Procés de dibuix de filferro/barra - Una anàlisi tècnica
1. Què és el dibuix?
Dibuixés un procés de formació de metalls en què una barra, una barra, un filferro o un tub metàl·lics s'estiraven a través d'una matriu cònic, reduint-ne l'àrea de secció-transversal i augmentant-ne la longitud. A diferència de rodar, dibuixar és aprocés de tracció- el material s'estira, no s'empeny - permet un control dimensional precís i un acabat superficial excel·lent.
El procés segueix el principi deconstància de volum: a mesura que l'àrea de la-secció transversal disminueix, la longitud augmenta proporcionalment.
2. Tipus de processos de dibuix
表格
| Tipus | Descripció | Productes típics |
|---|---|---|
| Dibuix de vareta/barra | Passes simples o múltiples per matrius; barres generalment superiors o iguals a 5–9 mm | Barres de titani, barres inoxidables |
| Trefilatge | Tret continu a través d'una sèrie de matrius amb cabres entre passades | Filferro de titani, filferro d'acer (fins a ~ 0,05 mm) |
| Dibuix de tubs | Sobre un mandril o endoll fix/flotant (enfonsant-se sense mandril per a la mida de la paret) | Tubs de titani, tubs de precisió |
| Dibuix de formes | Troqueles no-circulars per a perfils (quadrats, hexagonals, plans) | Fils de perfil, seccions especials |
3. Flux de procés (exemple típic de filferro de titani)
Preparació de la superfície- Decapat àcid (HF + HNO₃) per eliminar l'escala d'òxid i els defectes superficials; recobriment lubricant (sabó, calç o lubricant especial de titani)
Apuntant- L'extrem davanter està estampat/enrotllat fins a un punt prou petit com per entrar al dau
Passades de dibuix- Passades múltiples per matrius progressivament més petites, ambrecuit entre-passesper titani (per restaurar la ductilitat perduda per l'enduriment)
Tractament inter-pass- Decapat + lubricant re-recobriment després de cada recuit
Aprovació de mida final- Petita reducció de la precisió dimensional i la qualitat de la superfície
Acabat- Redreçar, tallar, bobinar; neteja i inspecció
4. Paràmetres clau del procés
(a) Ratio de reducció (reducció d'àrea)
ε=A0A0−A1×100%
Fil de titani: normalment15-25% per passadaper a les qualificacions de CP; inferior (10-15%) per a aliatges com el TC4
Filferro d'acer: pot arribar al 20-35% per passada
Massa alt → desgast de la matriu, trencament del cable; massa baix → superfície deficient, producció ineficient
(b) Geometria de matriu
Angle de matriu ( ): normalment 8-14 graus per al titani; afecta la zona de deformació, la fricció i el treball redundant
Longitud del coixinet: controla la mida i l'acabat superficial
Materials de matriu:carbur sinteritzat (carbur de tungstè)per a la majoria de treballs;diamant policristalí (PCD)idiamant naturalper a passades fines/finals i metalls no-ferrics com el titani
(c) Velocitat de dibuix
Titani: generalmentvelocitats-de baixes a-moderades(d'unes quantes a desenes de m/min per a bar; fins a centenars de m/min per a filferro fi amb una lubricació adequada)
Velocitat excessiva → acumulació de calor, ruptura de la pel·lícula de lubricant
(d) Lubricació
Crític per al titani a causa del seutendència irritant(el titani s'adhereix a les superfícies de la matriu i es solda sota pressió)
Lubricants habituals: sabó en pols, lubricants a base d'oli-, recobriments de disulfur de molibdè (MoS₂), recobriments de conversió de fluorur/fosfat per a tiratges greus
(e) Temperatura
Dibuix en fred(temperatura ambient): estàndard per a cables i tubs - es produeix un enduriment per treball
Dibuix càlid(150-300 graus per al titani): redueix la força i la força de tracció per als aliatges difícils
Dibuix calent: rar; utilitzat per a reduccions molt grans o aliatges durs
(f) Força de tracció
F=σavg⋅A1⋅(1+μcot )⋅lnA1A0
On σ=esforç de flux, μ=coeficient de fricció,=angle de matriu. La força ha de romandre per sota de la resistència a la tracció de la secció estirada per evitar-latrencament del cable.
5. Equipament
表格
| Equipament | Funció |
|---|---|
| Bloc de toro / banc d'arrancada-de dau individual | Dibuix de varetes i barres; operació per lots senzilla |
| Màquina de dibuix de múltiples-passes (continua) | Sèrie de matrius + cabres; els cabrestes intermedis emmagatzemen i estiren el cable; permet una alta productivitat |
| Recuit en línia + línia de decapat | Per a la ruta de procés integrada de titani - |
| Banc de dibuix de tubs | Amb sistemes de mandril/endoll per al control d'ID |
| Sistemes de polit/inspecció de matrius | Manté la qualitat de la matriu - fonamental per al titani |
6. Titani-Consideracions específiques
El titani es considera un dels metalls més difícils de dibuixar, a causa de:
Alta resistència i ràpid enduriment per treball- requereix un recuit freqüent entre-passades (recuit al buit o a l'atmosfera d'argó a 650-750 graus per evitar la contaminació d'oxigen)
Forta reactivitat química- s'enganxa als encunys; les capes superficials contaminades s'han d'eliminar per decapat
Baix mòdul elàsticEl retorn elàstic - fa que el control dimensional sigui més difícil
Sensibilitat a l'hidrogenEl decapatge - s'ha de controlar (l'excés de captació d'HF provoca la fragilitat de l'hidrogen)
Generació de calor- la baixa conductivitat tèrmica concentra la calor de fricció a la matriu; les velocitats i la lubricació s'han de gestionar amb cura
7. Defectes i Control de Qualitat
表格
| Defecte | Causa | Prevenció |
|---|---|---|
| Trencament del cable | Reducció excessiva, mala lubricació, defectes interns | Optimitzar el calendari de reducció, millorar la lubricació, inspecció UT de la matèria primera |
| Esgarrapades / puntuació | Encuny desgastat, adhesió de titani (agressió) | Polit de matriu, millor lubricant, cicles de vida de matriu més curts |
| Variació del diàmetre | Força d'estirament desigual, desgast de la matriu, lliscament de cabrestà | Monitorització del diàmetre de bucle tancat-, inspecció regular de matrius |
| Esquerdes superficials | Sobre{0}reducció, matèria primera contaminada | Cicles de recuit adequats, superfícies netes |
| Contaminació per òxid/superfície | Ambient de recuit inadequat | Recuit al buit o argó; decapat a fons |
| Estrès/torsió residual | Deformació desigual | Allisament, recuit-d'estrès |
8. Avantatges i limitacions del dibuix
Avantatges:
Excel·lent precisió dimensional (toleràncies de ± 0,01 mm possibles amb fil fi)
Acabat superficial superior (Ra fins a 0,1–0,4 μm)
L'enduriment per treball augmenta la resistència durant el processament
Eines senzilles; flexible per a lots petits i moltes mides
Limitacions:
Reducció limitada per-passada; es necessiten moltes passades (lent per a grans reduccions totals)
Alts costos de matriu i lubricant per a metalls reactius com el titani
Les tensions residuals poden requerir un recuit posterior al-dibuix
La-secció transversal està limitada per la resistència a la tracció - no es poden dibuixar seccions molt grans
El dibuix és un procés de formació-de metall per traccióque treu barres, cables i tubs a través de matrius cònics per reduir-la secció transversal amb una gran precisió i qualitat superficial. Les variables bàsiques del procés - relació de reducció per passada, geometria de la matriu, lubricació, velocitat i temperatura - s'han d'equilibrar acuradament per evitar trencaments i defectes. Específicament, per al titani, el procés es complica per la corrosió, l'enduriment ràpid i la reactivitat de la superfície, que requereixen cicles freqüents de recuit-decapat, lubricants especialitzats i un estricte control de l'atmosfera. Malgrat aquests reptes, el dibuix segueix sent el mètode indispensable per produir productes de filferro, barres i tubs de titani de precisió.
