عملية سحب الأسلاك/الأعمدة - تحليل فني

1. ما هو الرسم؟

رسمهي عملية تشكيل معدنية يتم فيها سحب قضيب معدني أو قضيب أو سلك أو أنبوب من خلال قالب مدبب، مما يؤدي إلى تقليل مساحة مقطعه العرضي- وزيادة طوله. على عكس الدحرجة، فإن الرسم هو أعملية الشد- يتم سحب المادة، وليس دفعها - مما يتيح التحكم الدقيق في الأبعاد والتشطيب الممتاز للسطح.

تتبع العملية مبدأثبات الحجم: مع انخفاض-مساحة المقطع العرضي، يزداد الطول بشكل متناسب.

2. أنواع عمليات الرسم

表格

3. تدفق العملية (مثال نموذجي لسلك التيتانيوم)

تحضير السطح- التخليل الحمضي (HF + HNO₃) لإزالة قشور الأكسيد وعيوب السطح؛ طلاء مواد التشحيم (الصابون أو الجير أو مادة تشحيم خاصة من التيتانيوم)

مشيرا- يتم تسويل/دحرجة الطرف الأمامي إلى نقطة صغيرة بما يكفي لدخول قالب النرد

يمر الرسم- تمريرات متعددة عبر قوالب أصغر تدريجيًا، معبين -تمرير التلدينللتيتانيوم (لاستعادة الليونة المفقودة بسبب تصلب العمل)

معالجة بينية-التمرير- طلاء بالتخليل + إعادة التشحيم-بعد كل عملية تصلب

تمريرة الحجم النهائي- تخفيض بسيط لدقة الأبعاد وجودة السطح

التشطيب- التسوية والقطع والتخزين المؤقت؛ التنظيف والتفتيش

4. معلمات العملية الرئيسية

(أ) نسبة التخفيض (تقليل المساحة)

ε=A0​A0​−A1​​×100%

سلك التيتانيوم: عادة15-25% لكل تمريرةلدرجات CP. أقل (10-15%) للسبائك مثل TC4

الأسلاك الفولاذية: يمكن أن تصل إلى 20-35% لكل تمريرة

عالية جدًا ← تآكل القالب، وكسر الأسلاك؛ منخفض جدًا ← سطح رديء، إنتاج غير فعال

(ب) هندسة القالب

زاوية القالب (): عادة 8-14 درجة للتيتانيوم؛ يؤثر على منطقة التشوه والاحتكاك والعمل الزائد

طول المحمل: التحكم في الحجم والانتهاء من السطح

مواد القالب:كربيد متكلس (كربيد التنغستن)لمعظم العمل؛الماس متعدد البلورات (PCD)والماس الطبيعيللتمريرات الدقيقة/النهائية والمعادن غير الحديدية مثل التيتانيوم

(ج) سرعة الرسم

التيتانيوم: عادةبسرعات منخفضة-إلى-متوسطة(من بضعة إلى عشرات الأمتار/الدقيقة للقضيب، وما يصل إلى مئات الأمتار/الدقيقة للأسلاك الدقيقة مع التشحيم المناسب)

السرعة المفرطة → تراكم الحرارة وانهيار طبقة التشحيم

(د) التشحيم

أمر بالغ الأهمية للتيتانيوم بسببنزعة مزعجة(يلتصق التيتانيوم بأسطح القالب ويلحم تحت الضغط)

مواد التشحيم الشائعة: مساحيق الصابون، ومواد التشحيم-الزيتية، وطلاءات ثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂)، وطلاءات تحويل الفلورايد/الفوسفات للسحب الشديد

(هـ) درجة الحرارة

الرسم البارد(درجة حرارة الغرفة): المعيار الخاص بالأسلاك والأنابيب - الذي يحدث فيه تصلب

الرسم الدافئ(150-300 درجة للتيتانيوم): يقلل من القوة وقوة السحب للسبائك الصعبة

رسم ساخن: نادر؛ تستخدم للتخفيضات الكبيرة جدًا أو السبائك الصلبة

(و) قوة السحب

F=σavg​⋅A1​⋅(1+μcot )⋅lnA1​A0​​

حيث σ=إجهاد الجريان، μ=معامل الاحتكاك،=زاوية القالب. يجب أن تظل القوة أقل من قوة الشد للقسم المرسوم لتجنب ذلككسر الأسلاك.

5. المعدات

表格

6. التيتانيوم-اعتبارات محددة

يعتبر التيتانيوم من أصعب المعادن في السحب، وذلك للأسباب التالية:

قوة عالية وتصلب العمل السريعيتطلب - تلدينًا بينيًا متكررًا- (التليين بالفراغ أو جو الأرجون عند درجة حرارة 650-750 درجة لتجنب تلوث الأكسجين)

تفاعل كيميائي قوي- يلتصق بالقوالب؛ ويجب إزالة الطبقات السطحية الملوثة عن طريق التخليل

معامل مرونة منخفض- Springback يجعل التحكم في الأبعاد أكثر صعوبة

حساسية للهيدروجينيجب التحكم في عملية التخليل - (يؤدي الالتقاط الزائد للتردد العالي إلى تقصف الهيدروجين)

توليد الحرارة- تعمل الموصلية الحرارية المنخفضة على تركيز حرارة الاحتكاك عند القالب؛ يجب إدارة السرعات والتشحيم بعناية

7. العيوب ومراقبة الجودة

表格

8. مزايا وقيود الرسم

المزايا:

دقة أبعاد ممتازة (يمكن تحقيق تفاوتات تبلغ ± 0.01 مم على الأسلاك الدقيقة)

تشطيب سطحي فائق (Ra يصل إلى 0.1–0.4 ميكرومتر)

تصلب العمل يزيد من القوة أثناء المعالجة

أدوات بسيطة؛ مرنة للدفعات الصغيرة والعديد من الأحجام

القيود:

محدود لكل-تقليل التمريرات؛ العديد من التمريرات المطلوبة (بطيئة للتخفيضات الإجمالية الكبيرة)

ارتفاع تكاليف الموت ومواد التشحيم للمعادن التفاعلية مثل التيتانيوم

قد تتطلب الضغوط المتبقية التلدين بعد الرسم.-

المقطع العرضي-محدود بقوة الشد - لا يمكن رسم المقاطع الكبيرة جدًا

الرسم عبارة عن عملية تشكيل معدنية قابلة للشد-.التي تسحب القضبان والأسلاك والأنابيب من خلال قوالب مدببة لتقليل المقطع العرضي -بدقة وجودة سطح عالية. يجب موازنة متغيرات العملية الأساسية - نسبة التخفيض لكل تمريرة، وهندسة القالب، والتشحيم، والسرعة، ودرجة الحرارة - بعناية لمنع الكسر والعيوب. بالنسبة للتيتانيوم على وجه التحديد، تكون العملية معقدة بسبب التصلب والتصلب السريع وتفاعل السطح، مما يتطلب التلدين المتكرر-دورات التخليل ومواد التشحيم المتخصصة والتحكم الصارم في الغلاف الجوي. على الرغم من هذه التحديات، يظل الرسم هو الطريقة التي لا غنى عنها لإنتاج منتجات أسلاك وقضبان وأنابيب التيتانيوم الدقيقة.