КОЛЮЧАЯ ПРОВОЛОКА Российский патент 1995 года по МПК B21F25/00 

Изобретение относится к метизному производству, к конструкции изделий из проволоки, в частности колючей проволоки, предназначенной для эксплуатации на открытом воздухе.

Известна конструкция колючей проволоки, состоящая из одной рифленой пряди (основы) с расположенными на ней на равных расстояниях друг от друга шипами. При этом основа и шипы колючей проволоки выполнены из малоуглеродистой стали (типа БСт3, ГОСТ 380-88) без покрытия.

Недостатком известной конструкции является низкая стойкость материала проволоки к коррозии в атмосферных условиях, что резко ухудшает эксплуатационные свойства колючей проволоки и уменьшает срок службы. Однако затраты в производстве колючей проволоки из малоуглеродистой стали без защитных покрытий сравнительно невелики, проволока этой конструкции наиболее дешевая.

Известна конструкция колючей проволоки с покрытием, например, цинковым, выбранная в качестве прототипа, содержащая одну рифленую прядь (основу) с расположенными на ней на равных расстояниях друг от друга шипами. В этой конструкции основа и шипы выполнены из малоуглеродистой стали типа БСт3, ГОСТ 380-88, с цинковым покрытием.

Недостатком известной конструкции является то, что производство оцинкованной колючей проволоки связано с загрязнением окружающей среды, повышенным расходом дефицитного цинка, значительной трудоемкостью нанесения цинкового покрытия и усложнением технологического процесса.

Принятая технология нанесения цинкового покрытия, включающая травление поверхности проволоки, подготовку поверхности, нагрев и цинкование проволоки в расплаве, повышает себестоимость производства колючей проволоки
на ≈30%.

При этом достигаемая эксплуатационная стойкость колючей проволоки недостаточна. При смотке и размотке колючей проволоки, сопровождающейся перегибами ее основы, а также в процессе навивки и крепления шипов, происходит механическое нарушение, нарушение цинкового покрытия и его локальное разрушение.

В местах повреждения покрытия образуются электрохимические ячейки, в которых происходит интенсивное разрушение защитного слоя цинка, оголение стальной основы и ее коррозия. В процессе эксплуатации от местных повреждений покрытия образуется подкорковая коррозия, которая фактически сводит на нет защитные свойства цинкового покрытия.

Таким образом, поставленная цель повышения коррозионной стойкости колючей проволоки за счет нанесения цинкового покрытия неадекватна затрачиваемым для ее достижения средствам.

Целью предлагаемого изобретения является снижение материальных и трудовых затрат на изготовление колючей проволоки при одновременном улучшении экологии производства и эксплуатационных свойств проволоки.

Указанная цель достигается тем, что в колючей проволоке, состоящей из одной рифленой основы и расположенных на ней шипов, изготовленных, например, из оцинкованной проволоки - основа выполнена из низколегированной атмосферостойкой стали.

Сущность предлагаемого решения состоит в том, что снова колючей проволоки изготовлена из низколегированной атмосферостойкой стали, а закрепленные на ней шипы, выполнены из другого материала, например, из низкоуглеродистой проволоки с цинковым покрытием.

Изготовление основы колючей проволоки из низколегированной стали не усложняет технологического процесса горячей прокатки катанки и холодного волочения и производится по тем же технологическим режимам, что и проволока из малоуглеродистой стали. Зато исключение передела цинкования при изготовлении основы колючей проволоки позволяет значительно сократить материальные и трудовые затраты, упростить технологический процесс и улучшить экологическую ситуацию. При этом применение легирующих добавок в малом объеме для выплавки низколегированной стали несколько повышает себестоимость, однако не перекрывает общего снижения производственной себестоимости колючей проволоки (см. таблицу).

Основа колючей проволоки, изготовленная из низколегированной атмосферостойкой стали, обладает не только высокой стойкостью к коррозии, но и повышенной механической прочностью. Учитывая это дополнительное преимущество, можно для основы колючей проволоки использовать проволоку меньшего диаметра, чем применяемую в настоящее время, что также обеспечивает дополнительное снижение расхода металла.

В предлагаемой конструкции только основа колючей проволоки выполнена из низколегированной атмосферостойкой стали, а шипы изготавливают из малоуглеродистой стали с цинковым покрытием по обычной технологии. Такое решение обусловлено тем, что при изготовлении основы и шипов из низколегированной атмосферостойкой стали невозможно качественное закрепление шипов на основе, ввиду повышенных упругих свойств стали. В предлагаемой конструкции материал для шипов отличается от материала основы более высокой пластичностью. В процессе навивки шипы плотно облегает основу, предотвращая их прокручивание вокруг основы. Этому же способствует и увеличенный коэффициент трения между стальной основой и цинковым покрытием шипов, по сравнению с цинк-цинковым взаимодействием в известной конструкции.

На поверхности основы колючей проволоки из атмосферостойкой стали образуется слой продуктов коррозии толщиной до 0,05 мм с дальнейшим проникновением в глубину металла менее 0,002 мм в год, препятствующий разрушению основы и обладающий свойством самозалечивания при нарушении сплошности. С образованием окисной пленки повышается прочность сцепления шипов с основой.

Плотно охватывающие основу шипы в процессе эксплуатации не перемещаются по основе, не разрушают защитную пленку проволоки и тем самым способствуют повышению долговечности колючей проволоки. Изготовление основы колючей проволоки из атмосферостойкой стали позволяет в 1,5-2 раза повысить срок ее службы по сравнению с оцинкованной.

Новым в заявляемом решении по сравнению с прототипом является изготовление основы проволоки из низколегированной атмосферостойкой стали.

Изготовление основы из названной стали, а шипов - из низкоуглеродистой оцинкованной стали позволяет снизить материальные и трудовые затраты на изготовление колючей проволоки и улучшить ее эксплуатационные качества, а именно ее высокую коррозионную стойкость, прочность, заградительный эффект, благодаря эффективному сочетанию индивидуальных физических свойств материалов основы проволоки и шипов, на основании чего можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям изобретения "новизна" и "положительный эффект".

В практике известно использование двух различных материалов для изготовления колючей проволоки. Так, известна колючая проволока из двух скрученных проволок, одна из которых выполнена из высокоуглеродистой стали, а другая, несущая шип - из мягкой стали.

Известная колючая проволока, благодаря использованию мягкой стали для изготовления шипов, позволяет осуществить их плотную навивку и обеспечить сохранение заданного расположения шипов в процессе эксплуатации. При повышенной прочности эта колючая проволока, однако, отличается низкой коррозионной стойкостью при эксплуатации в атмосферных условиях, снижающей ее срок службы. Из-за ускоренного коррозионного разрушения проволоки с шипами резко снижаются эксплуатационные свойства колючей проволоки, не обеспечивается заградительный эффект.

Известная проволока требует повышенного расхода металла и характеризуется сложностью изготовления, в частности, необходимостью использования специальных приспособлений для скручивания основы из двух проволок.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена конструкция колючей проволоки.

Колючая проволока состоит из одной рифленой основы 1 и расположенных на ней шипов 2. При этом проволочная основа выполнена из низколегированной атмосферостойкой стали, а шипы изготовлены из оцинкованной проволоки по ГОСТ 285-69.

Предлагаемая колючая проволока изготовлена на Ревдинском метизно-металлургическом заводе. Основа колючей проволоки выполнена из проволоки ⊘ 3 мм из коррозионно-стойкой стали марки 10ХНДП, ГОСТ 19-282-73. Химический состав выплавленной стали, %:
C Si Mn Ni Cu Cr P S
0,048 0,21 0,18 0,27 0,32 0,65 0,064 0,019
Горячую прокатку катанки ⊘ 6,5 мм и холодное волочение проволоки на ⊘ 3 мм из этой стали провели по действующим на заводе технологическим режимам для низкоуглеродистой стали. Шипы колючей проволоки изготовлены обычным способом из низкоуглеродистой стали с цинковым покрытием.

Выполнение колючей проволоки с проволочной основой из атмосферостойкой стали позволит по сравнению с прототипом снизить расход дефицитного цинка, уменьшить затраты на цинкование, упростить процесс производства и улучшить экологическую обстановку. Использование заявляемого решения позволит до 20% сократить затраты в производстве колючей проволоки при обеспечении эксплуатационных свойств в 1,5-2 раза выше существующего уровня (см. таблицу).

Использование: для изготовления колючей проволоки, применяемой на открытом воздухе. Сущность изобретения: колючая проволока содержит рифленую основу, выполненную из низколегированной атмосферостойкой стали, и равномерно расположенные на ней шипы, изготовленные из малоуглеродистой проволоки с цинковым покрытием. 1 ил.

КОЛЮЧАЯ ПРОВОЛОКА, состоящая из одной рифленой основы и равномерно расположенных на ней шипов, изготовленных из проволоки, выполненной из малоуглеродистой стали с цинковым покрытием, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости и трудоемкости и улучшения эксплуатационных свойств, основа изготовлена из проволоки, выполненной из низколегированной атмосферостойкой стали.