В процессе волочения проволоки существует золотое правило, подтвержденное десятилетиями практики и технической литературой: «Первая волока — особенная».
Многие технологи уделяют основное внимание чистовым проходам, стремясь получить блестящую поверхность. Однако качество готовой проволоки, стойкость инструмента и стабильность процесса на высоких скоростях закладываются именно на первом маршруте — при «обдирке».
В этой статье мы разберем физику процесса в первой волоке и объясним, почему кальциевая смазка здесь практически безальтернативна.
«Шоковая терапия» для металла
Первая волока работает в самых тяжелых условиях. В технической литературе вход катанки в первую волоку описывается как «шоковая атака».
1. Грубая поверхность: В отличие от полированной проволоки на промежуточных этапах, поверхность катанки грубая и неровная.
2. Проблема захвата: Главная задача первой волоки — не просто уменьшить диаметр, а обеспечить «захват смазки».
3. Температурный удар: При первом обжатии выделяется огромное количество тепла. Если смазочная пленка расплавится слишком быстро, произойдет контакт «металл по металлу», что приведет к мгновенному износу дорогостоящей твердосплавной вставки.
Именно поэтому геометрия первой волоки отличается от остальных: для нее рекомендуются более широкие углы входа (около 12–14°), чтобы облегчить поступление смазки в зону деформации.
Почему Кальций (Ca) для первой волоки?
Для первого прохода, особенно при работе с механически очищенной катанкой (после окалиноломателя), литература категорически рекомендует использовать кальциевые мыла.
Вот три физические причины, основанные на данных исследований:
1. Высокая температура плавления: Кальциевые смазки имеют температуру плавления 240–300°C (против 190–270°C у натриевых). Это позволяет им сохранять твердое или пластичное состояние в момент «теплового шока» на входе в волоку, не превращаясь в жидкость мгновенно.
2. Толстая пленка: Кальциевое мыло нерастворимо в воде и образует толстый, твердый слой (так называемый «cake» или туннель). Этот слой заполняет неровности грубой катанки, создавая надежный разделительный барьер между металлом и карбидом вольфрама.
3. Роль носителя: Если на проволоке нет химического подслоя (например, при механическом удалении окалины), мало-жирное кальциевое мыло берет на себя функцию носителя, обеспечивая стабильность пленки.
Важный нюанс: Использование слишком «жирной» смазки на первом проходе опасно. Если смазка слишком жирная, она может не захватиться проволокой и просто вытекать из волоки (явление, известное как «turding»), не создавая нужного давления.
Стратегия выбора смазок: Кальций → Натрий
Идеальный процесс волочения — это градиент. По мере того как проволока становится тоньше, быстрее и горячее, свойства смазки должны меняться.
Основываясь на рекомендациях Traxit и технической литературе, лучшая практика выглядит так:
Шаг 1: Первая волока (Обдирка)
• Тип: Чистое кальциевое мыло.
• Задача: Создание толстого, тугоплавкого базового слоя.
• Пример: Traxit TR 41 — классический выбор для первого прохода, обеспечивающий мощный захват даже на механически очищенной катанке.
• Совет: Используйте механический аппликатор смазки перед первой волокой. Это устройство принудительно нагнетает порошок на проволоку, компенсируя отсутствие химического покрытия.
Шаг 2: Промежуточные волоки
• Тип: Кальций-Натриевая смесь или Натриевое мыло с присадками.
• Задача: Баланс между защитой и скольжением. По мере роста скорости проволока нагревается. Чистый кальций может стать слишком вязким и тормозить процесс, а чистый натрий может быть еще слишком жидким.
• Пример: Traxit C 4540 — смешанная смазка с высокой точкой размягчения, идеально подходящая для скоростного волочения пружинной проволоки и корда.
Шаг 3: Чистовые волоки (Finishing)
• Тип: Натриевое мыло (Na).
• Задача: Глянец и охлаждение. Натриевые смазки растворимы в воде, имеют более низкую температуру плавления и образуют тонкую пленку. Это обеспечивает чистую, блестящую поверхность и снижает трение на огромных скоростях.
• Пример: Traxit SL 2020 или SL 2010 — обеспечивают отличную чистоту поверхности на финише.
Резюме
Попытка использовать одну и ту же смазку (особенно натриевую) на всех этапах — это компромисс, который убивает ваши волоки на первом проходе.
1. Начните с Кальция: Он выдержит удар, закроет неровности катанки и создаст фундамент смазочного слоя.
2. Переходите на Натрий: По мере разгона машины переходите на более легкоплавкие и растворимые смазки для получения идеальной геометрии и блеска.
Правильная комбинация смазок — это самый дешевый способ продлить жизнь дорогостоящему волочильному инструменту.
———————————————————————————
Список литературы (References)
1. Enghag, Per. Steel Wire Technology. (Глава 7: Lubrication). Стр. 105–106, 118 (О важности первой волоки, кальциевых мылах и риске использования жирных смазок).
2. Adam, Alastair T. Wire-Drawing and the Cold Working of Steel. Стр. 39, 41 (О «шоковой атаке» на первую волоку и геометрии волок).
3. TRAXIT International. Company Presentation and Wire Drawing. Слайды «Dry drawing lubricants» (Сравнение свойств Ca и Na мыл, температуры плавления).
4. TRAXIT International. Product Cards. (Рекомендации продуктов TR 41, C 4540, SL 2020 для различных этапов волочения).
