การวาดเส้นลวด


การดึงลวดเป็น กระบวนการ ขึ้นรูปโลหะที่ใช้ลดขนาดหน้าตัดของลวดโดยการดึงลวดผ่านแม่พิมพ์ หนึ่งอันหรือมากกว่านั้น มีการใช้งานการดึงลวดมากมาย รวมถึงสายไฟสายเคเบิล ชิ้นส่วนโครงสร้างที่รับแรงดึง สปริง คลิปหนีบกระดาษ ซี่ล้อ และเครื่องดนตรีประเภทสาย แม้ว่ากระบวนการจะคล้ายกัน แต่การดึงลวดแตกต่างจากการอัดรีดเพราะในการดึงลวดนั้น ลวดจะถูกดึงผ่านแม่พิมพ์ แทนที่จะถูกดัน การดึงลวดมักทำที่อุณหภูมิห้องจึงจัดเป็น กระบวนการ ขึ้นรูปเย็นแต่อาจทำที่อุณหภูมิสูงขึ้นสำหรับลวดขนาดใหญ่เพื่อลดแรง[ 1 ]
ในบรรดาโลหะธาตุต่างๆทองแดงเงินทองและแพลทินัม เป็น โลหะที่อ่อนตัวได้ดีที่สุดและทนทานต่อปัญหาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปเย็นได้ดีที่สุด
กระบวนการ

กระบวนการดึงลวดนั้นค่อนข้างง่ายในเชิงแนวคิด โดยเตรียมลวดด้วยการหดตัวที่ส่วนต้นด้วยการตอก การตะไบ การรีด หรือการอัดขึ้นรูปเพื่อให้สามารถผ่านแม่พิมพ์ได้ จากนั้นจึงดึงลวดผ่านแม่พิมพ์ ขณะที่ดึงลวดผ่านแม่พิมพ์ ปริมาตรของลวดจะคงที่ ดังนั้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางลดลง ความยาวก็จะเพิ่มขึ้น โดยปกติแล้ว ลวดจะต้องผ่านกระบวนการดึงหลายครั้ง โดยใช้แม่พิมพ์ที่มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ เพื่อให้ได้ขนาดที่ต้องการ มาตราส่วน เกจลวดของอเมริกาใช้หลักการนี้เป็นพื้นฐาน กระบวนการนี้สามารถทำได้ในขนาดเล็กโดยใช้แผ่นดึงหรือในขนาดใหญ่ระดับเชิงพาณิชย์โดยใช้เครื่องจักรกลอัตโนมัติ[ 1 ] [ 2 ] กระบวนการดึงลวดทำให้คุณสมบัติของวัสดุเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการทำงานเย็น
โดยทั่วไปแล้ว การลดพื้นที่ในสายไฟขนาดเล็กจะอยู่ที่ 15–25% และในสายไฟขนาดใหญ่จะอยู่ที่ 20–45% [ 1 ]ลำดับของแม่พิมพ์ที่แน่นอนสำหรับงานเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับการลดพื้นที่ ขนาดสายไฟขาเข้า และขนาดสายไฟขาออก เมื่อการลดพื้นที่เปลี่ยนแปลง ลำดับของแม่พิมพ์ก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย
โดยปกติแล้วลวดเส้นเล็กมากจะถูกดึงเป็นมัด ในมัดนั้น ลวดจะถูกคั่นด้วยโลหะที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน แต่มีความต้านทานทางเคมีต่ำกว่า เพื่อให้สามารถกำจัดออกได้หลังจากการดึง หากการลดพื้นที่หน้าตัดมากกว่า 50% กระบวนการอาจต้องมีขั้นตอนการอบอ่อน ขั้นกลาง ก่อนที่จะสามารถดึงซ้ำได้
Commercial wire drawing usually starts with a coil of hot rolled9 mm (0.35 in) diameter wire. The surface is first treated to remove scales. It is then fed into a wire drawing machine which may have one or more blocks in series.
Single block wire drawing machines include means for holding the dies accurately in position and for drawing the wire steadily through the holes. The usual design consists of a cast-iron bench or table having a bracket standing up to hold the die, and a vertical drum which rotates and by coiling the wire around its surface pulls it through the die, the coil of wire being stored upon another drum or "swift" which lies behind the die and reels off the wire as fast as required. The wire drum or "block" is provided with means for rapidly coupling or uncoupling it to its vertical shaft, so that the motion of the wire may be stopped or started instantly. The block is also tapered, so that the coil of wire may be easily slipped off upwards when finished. Before the wire can be attached to the block, a sufficient length of it must be pulled through the die; this is effected by a pair of gripping pincers on the end of a chain which is wound around a revolving drum, so drawing the wire until enough can be coiled two or three times on the block, where the end is secured by a small screw clamp or vice. When the wire is on the block, it is set in motion and the wire is drawn steadily through the die; it is very important that the block rotates evenly and that it runs true and pulls the wire at a constant velocity, otherwise "snatching" occurs which will weaken or even break the wire. The speeds at which wire is drawn vary greatly, according to the material and the amount of reduction.
Machines with continuous blocks differ from single block machines by having a series of dies through which the wire is drawn in a continuous fashion. Due to the elongation and slips, the speed of the wire changes after each successive redraw. This increased speed is accommodated by having a different rotation speed for each block. One of these machines may contain 3 to 12 dies.[2] The operation of threading the wire through all the dies and around the blocks is termed "stringing-up". The arrangements for lubrication include a pump which floods the dies, and in many cases also the bottom portions of the blocks run in lubricant.[3]
Often intermediate anneals are required to counter the effects of cold working, and to allow further drawing. A final anneal may also be used on the finished product to maximize ductility and electrical conductivity.[4]
ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตในเครื่องดึงลวดแบบต่อเนื่องคือสายโทรศัพท์ โดยดึงจากแท่งเหล็กรีดร้อน 20 ถึง 30 ครั้ง[ 2 ]
แม้ว่าหน้าตัดทรงกลมจะพบได้มากในกระบวนการดึงขึ้นรูป แต่ก็มีการดึงขึ้นรูปหน้าตัดที่ไม่เป็นทรงกลมด้วยเช่นกัน โดยปกติจะดึงขึ้นรูปเมื่อหน้าตัดมีขนาดเล็กและปริมาณน้อยเกินกว่าจะคุ้มค่ากับการรีดในกระบวนการเหล่านี้จะใช้เครื่องจักรแบบบล็อกหรือแบบหัวเทิร์ก[ 5 ]
การหล่อลื่น
การหล่อลื่นในกระบวนการดึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาผิวเรียบที่ดีและอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ที่ยาวนาน วิธีการหล่อลื่นที่แตกต่างกันมีดังต่อไปนี้: [ 1 ]
- การดึงขึ้นรูปเปียก: แม่พิมพ์และลวดหรือแท่งโลหะจะจุ่มอยู่ในสารหล่อลื่นโดยสมบูรณ์
- การดึงแบบแห้ง: ลวดหรือแท่งโลหะจะผ่านเข้าไปในภาชนะบรรจุสารหล่อลื่น ซึ่งจะเคลือบผิวของลวดหรือแท่งโลหะ
- การเคลือบโลหะ: ลวดหรือแท่งโลหะจะถูกเคลือบด้วยโลหะอ่อนซึ่งทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นแบบแข็ง
- การสั่นสะเทือนด้วยคลื่นอัลตราโซนิค: แม่พิมพ์และแกนหมุนจะถูกทำให้สั่น ซึ่งช่วยลดแรงและทำให้สามารถลดขนาดชิ้นงานได้มากขึ้นต่อรอบ
- การดึงด้วยลูกกลิ้ง (เรียกอีกอย่างว่าการดึงด้วยลูกกลิ้ง ): ใช้ลูกกลิ้งแทนแม่พิมพ์คงที่เพื่อเปลี่ยนแรงเสียดทานเฉือนเป็นแรงเสียดทานการกลิ้ง ซึ่งช่วยลดแรงดึงลงอย่างมาก ดังที่ Lambiase รายงานไว้[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]เมื่อใช้ลูกกลิ้ง ขั้นตอนการดึงจะประกอบด้วยลูกกลิ้งว่าง 2-4 ตัว และลวดจะถูกดึงภายในช่องว่างของลูกกลิ้ง โซลูชันประเภทนี้สามารถนำไปใช้ได้อย่างง่ายดายเพื่อผลิตลวดดึงแบบแบนหรือแบบมีรูปทรง
มีการใช้ สารหล่อลื่นหลายชนิด เช่นน้ำมันอีกวิธีหนึ่งในการหล่อลื่นคือการจุ่มลวดลงใน สารละลาย คอปเปอร์(II)ซัลเฟตเพื่อให้เกิดฟิล์มทองแดงขึ้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นชนิดหนึ่ง ในลวดบางประเภท จะเหลือทองแดงไว้หลังจากการดึงขึ้นรูปครั้งสุดท้าย เพื่อป้องกันสนิมหรือช่วยให้บัดกรี ได้ง่าย ขึ้น
คุณสมบัติทางกล
ผลของการเพิ่มความแข็งแรงจากการดึงลวดนั้นมีนัยสำคัญ ความแข็งแรงสูงสุดที่มีอยู่ในเหล็กกล้าทุกชนิดนั้นได้รับการบันทึกไว้ในลวดสแตนเลสออสเทนิติกดึงเย็นขนาดเล็ก
แม่พิมพ์วาดรูป

แม่พิมพ์ดึงมักทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือทังสเตนคาร์ไบด์หรือเพชรโดยทังสเตนคาร์ไบด์และเพชรสังเคราะห์เป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุด[ 2 ]สำหรับการดึงลวดเส้นเล็กมากจะใช้แม่พิมพ์เพชรผลึกเดี่ยว[ 2 ]สำหรับการดึงร้อน จะใช้แม่พิมพ์เหล็กหล่อ สำหรับการดึงลวดเหล็ก จะใช้แม่พิมพ์ทังสเตนคาร์ไบด์ แม่พิมพ์จะถูกวางไว้ในปลอกเหล็ก ซึ่งรองรับแม่พิมพ์และช่วยให้เปลี่ยนแม่พิมพ์ได้ง่าย[ 2 ]มุมของแม่พิมพ์โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 6–15° และแม่พิมพ์แต่ละอันจะมีมุมที่แตกต่างกันอย่างน้อย 2 มุม ได้แก่ มุมเข้าและมุมเข้าใกล้[ 2 ]
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- 1 2 3 4 Kalpakjian, หน้า 415–419.
- 1 2 3 4 5 6 7เดการ์โม, น. 434.
- ↑ Chisholm, Hugh , ed. (1911). . Encyclopædia Britannica . Vol. 28 ( ฉบับที่ 11). Cambridge University Press. หน้า 738.
- ↑เดการ์โม, หน้า 435.
- ↑เดวิส, โจเซฟ อาร์; คณะกรรมการจัดทำคู่มือ, ASM International (2001-08-01). ทองแดงและโลหะผสมทองแดง . ASM International. ISBN 978-0-87170-726-0.
- ↑ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2011). "การศึกษาเชิงพารามิเตอร์เกี่ยวกับความเค้นตกค้างและภาระในกระบวนการดึงด้วยลูกกลิ้งที่ไม่ได้ใช้งาน" Materials & Design . 32 (10): 4832– 4838. doi : 10.1016/j.matdes.2011.06.019 .
- ↑ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2012). "การตรวจสอบกระบวนการดึงรีดด้วยวิธีการทดลองและไฟไนต์เอเลเมนต์" วารสารวิศวกรรมวัสดุและประสิทธิภาพ 21 ( 2): 161– 166. Bibcode : 2012JMEP...21..161L . doi : 10.1007/s11665-011-9932-1 . S2CID 135863189 .
- ↑ Lambiase, F.; Di Ilio, A. (2012). "ความไม่สม่ำเสมอของการเสียรูปในกระบวนการดึงม้วน". วารสารกระบวนการผลิต14 (3): 208– 215. doi : 10.1016/j.jmapro.2011.12.005 .