와이어 드로잉 이해:고품질 와이어를 형성하는 금속 가공 공정

와이어 드로잉은 해당 목적으로 설계된 다이를 통해 와이어를 당겨 와이어 직경을 줄이는 금속 가공 공정입니다. 일반적으로 실온에서 수행되는 와이어 드로잉은 와이어를 밀어내는 것이 아니라 다이를 통해 잡아당긴다는 점에서 압출과 다릅니다. 드로운 와이어의 가장 일반적으로 알려진 용도는 전기 및 통신 네트워크에 사용되는 케이블링이지만 종이 클립, 스프링, 타이어 스포크 및 뮤지컬 와이어(바이올린, 첼로 및 기타 현악기에 사용되는 와이어)는 모두 드로운 와이어를 사용하여 만들어집니다.

와이어는 원래 금이나 은과 같은 금속을 매우 얇은 판으로 두드려 만든 다음 그 판에서 매우 얇은 조각을 잘라서 만들어졌습니다. 이 얇은 조각은 보석으로 사용되거나 옷으로 짜여질 수 있을 만큼 미세해질 때까지 다시 망치로 두드려 모양을 만들었습니다. 고고학적 증거에 따르면 기원전 400년경 금속 노동자들은 와이어 드로잉, 조잡한 금형 제작 및 손으로 와이어 드로잉을 실험하고 있었습니다.

19세기 중반까지 장인들이 실제 드로잉 공정에 동력을 공급하기 위해 증기 엔진을 사용하는 등 다양한 기술을 개발함에 따라 와이어 드로잉 공정은 더욱 정교해졌습니다. 그들은 인발되는 와이어에 윤활유를 바르는 방법을 배워 와이어를 인발하는 데 필요한 에너지 양을 줄이고 품질을 약간 향상시켰습니다. 그러나 인발 와이어의 품질은 항상 와이어를 만든 금속의 품질에 따라 제한되었습니다. 순도와 가단성이 일관되지 않은 금속은 와이어로 끌어당길 때 일상적으로 부서집니다. 끊어진 전선을 접합해야 하는데 이는 시간이 많이 소요되는 과정으로 품질 저하를 초래했으며 이는 전신 통신과 같은 응용 분야에서 심각한 문제였습니다. 인발된 와이어의 품질이 좋지 않아 생산에 필요한 시간이 늘어나고 와이어 비용이 매우 높아졌습니다.

1850년대 후반에 일관되게 가공 가능한 금속을 생산하는 Bessemer 공정이 발명된 후에야 와이어 인발을 통해 일관되게 높은 품질의 와이어를 생산할 수 있었습니다. 전로에서 빌렛이라고 불리는 주형으로 부어진 금속은 약간만 냉각된 후 베세머 공정의 잔열을 활용하여 열간 압연기에서 와이어로 성형하는 공정이 시작됩니다. 이 공정에서는 무게가 150~300파운드(68~136kg)에 이르는 선재라고 ​​불리는 두꺼운 선으로 이루어진 대형 코일이 만들어집니다.

선재의 표면 불순물이 제거되면 끝 부분이 다이에 들어갈 수 있을 만큼 테이퍼지고, 다이 자체도 선재를 수용할 수 있을 만큼 넓은 한쪽 면의 개구부가 테이퍼져 길이가 최대 40%까지 좁아집니다. 테이퍼 선재의 선단을 단단히 잡고 당겨서 직경을 줄입니다. 좁은 와이어는 일반적으로 코어 주위에 감겨 있지만 때로는 좁아지는 과정을 계속하기 위해 더 작은 다이를 통과할 수도 있습니다. 두꺼운 와이어는 단일 패스로 직경을 최대 40%까지 줄일 수 있습니다. 더 얇은 와이어를 15~25% 줄일 수 있습니다.

전화 케이블과 연선 전기 케이블에 사용되는 매우 가는 전선을 생산하기 위해 전선은 점점 더 좁은 다이를 통해 인발됩니다. 일단 인발된 와이어는 용도에 따라 추가 가공을 거치는 경우가 있습니다. 예를 들어, 와이어가 유연하고 유연해야 하는 경우 완제품을 일정 온도로 가열하는 어닐링이라는 공정이 수행됩니다. 못으로 절단되는 두꺼운 와이어는 어닐링되지 않지만 녹을 방지하기 위해 종종 아연 도금되거나 아연으로 코팅됩니다. 철조망과 같이 울타리에 사용되는 철사는 일반적으로 어닐링 및 아연 도금 처리되어 있습니다.

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