Как делают проволоку?
Проволока – это длинная и в большинстве случаев тонкая круглая (реже с трапециевидным, квадратным или шестиугольным сечением) нить, созданная из стали, меди, алюминия (иногда из никеля, титана, цинка, серебра и прочих металлов) или их сплавов. Есть современная продукция, в основе которой – би- или полиметалл. Сырьем могут служить и неметаллические материалы.
Проволока легко сгибается. Она очень популярна и используется в самых разных областях жизнедеятельности. Она важна в промышленности и пользуется невероятным спросом в быту. Сфера применения зависит не в последнюю очередь от толщины. Из нее изготавливают электропровода, метизы, пружины, сверла, термоэлектрические преобразователи, электроды, электронные устройства и др. Колючая проволока приходит на помощь, когда нужно обгородить загон для скота или спец. объект с ограниченным доступом. Благодаря большой прочности не исключено использование проволоки для поддержки мостов и иных сооружений. Даже творческие люди часто задействуют ее при декорировании, в обустройстве интерьера и изготовлении украшений, создавая как отдельные детали, так и целые оригинальные композиции (сережки, подвески, светильники, стулья, картины, часы, фоторамки и многое другое).
Разновидности проволоки
Прежде всего, она делится на виды по материалу изготовления (основные из них перечислены выше). От материала зависят характеристики продукта. Самый доступный в плане стоимости – сталь, обычно нуждающаяся в покрытии цинковым или алюминиевым слоем-защитой, предотвращающим окисление на воздухе. Не исключено омеднение стали, хотя и собственно медная проволока часто незаменима.
Кроме того, существует разделение по размеру (диаметру). Вариативность в этом плане – очень большая: от нескольких десятых мм до десятков мм. Также за основу может браться поперечное сечение (электрическая проводимость), музыкальная нота, получаемая в конкретной обстановке и число прохождений через волоку при производстве.
Особенности производственного процесса
Ранее проволокопроизводство выглядело следующим образом: рабочий разогревал кусок металла, проталкивал его через пройму в шаблоне из металла, закрепленном на станке. Далее необходимо было схватить конец, который появлялся, и вытащить его из отверстия. Все процессы выполнялись вручную, а толщина изделия зависела напрямую от силы, прикладываемой человеком.
Сегодня, конечно же, все этапы автоматизированы. Но суть – та же: проволоку протягивают или волочат сквозь постепенно уменьшаемые отверстия. Перед этим бруски металла нагревают (осуществляют термообработку) и подготавливают к волочению. Расплавленная масса поступает на колеса-проталкиватели, а на выходе получаются те же, но более совершенные длинные полосы. Их наматывают на катушку или придают товару форму мотка, ведь так удобнее и перевозить, и хранить изделие.
Основные операции могут быть повторены несколькоразово. Все зависит от требуемого диаметра.
Другие важные процессы:
- травление в растворе H2SO4 или с участием иного травителя (для изъятия окислов и налета);
- нанесение покрытий (для придания спец. свойств);
- закалка в печи (для уменьшения ломкости и обеспечения однородности механических свойств по всей длине).
На заметку! Во избежание повреждений поверхности проволоки, рабочие участки волочильного стана нужно покрыть смазкой.
Оборудование
В работе могут использоваться станы мокрого или сухого волочения.
В основе работы первых – технологии скольжения. Они совместимы с различнократными станами сухого волочения. Могут быть оборудованы разными модификациями электрических двигателей.
Что касается других, то их конструкция усовершенствована. Они более компактны, прочны и устойчивы, лишены ремней и шкивов, отличаются отсутствием шумов и вибраций. Они полностью подлежат транспортировке, что уменьшает затраты времени на монтаж и внедрение кабелей. Такие станы являются лучшим вариантом для создания проволоки с незначительным диаметром из нержавейки, а также иных видов стали (низко- и высокоуглеродистой).
Разновидность станов сухого волочения – прямоточные установки (барабаны в них располагаются горизонтально). Отличаются значительной надежностью, эргономичностью и несложным использованием, отсутствием необходимости в спец. фундаменте для установки.
Среди иного оборудования: печи, размоточные устройства для катанки, крутильные машины бугельного, сигарного и двоскрутного типов.
Реактивы для покрытия проволоки
Чтобы защитить проволоку от различных воздействий, на нее наносят покрытия. Среди самых популярных – цинковое и медное.
Цинкование и реактивы для него
Горячее цинкование – отличный способ защиты от коррозии и механических воздействий. Чтобы оно было выполнено на высшем уровне, необходимо осуществлять перечень подготовительных мероприятий: обезжиривание, травление, промывку и флюсование.
Обезжиривание осуществляют с задействованием щелочных и кислотных растворов. Каких именно – зависит от природы загрязнений. Также реактивы нужны на этапе травления (обычно, это соляная кислота). Кроме того, могут быть использованы пенообразователи. Флюсовая обработка предвидит применение таких веществ, как хлорид аммония или хлорид цинка.
Если необходимо придать цинковому покрытию блеск и гладкость, стоит задействовать обтирочные материалы и специальные эмульсии.
Меднение и используемая химия
Покрытая слоем меди проволока – одна из самых востребованных на сегодняшний день. Для ее создания используют различные электролиты:
- кислые (сульфат меди + серная кислота);
- цианистые (медноцианистая комплексная соль + цианистый натрий + сегнетова соль + гидроксид натрия);
- аммиачные (сернокислый никель, медь, натрий и аммоний + аммиак);
- этилендиаминовые (медный купорос + сульфат натрия + сернокислый аммоний + этилендиамин) и т.д.
Для обезжиривания могут понадобиться: тринатрийфосфат, каустик, жидкое стекло, карбонат натрия. Для травления: серная кислота и хромовый ангидрид. Для сенсибилизации: хлорид олова и соляная кислота.
Состав раствора для тонкослойного хим. меднения: сернокислая медь, хлористый никель, едкий натр, углекислый натрий, тартрат натрия, формалин.
Состав раствора для толстослойного химического меднения: медный купорос, каустическая сода, углекислый натрий, глицерин, формалин.
Меднение обеспечивает отличную защиту отдельных участков стальной проволоки от науглероживания, если далее предвидится резание.
Химия для производства проволоки
Две главных совокупности химических веществ, которые могут понадобиться: очистительная и смазочная химия.
Для очистки. Самые популярные вещества для снятия окалины путем химического травления – серная и соляная кислоты. Серная кислота задействуется чаще всего для обработки стальной проволоки. Соляная кислота отлично подходит для очистки проволоки из меди и биметаллической. Часто эти два компонента используются совместно.
Кислоты практически одновременно начинают влиять и на металл, и на окалину, так как в последней есть поры и трещины. При их воздействии все лишнее отделяется от изделия и перемещается в травильную емкость, где происходит постепенное восстановление водородом и растворение в травильном растворе.
Результат зависит от температуры и концентрации раствора. Минимум времени понадобится при концентрации 250-300 г/л. Если увеличить этот параметр, воздействие замедлится. Замедление процесса можно компенсировать повышением температуры. Также увеличить скорость можно перемешиванием барботажа, к примеру, с помощью воздуха, или покачиванием металла, который обрабатывается. Это еще и положительно скажется на качестве травления.
В целом, травление в кислотах может длиться как пару минут, так и час, и более, зависимо от характера окалины и условий травления.
Для исключения металлопотерь и предотвращения порчи возможно задействование ингибиторов.
Другие вещества, которые могут применяться при приготовлении растворов для травления: дихлорэтан, ацетон, железо хлорное и хлорид меди.
Для смазки. Вещества данной группы напрямую влияют на качество наружной поверхности изделий.
Важные условия обработки:
- предварительное очищение от окалины;
- полное покрытие поверхности смазкой;
- задействование прижимных роликов или цанг, обеспечивающих надлежащее прилегание смазки;
- наличие смазочного слоя в любом случае, независимо от высоких температуры и давления.
Только так поверхность будет иметь желаемое качество (высокая стойкость к коррозии, высокоадгезия ко всяческим материалам), а процесс происходить не слишком долго.
Оптимальное количество смазывающего вещества – 500-600 г на 1 тонну металла.
Основные компоненты, используемые для создания смазок: тальк, мыло, церезин или воск. Активизаторы: солидол, парафин. Химия, входящая в состав: бура, сера, известь гашеная, сульфат натрия, поваренная соль.
С учетом всего вышесказанного можно сделать вывод: производство проволоки – очень важный и необходимый бизнес, который, пожалуй, всегда будет иметь своего потребителя. Чтобы результаты дела радовали вас изо дня в день, позаботьтесь об оборудовании, реактивах для покрытия и химии в целом. Помните, что насколько качественной будет готовая продукция, зависит от соблюдения производственных норм и требований, а также от стабильности применяемой технологии. Будут вопросы по поводу приобретения хим. материалов для создания проволоки – обращайтесь!
