Способ изготовления омедненной проволоки

Изобретение относится к производству проволоки и может быть использовано в метизном производстве при изготовлении омедненной проволоки, которая используется для сварки или в различных отраслях промышленности. Способ включает предварительную подготовку катанки к волочению, первое волочение катанки с использованием сухой смазки, рекристаллизационный отжиг, подготовку проволоки ко второму волочению, второе волочение проволоки, контактное меднение, промывку и сушку. Второе волочение проволоки выполняют в два этапа: 1 этап - волочение с использованием сухой смазки, 2 этап - волочение проволоки с использованием жидкой смазки. В способе используют 4 ванны, снабженные обтирами. Меднение проволоки включает подачу проволоки в первую ванну с жидкостью или с жидкостью, содержащую комплексон, нагретую до температуры 40-60°С, с последующим обтиром. Обтиры повторяют после каждой ванны. После чего проволоку подают во вторую ванну в раствор серной кислоты или в раствор серной кислоты, содержащий комплексон. Далее осуществляют контактное меднение проволоки в третьей ванне. Омедненную проволоку промывают в воде в четвертой ванне и на конечном этапе выполняют уплотняющую протяжку и сушку. Изобретение позволяет получить прочное сцепление покрытия с проволокой, сделать покрытие плотным и равномерным и требует минимальных затрат. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству проволоки и может быть использовано в метизном производстве при изготовлении омедненной проволоки, которая используется для сварки или в различных отраслях промышленности.

Известен способ гальванического меднения стальной проволоки перед волочением [Патент РФ №2081210]. Он включает предварительную подготовку поверхности проволоки и последующее осаждение меди в нескольких ваннах при разной плотности тока до определенной толщины покрытия, после чего осуществляют сушку покрытия. Недостатками данного способа являются низкая производительность, большие площади, занимаемые оборудованием и его сложность.

Известен способ производства омедненной проволоки и других длинномерных изделий [заявка РФ №2004116389, опубл. 27.02.2006]. Способ осуществляют с помощью вакуумно-дуговой обработки. Недостатками данного способа являются низкая производительность и сложность оборудования.

За прототип выбран способ изготовления омедненной проволоки, включающий предварительную подготовку катанки к волочению; волочение катанки; рекристаллизационный отжиг; подготовку проволоки к волочению; волочение; меднение проволоки, включающее обезжиривание, контактное меднение, промывку и сушку; контроль качества готовой проволоки [Белалов Х.Н, Клековкина Н.А., Клековкин А.А и др. Производство стальной проволоки. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. С.344-348, 505-507]. Недостатком способа является низкое качество медного покрытия, т.е. нарушение сплошности медного покрытия, пористость и плохое сцепление со сталью, что приводит, например, на сварочной проволоке, к нарушению стабильности горения дуги при сварке, и, как результат, к низкому качеству сварного шва, а также увеличению разбрызгивания металла при сварке.

Задачей изобретения является улучшение качества медного покрытия, исключение нарушений его сплошности, пористости и плохого сцепления со сталью.

Предложен способ изготовления омедненной проволоки, включающий

предварительную подготовку катанки к волочению, первое волочение катанки с использованием сухой смазки, рекристаллизационный отжиг, подготовку проволоки ко второму волочению, второе волочение проволоки, которое выполняют в два этапа: 1 этап - волочение с использованием сухой смазки, 2 этап - волочение проволоки с использованием жидкой смазки. В способе используют 4 ванны, снабженные обтирами. Меднение проволоки включает подачу проволоки в первую ванну с жидкостью или с жидкостью, содержащую комплексон, нагретую до температуры 40-60°С с последующим обтиром. Обтиры повторяют после каждой ванны. После чего проволоку подают во вторую ванну в раствор серной кислоты или в раствор серной кислоты, содержащий комплексон. Далее осуществляют контактное меднение проволоки в третьей ванне. Омедненную проволоку промывают в воде в четвертой ванне и на конечном этапе выполняют уплотняющую протяжку и сушку.

В качестве комплексона вводят этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) и(или) ее натриевые соли. В качестве жидкости используют воду или водный раствор щелочи или кислоты.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение второго волочения в два этапа позволяет уменьшить слой сухой смазки на поверхности проволоки, оставшийся после сухого волочения, поскольку мокрая смазка частично растворяет сухую смазку. Подача проволоки в предварительно нагретую жидкость повышает растворимость волочильной смазки и большая ее часть переходит в жидкость при прохождении проволоки через ванну, а остатки снимаются обтиром.

Применение обтиров (механических, воздушных и т.п.) после каждой технологической операции предотвращает перенос жидкостей в последующие технологические растворы, что увеличивает срок эксплуатации растворов, а также удаляет с поверхности проволоки остатки загрязнений после технологических операций, что влияет на качество омедненной проволоки.

Дополнительная уплотняющая протяжка позволяет получить более прочное сцепление слоя меди с проволокой вследствие развития диффузионных процессов в твердом состоянии при малых упругих деформациях. Использование комплексона способствует удалению с поверхности проволоки волочильной смазки и продуктов взаимодействия волочильной смазки и стальной проволоки с технологическими растворами и обеспечивает чистоту поверхности, необходимую для получения более плотного и равномерного покрытия. Совокупность всех вышеперечисленных операций позволяет получить высокое качество омедненной проволоки.

При подаче проволоки в жидкость, находящуюся при температуре окружающей среды, меньшая часть волочильной смазки переходит в раствор, а большая часть снимается обтиром, загрязняя его. В конечном итоге обтир перестает выполнять свои функции и остатки волочильной смазки на поверхности проволоки будут препятствовать качественному осаждению меди. Нагрев жидкости до 40°С приводит к тому, что данный недостаток устраняется и процесс стабилизируется, а нагрев более 60°С не целесообразен.

Пример 1. Способ реализован на установке, состоящей из участка подготовки катанки к волочению; первого стана сухого волочения; участка отжига проволоки; участка подготовки проволоки к волочению; второго стана сухого волочения; стана мокрого волочения; линии меднения, включающей четыре технологические ванны с обтирами; дополнительной волоки или различной конструкции фильеры для уплотняющей протяжки. Для производства омедненной проволоки использовали катанку ⌀6,5 мм из стали марки св. 08Г2С. Производство омедненной проволоки включало следующие стадии: предварительную подготовку катанки к волочению; первое волочение катанки с использованием в качестве смазки порошкового мыла; рекристаллизационный отжиг; подготовку проволоки к волочению; второе волочение проволоки, которое выполняли в два этапа: 1 этап - волочение с использованием в качестве смазки порошкового мыла на основе стеарата кальция, 2 этап - волочение проволоки с использованием жидкой смазки, в качестве которой использовали водную эмульсию, например, следующего состава: олеиновая кислота - 1,0%; сода кальцинированная - 0,4%; масло индустриальное - 0,1%; вода - 98,5%. При меднении проволоку подавали в первую ванну в жидкость плюс комплексон - водный раствор двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Na2H2Y - комплексон III, торговое название - трилон Б), предварительно нагретый до температуры 50°С с последующим прохождением через обтиры. После этого проволоку подавали во вторую ванну в раствор серной кислоты с последующим прохождением через обтиры. Контактное меднение проволоки осуществляли в третьей ванне в водном растворе, содержащем сульфат меди, с последующим прохождением через обтиры. Промывку омедненной проволоки осуществляли в четвертой ванне в воде с последующем прохождением через обтиры. На конечном этапе выполняли уплотняющую протяжку проволоки с использованием жидкой смазки, в качестве которой использовали водную эмульсию следующего состава: олеиновая кислота - 1,0%; сода кальцинированная - 0,4%; масло индустриальное - 0,1%; вода - 98,5%; намотку готовой проволоки.

Последующие примеры выполняли аналогично примеру 1, изменяя составы 1-й и 2-й ванн. Результаты приведены в таблице.

Таблица
№ опыта Состав первой ванны, % по массе Состав второй ванны, % по массе Температура, °С Сплошность покрытия Пористость покрытия Сцепление со сталью
1 Вода (98%) + двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (2%) Раствор серной кислоты 50 Хорошее Минимальная Хорошее
2 1% раствор гидроксида натрия в воде(98%) + натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (2%) Раствор серной кислоты(98%)+натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (2%) 40 Хорошее Минимальная Хорошее
3 1% раствор серной кислоты в воде Раствор серной кислоты(95%)+этилендиаминтетрауксусная кислота (5%) 60 Хорошее Минимальная Хорошее
4 Вода (97%) + тринатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты(3%) Раствор серной кислоты 45 Хорошее Минимальная Хорошее
5 Вода (97%) + тетранатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (3%) Раствор серной кислоты 55 Хорошее Минимальная Хорошее

Контроль сплошности покрытия проводили осмотром проволоки невооруженным глазом на расстоянии 25 см от контролируемой поверхности при естественном или искусственном освещении. Освещенность была не менее 300 лк при применении ламп накаливания. Оценку качества внешнего вида покрытий проводили на соответствие образцам-эталонам. При оценке внешнего вида учитывали состояние поверхности проволоки перед нанесением покрытий. Контроль прочности сцепления покрытия проводили методом изгиба. При проведении контроля проволоку с покрытием изгибали вручную под углом 90 градусов в одну сторону, затем в другую до излома. В месте излома не было отслаивания покрытия. Растрескивание покрытия не учитывалось. Контроль пористости покрытия проводили металлографическим методом. Таким образом, способ позволяет получить прочное сцепление покрытия с проволокой, сделать покрытие плотным и равномерным.

1. Способ изготовления омедненной проволоки, включающий предварительную подготовку катанки к волочению, первое волочение катанки с использованием сухой смазки, рекристаллизационный отжиг, подготовку проволоки ко второму волочению, второе волочение проволоки, контактное меднение, промывку и сушку, отличающийся тем, что второе волочение выполняют в два этапа: 1 этап - волочение проволоки с использованием сухой смазки и 2 этап - волочение проволоки с использованием жидкой смазки, а меднение проводят путем подачи проволоки в первую ванну с жидкостью, нагретую до температуры 40-60°С, с последующей подачей проволоки во вторую ванну в раствор серной кислоты, после каждой ванны проволоку пропускают через обтир, причем в первую ванну и/или во вторую ванну предварительно вводят комплексон, а на конечном этапе выполняют уплотняющую протяжку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют воду или водный раствор щелочи или кислоты.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве комплексона вводят этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) и/или ее натриевые соли.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам обработки металлокорда с помощью высокочастотных индукционных разрядов в условиях динамического вакуума. .
Изобретение относится к способам изготовления платинитовой проволоки и может быть использовано в электровакуумных и полупроводниковых приборах. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве биметаллических изделий, состоящих из заготовки оболочки с донной частью и заготовки сердечника и имеющих донную часть с цилиндрическим участком.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии производства полуфабрикатов методом прессования. .

Изобретение относится к метизной промышленности и может быть использовано при производстве слоистых труб, прутков проволоки и профильных изделий с преимущественно стальной основой.
Изобретение относится к области производства материалов с особыми физическими свойствами и может быть использовано при изготовлении высокочувствительных датчиков магнитного поля.

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности биметаллической сталемедной проволоки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности - к способам прессования составных по толщине пустотелых заготовок, с целью получения труб с плакированной рабочей поверхностью.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству композиционных материалов и может быть использовано при производстве биметаллической проволоки со стальным сердечником, преимущественно сталемедной проволоки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к оборудованию для изготовления прутков, труб и профилей прессованием. .

Изобретение относится к технологии механической обработки металлов давлением при интенсивной пластической деформации и может быть использовано для изготовления нанокристаллических труднодеформируемых металлов

Изобретение относится к способу изготовления детали, содержащей вставку из композитного материала, образованного из керамических волокон в металлической матрице

Изобретение относится к области обработки металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для получения нанокристаллических материалов с увеличенным уровнем механических свойств, и может быть использовано при обработке изделий из магнитомягких сплавов. Способ изготовления изделий из магнитомягкого сплава на основе железо-кобальт равноканальным угловым прессованием включает пескоструйную обработку поверхности заготовок, травление в смеси серной, плавиковой и азотной кислоты при их соотношении, г/л: 550-750, 250-300, 250-300, активирование поверхности заготовки в растворе соляной кислоты с концентрацией не менее 200 г/л, формирование на поверхности заготовки гальванического промежуточного слоя из никеля толщиной 3-5 мкм, формирование гальванического пластичного слоя из меди толщиной 80-100 мкм и равноканальное угловое прессование заготовок при давлении 1000 МПа в диапазоне температур 450-500°С. Изобретение обеспечивает значительное снижение электрического потенциала поверхности образцов, что снижает их окисляемость и позволяет увеличить количество проходов при прессовании. 1 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой давлением плакированных фасонных слоистых композиционных металлических изделий, преимущественно на стальной основе. Поверхность основы предварительно очищают ультразвуковым способом, а затем подвергают электролитно-плазменной обработке. Осуществляют одновременную подачу основы и плакирующего слоя и сборку заготовки с герметизацией зоны соединения. Проводят нагрев и совместную деформацию слоистой заготовки в режиме прокатки в вертикальной паре валков с последующей протяжкой в горизонтальной паре валков в общем деформирующем блоке при предварительном ступенчатом нагреве до предпрокатной температуры в пределах 0,7-0,8 температуры плавления плакирующего материала. На входе в горизонтальную пару валков заготовку обдувают паровоздушной смесью. Предпрокатный нагрев проводят в безокислительной среде. Катающая пара валков имеет диаметр как минимум на 10% больше диаметра валков протягивающей пары. За счет использования комплексной модификации поверхности основы, а также условий и режимов нагрева слоистой заготовки при эффективной схеме деформации способ обеспечивает получение прочного соединения основы с плакирующей оболочкой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении биметаллической проволоки на стальной основе с оболочками из различных металлов, преимущественно цветных. Предварительно обрабатывают стальной сердечник и медную оболочку в виде ленты в электролите в электрогидродинамическом режиме анодного процесса. Собирают заготовку путем оборачивания оболочкой сердечника. Соединяют ее кромки. Осуществляют нагрев полученной заготовки до 750-850°С в электролитной плазме в режиме анодного процесса. Производят прокатку полученной заготовки. Способ позволяет изготавливать биметаллическую проволоку с высоким качеством соединения входящих в ее состав металлов, при значительно меньших усилиях прокатки обеспечивает прочное соединение разнородных металлов, например стали сердечника и меди оболочки, при этом медная оболочка не утончается и на ней не образуется грат. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Способ изготовления сплошных биметаллических изделий включает получение сборной заготовки, состоящей из заготовки сердечника и заготовки оболочки с донной частью, и последующее совместное горячее прессование сборной заготовки в матрицу с приложением усилия к ее заднему торцу. При этом предварительно определяют диаметральные размеры заготовки оболочки и заготовки сердечника из условия равенства вытяжек слоев при прессовании. Проводят пробное прессование сборной заготовки. Вырезают образец из срединной части отпрессованного биметаллического изделия, на котором готовят поперечный шлиф. Определяют фактический диаметр сердечника, после чего корректируют диаметр исходной заготовки сердечника, величина которого регламентирована математической зависимостью. Технический результат заключается в получении сплошных биметаллических изделий с требуемыми геометрическими размерами слоев при минимальном количестве итераций. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении сплошных биметаллических изделий с сечением квадратной формы, состоящих из разнородных материалов. Сборную заготовку, состоящую из заготовки сердечника и заготовки оболочки с донной частью подвергают горячему прессованию в матрицу. Диаметральные размеры заготовки оболочки и заготовки сердечника определяют из условия равенства вытяжки слоев при прессовании. При этом проводят пробное прессование сборной заготовки. Затем из срединной части отпрессованного биметаллического изделия вырезают образец, на котором готовят поперечный шлиф. Определяют фактический размер "под ключ" сердечника, после чего по приведенной формуле определяют откорректированный диаметр исходной заготовки. В результате обеспечивается получение биметаллических изделий с требуемыми геометрическими размерами слоев при минимальном количестве итераций. 1 ил., 2 табл., 1 пр.
Наверх