Способ изготовления проволоки Российский патент 2023 года по МПК B21C47/00 B21C37/04 B21F15/02 

Изобретение относится к способам производства проволоки, включающим ее термообработку, и может быть использовано при изготовлении термоупрочненной высокоуглеродистой проволоки.

Известна машина, которая содержит средства приложения тянущего усилия к ведущему концу проволоки для натягивания проволоки вокруг подлежащих связыванию объектов перед началом скручивания концов проволоки и осуществляющая последующее скручивание концов проволоки (RU 2 340 749, МПК E04G 21/12, B21F 15/06, опубл. 10.12.2008).

Проблемой аналога является то, что применение метода скручивания для соединения конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта обеспечивает низкую производительность способа изготовления проволоки, включающего термообработку, что связано с тем, что свитые между собой концы проволок двух бунтов не обеспечивают надежное скрепление, что приводит к их развивке при осуществлении термообработки, как следствие требуется либо приостановка оборудования, на котором осуществляется термообработка для повторного скручивания проволоки, либо перегрев размотанной части проволоки, находящейся во время остановки на этапе термообработки, что приводит к появлению на ней трещин, как следствие непригодности для применения и необходимости пустить в отход, причем и в том и в другом случае снижается количество выхода годной проволоки при осуществлении способа.

Наиболее близким аналогом является способ производства проволоки, осуществляемый на линии для производства проволоки, в которой последовательно размещены разматыватель, установка для стыковой сварки, многорядные дисковые ножницы для продольной резки, узел обработки ребер проволоки, узел многониточного волочения проволоки, а также тяговое устройство (RU 2 475 317, МПК B21C 1/00, опубл. 20.02.2013).

В описанной линии предлагается осуществлять соединение конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта посредством сварки. Проблемой наиболее близкого аналога является низкая производительность указанного способа соединения концов при его применении, что связано с тем, что для осуществления надежного сваривания концов проволоки требуется много времени, при этом во время сваривания часть размотанной из бунта проволоки уже находится на этапе термообработки в печи, причем за указанное время сварки часть проволоки, находящаяся на термообработке перегревается, на ней появляются трещины и она приходит в негодность для дальнейшего применения, подлежит обрезанию и списанию как негодный продукт, то есть снижается количество выхода годной проволоки.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение недостатков аналогов.

Задачей заявляемого изобретения является создание производительного способа изготовления проволоки, обеспечивающего выход большего количества годного продукта.

Технический результат заключается в повышении производительности способа изготовления проволоки за счет увеличения количества выхода годной проволоки.

Указанный технический результат достигается тем, что способ изготовления проволоки включает размотку проволоки из бунта, ее термообработку, остановку, во время которой производят соединение конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта, согласно изобретению, конец проволоки размотанного бунта жестко соединяют с концом проволоки следующего бунта зажимным устройством.

В частности, в качестве термообработки применяют патентирование.

В частности, при термообработке нагрев ведут до температуры, находящейся в диапазоне 900…1150°С.

В частности, нагрев при термообработке ведут в малоокислительной печи.

В частности, после нагрева осуществляют охлаждение проволоки до температуры, находящейся в диапазоне 420…600°С.

В частности, охлаждение осуществляют в свинцовом расплаве.

В частности, проволоку обжимают зажимным устройством с силой обжатия до 40 кН.

В частности, в качестве зажимного устройства применяют втулку.

В частности, остановку для соединения конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта производят не более, чем на 120 секунд.

В частности, толщина проволоки находится в диапазоне от 5 до 30 мм.

В частности, перед соединением конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта конец проволоки протачивают на длину до 100 мм и глубину до 3 мм.

В частности, конец проволоки протачивают на станке для скальпирования.

В частности, изготавливают высокоуглеродистую проволоку.

Способ изготовления проволоки включает размотку проволоки из бунта, ее термообработку, охлаждение, когда проволока в разматываемом бунта заканчивается, производят остановку производственной линии и соответственно размотанной проволоки, причем одна часть которой осталась на бунте, другая на термообработке, еще другая на охлаждении. Во время остановки конец проволоки размотанного бунта соединяют с концом проволоки следующего бунта, после чего проводят дальнейшую термообработку проволоки с последующим охлаждением.

Во время остановки перед термообработкой конец проволоки размотанного бунта жестко соединяют с концом проволоки следующего бунта зажимным устройством, в качестве которого может быть применена обжимная втулка. Благодаря такому способу соединения концов проволоки сокращается время остановки проволоки, необходимое для осуществления указанного соединения. При этом часть размотанной проволоки в момент ее остановки находится на этапе термообработки. Малое время остановки позволяет избежать перегрева части размотанной проволоки первого бунта, находящейся на этапе термообработки, соответственно указанный участок будет соответствовать заданным характеристикам и будет пригодным для дальнейшего применения, в отличие от способа соединения концов проволоки с помощью сварки, при котором происходил перегрев указанной части размотанной проволоки, что приводило к необходимости его отнесению к браку и вырезанию после термообработки. Жесткое соединение концов соединяемых проволок необходимо для возможности осуществления натяжки проволоки при движении по производственной линии, при выполнение соединения не жестким концы соединяемых проволок могут разъединиться, например, в процессе прохождения этапа термообработки, что может привести к необходимости остановки всей линии для соединения разъединившихся концов заново. Таким образом, заявленным способом обеспечено большее количество выхода годной проволоки, то есть заявленный способ является более производительным по отношению к известным.

Конец проволоки размотанного бунта и конец проволоки следующего бунта обжимают зажимным устройством с силой обжатия до 40 кН. Предел силы обжатия более 40 кН приводит к отлому концов проволок, что приводит к необходимости увеличивать время остановки проволоки, как следствие часть размотанной проволоки, находящейся на термообработке, перегревается и приходит в негодность, что снижает выход годной проволоки и производительность способа.

Установлено, что остановку для соединения конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта необходимо производить не более, чем на 120 секунд, в противном случае часть размотанной проволоки, находящейся на термообработке перегревается и приходит в негодность, что снижает выход годной проволоки и производительность способа.

Для более быстрого соединения конца размотанной проволоки с концом другой проволоки перед их соединением по меньшей мере один конец проволоки из указанных (конец проволоки размотанного бунта и конец проволоки следующего бунта), предпочтительно оба конца проволок из указанных, протачивают на длину до 100 мм и глубину до 3 мм. Проточка конца проволоки позволяет более быстро установить его в зажимное устройство, чем сокращается время остановки проволоки и нахождения части размотанной проволоки на этапе термообработки, чем обеспечивается увеличение выхода годной проволоки, а также сокращается время работника, затрачиваемое на соединение концов проволоки, в которое он может выполнять другие задачи, чем дополнительно повышается производительность способа.

Конец проволоки может быть проточен на станке для скальпирования. Выполнение проточки на длину более, чем 100 мм и/или глубину более, чем на 3 мм не имеет смысла, так как указанных пределов достаточно для увеличения производительности способа, а превышение указанных пределов может привести, как минимум к ухудшению качества выходящей из процесса проволоки, как максимум к ее излому в проточенных местах, например, на этапе термообработке, как следствие приведет к простою производственной линии.

В качестве термообработки проволоки применяют патентирование. При термообработке нагрев проволоки ведут до температуры, находящейся в диапазоне 900…1150°С, а после нагрева осуществляют охлаждение проволоки до температуры, находящейся в диапазоне 420…600°С. Нагрев при термообработке может производиться в малоокислительной печи, а охлаждение проволоки осуществляться в свинцовом расплаве.

Нагрев проволоки при термообработке свыше 1150°С приводит к перегреву проволоки, снижению ее прочностных свойств, как следствие к ее дальнейшему снижению механических свойств и списанию, как негодный продукт, а при температуре термообработке ниже 900°С в структуре проволоки не произойдут фазовые превращения, что также снизит механические свойства, как следствие приведет к необходимости ее списания, как негодный продукт, что снижает производительность заявленного способа.

Охлаждение проволоки после нагрева до температуры выше 600°С снизит механические свойства не позволит обеспечить проволоки заданные прочностные характеристики, а охлаждение проволоки после нагрева до температуры ниже 420°С приведет к чрезмерному перепаду температур, что приведет к появлению трещин на проволоки, в итоге выход за указанные диапазон температур охлаждения приведет к появлению негодной проволоки, что снизит производительность способа.

Указанным способом, как правило изготавливают высокоуглеродистую проволоку, для повышения механических свойств которой применяют термообработку. Толщина проволоки находится в диапазоне от 5 до 30 мм. При применении проволоки менее 5 мм велика вероятность ее излома, при осуществлении соединения концов проволок обжимным устройством, а применение проволоки более 30 мм может привести к недостаточному обжатию толстого конца проволоки обжимным устройством, при соединении концов размотанного и следующего бунтов, как следствие может привести к приостановке производственной линии изготовления проволоки, что снизит производительность заявленного способа.

Примером реализации является способ изготовления стальной высокоуглеродистой проволоки, при котором разматывали один бунт проволоки, причем размотанная часть двигалась и проходила термообработку, а именно патентирование в малооокислительной печи, при температуре 900°С, после которой поступала на охлаждение, производимое при температуре 420°С в ванне со свинцовым расплавом. Когда проволока в разматываемом бунте подходила к концу, производили приостановку производственной линии, соответственно и разматываемой проволоки, одна часть которой оставалась на бунте, другая на термообработке, еще другая на охлаждении, причем проволоку останавливали на 20 секунд. После этого конец проволоки размотанного бунта жестко соединили с концом проволоки следующего бунта с помощью зажимного устройства, в качестве которого применили обжимную втулку. Концы размотанного бунта и следующего бунта соединяемых проволок обжали зажимным устройством с силой обжатия 10 кН, при этом толщина соединяемых концов проволок составляла 5 мм.

Следующий пример реализации по существу повторяет предыдущий пример за исключением следующих моментов. Термообработку проволоки производили при температуре 1025°С, после которой осуществляли охлаждение проволоки при температуре 500°С. Когда проволока в разматываемом бунте подходила к концу ее останавливали на 60 секунд. Концы размотанного бунта и следующего бунта соединяемых проволок обжали зажимным устройством с силой обжатия 30 кН, при этом толщина конца размотанной проволоки составляла 10 мм, а толщина конца проволоки следующего бунта составляла 12 мм.

Следующий пример реализации по существу повторяет предыдущий пример за исключением следующих моментов. Термообработку проволоки производили при температуре 1150°С, после которой осуществляли охлаждение проволоки при температуре 600°С. Когда проволока в разматываемом бунте подходила к концу ее останавливали на 120 секунд. Перед соединением конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта конец проволоки следующего бунта проточили на станке для скальпирования на длину 100 мм и глубину 3 мм. Концы размотанного бунта и следующего бунта соединяемых проволок обжали зажимным устройством с силой обжатия 40 кН, при этом толщина конца размотанной проволоки составляла 30 мм, а толщина проточенного конца проволоки следующего бунта составляла 18 мм, при толщине самой проволоки в 30 мм.

Результаты подсчетов после введения заявляемого способа в производство показали, что процент выхода годной проволоки за смену увеличен на 5%.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления проволоки позволяет обеспечить быстрое соединение конца проволоки разматываемого бунта с концом проволоки следующего бунта, избежать перегревов проволоки при термообработке, увеличивает количество выходящей при изготовлении проволоки, а также обеспечивает высокую производительность работы оборудования, работников и цеха в целом.

Изобретение относится к способам производства проволоки, включающим её термообработку, и может быть использовано при изготовлении термоупрочненной высокоуглеродистой проволоки. Способ включает размотку проволоки из бунта, ее термообработку, остановку, во время которой производят соединение конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта зажимным устройством. Обеспечивается быстрое соединение конца проволоки разматываемого бунта с концом проволоки следующего бунта, исключается перегрев проволоки при термообработке, увеличивается выход годного продукта. 9 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления проволоки, включающий размотку проволоки из бунта, ее термообработку, остановку, во время которой производят соединение конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта, отличающийся тем, что конец проволоки размотанного бунта жестко соединяют с концом проволоки следующего бунта зажимным устройством.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве термообработки применяют патентирование.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при термообработке нагрев ведут до температуры, находящейся в диапазоне 900-1150°С.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что после нагрева осуществляют охлаждение проволоки до температуры, находящейся в диапазоне 420-600°С.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концы проволоки обжимают зажимным устройством с силой обжатия до 40 кН.

6. Способ по п. 1 или 5, отличающийся тем, что в качестве зажимного устройства применяют обжимную втулку.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что остановку для соединения конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта производят не более чем на 120 секунд.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают проволоку толщиной в диапазоне от 5 до 30 мм.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед соединением конца проволоки размотанного бунта с концом проволоки следующего бунта по меньшей мере один конец проволоки протачивают на длину до 100 мм и глубину до 3 мм.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изготавливают высокоуглеродистую проволоку.