Proses Melukis Wayar/Bar - Satu Analisis Teknikal
1. Apa Itu Lukisan?
Melukisialah proses pembentukan logam di mana rod logam, bar, wayar atau tiub ditarik melalui acuan tirus, mengurangkan-luas keratan rentasnya dan menambah panjangnya. Tidak seperti guling, lukisan ialah aproses tegangan- bahan ditarik, tidak ditolak - membolehkan kawalan dimensi yang tepat dan kemasan permukaan yang sangat baik.
Proses tersebut mengikut prinsipketekalan isipadu: apabila-luas keratan rentas berkurangan, panjang bertambah secara berkadar.
2. Jenis Proses Melukis
表格
| taip | Penerangan | Produk Biasa |
|---|---|---|
| Lukisan batang/Bar | Satu atau berbilang pas melalui die; bar biasanya Lebih besar daripada atau sama dengan 5–9 mm | Bar titanium, bar tahan karat |
| Lukisan wayar | Lukisan berterusan melalui satu siri die dengan capstan di antara hantaran | Kawat titanium, dawai keluli (hingga ~0.05 mm) |
| Lukisan tiub | Atas mandrel tetap/terapung atau palam (tenggelam tanpa mandrel untuk saiz dinding) | Tiub titanium, tiub ketepatan |
| Lukisan bentuk | Mati bukan-bulat untuk profil (segi empat sama, heksagon, rata) | Wayar profil, bahagian khas |
3. Aliran Proses (Contoh Wayar Titanium Biasa)
Penyediaan permukaan- Penjerukan asid (HF + HNO₃) untuk membuang skala oksida dan kecacatan permukaan; salutan pelincir (sabun, kapur, atau pelincir titanium khas)
Menunjuk- Hujung hadapan digoyang/digulung ke titik yang cukup kecil untuk memasuki dadu
Pas lukisan- Berbilang hantaran melalui die yang semakin kecil, denganpenyepuhlindapan antara-laluanuntuk titanium (untuk memulihkan kemuluran yang hilang akibat pengerasan kerja)
Rawatan antara-laluan- Penjerukan + pelincir semula-salutan selepas setiap anil
Pas saiz akhir- Pengurangan kecil untuk ketepatan dimensi dan kualiti permukaan
Penamat- Meluruskan, memotong, menggiling; pembersihan dan pemeriksaan
4. Parameter Proses Utama
(a) Nisbah Pengurangan (Pengurangan Kawasan)
ε=A0A0−A1×100%
Kawat titanium: biasanya15–25% setiap pasuntuk gred CP; lebih rendah (10–15%) untuk aloi seperti TC4
Kawat keluli: boleh mencapai 20–35% setiap pas
Terlalu tinggi → haus mati, wayar putus; terlalu rendah → permukaan buruk, pengeluaran tidak cekap
(b) Geometri Mati
Sudut die ( ): biasanya 8–14 darjah untuk titanium; menjejaskan zon ubah bentuk, geseran, dan kerja berlebihan
Panjang galas: mengawal saiz dan kemasan permukaan
Bahan die:karbida tersinter (tungsten karbida)untuk kebanyakan kerja;berlian polihabluran (PCD)danberlian asliuntuk hantaran halus/akhir dan logam bukan-ferus seperti titanium
(c) Kelajuan Lukisan
Titanium: biasanyarendah-hingga-kelajuan sederhana(beberapa hingga puluhan m/min untuk bar; sehingga ratusan m/min untuk wayar halus dengan pelinciran yang betul)
Kelajuan yang berlebihan → pembentukan haba, kerosakan filem pelincir
(d) Pelinciran
Kritikal untuk titanium kerana iakecenderungan perit(titanium melekat pada permukaan mati dan kimpalan di bawah tekanan)
Pelincir biasa: serbuk sabun, pelincir-berasaskan minyak, salutan molibdenum disulfida (MoS₂), salutan penukaran fluorida/fosfat untuk cabutan teruk
(e) Suhu
Lukisan sejuk(suhu bilik): standard untuk wayar dan tiub - pengerasan kerja berlaku
Lukisan hangat(150–300 darjah untuk titanium): mengurangkan kekuatan dan daya tarikan untuk aloi yang sukar
Lukisan panas: jarang berlaku; digunakan untuk pengurangan yang sangat besar atau aloi keras
(f) Daya Lukisan
F=σavg⋅A1⋅(1+μcot )⋅lnA1A0
Di mana σ=tegasan aliran, μ=pekali geseran,=sudut mati. Daya mesti kekal di bawah kekuatan tegangan bahagian yang ditarik untuk mengelakkanputus wayar.
5. Peralatan
表格
| peralatan | Fungsi |
|---|---|
| Blok lembu jantan / bangku cabutan-tunggal | Lukisan batang dan palang; operasi kumpulan mudah |
| Mesin lukisan berbilang-laluan (berterusan) | Siri dies + capstans; kapstan perantaraan menyimpan dan menarik wayar; membolehkan produktiviti yang tinggi |
| Penyepuhlindapan sebaris + garis penjerukan | Untuk laluan proses bersepadu - titanium |
| Bangku lukisan tiub | Dengan sistem mandrel/palam untuk kawalan ID |
| Sistem pengilat/pemeriksaan mati | Mengekalkan kualiti cetakan - kritikal untuk titanium |
6. Titanium-Pertimbangan Khusus
Titanium dianggap sebagai salah satu logam yang lebih sukar untuk dilukis, kerana:
Kekuatan tinggi dan pengerasan kerja yang cepat- memerlukan penyepuhlindapan antara-laluan yang kerap (vakum atau penyepuhlindapan atmosfera argon pada 650–750 darjah untuk mengelakkan pencemaran oksigen)
Kereaktifan kimia yang kuat- melekat pada mati; lapisan permukaan yang tercemar mesti disingkirkan dengan penjerukan
Modulus keanjalan rendah- springback menjadikan kawalan dimensi lebih sukar
Sensitiviti kepada hidrogen- penjerukan mesti dikawal (pengambilan HF yang berlebihan menyebabkan kerosakan hidrogen)
Penjanaan haba- kekonduksian terma rendah menumpukan haba geseran pada acuan; kelajuan dan pelinciran mesti diuruskan dengan teliti
7. Kecacatan dan Kawalan Kualiti
表格
| Kecacatan | sebab | Pencegahan |
|---|---|---|
| Pecah wayar | Pengurangan yang berlebihan, pelinciran yang lemah, kecacatan dalaman | Optimumkan jadual pengurangan, menambah baik pelinciran, pemeriksaan UT bagi bahan mentah |
| Goresan / pemarkahan | Die haus, lekatan titanium (menyedihkan) | Penggilap mati, pelincir yang lebih baik, kitaran hayat mati yang lebih pendek |
| Variasi diameter | Daya tarikan tidak sekata, haus die, slip capstan | Pemantauan diameter-tertutup, pemeriksaan acuan biasa |
| Retak permukaan | Lebih-pengurangan, bahan suapan tercemar | Kitaran penyepuhlindapan yang betul, permukaan bersih |
| Pencemaran oksida/permukaan | Suasana penyepuhlindapan yang tidak betul | Penyepuhlindapan vakum atau argon; penjerukan menyeluruh |
| Baki tekanan / pusingan | Ubah bentuk tidak sekata | Meluruskan, menegangkan-anil pelega |
8. Kelebihan dan Had Melukis
Kelebihan:
Ketepatan dimensi yang sangat baik (toleransi ±0.01 mm boleh dicapai pada wayar halus)
Kemasan permukaan yang unggul (Ra hingga 0.1–0.4 μm)
Pengerasan kerja meningkatkan kekuatan semasa pemprosesan
Perkakas mudah; fleksibel untuk kumpulan kecil dan banyak saiz
Had:
Pengurangan setiap-laluan terhad; banyak hantaran diperlukan (lambat untuk jumlah pengurangan yang besar)
Kos mati dan pelincir yang tinggi untuk logam reaktif seperti titanium
Tegasan sisa mungkin memerlukan-penyepuhlindapan lukisan
Keratan-dibataskan oleh kekuatan tegangan - bahagian yang sangat besar tidak boleh dilukis
Lukisan ialah proses pembentukan-logam teganganyang menarik rod, wayar dan tiub melalui acuan tirus untuk mengurangkan keratan-dengan ketepatan tinggi dan kualiti permukaan. Pembolehubah proses teras - nisbah pengurangan setiap pas, geometri cetakan, pelinciran, kelajuan dan suhu - mesti diseimbangkan dengan teliti untuk mengelakkan kerosakan dan kecacatan. Khusus untuk titanium, prosesnya rumit oleh pedih, pengerasan kerja yang cepat dan kereaktifan permukaan, memerlukan kitaran penyepuhlindapan-yang kerap, pelincir khusus dan kawalan atmosfera yang ketat. Walaupun menghadapi cabaran ini, lukisan kekal sebagai kaedah yang amat diperlukan untuk menghasilkan produk dawai, bar dan tiub titanium ketepatan.
