Производство проволоки: перечень оборудования, описание технологии изготовления 1

Оборудование для производства проволоки + видео

Станы для мокрого волочения, как правило, работают по технологии скольжения, и могут совмещаться со станами сухого волочения любой кратности. Их оборудуют независимыми синхронизированными электродвигателями в разных модификациях.

Также широко применяются прямоточные станы для сухого волочения, которые отличаются наиболее современной конструкцией. Преимущественно используется такие станы для производства проволоки небольшого диаметра из высоко-, низкоуглеродистой и нержавеющей стали. Главные отличительные черты стана – это компактность, отсутствие ремней и шкивов между приводами и барабанами, бесшумность работы, отсутствие вибраций. Конструкционный дизайн является главной особенностью таких станов. Благодаря прочности и устойчивости рамы, стан можно полностью транспортировать, отсюда минимум временных затрат на установку и прокладку кабелей.

Прямоточные станы сухого волочения отличаются горизонтальным расположением барабанов. Такие станы, как правило, используются для производства проволоки из низко-, высокоуглеродистых сталей, а также из нержавеющих сталей. Преимущества такого оборудования – высокая надежность, эргономичность и простота в эксплуатации конструкции, которая при монтаже не требует специального фундамента. Также в установке применена высокоэффективная система охлаждения барабанов и предлагается опциональное оборудование.

Разнообразные размоточные устройства для катанки также пригодятся для производства проволоки.

Видео как делают катанку из меди:

Также в сфере производства широко применяются крутильные машины сигарного типа, машины двойной скрутки и бугельного типа.

Характеристики медной проволоки

Отличительные особенности: высокая электро- и теплопроводность. Благодаря высокой пластичности, медная проволока является незаменимым материалом в качестве основы, для электрических устройств и проводов. Так же, проволока из меди обладает хорошей гибкостью и прочна на излом. Не подвергается воздействию внешней среды, устойчива к коррозии.

Технические характеристики медной проволоки варьируются в зависимости от марки (М1, М2, М3).

Виды медной проволоки:

— по назначению: общие, для низкотемпературных термопар, крешерные;

— по форме: квадратное (или прямоугольное), шестигранное, круглое поперечные сечения;

— по ширине или диаметру сечения;

— по состоянию материала: твердая, полутвердая, мягкая (а так же все перечисленные состояния с повышенной пластичностью);

— по точности производства: нормальная, повышенная;

— по типу плакирования: покрытия с оловом, серебром, никелем;

— по марке: М1, М2, М3.

В свою очередь, твердая проволока, при ее прочной структуре, не обладает высокой гибкостью. Мягкую медную проволоку легко согнуть. Материал маркировки ММ, является основной деталью для токопроводящих кабелей и составляющих проводников разных сечений. Медная проволока становиться мягкой после операции отжига.

Цвет медной проволоки – золотисто-рыжий или красновато-розовый. Поверхность меди блестит, до момента окисления (реакция при контакте с воздухом), после – происходит образование пленки из оксидов и блеск угасает.

На поверхности должны отсутствовать трещины, забои, расслоения, царапины, вмятины и иные дефекты, имеющие глубину больше предельного отклонения. Потеки и пятна технологической смазки, покрасневшая поверхность – допускаются.

На рынке металлоизделий представлены также специальные типы медной проволоки:

— особый набор свойств имеет проволока МС, предназначена для связных линий по воздуху;

— эмалированные: ММЭ (мягкая эмалированная медь), МТЭ (твердая эмалированная медь);

— марки проволоки из безкислородной меди: ММБ (мягкая) и МТБ (твердая).

Медный прокат данного вида может выпускаться как из чистой меди, так и плакированный с покрытиями из Sn, Ni, Ag. Устойчивость к окислению, стойкость при низкой или высокой температуре (до 750 ºС), антикоррозионные свойства, соединяет в себе проволока из меди и никеля. Использование Ni и Ag для плакирования, позволяет изготавливать качественную продукцию, используемую в: авиационной и космической обороне, электронике, телевизионной коммуникации и других областях.

Прочностные свойства проволоки на основе меди на порядок выше, чем алюминиевой.

Где применяется?

Это зависит от марки металла, для заземления можно применять проволоку М1. Она отличается не только превосходной электропроводностью, но и отлично проводит тепло. Это изделие будет сгибаться без всяких проблем. На основе проволоки М1 делают различные провода для воздушного и морского транспорта, для криогенного оборудования. А вот электротехническая круглая проволока нужна, чтобы получать:

• обмотку электромоторов;
• шнуры;
• кабели и провода.

Подробно разобранную выше сварочную проволоку применяют в качестве соединения полупроводниковых элементов, при отжиге и обработке кремниевых кристаллов. Кроме этих применений, медная проволока нужна для:

• крешерных столбиков;
• получения заклепок, гвоздей и прочей фурнитуры;
• создания строительных конструкций и полиграфических машин;
• производства аппаратов легкой промышленности;
• производства бижутерии и декоративных товаров;
• создания цепочек, колец, браслетов, бисера;
• некоторых медицинских вмешательств (только наружно!).

Из чего изготавливают проволоку?

Производят металлическую проволоку из различных металлов и сплавов. Чаще всего используют сталь, чугун, медь, титан, алюминий, нихром и цинк. Технические параметры готовых изделий напрямую зависят от качества исходного материала и виду применяемой к нему обработки. Например, некоторые виды проволоки хорошо проводят электроэнергию, другие без проблем сгибаются, а у третьих хорошая упругость.

Объединяет все виды проволоки технология изготовления. Исходное сырье разогревают до появления пластичности. Затем эту массу непрерывно льют и формируют прут. Тонкую нить необходимой толщины получают за счет калибровки при прохождении через прокатный станок.

Сформированные нити сразу сматываются в бухты или подвергаются дополнительной обработке. Улучшения заключаются в том, что проволочные изделия покрывают цинком или полимерами. Благодаря этому у металла появляется защита от окисления или диэлектрическая оболочка.

Особенности производства алюминиевой проволоки

Основой для изготовления проволоки является катанка алюминиевая диаметром от 9 до 14 мм. Ее получают тремя способами.

Схема получения проволоки

Прокаткой, если в качестве исходного сырья имеются алюминиевые слитки. Для этого используют проволочно-прокатный стан. Это комплекс автоматизированных механизмов, оснащенный нагревательными печами с электрическим, газовым или нефтяным обогревом.

Методом непрерывного литья и проката, если сырье представлено в виде расплавленного алюминия. Это передовой способ, который предполагает загрузку жидкой массы в кристаллизатор. Специальное вращающееся колесо с вырезом на ободе охлаждается водой. Во время движения металл кристаллизуется и передается на прокатные валки. Готовую продукцию сворачивают в катушки, помещают в полиэтиленовые пакеты.

Холодное волочение алюминиевой проволоки

На некоторых заводах, оснащенных гидравлическими прессами, электротехническую катанку изготавливают методом прессования. Нагретый слиток помещают в специальный контейнер с матрицей. На ней есть отверстие, соответствующее форме сечения изделия. Обработка давлением происходит за счет пуансона со сменной прессшайбой, которая плотно заходит в пространство контейнера.

Последний способ подходит для изготовления сложных профилей разного сечения, прутков, гладких и ребристых труб диаметром до 400 мм. Прессованная продукция, в отличие от литой, может выпускаться в виде прямолинейных отрезков от 1 до 2,5 метра.

Предварительная обработка

Чтобы алюминиевая проволока на выходе приобрела нужные свойства, ее подвергают предварительной обработке:

Закалка и старение алюминиевых сплавов сплавов

• Для крепости изделий из неупрочняемых сплавов применяют холодную деформацию. Это характерно для марок АД1, АМг3, АМг5.
• Термоупрочняемые сплавы подвергают закалке и старению: Д1П, Д16П, Д18.
• Для достижения пластичности проволоку отжигают.
• На завершающей стадии изготовления изделий с помощью специального инструмента проводится абразивная обработка. Она помогает удалить заусеницы и закруглить ребра металлического шнура.

Метод волочения

Алюминиевая проволока получается из катанки методом волочения. Заготовку диаметром от 7 до 20 мм протягивают через несколько отверстий – волок. Их размер намного меньше, чем сечение проволоки. Поскольку при горячей прокатке металл покрывается безвредной окисной пленкой, его не подвергают процедуре травления. Если катанка алюминиевая хранится долгое время, слой окислов необходимо стравливать. Для этого металл погружают в водный раствор серной кислоты.

Изготовление изделий проводят по такой схеме:

Современное производство проволоки

• Алюминий при помощи загрузчика подают в плавильную печь с рабочей температурой 700–800 0C.
• Расплавленную массу пропускают через фильеру с целью получения литой заготовки диаметром до 3,5 мм.
• Обрабатываемый материал охлаждают, кладут на индивидуальный компенсатор.
• Волочение катанки осуществляют на многократных станках без скольжения с применением густой смазки.
• С компенсатора заготовка поступает в волочильное устройство.
• Волочение заготовок меньшего диаметра производят на агрегатах со скоростью 18м/сек. и скольжением.
• Технологический процесс предполагает использованием мыльно-масляной эмульсии.
• При многократно повторяющемся волочении величину вытяжек делают на 5% меньше, чем для меди. Это снижает вероятность обрывов проволоки.

Технология производства порошковой проволоки

Процесс изготовления заключается в наполнении металлической оболочки сердечником и осуществляется на автоматизированной линии по производству проволоки сварной. Технологический процесс сводится к следующим этапам:

• подготовка исходных материалов;
• формирование профиля;
• засыпка сердечника в профиль;
• волочение;
• контроль.

Подготовительный этап состоит в том, чтобы очистить ленту от влаги и масла, а также происходит ее нарезка в соответствии с необходимым диаметром сечения. Далее, разрезанную ленту наматывают на катушку для более удобного использования. Сердцевина – шихта также нуждается в предварительной подготовке. В соответствии с пропорциями технологического процесса смешиваются компоненты наполнителя. Этот процесс осуществляется в смесителях линии производства порошковой проволоки.

Когда же масса станет однородной можно приступать к следующему процессу – засыпанию шихты в корытообразный профиль металлической ленты. На этом этапе важно подобрать оптимальную скорость протяжки ленты, если она будет заполняться неравномерно это повлияет на качество конечного продукта. После засыпания шихты лента закрывается и формируется круглый профиль. На следующем этапе происходит волочение – профиль протягивается между барабанами волочильной установки, в результате чего уменьшается диаметр до нужного размера. Последний этап проходит на большой скорости – до 350 м/мин, это увеличивает производительность и снижает себестоимость. Готовое изделие следует проверить на соответствие заданным параметрам. Это происходит путем расчета коэффициента заполнения – соотношение массы сердцевины к единице длины изготовленной проволоки. Для каждой марки рассчитывается свой показатель, но в среднем коэффициент укладывается в 25 -40 %. На этом технологический процесс изготовления порошковой проволоки окончен, ее можно готовить к реализации.

Производство медной проволоки

Основными сплавами меди, для изготовления проволоки, являются — М1, М2, иногда М3. ГОСТ 859-2001 определяет химический состав. Процесс отбора, подготовку пробы и анализа на химический состав цветных металлов и сплавов выполняется по ГОСТ 24231-80.

Волочения является самым распространенным способом производства проволоки. Технология этого процесса в протягивании заготовки через отверстия необходимого диаметра (холодная деформация). Так, к примеру, производят медную проволоку диаметром 2 мм.

Медь вобрала в себя высокие пластические свойства и без проблем поддается холодной деформации. При производстве медной электротехнической проволоки, важно иметь возможность получения постоянного диаметра с отсутствием каверн и других возможных дефектов. Производят данный цветной прокат при помощи специальных установок, которые называются станами волочения.

Основная рабочая деталь — волок станка, его производят из инструментальной стали, которая имеет повышенные прочностные свойства. Волочильные глазки, представляющие собой одно или более отверстий, размещающихся в волоках. Проволочный диаметр зависит от рабочего диаметра отверстия.

Первый этап производства медной проволоки заключается в формировании толстой заготовки из катанки. При необходимости получения тонкой проволоки, заготовка поэтапно пропускается через волочильные глазки, диаметры которых уменьшаются. Такая технология позволяет производить проволоку, диаметр которой 0,2 мм, с наивысшей точностью.

При изготовлении проволоки, для получения качественной поверхности без дефектов, используют смазки для защиты, снижения степени трения между заготовками и стальными матрицами. Заготовки и волоки находятся в постоянном охлаждении специальными смесями, водой или воздухом, т.к. повышенная температура влечет ухудшение качество готовой продукции. К примеру, таким способом, производится медная круглая электротехническая проволока, к которой предъявляют повышенные требования.

Волочение – это высокопроизводительный процесс, безотходное производство, вне зависимости от диаметра получаемого изделия.

Затем проволоку подвергают дальнейшей обработке, чтобы придать ей необходимых свойств. К примеру, при отжиге она приобретает мягкость. Электротехнические медные проволоки, подвергают лужению, другим методам обработки.

Готовая продукция поступает на склад или на отправку покупателю. Поставку в катушках, осуществляют для медной проволоки с диаметром меньше 1 мм, а при большем диаметре – прокат скручивается в бухты. Купить медную проволоку можно по следующим параметрам: Ø от 0,2 до 0,8 мм – в бухтах массой до 100 кг; Ø 0,8 — 1 мм – в катушках массой до 25 кг.

Спецификация отдельных узлов производственной линии

В России производством линий порошковой проволоки занимаются крупнейшие машиностроительные компании:

• Вулкан ТМ;
• ТИМ-МЕТИЗ;
• ТМ Велтек.

На рынке присутствуют также и иностранные поставщики:

• Atlantic Chinna;
• DEM;
• Bohler.

В целом линия имеет стандартный набор узлов, отличительными чертами разных производителей может стать система управления, качество материала, из которого изготовлены узы, максимальная мощность и производительность.

Линия по производству проволоки сварной состоит из следующих узлов:

• механизм подачи;
• узел обезжиривания;
• узел подачи шихты;
• формовочная машина;
• узел волочения;
• намоточный механизм.

Узел подачи оснащен двойными конусами удерживателя, механизмом поднятия катушки и толкателем. Эти устройства приводятся в действие пневматическим приводом. Масса узла 1000кг.

Узел обезжиривания оснащен 24 плоскими форсунками, двумя помпами, четырьмя нагревателями, вентилятором. Максимальная скорость обработки ленты – 100 м/мин.

Система подачи шихты включает в себя емкость для смешивания компонентов наполнителя и системой транспортировки его в формовочные секции.

Максимальная производительность – 150 кг/час, ёмкость – 30 л.

Формовочная секция представляет собой ленту толщиной 0,9 мм, шириной 14 мм, выполненную из малоуглеродистой стали. Работает в направлении –слева направо, скорость протяжки – 100 м/мин.

Секция волочения имеет четыре направляющих вала, систему охлаждения, фильеру. Изготовлена из стали марки FC 250.

Намоточный механизм оснащен катушкой и удерживателем, которые приводятся в действие пневматическим приводом. Скорость намотки – 250 м/мин, максимальный вес – 1000 кг.

В собранном виде линия по производству сварной проволоки занимает 15 метров в длину и 4 в ширину, высота 4,2 м, общая масса – до 14 тонн. При подготовке помещения для размещения автоматизированной линии необходимо учитывать ее габариты, а также необходимость водоснабжения и электропитания (трехфазное, не менее 380 В). Средняя производительность в год при полной загрузке может составить 4000 тонн готовой проволоки.