La ce ar trebui să căutați atunci când alegeți o mașină de trefilare cu linie dreaptă pentru oțel cu conținut scăzut de carbon?

De ce este importantă selecția mașinii pentru sârmă de oțel cu conținut scăzut de carbon

Oțelul cu conținut scăzut de carbon - definit de obicei ca oțel cu un conținut de carbon sub 0,30% - este unul dintre cele mai răspândite materiale de sârmă din lume. Limita sa de curgere relativ scăzută și ductilitatea bună îl fac să coopereze sub deformare, dar aceleași proprietăți înseamnă că parametrii procesului trebuie gestionați cu atenție pentru a evita defectele de suprafață, uzura excesivă a matriței și proprietățile mecanice inconsecvente ale firului finit. Alegerea mașinii de trefilare în linie dreaptă potrivită pentru oțel cu conținut scăzut de carbon nu este doar o chestiune de potrivire a diametrului de intrare și de ieșire. Aceasta implică evaluarea vitezei de tragere, a programului de trecere a matriței, a capacității de răcire, a designului cabestanului și a sistemului de lubrifiere în combinație - deoarece fiecare factor îi influențează pe ceilalți, iar o nepotrivire într-o zonă compromite întregul proces.

Mașinile în linie dreaptă sunt configurația standard pentru trefilarea medie și fină din oțel cu conținut scăzut de carbon în producție continuă. Spre deosebire de mașinile de blocare sau de acumulare, mașinile în linie dreaptă trag sârma prin fiecare matriță într-o cale adevărată dreaptă între cabestane, ceea ce oferă un control precis al tensiunii și unghiuri consistente de intrare a matriței. Această configurație este deosebit de importantă pentru sârmă de oțel cu conținut scăzut de carbon destinat galvanizării, producției de sârmă de sudură sau producției de arc de precizie, unde consistența dimensională și calitatea suprafeței pe lungimi mari de bobine nu sunt negociabile.

Definiți specificația cablului înainte de a evalua mașinile

Înainte de a compara specificațiile mașinii, aveți nevoie de o definiție precisă a ceea ce produceți. Diametrul tijei de pornire sau a bobinei, diametrul sârmei finite, proprietățile mecanice necesare și procesul în aval preconizat toate selecția mașinii de antrenare în moduri care nu pot fi abordate după cumpărare. Sârma de oțel cu conținut scăzut de carbon pentru fabricarea cuielor are cerințe diferite față de sârma pentru sudarea plaselor sau sârma pentru desenul precursorului de toroane din PC - iar o mașină optimizată pentru o aplicație va produce rezultate suboptime în alta.

Cel puțin, stabiliți următoarele înainte de a aborda furnizorii de mașini:

• Diametrul de intrare: Diametrul tijei sau sârmei de intrare, de obicei 5,5 mm până la 8,0 mm pentru mașinile de spart tije sau 1,5 mm până la 4,0 mm pentru mașinile intermediare și de finisare.
• Diametrul sârmei finit: Diametrul de ieșire țintă și toleranța acestuia. Toleranțe mai strânse necesită un control mai precis al vitezei cabestanului și o mai bună aliniere a matriței.
• Reducerea suprafeței totale: Reducerea procentuală de la diametrul de intrare la diametrul de ieșire. Pentru oțelul cu conținut scăzut de carbon, reducerile totale de peste 80–85% la o singură trecere a mașinii pot necesita recoacere intermediară, în funcție de proprietățile inițiale ale oțelului.
• Rezistența la tracțiune necesară: Întărirea prin muncă în timpul tragerii crește rezistența la tracțiune. Dacă firul finit trebuie să îndeplinească un anumit interval de rezistență, programul de reducere trebuie proiectat pentru a-l atinge, iar mașina trebuie să fie capabilă să execute acel program.
• Volumul producției și greutatea bobinei: Producția țintă în tone pe zi sau lună determină viteza necesară de tragere și capacitatea de preluare, care la rândul lor afectează dimensionarea motorului, cerințele de răcire și amprenta mașinii.

Numărul de matrițe de desen și proiectarea programului de trecere

Numărul de matrițe de desen pe o mașină în linie dreaptă determină modul în care reducerea totală a suprafeței este distribuită în trecerile individuale. Fiecare matriță aplică o reducere parțială - de obicei între 15% și 25% per trecere pentru oțel cu conținut scăzut de carbon - și suma acestor reduceri realizează reducerea totală necesară. O mașină cu mai multe matrițe poate distribui fiecare reducere mai ușor, reducând presiunea matriței, generarea de căldură per trecere și riscul de rupere a firului. Cu toate acestea, mai multe matrițe înseamnă, de asemenea, un cost de capital mai mare, o lungime mai mare a mașinii și o sincronizare mai complexă a vitezei între cabestane.

Pentru defalcarea tijei din oțel cu conținut scăzut de carbon de la 6,5 ​​mm la aproximativ 2,0 mm, o mașină în linie dreaptă cu 9 matrițe până la 13 matrițe este tipică. Pentru desenul intermediar de la 2,0 mm la 0,8 mm, este obișnuită o configurație cu 7 matrițe până la 11 matrițe. Numărul exact depinde de reducerea per-pass pe care o vizați. Utilizarea unor reduceri mai mari per trecere reduce numărul de matrițe necesare, dar crește creșterea temperaturii în fir la fiecare trecere - o preocupare pentru oțelul cu conținut scăzut de carbon, deoarece temperatura excesivă poate provoca îmbătrânirea prin deformare, în special în oțelurile uzate cu aluminiu, care rigidizează firul și reduce ductilitatea în moduri care nu sunt vizibile în timpul tragerii, dar cauzează probleme la formarea în aval.

Viteza de tragere și efectul acesteia asupra oțelului cu conținut scăzut de carbon

Viteza de tragere - măsurată la capstanul de sârmă finit - afectează direct productivitatea, generarea de căldură, stabilitatea filmului de lubrifiere și calitatea suprafeței firului. Pentru oțel cu conținut scăzut de carbon, vitezele practice de tragere la mașinile moderne în linie dreaptă variază de la 8 m/s la 25 m/s, în funcție de diametrul firului și de designul matriței. Diametrele mai fine ale firului permit viteze liniare mai mari, deoarece secțiunea transversală redusă generează mai puțină căldură absolută pe unitatea de timp, chiar și atunci când viteza de suprafață este mare.

Vitezele mai mari cresc producția, dar creează două provocări specifice oțelului cu conținut scăzut de carbon. În primul rând, rata de deformare crescută crește temperatura firului la ieșirea matriței. Oțelul cu conținut scăzut de carbon este sensibil la fragilitatea albastră - un fenomen care are loc între aproximativ 200 ° C și 350 ° C, în care rezistența la tracțiune crește, dar ductilitatea scade brusc. Dacă temperatura sârmei în trecerile intermediare intră în acest interval, riscul de rupere la matrițele ulterioare crește semnificativ, iar firul finit poate eșua cerințele de alungire. În al doilea rând, vitezele mai mari necesită un sistem de lubrifiere care poate menține o peliculă consistentă la intrarea matriței în condiții dinamice - un sistem de lubrifiant de tragere umedă cu circulație forțată și control al temperaturii este esențial peste 12-15 m/s.

Cerințe ale sistemului de răcire pentru desenul continuu

Gestionarea căldurii este unul dintre cele mai critice și adesea subspecificate aspecte ale selecției mașinilor în linie dreaptă pentru oțel cu conținut scăzut de carbon. Desenarea generează căldură prin deformare plastică și frecare la interfața matriței. Într-o mașină cu mai multe matrițe în linie dreaptă, această căldură se acumulează progresiv dacă nu este îndepărtată între treceri. Sistemul de răcire trebuie să extragă suficientă căldură din fiecare cabestan pentru a menține temperatura firului la următoarea intrare în matriță în limite acceptabile.

Răcirea capstanului în mașinile în linie dreaptă se realizează, de obicei, prin circulația internă a apei în tamburele de capstan goale. Capacitatea de răcire necesară se mărește cu viteza firului, reducerea totală și diametrul firului. O mașină care trage oțel cu conținut scăzut de carbon de 2,5 mm la 15 m/s printr-un program de 12 matrițe poate necesita un debit de apă de răcire de 80–120 litri pe minut în toate capstanele pentru a menține temperatura firului sub 150°C la fiecare intrare în matriță. Atunci când evaluați mașinile, solicitați furnizorilor specificația capacității de răcire în kilowați de îndepărtare a căldurii, nu doar debitul de apă - debitul fără datele diferențiale de temperatură este lipsit de sens ca specificație de performanță.

Răcirea matrițelor este la fel de importantă. Filierele din carbură pentru trefilarea din oțel cu conținut scăzut de carbon trebuie răcite prin imersarea în baia de lubrifiant cu recirculare sau prin răcirea directă a cămașei de apă în jurul suportului matriței. Matrițele nerăcite care funcționează la viteză mare acumulează căldură care înmoaie liantul de cobalt din carbură de tungsten, accelerând dramatic uzura matriței și provocând o deviere dimensională în diametrul sârmei finite.

Sistem de lubrifiere: umed vs. uscat pentru oțel cu conținut scăzut de carbon

Trefilarea sârmei de oțel cu conținut scăzut de carbon se realizează folosind lubrifiere uscată sau umedă, iar mașina trebuie să fie proiectată pentru sistemul de lubrifiant specific pe care intenționați să îl utilizați. Alegerea dintre ele depinde de diametrul firului, viteza de tragere și cerințele de finisare a suprafeței.

Desen uscat

Trefilarea uscată utilizează lubrifianți solizi - de obicei pudră de săpun sau compuși pe bază de calciu - aplicați pe fir într-o cutie de lubrifiant înainte de matriță. Este standard pentru diametre mai grosiere de sârmă peste aproximativ 1,5 mm și pentru producția la viteză mai mică. Mașinile de desenat uscat sunt mai simple în construcție, mai ușor de curățat între schimbările de produs și generează mai puțin efluent. Cu toate acestea, la viteze mari sau la diametre mici, lubrifianții solizi nu pot menține o peliculă suficientă la interfața matriței, ceea ce duce la frecare crescută, temperatură mai mare a firului și uzură accelerată a matriței.

Desen umed

Trefilarea umedă scufundă matrițele și capstanele într-o emulsie de lubrifiant care circulă continuu - de obicei un săpun sau un lubrifiant sintetic amestecat cu apă. Lubrifiantul reduce simultan frecarea la matriță, răcește firul și matrița și îndepărtează finele de metal generate de procesul de trefilare. Trefilarea umedă este standard pentru sârmă fine sub 1,5 mm și pentru producția de mare viteză peste 12 m/s. Este nevoie de o mașină mai complexă, cu rezervoare de lubrifiant închise, filtrare, monitorizare a pH-ului și a concentrației și tratarea efluenților pentru eliminare. Pentru oțel cu conținut scăzut de carbon la viteze de producție de peste 15 m/s, trefilarea umedă este efectiv obligatorie pentru a obține o calitate constantă a firului și o durată de viață acceptabilă a matriței.

Specificații cheie ale mașinii de comparat între furnizori

Atunci când se solicită oferte de la producătorii de mașini, următoarele specificații trebuie colectate și comparate într-un format consecvent pentru a permite o evaluare semnificativă:

Considerații privind sistemul de acționare și controlul tensiunii

Mașinile moderne de trefilare cu sârmă în linie dreaptă utilizează unități de acţionare individuale cu invertor de curent alternativ pe fiecare cabestan, permițând controlul independent al vitezei la fiecare stație de tragere. Acesta este un avantaj practic semnificativ față de configurațiile mai vechi cu arbore de linie sau cu antrenare în grup, în special pentru oțel cu conținut scăzut de carbon. Deoarece oțelul cu conținut scăzut de carbon se întărește progresiv pe parcursul secvenței de tragere, raportul de viteză dintre cabestanele succesive trebuie să se modifice pe măsură ce modulul de elasticitate al firului și comportamentul de curgere evoluează prin programul de reducere. Acționările individuale permit setarea și stocarea acestor rapoarte ca programe pentru fiecare produs de sârmă, permițând schimbarea rapidă între diferite diametre finite fără ajustare mecanică.

Controlul tensiunii între matrițe este la fel de important pentru calitatea suprafeței. Tensiunea excesivă din spate la orice intrare în matriță crește tensiunea efectivă de tragere, poate declanșa ruperea sârmei și lasă tensiuni reziduale în sârma finită care provoacă probleme de restabilire a bobinei în procesarea din aval. Tensiunea insuficientă în spate permite firului să se slăbească între cabestane, provocând bucle, marcare la suprafață și unghiuri inconsecvente de intrare a matriței. Specificați mașini cu monitorizare automată a tensiunii și control în buclă închisă, mai degrabă decât sisteme cu raport de viteză fix, mai ales dacă desenați mai multe tipuri de sârmă pe aceeași mașină.

Asistență post-vânzare și disponibilitatea pieselor de schimb

A mașină de trefilat în linie dreaptă este o investiție de capital pe termen lung, cu o durată de viață tipică de 15 până la 25 de ani. Calitatea tehnică a mașinii la momentul achiziției este doar o parte din costul total de proprietate. Disponibilitatea pieselor de schimb, timpul de răspuns pentru asistența tehnică și capacitatea furnizorului de a furniza componente de înlocuire pentru sistemele de control, unitățile de antrenare și garniturile capstan pe durata de viață a mașinii sunt factori la fel de importanți care sunt adesea subponderați în decizia inițială de cumpărare.

Înainte de a vă angaja la un furnizor, solicitați o listă completă de piese de schimb cu termene de livrare și prețuri pentru componentele critice - rulmenți caban, suporturi de matriță, etanșări ale pompei de lubrifiant și unități de antrenare cu invertor. Confirmați dacă mașina folosește sisteme de control proprietare care necesită suport software de la producătorul original sau dacă folosește platforme industriale standard PLC și HMI care pot fi deservite de terți. Pentru producția de sârmă de oțel cu conținut scăzut de carbon, care vizează funcționarea continuă în mai multe schimburi, o oprire neplanificată a mașinii care durează mai mult de 24 de ore din cauza pieselor indisponibile poate anula luni de economii de costuri realizate prin selectarea unui furnizor cu preț mai mic de la început..