Pri porovnaní kvality povrchovej úpravy konvenčné stroje na ťahanie drôtov vo všeobecnosti vytvárajú hladšie a konzistentnejšie povrchové úpravy ako stroje na ťahanie valcových foriem pre väčšinu typov a priemerov drôtov. Rozdiel vo výkonnosti však do značnej miery závisí od materiálu drôtu, cieľového priemeru, rýchlosti výroby a spôsobu mazania. Pochopenie toho, kde každý stroj vyniká, pomáha výrobcom robiť inteligentnejšie rozhodnutia o zariadeniach.
Ako každý stroj dosiahne povrchovú úpravu
Štandard stroj na ťahanie drôtu tlačí drôt cez karbid volfrámu alebo diamantovú matricu pod napätím. Geometria matrice - konkrétne uhol nábehu, dĺžka ložiska a reliéf chrbta - rovnomerne stláča a predlžuje drôt. Tento 360-stupňový kontakt medzi matricou a drôtom má za následok povrch, ktorý je vysoko kontrolovaný hodnoty drsnosti povrchu (Ra) sa typicky pohybujú od 0,2 um do 0,8 um v závislosti od kvality matrice a mazania.
Naproti tomu stroj na ťahanie s valcami používa dva alebo viac protiľahlých tvrdených valcov na zmenšenie prierezu drôtu. Pretože sa valčeky dotýkajú drôtu skôr v diskrétnych bodoch ako po celom jeho obvode, deformácia je menej rovnomerná. To má často za následok mierne oválny prierez a povrchové hodnoty Ra v rozsahu 0,6 um až 1,5 um , ktorá je v mnohých aplikáciách zreteľne hrubšia ako bežné ťahanie matricou.
Priame porovnanie: Metriky povrchovej úpravy
| Kritériá | Stroj na ťahanie drôtu | Valčekový ťažný stroj |
|---|---|---|
| Drsnosť povrchu (Ra) | 0,2 – 0,8 um | 0,6 – 1,5 µm |
| Kruhosť prierezu | Vynikajúce (360° kontakt) | Stredný (bodový kontakt) |
| Povrchový oxid / vodný kameň | Nízka (pri správnom mazaní) | Stredné (zóny trenia valčekov) |
| Účinnosť mazania | Vysoká (mazanie matrice) | Dolné (otvorený valčekový kontakt) |
| Najlepšie pre | Jemný drôt, zdravotníctvo, elektronika | Tvrdé zliatiny, hrubá tyč |
Kde majú stroje na ťahanie drôtu jasnú výhodu
Pre aplikácie, ktoré vyžadujú úzke povrchové tolerancie, je preferovanou voľbou stroj na ťahanie drôtu. Medzi odvetvia s najnáročnejšími požiadavkami na povrchovú úpravu patria:
- Lekársky drôt (napr. vodiace drôty, chirurgické stehy): Ra musí byť pod 0,4 µm, aby sa zabránilo poškodeniu tkaniva a zabezpečila sa biokompatibilita.
- Magnetický drôt / smaltovaný drôt : Hrubý povrch spôsobuje nerovnomernú priľnavosť smaltovaného náteru, čo vedie k zlyhaniu izolácie. Stroje na ťahanie drôtu s leštenými diamantovými matricami dosahujú požadovanú hladkosť.
- Jemný drôt s priemerom pod 0,5 mm : Valčekové lisovacie stroje vo všeobecnosti nie sú vhodné v tomto rozsahu. Stroje na ťahanie drôtu s mokrým mazacím systémom dokážu spoľahlivo spracovať drôt do 0,01 mm.
- Svetlý drôt pre viditeľné aplikácie : Ozdobné drôty, drôty na šperky a architektonické káble vyžadujú jasný, zrkadlový povrch, ktorý dokáže dôsledne poskytnúť iba dobre vyladený stroj na ťahanie drôtov.
V kontrolovanom teste s použitím medeného drôtu s priemerom 1,0 mm, stroj na ťahanie drôtu s viacerými zápustkami vybavený zápustkami z lešteného karbidu volfrámu a mokrým mazaním na báze oleja vyrobil drôt s Ra = 0,25 um , zatiaľ čo dvojvalcový lisovací stroj pracujúci na rovnakej surovine produkoval Ra = 0,92 µm – takmer štyrikrát hrubšie .
Kde sú valcové lisovacie stroje konkurencieschopné
Valčekové lisovacie stroje nie sú v každom scenári horšie. Ponúkajú špecifické výhody, vďaka ktorým sú v určitých výrobných prostrediach lepšou voľbou.
Spracovanie tvrdých a vysokolegovaných materiálov
V prípade materiálov, ako je volfrám, molybdén, nehrdzavejúca oceľ alebo zliatiny titánu, je opotrebovanie matrice v bežnom stroji na ťahanie drôtu ťažké a nákladné. Stroje s valcovými matricami používajú rotujúce valce, ktoré rozdeľujú opotrebovanie na väčšiu kontaktnú plochu, predlžuje životnosť nástroja 3 až 5 krát v porovnaní s pevnými matricami v týchto aplikáciách z tvrdého materiálu. Kompromis povrchovej úpravy je tu prijateľný, pretože tieto produkty sú zvyčajne štrukturálne a nie precízne dokončené.
Rozdelenie tyče s veľkým priemerom
V počiatočných fázach rozpadu – redukčná tyč z 8 mm na 3–4 mm – je povrchová úprava sekundárna vzhľadom na účinnosť redukcie rozmerov. Stroje s valcovými matricami zvládajú túto hrubovaciu prácu efektívne a vďaka ich nižším nákladom na jeden prechod sú ekonomicky atraktívne pre vysokotonážne operácie. Konvenčný stroj na ťahanie drôtu sa potom používa na dokončovacie priechody, kde záleží na kvalite povrchu.
Nižšie prevádzkové náklady na prechod
Valčekové matrice je možné prebrúsiť a opakovane použiť. Naproti tomu diamantové a karbidové matrice pre stroje na ťahanie jemného drôtu sú presné komponenty, ktoré môžu stáť 50 až 500 dolárov za kocku v závislosti od triedy a veľkosti a nie vždy sa dajú ekonomicky preleštiť.
Úloha mazania vo výsledku povrchovej úpravy
Mazanie je jedným z najväčších faktorov ovplyvňujúcich povrchovú úpravu akéhokoľvek stroja na ťahanie drôtu. Systémy mokrého mazania – kde drôt prechádza kúpeľom s tekutým mazivom pred a počas kontaktu s matricou – neustále prekonávajú ťahanie za sucha z hľadiska kvality povrchu. Kľúčové výhody mokrého mazania v stroji na ťahanie drôtu zahŕňajú:
- Znížený koeficient trenia (z ~0,10–0,12 pri ťahaní za sucha až po ~0,04–0,06 pri ťahaní za mokra)
- Prevencia ryhovacích značiek na povrchu drôtu
- Konzistentný tepelný manažment, ktorý zabraňuje mikrotrhlinám povrchu pri vysokých rýchlostiach ťahania
- Odstránenie kovových jemných častíc, ktoré by sa inak usadili v povrchu drôtu
Stroje na ťahanie valcových foriem majú podľa konštrukcie obmedzenú schopnosť úplne uzavrieť deformačnú zónu v mazive. Toto štrukturálne obmedzenie je hlavným dôvodom, prečo ich povrchová úprava zaostáva za strojmi na ťahanie drôtu s uzavretými zápustkami, najmä pri vyšších rýchlostiach ťahania nad 10 m/s.
Rozhodnutie medzi strojom na ťahanie drôtu a strojom na ťahanie valcom by sa malo riadiť vašou špecifickou špecifikáciou produktu, nie samotnou cenou stroja.
- Ak to koncové použitie vášho drôtu vyžaduje Ra pod 0,8 um , úzka tolerancia kruhovitosti (ovalita pod 0,5 %) alebo priemery pod 1,0 mm — vyberte si stroj na ťahanie drôtu.
- Ak ťaháte tvrdé zliatiny, spracovávate tyče s veľkým priemerom pri lámaní alebo uprednostňujete životnosť lisovnice pred povrchovou úpravou – stroj na ťahanie lisovnicou je praktickou voľbou.
- Pre zmiešané výrobné linky sa používa veľa zariadení valcové lisovacie stroje na hrubé lámanie a stroje na ťahanie drôtu na konečnú úpravu kombinujúci nákladové výhody oboch.
Investícia do modernizácie kvality lisovnice a systému mazania na stroji na ťahanie drôtu bude trvalo prinášať lepšiu návratnosť povrchovej úpravy ako ktorákoľvek modifikácia dostupná pre zariadenie s valcovou matricou. Pre výrobcov, ktorých hodnota produktu závisí od estetiky povrchu alebo presnej priľnavosti povlaku, zostáva stroj na ťahanie drôtu štandardnou technológiou.
