Понимание волочения проволоки:процесс металлообработки, позволяющий формовать высококачественную проволоку

Волочение проволоки — это процесс металлообработки, при котором диаметр проволоки уменьшается путем протягивания ее через предназначенную для этой цели матрицу. Волочение проволоки, обычно выполняемое при комнатной температуре, отличается от экструзии тем, что проволока протягивается через матрицу, а не проталкивается. Хотя наиболее известным применением тянутой проволоки является прокладка кабелей для электрических и коммуникационных сетей, существует также бесчисленное множество других применений:скрепки, пружины, спицы шин и музыкальный провод (провода, используемые в скрипках, виолончелях и других струнных инструментах) изготавливаются из тянутой проволоки.

Первоначально проволоку изготавливали путем штамповки металлов, таких как золото и серебро, в очень тонкие листы, а затем вырезания из листов очень тонких ломтиков. Этим тонким ломтикам снова придавали форму, пока они не становились достаточно тонкими, чтобы их можно было использовать для изготовления украшений или вплетения в одежду. Археологические данные свидетельствуют о том, что около 400 г. до н. э. рабочие-металлисты экспериментировали с волочением проволоки, изготавливали грубые штампы и протягивали через них проволоку вручную.

До середины XIX века процесс волочения проволоки становился более сложным, поскольку мастера разрабатывали различные методы, в том числе использование парового двигателя для приведения в действие самого процесса волочения. Они научились смазывать тянутую проволоку, что уменьшило количество энергии, необходимой для волочения проволоки, и незначительно улучшило качество. Однако качество тянутой проволоки всегда ограничивалось качеством металла, из которого она была изготовлена. Металлы непостоянной чистоты и пластичности обычно ломались при втягивании в проволоку. Порванный провод необходимо было сращивать, а это трудоемкий процесс, который приводил к потере качества, что было критической проблемой для таких приложений, как телеграфная связь. Низкое качество тянутой проволоки увеличивало время, необходимое для производства, и делало проволоку очень дорогостоящей.

Лишь с изобретением в конце 1850-х годов бессемеровского процесса, который позволял производить стабильно обрабатываемый металл, волочение проволоки позволило производить проволоку неизменно высокого качества. Металл, разлитый из конвертеров в формы, называемые заготовками, лишь слегка охлаждается, а затем начинается процесс формования его в проволоку на стане горячей прокатки с использованием остаточного тепла бессемеровского процесса. В ходе этого процесса изготавливаются большие катушки толстой проволоки, называемые катанкой, весом от 150 до 300 фунтов (от 68 до 136 кг).

После того, как катанка очищена от поверхностных загрязнений, ее конец сужается настолько, что он проходит через матрицу, которая сама сужается с отверстием на одной стороне, достаточно широким, чтобы вместить катанку, и сужается до 40 процентов по ее длине. Кончик конической катанки крепко захватывают и протягивают, уменьшая его диаметр. Узкая проволока обычно наматывается на сердечник, хотя иногда ее можно пропустить через матрицу меньшего размера, чтобы продолжить процесс сужения. Толстую проволоку можно уменьшить в диаметре до 40 процентов за один проход; более тонкую проволоку можно уменьшить на 15–25 процентов.

Для производства очень тонких проводов, используемых в телефонных кабелях и многожильных электрических кабелях, проволока протягивается через последовательно более узкие матрицы. После вытягивания проволока иногда подвергается дополнительной обработке, в зависимости от ее предполагаемого использования. Например, процесс, называемый отжигом, или нагрев готового изделия до определенной температуры в течение заданного периода времени, выполняется, если проволока должна быть гибкой и податливой. Более толстую проволоку, из которой будут нарезать гвозди, не отжигают, а часто гальванизируют или покрывают цинком, чтобы предотвратить ржавчину. Проволока, используемая в ограждениях, например колючая проволока, обычно бывает как отожженной, так и оцинкованной.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.