바, 로드 및 와이어 드로잉

막대, 막대 및 와이어 그리기

  드로잉은 강철 공작물을 단면을 줄여서 형성하는 금속 가공 공정입니다. 이것은 공작물보다 작은 단면적의 다이를 통해 공작물을 강제로 통과시켜 수행됩니다. 드로잉 과정에서 공작물은 다이의 출구 끝에 적용된 인장력에 의해 다이를 통해 당겨집니다. 강재를 인발할 때 상온에서 인발한다. 그 시점에서 냉간 가공 또는 냉간 단조입니다. 드로잉 시 냉간 가공으로 인해 강재의 기하학적, 기계적 특성이 변경되고 부피의 변화 없이 가로 치수(예:직경)가 감소하고 길이가 증가합니다(웨이스트 프리 가공). 드로잉 금형의 소성 변형의 결과로 강재도 강화되어 강도 특성이 증가하고 소성 특성이 감소합니다. 드로잉에서의 변형은 여러 요인에 의해 영향을 받으며 그 중 화학, 재료의 강도, 온도, 접근 각도, 윤활, 드로잉 속도, 마찰 계수, 금형 수명 및 마모, 면적 감소가 가장 중요합니다.

와이어 드로잉은 감길 수 있는 더 작은 직경의 재료를 포함한다는 점을 제외하고는 주로 막대 드로잉과 동일합니다. 일반적으로 드로우 벤치에서 연속 작업으로 수행됩니다. 와이어 드로잉의 프로세스는 수년 동안 거의 변경되지 않았습니다. 다이 및/또는 일련의 다이를 조합하여 선택한 게이지에 와이어를 그립니다.

프로세스의 원리는 그림 1에 나와 있습니다.

 그림 1 그리기 프로세스 원리

그리기 과정에는 다음과 같은 목표가 있습니다.

• 매우 구체적이고 정확한 단면 치수에 대한 막대 또는 와이어 형태의 드로잉 제품을 제조합니다.
• 마무리된 표면을 개선하고 막대 또는 막대에서 스케일을 제거합니다. 부드럽고 밝은 표면을 얻습니다.
• 완성된 강재의 인장 강도 향상 및 특정 기계적 특성 얻기
• 완성된 강재에 보다 일관된 둥근 모양을 제공합니다.

그리는 과정

그리는 과정은 다음 세 단계로 이루어집니다.

예비 작업 – 예비 작업 중에 압연 또는 열처리 등과 같은 초기 야금 공정으로 인해 스케일에서 막대 또는 막대의 표면 청소가 처음에 수행됩니다. 일반적인 방법은 강철 연마제로 스케일을 제거하는 소위 숏 블라스팅(shot blasting)이라고 하는 기계적 세척입니다. 이 기술에서 재료는 높은 에너지로 발사된 강철 연마재에 부딪힙니다. 이것은 샷 블라스팅 머신이라고 하는 특수 기계에서 수행됩니다. 숏 블라스팅 기계에는 스케일이 대기로 침투하는 것을 방지하는 매우 효과적인 환기 시스템이 장착되어 있습니다. 샷 블라스팅은 환경 친화적 인 방법입니다. 표면 청소는 산세척, 헹굼 및 건조로도 수행할 수 있습니다. 그러나 이것은 원료에 남아 있는 산이 석회 수조에 담가 중화되어야 하기 때문에 일반적으로 바람직하지 않습니다. 이 과정 또한 환경 친화적이지 않습니다.

스케일 제거 후 헤드 끝단의 직경 축소는 가리키거나 통과하여 수행됩니다. 재료를 금형에 삽입하고 드로잉 벤치의 도그를 잡아 당겨 드로잉을 시작하려면 끝을 가리켜야합니다. 끝을 가리킬 수 있습니다. 기계로 가공, 수평 유압 프레스 또는 롤링에서 푸시 브로칭. 그린 후 뾰족한 부분이 잘립니다.

그런 다음 막대와 막대의 예비 교정이 수행됩니다. 이것은 일반적으로 롤러 또는 원통형 교정기로 수행됩니다.

드로잉 공정 – 입력 재료 및 배치된 장비에 따라 드로잉 프로세스가 수행될 수 있습니다. 즉, 막대에서 막대, 막대에서 막대, 선재에서 막대로 또는 선재에서 코일로 와이어입니다.

뾰족한 막대 또는 선재가 다이를 통해 당겨집니다. 인발된 재료가 다이를 통해 당겨지면 부피가 동일하게 유지되므로 직경이 감소하면 길이가 증가합니다. 일반적으로 바 또는 와이어 로드는 원하는 크기에 도달하기 위해 연속적으로 더 작은 다이를 통해 하나 이상의 드로우가 필요합니다. 미국식 와이어 게이지 스케일은 이를 기반으로 합니다. 이것은 드로우 플레이트를 사용하여 소규모로 수행하거나 자동화된 기계를 사용하여 대규모 상업용으로 수행할 수 있습니다. 와이어 드로잉 공정은 냉간 가공으로 인해 재료 특성이 변경됩니다. 작은 전선의 면적 감소는 일반적으로 15% ~ 25%이고 큰 전선의 면적 감소는 20% ~ 45%입니다. 특정 작업에 대한 정확한 다이 시퀀스는 면적 축소, 입력 와이어 크기 및 출력 와이어 크기의 함수입니다. 면적 감소가 변경되면 주사위 순서도 변경됩니다.

매우 가는 와이어는 일반적으로 번들로 그려집니다. 번들에서 와이어는 유사한 특성을 갖지만 드로잉 후 제거할 수 있도록 내화학성이 낮은 금속으로 분리됩니다. 면적 감소가 50%보다 큰 경우 공정은 일반적으로 다시 그리기 전에 어닐링의 중간 단계가 필요합니다.

단일 블록 와이어 드로잉 머신에는 다이를 정확한 위치에 고정하고 구멍을 통해 안정적으로 와이어를 드로잉하는 수단이 포함됩니다. 일반적인 디자인은 다이를 고정하기 위해 서 있는 브래킷이 있는 주철 벤치 또는 테이블과 회전하고 그 표면 주위에 와이어를 감아 다이를 통해 당기는 수직 드럼으로 구성되며 와이어 코일은 다른 드럼에 저장됩니다. 또는 다이 뒤에 놓여 있고 필요한 만큼 빨리 와이어를 감는 '신속한'. 와이어 드럼 또는 '블록'에는 와이어의 움직임을 즉시 중지하거나 시작할 수 있도록 수직 샤프트에 빠르게 연결하거나 분리하는 수단이 제공됩니다. 블록도 테이퍼 처리되어 와이어 코일이 완성되면 위쪽으로 쉽게 미끄러질 수 있습니다. 와이어를 블록에 부착하기 전에 충분한 길이의 와이어를 다이를 통해 당겨야 합니다. 이것은 회전 드럼 주위에 감긴 사슬 끝에 있는 한 쌍의 그리핑 집게에 의해 영향을 받으므로 블록에서 2~3회 감길 수 있을 때까지 와이어를 당기고 끝을 작은 나사 클램프로 고정합니다. 또는 악. 와이어가 블록 위에 있을 때 와이어가 움직이고 와이어가 다이를 통해 꾸준히 당겨집니다. 블록이 고르게 회전하고 일정한 속도로 와이어를 잡아당기는 것이 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 와이어가 약해지거나 부러지는 '잡기'가 발생합니다. 와이어가 당겨지는 속도는 재질과 감소량에 따라 크게 달라집니다.

연속 블록이 있는 기계는 와이어가 연속적인 방식으로 당겨지는 일련의 다이가 있다는 점에서 단일 블록 기계와 다릅니다. 신장과 미끄러짐으로 인해 연속적으로 다시 그릴 때마다 와이어의 속도가 변경됩니다. 이 증가된 속도는 각 블록에 대해 다른 회전 속도를 가짐으로써 수용됩니다. 이 기계 중 하나에는 3~12개의 다이가 포함될 수 있습니다. 모든 다이를 통해 블록 주위에 와이어를 끼우는 작업을 '스트링업'이라고 합니다. 윤활 장치에는 다이를 채우는 펌프가 포함되며 많은 경우 블록의 바닥 부분에도 윤활유가 사용됩니다.

종종 냉간 가공의 효과를 상쇄하고 추가 드로잉을 허용하기 위해 중간 어닐링이 필요합니다. 연성과 전기 전도성을 최대화하기 위해 최종 어닐링을 완제품에 사용할 수도 있습니다.

마무리 작업 - 마무리 작업에는 절단 및 자르기, 곧게 펴기, 모따기와 같은 끝 마무리, NDT 등의 검사, 부식 방지, 포장 및 발송이 포함됩니다.

윤활

금형 수명을 개선하고, 인발력과 온도를 낮추고, 표면 조도를 개선하기 위해 드로잉에 적절한 윤활이 필수적입니다. 다음은 다양한 윤활 방법입니다.

• 습식 드로잉 – 다이와 와이어 또는 로드가 윤활유에 완전히 잠겨 있습니다.
• 건식 드로잉 - 와이어 또는 로드가 와이어 또는 로드의 표면을 코팅하는 윤활유 용기를 통과합니다.
• 금속 코팅 – 와이어 또는 로드는 고체 윤활제 역할을 하는 부드러운 금속으로 코팅되어 있습니다.
• 초음파 진동 – 다이와 맨드릴이 진동하여 힘을 줄이고 패스당 더 큰 감소를 허용합니다.

오일과 같은 다양한 윤활제가 사용됩니다. 또 다른 윤활 방법은 와이어를 황산구리 용액에 담그어 일종의 윤활제를 형성하는 구리 피막이 증착되도록 하는 것입니다. 일부 와이어 클래스에서는 최종 드로잉 후에 구리가 남아 녹을 방지하거나 쉽게 납땜할 수 있습니다.

그림 그리기

드로잉 다이는 일반적으로 공구강, 텅스텐 카바이드 또는 다이아몬드로 만들어지며 텅스텐 카바이드와 제조된 다이아몬드가 가장 일반적입니다. 매우 가는 와이어를 그리기 위해 단결정 다이아몬드 다이가 사용됩니다. 강선 드로잉에는 텅스텐 카바이드 다이가 사용됩니다. 다이는 다이를 지지하고 다이를 쉽게 교체할 수 있는 강철 케이싱에 배치됩니다. 다이 각도는 일반적으로 6도에서 15도 사이이며 각 다이에는 진입 각도와 접근 각도의 2가지 다른 각도가 있습니다. 와이어 다이는 일반적으로 와이어를 통과시켜 당기는 힘으로 사용됩니다. 다이의 양쪽 끝에 와이어 코일이 있어 직경이 감소된 와이어를 당기고 감습니다. 그림 2는 스틸 케이싱에서 드로잉 다이의 일반적인 단면을 보여줍니다.

그림 2 드로잉 다이의 단면

드로잉 장비 및 드로잉 와이어 사용

드로잉 머신에는 여러 유형이 있습니다. 이들은 다음과 같이 그룹화되었습니다.

• 프레임 그리기
• 불 블록 및 모터 블록
• 여러 그리기 기계
• 가는 와이어 머신
• 터크의 머리 모양의 와이어 드로잉 머신
• 벤치 그리기.

와이어 드로잉 머신에 부착되는 보조 장비는 페이오프 릴, 세이프티 스톱, 용접기, 포인터, 스트레이트닝 및 커팅 머신, 로터리 스트레이트너, 롤 스트레이트너 등으로 구성됩니다.

인발된 와이어는 일반적으로 전선 및 TV 케이블과 같이 생각하는 것 이상의 많은 응용 분야에 사용됩니다. 예를 들어, 모든 종류의 스프링은 인발된 와이어로 만들어집니다. 뿐만 아니라 전 세계적으로 건설에 사용되는 철근. 종이 클립과 스테이플은 가는 와이어로 만들어집니다. 바퀴의 스포크, 와이어 브러시, 금속 손잡이도 인발된 와이어로 만들어집니다. 인발된 와이어에 의존하는 말 그대로 수천 개의 완제품이 있습니다. 계속 증가하는 이러한 요구를 충족하기 위해 금속 가공 회사에서는 매년 수백만 킬로미터의 와이어를 끌어들입니다. 이러한 이유로 와이어 드로잉은 비용에 매우 민감하고 경쟁이 치열한 시장입니다. 결국 전 세계적으로 와이어 드로잉 장비와 공정 장비를 만드는 회사들은 장비의 생산성과 효율성 향상에 매우 동조하고 있습니다.