучшая качество. Однако качество всё равно ограничивалось качеством исходного металла: нечистоты и неравномерная вязкость приводили к разрывам. Разорванную проволоку приходилось спаивать — трудоемкий процесс, снижавший качество, что было критично для телеграфной связи. Низкое качество увеличивало время производства и стоимость.

Прорыв: бессемеровский процесс

Только изобретение бессемеровского процесса в конце 1850-х, дававшего стабильно качественный металл, позволило получать проволоку стабильно высокого качества. Металл из конвертеров лили в чугунные ковши (биллеты), слегка охлаждали и начинали горячую прокатку, используя остаточное тепло. Получали крупные катушки толстой проволоки (проволочный пруток) весом 68–136 кг.

Современный процесс

После очистки от поверхностных примесей конец прутка заостряют, чтобы он прошел через филиру. Филира конусная: вход достаточно широк, затем сужается до 40% за свою длину. Заостренный конец зажимают и волочат, уменьшая диаметр. Тонкую проволоку обычно навивают на сердечник, иногда пропускают через более мелкую филиру для дальнейшего уменьшения. Толстая проволока может быть уменьшена на 40% за один проход, тонкая — на 15–25%.

Получение сверхтонких проводов и доп. обработка

Для сверхтонких проводов (телефонные кабели, многожильные электрокабели) проволоку последовательно водят через всё более узкие филиры. После волочения применяют дополнительную обработку в зависимости от назначения: отжиг (нагрев для гибкости), цинкование (защита от ржавчины) или комбинацию обоих (колючая проволока).