Устройство для мокрого волочения металла

;:л ЛЬСТВУ ОРСНОМУ СВИД льиль 127.иеерморгия" 3. ков С. Метал М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Уральский научно-исследовский институт трубной промышлености(56) 1. Красильников Л.А., Краников С.А. Волочильные проволоМ., "Металлургия", 1977, с.1262. Блинов Ю.И. и др. Волоченержавеющих труб на оправке с тстатированием очага деформации"Известия вузов. Черная металлМ., фМеталлургия", 1981, Р 1,с. 60-64. ильников Л.А., Краси олочильщик проволоки ия", 1977, с. 117-11(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОГО ВОЛОЧЕНИЯ МЕТАЛЛА, содержащее ванну, заполненную рабочей средой, в которой расположена по меньшей мере одна волока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления очистки металла при одновременном увеличении производительности волочения путем повышения пластичности обрабатываемого металла, устройство снабжено электродами и электроизолирующей перегородкой, расположенной за волокой и выполненной с отверстием для прохождения заготовки, причем катоды расположены в ванне до и после волоки, анод - за электроизолирующей перегородкой, а в качестве рабочей средыдо электроизолирующей ирегородки содержит смазку-электролит, а за перегородкой - очищающую среду-электролит.Изобретение относится к обработкеметаллов давлением, а именно к мокрому волочению металла.Известно устройство для волоченияизделий, содержащее волоку, уставовленную в волокодержателе и размещенную перед ней емкость для смазки )1).Известное устройство не позволяет осуществлять волочение с большимиразовыми деформациями из-за упроянения металла в процессе деформации.Известно также устройство для волочения труб, прутков и других проФилей, содержащее волоку, помещенную в разъемный алюминиевый коРпус с 15размещенными в нем тепловыми трубками, нагревательным элементом и теплоизолирующими прокладками 2).Это устройство позволяет термостатировать очаг деформации и темсамым повысить разовые деформации. 20Однако использование термостатирующей приставки усложняет конструкциюи требует высоких энергозатрат.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является устройство,для мокрого волочения, содержащееванну, заполненную рабочей средой,в которой размещена по меньшей мереодна волока 3). 30Недостатком известного устройства являются низкие разовые деформации вследствие упрочнения металла в процессе деформации, что особеннозначителЬно для цветных металлов и 35 сплавов, а также для высоколегированных и прецизионных марок сталей. Следствием этого является невысокая производительность устройства и огра ниченный сортамент обрабатываемых из 40 делий и металла. Некоторые изделия (,особотонкостенные трубы, сложный профиль, микропроволоку) практически невозможно получить на известном устройстве из-за обрывов, возникаю щих вследствие малой пластичности материала заготовки.Цель изобретения - осуществление очистки металла при одновременном увеличении производительности волочения путем повышения пластичности обрабатываемого металла.Эта цель достигается тем, что устройство для мокрого волочения металла, содержащее ванну, заполненную рабочей средой, в которой распо ложена по меньшей мере одна волока, снабжено электродами и электроизолирующей перегородкой, расположенной за волокой и выполненной с отверстием для прохождения заготовки, причем 60 катоды расположены в ванне до и после волоки, а анод - за электроизолирующей перегородкой, а в качестве рабочей среды до электроизолирующей перегородки содержит смазку-электро лит, а за перегородкой - очищающую среду-электролит.Расположение катодов по обе стороны от волоки позволяет анодно поляризовать металл до потенциала активного Растворения, что способствует выходу дислокаций на поверхность металла, вследствие чего металл разупрочняется. Это позволяет увеличить разовые деформации и снизить тяговые усилия волочения. Кроме. того,/расположение катодов по обе стороны волоки в сравнении с вариантом их расположения только перед волокой) позволяет применять для анодных и катодных участков металла разные электролиты, например для анодных участков смазку-электролит, а для катодных - раствор для удаления смазки, что также способствует интенсификации всего процесса обработки металла.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на Фиг.2 - зависимость величины тягового усилия волочения Р от потенциала металла Ч кривая 1) и зависимость плотности тока анод- ного растворения 1 от потенциала металла У кривая 2), например, при безоправочном волочении .труб из стали марки Х 18 Н 10 Т по маршруту Ф 8,0 Х 0,65- 95,5 Х 0,65 мм.Устройство содержит ванну 1, в которой размещена по меньшей мере одна волока 2. За волокой 2 в ванне размещена электроизолирующая перегородка 3, выполненная, например, из листового винипласта, толщиной 3 мм с отверстием для прохождения заготовки. Емкости 4 и 5 ванны 1 до электроизолирующей перегородки заполнены смазкой-электролитом, например серной кислотой и глицерином. Емкость б ванны 1 за электроизолирующей перегородкой заполнена раствором для удаления смазки, содержащим например, тринатрийфосфат, каустическую соду. В ванне 1 размещены электроды, причем катоды 7 и 8 Расположены до и после волоки в емкостях .4 и 5. Анод 9 расположен в емкости б. Катоды 7 и 8 и анод через амперметр 10 и реостат 11 соединены с источником постоянного тока 12.Устройствоработает следующим образом.Обрабатываемую заготовку 13, например трубу (проволоку ), протягивают через волоку 2, помещенную в ванну 1 со смазкой-электролитом. К электродам 7-9 от источника постоянного тока 12 через реостат 11 и амперметр 10 подают ток, позволяющий получить на поверхности заготовки потенциал активного растворения. Цепь от катодов 7 и 8 к аноду 9 замыкается через смазку-электролит и15 40 обрабатываемое изделие 13. При этом поверхность иэделия заряжается положительно (анодно) около катодов 7 и 8 и отрицательно (катодно) около анодов 9. За счет поляризации на участках поверхности обрабатываемой 5 заготовки 13 анодных и катодных областей при волочении на границе раздела металл-электролит протекают электродные процессы. На аноде 9 происходит растворение металла и 10 выделение кислорода или образование окисловНа катодах 7 и 8 происходит выделение водорода, отложение метал.лов или солей.В условиях активного растворения металла, когда область электродных потенциалов. равна, например 0-0,2 В (фиг.2) при протекании цостоянного тока на анодном участке ( участок АВ на кривой 2, фиг.2) происходит разупрочнение металла и тяговые усилия волочения снижаются, например, с 0,8 т до 0,64 т (участок АВ на кривой 1, фиг. 2 ). Это позволяет повысить разовую деформацию металла. При Ч0,2 В волочение нестабильно, отмечено налипание металла на инструмент. При прохождении заготовкой емкости б, заполненной раствором для удаления смазки, поверхность заготовки под действием электродных процессов очищается от смазки. В качестве электролита в емкости б используют, например, раствор состава, г/л:Тринатрийфосфат 30 35Каустическая сода 80ОП1,5П р и м е. рПредлагаемое устройство опробовано при опытно-промышленном волочении труб.из стали Х 18 Н 10 Т по маршруту (о 8,0 Х 0,65 -ф (о 5,5 м 0,65 мм (волочение беэоправочное); иэ стали .Х 18 Н 10 Т по маршруту И 8,0 х 0,65 - 9 4,5 Х 0,65 мм, из титанового сплава ВТпо маРшРУтУ 45 ( 8 0)е 1 0Ф 6,5 х 1,0 мм (волочение безоправочное); прутка иэ бронзы марки БР 05 ЦбС 5 по маршруту Ф 8,0 -Ъ Ф 7,2 мм," прутка из стали ШХпо маршруту Ф 12,0 -+ 9 10,5 мм при скорости волочения 20 м/мин. Режимы волочения приведены в табл,1.Замер электродного потенциала обрабатываемого участка трубы и прутка осуществляют с помощью переносного хлор- серебряного электрода сравнения при погружении его на анодном участке металла и катодного вольтметра (не показано ), Ток регулируют гальваностатически или потенциостатически, задавая и поддерживая электродный потенциал положительно заряженного участка трубы или прутка с помощью потенциостата типа П.В устройстве используют электро" изолирующую перегородку, выполненную из листового винипласта, толщиной 3 мм. Кроме того, используют в к- честве электроизолирующей перегородки воздушную прослойку, разделяющую ванну на две емкости, одна из которых для анодных участков трубы (прутка) заполнена смазкой-электролитом, а другая - для катодных участков раствором для удаления смазки, например, следующего состава, г/л:Тринатрийфосфат 30Каустическая сода 80ОП1,5Об эффективности предлагаемого устройства по сравнению с известным судят по следующим показателям: по тяговому усилию волочения, характеризующему степень разупрочнения металла (тяговое усилие, тн, определяют с помощью тензодатчиков сопротивления типа 2 ПК 5-10-100, тензостанции ТАи осциллографа Н), по количеству обрывов труб, прутков, в В, также характеризующих разупрочнение металла (обрыв труб, прутков наблюдают визуально).Кроме того, визуально определяют качество наружной поверхности труб (прутков ) на отсутствие задиров и рисок.Результаты сравнительных испытаний предлагаемого устройства и известйого приведены в табл.2.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет за счет увеличения разовых деформаций интенсифицировать процесс волочения на 10-20 и расширить сортамент обрабатываемых изделий и металла и особенно металла с сильно наклепанной поверхностью, например,микропроволоки сложных профилей и тонкостенныхтруб.,Кроме того, устройство позволяет в условиях волочильных станов осуществлять процесс удаления смазки с обработанного металла, что также способствует интенсификации процесса обработки.-0,44- -0,4 Таблица 2 Результаты волочения при примененииустройства Ноказатели оценкиРР пп Известно- Предлаго гаемого Количество обработанных труб,м 300 500 Количество труб,забракованных порискам и задирам,% 0,66 Количество обрывов, Ъ Тяговое усилие,тн Количество обработанных труб, м Количество труб, забракованных по рискам и задирам,В 0,8 0,7 300 50 0,66 0,66 50 Количество обрывов,%Тяговое усилие, тн 0,86 Количество обработанных труб,м 55 20 Количество трубзабракованных порискам и задирам,Ъ 1,8 80 20 Количество обрывов,% аговое усилие, тн0,69 0,8 Сернаякислота Сталь Х 18 Н 10 Т 150 200 Титановый сплав 150 200 Сортамент обрабатываемого изделия 1, Труба из.стали Х 18 Н 10 Т. Маршрут ф 8,0 Ф 0,65- ф 5,5 К 0,65 мм волочение безоправочное) 2. Труба из стали Х 18 Н 10 Т. Маршрут ф 8,0 Х 0,65-ф 4,5 Х 0,65 мм 3Труба иэ титанового сплава ВТ. Маршрут ф 8,0 Х 1,0 - ф 6,5 х 1,0 мм волочение безоправочное) 30-40 30-40 30-40 30-40 Аноднаяплотностьтока наметалле,г 1010-4 10- .1 О-1010-10 4 Область электродных потенциалов активного растворения металла, В1103919 оказате оценки руток иэ бро аршрут 9 8.0 0 О оличество прутков,абракованных поискам и задирам,% 0 5 8 Пруток из сф 12,0 +Ф Количество обработаных прутков, м личество прутков, бракованных по скам и задирам, Ъ 2 Ко эа ри оличество обрывов,Ъ 1,04 Сортамент обрабатываемого изделия эы марки Бр 05,5 мм С Количество обрабо таиных прутков,м Количество обрыво яговое усилие,т Тяговое усилие,т Продолжение табл. 2,Результаты волоче ния при применениустройства Известно- Предлаго гаемого1103919 Ц 7 Составитель Е.ВоронковТехред С.мигуноваЯцол актор з 5140/6ВНИИПИ 1130 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная м фФ 3 ф ВЬ Ю м Юэ Тираж 795 Государственного к делам иэобретений и Москва, Ж, Рауш митета СССРоткрытийкая наб., д,орректор В.Синицкаяодписное