با توجه به رقابت روزافزون برای جهانی شدن صنایع فلزی، بهبود کارایی فرآیند کشش سرد مفتول و سایر ملزومات، از نظر کیفیت محصول و استفاده بهینه از آنها بسیار مهم شده است. با توجه به این موضوع، مدلهای مختلفی با استفاده از نتایج تجربی در مدت زمان طولانی پیشنهاد و تایید شدهاند. تقاضا در بخش خودرو، بخش انرژی و بخش معدن منجر به تغییرات متعددی در روند کشش مفتول شده است.
در این مقاله، بر جزئیات فرآیند کشش مفتول و نیز کشش سرد مفتول متمرکز شده ایم. با ما همراه باشید تا با فرآیند کشش سرد و موارد کاربردی آن آشنا شوید.
بطور خلاصه کشش سرد به طور گسترده ای شامل فرآیند شکل دهی فلز می شود که دارای مزایای موثری مانند کنترل ابعادی دقیق تر، پرداخت سطحی بهتر و خواص مکانیکی بهبود یافته در مقایسه با فرآیندهای شکل دهی گرم است که بطور کلی در این زمینه توضیحاتی ارائه می شود.
کشش مفتول یا سیم چیست؟
کشش مفتول یک فرآیند شکل دهی فلزات است که برای کاهش سطح مقطع سیم با کشیدن سیم از طریق یک قالب کششی یا یک سری از قالب ها استفاده می شود. کاربردهای زیادی برای کشش سیم وجود دارد، از جمله سیم های برق، کابل ها، اجزای ساختاری کششی، فنرها، گیره های کاغذ، پره های چرخ ها و آلات موسیقی زهی.
اگرچه در فرآیند شبیه به شکل دهی فلزات با اکستروژن است، اما روند کش سیم با شکل دهی با اکستروژن متفاوت است، زیرا در کشیدن سیم به جای فشار دادن، مفتول از درون قالب کشیده میشود. کشش معمولاً در دمای اتاق انجام می شود، بنابراین به عنوان یک فرآیند شکل دهی سرد طبقه بندی می شود، اما ممکن است در دمای بالا برای سیم های بزرگ به منظور کاهش نیروی کشش انجام شود.
قالب های فرآیند کشش دارای شکل خاص هستند که از طریق آنها سیم کشیده می شود تا قطر آن کاهش یابد. این قالب ها از جنس های زیر می باشد که هر کدام خاصیت ویژه و کاربرد منحصر بفرد خود را دارند:
- کاربید تنگستن (TC)
- الماس پلی کریستالی (PCD)
- الماس طبیعی
مشخضات فنی فرایند کشش مفتول
هنگام انتخاب قالب های کشش مفتول، جنس مفتول و پارامترهای عملیات کشش دارای اهمیت هستند که باید در نظر گرفته شوند. به طور معمول، از فلزات زیر در فرایند کشش استفاده میشود:
- فولاد ضد زنگ
- فولاد آلیاژی آلومینیوم
- تنگستن
- فولاد گالوانیزه با کربن بالا
- طلا
- نقره
- فولاد ضد زنگ
- فولاد کم کربن
- مولیبدن
- نیکل
پارامترهای فرآیند کشش شامل اندازهگیریهایی مانند قطر ورودی، شعاع، زاویه ورودی، زاویه نزدیک شدن، سیلندر و زاویه خروج میشود. افزایش طول، نسبت طول پس از کشیدن به طول قبل از کشیدن، نیز در انتخاب قالب های کشش سیم مورد توجه قرار می گیرد.
معرفی انواع قالب های کشش سرد
انواع مختلفی از قالب های کشش مفتول وجود دارد. به عنوان مثال می توان به قالب های کشش مفتول استاندارد، قالب های کشش سیم PCD، قالب های کشش سیم TC و قالب های کشش سیم الماس طبیعی اشاره کرد.
قالب های کشش سیم استاندارد دارای یک زاویه کاهش کاملاً تعریف شده است که نیروی کششی را کاهش می دهد و تغییر شکل یکنواخت را با سطح یکنواخت فراهم می کند. قالب های کشش سیم PCD از الماس پلی کریستالی (PCD) استفاده می کند، یک ماده مصنوعی که مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی و سایش ایجاد می کند.
قالب های کشش سیم TC از کاربید تنگستن ساخته می شود، ماده ای بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش که اغلب در قطعات ابزار استفاده می شود. قالب های کشش سیم کاربید تنگستن اغلب برای کشیدن سیم های ضخیم تر و در کاربردهایی که قالب های PCD بسیار گران هستند استفاده می شود.
فرآیند کشیدن مفتول چگونه است؟
این فرآیند در واقع بسیار ساده است. برای شروع فرآیند کشش سیم، وزن مشخصی از سیم در ابتدای دستگاه روی یک قرقره یا به صورت کلاف قرار می گیرد. برای تغذیه آن از طریق دستگاه، انتهای سیم باید بریده یا صاف شود که سپس از طریق دستگاه و هم از طریق یک سری قالب ها تغذیه می شود تا به سطح مقطع نهایی خود برسد.
انتهای دستگاه معمولاً دارای یک قرقره یا کلاف است بنابراین محصول نهایی یک سیم با قطر مورد نظر به صورت قرقره یا کویل می باشد. فرآیند پایانی ممکن است یک استوانه بسته باشد که در آن یک استوانه نیز قرار میگیرد و سیم کویل شده مستقیماً با استفاده از یک صفحه گردان به داخل استوانه می ریزد.
بسیار مهم است که دمای ماشینآلات خیلی داغ نشود (عمدتاً ناشی از انرژی آزاد شده در هنگام تغییر شکل فلز است) و سیم هنگام حرکت در یک سری قالبها کشش و سرعت ثابتی دارد.
