191050. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék magas olvadáspontú fémhuzalok húzására
1 2 191 050 A találmány eljárás és készülék magas olvadáspontú fémekből készített huzalok húzására. Magas olvadáspontú fémekből (W, Mo stb.) készített huzalok húzásához kenőanyagként leggyakrabban grafitot használnak. A finomra őrölt grafitot folyadékban szuszpendálják (kolloid állapo' ban tartják), majd ezt a grafit szuszpenziót ráviszik a huzal megfelelően előkészített (oxidált) felületére és arra rászárítják. Az ilyen módon grafitvédelemmel és kenőréteggel előállított huzalt gázlángon, ill. kályhán átvezetve 200-1000 °C-ra hevítik és a meleg huzalt húzzák szokásos húzóköveken. A 4 366 695 számú amerikai szabadalmi leírásban pl. egy gázlángterelő elrendezést ismertetnek a húzókő előtti huzal hevítéséhez. A grafitréteg megakadályozza, hogy a huzal hevítés során tovább oxidálódjék, vagy melegen az őt körülvevő atmoszférából káros szennyezőket vegyen fel, a dróthúzás alakitó művelete során viszonylag kis súrlódásra vezet, majd a húzókőből kifutó meleg huzalt is védi az atmoszferikus hatásoktól. A kolloid állapotú grafit érzékeny anyag. Szállítása, kezelése, előkészítése is igen gondos munkát követel, és az esetleges hiányosságok sok kárt okoznak a későbbi húzásnál. Az egyenletes, vékony grafitréteg felvitele a huzalra nem könnyű, mert a grafit szuszpenzió kolloid állapotban érzékeny a hőmérsékletre, a szennyezőkre, az áramlási viszonyokra, a lúgos kémhatású közeg ph-jára stb. Ezek a környezeti hatások a kolloid állapoton keresztül megváltoztatják a kenőanyag tapadóképességét, viszkozitását stb. Márpedig a túl vékony, vagy a szennyezett grafit könnyen leéghet a huzal felületéről és nem véd, nem ken. A túl vastag grafit lepereg a huzalról, így az helyenként nem kap védelmet, ill. kenést, bár a visszamaradó grafitszigetek a húzás során elkenődnek a felületen, de a vastagság nem lesz egyenletes, és az sem biztos, hogy a fedettség teljes lesz. Nem megfelelően beállított húzási fokozatok esetén (s ez igen gyakori és nehezen elkerülhető hiba) gyakran felrepedezik a grafitréteg a húzókő után tovább nyújtott huzal felületén. így a grafitréteg oxidokkal szennyeződik, s a következő fokozatban romlanak a súrlódási, kenési tulajdonságok. Mivel a hőmérséklet növelésével a grafit és a húzókő közötti súrlódási tényező mindaddig csökken, amíg a grafit oxiddal nem szennyeződik és ez az oxid 400 °C-on jelenik meg nagyobb mértékben, a legkisebb súrlódási veszteség kb. 400 °C-on alakul ki. Ez azonban nem optimális a fém alapanyag és a húzási alakváltozási folyamat szempontjából. Amennyiben magasabb alakítási hőmérséklet szükséges, a grafitréteg az előbb már említett módon lepereg, s benne jelentős mennyiségű káros fémoxid mutatható ki. Amennyiben nem volt megfelelő a huzalfelület oxidációja a grafitozás előtt, úgy vagy nem tapad a huzal felületére a grafit, vagy nem védi az oxigén - a huzalt a szén diffúziójától, esetleg magasabb hőmérsékleteken (800 °C felett) karbidképződés is fellép. Acél huzalok szappanos kenőanyaggal történő húzására ismert már olyan technológia, amelynél a húzás közben kényszerített hidrodinamikai kenés van az alakító húzókő és egy előtte elhelyezett lezárókő közötti térben kiajakuló nagy nyomás következtében. Az 1 592 970 számú angol szabadalmi leírás ma- 5 gas olvadáspontú fémekből (pl. W, Mo) lévő huzalok húzására hidrodinamikai kenésnek és a húzókő ultrahangos rezegtetésének együttes alkalmazását javasolja. Ezzel nagy deformációs sebességet kívánnak elérni a huzal deformálás előtti hevítése nélkül. 10 Nagy deformációs sebesség «setén azonban a magas olvadáspontú fémeknél az alakítási ellenállás alacsony hőmérsékleten igen nagy. Jól lehet ez nem feltétlenül vezet a huzal elszakadásához, de növeli a belső hosszanti repedési haj lamot és a huzalfelület 15 is durvább lesz. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy hidrodinamikai kenés esetén az alakító húzókő előtt lévő kenőanyag segítségével igen egyszerűen és hatásosan, közvetlen hőátadással lehet a huzalt 20 hevíteni és így még kedvezőbbé tehető a húzási technológia. A találmány tehát egyrészt eljárás magas olvadáspontú fémhuzalok húzására, amelynek során a huzalt alakító húzókőbe közvetlenül a húzókő előtt 25 lévő kenőanyagot tartalma2Ó téren keresztül úgy vezetjük, hogy a huzal és a húzókő között hidrodinamikai kenés jöjjön létre. A találmány szerint a huzalt a húzókő előtti térben lévő kenőanyag melegítésével közvetlen hőátadással hevítjük. 30 A találmány szerinti eljárás azzal az előnnyel jár, hogy a huzal hevítése a gázlángos, ill. kályhás hevítéshez képest jóval kisebb hosszon elvégezhető, ami különösen nagysebességű húzásnál előnyös. Emellett a hevítés hatásfoka is jobb. A kedvező hőátadá- 35 si tulajdonságok abból is erednek, hogy hidrodinamikai kenés folytán a hőátadó kenőanyagréteg ragy nyomáson van. További előny, hogy a hevítés közvetlenül a húzókő előtt történik, így a kenőanyagnak nincs ideje leégni és nem kell a huzalt 40 túlhevíteni adott alakítási hőmérséklet biztosításához, mivel a huzal nem tud az alakítás előtt lehűlni. A találmány egy előnyös foganatosítási módja szerint, kenőanyagon keresztül történő fűtés mellett a huzalt a húzókőben, illetve a húzókő utáni 45 további kenőanyagtérben hűtjük. így a huzalt egy nagy hőmérsékletgradiensű téren húzzuk keresztül, ami biztosítja, hogy az alakítás nagy hőmérsékleten történjék, míg az áthúzást biztosító huzalszakasz hőmérséklete alacsony s ezert szilárdsága nagy. 50 A húzókő előtti tér méretét előnyösen úgy csökkenthetjük, hogy a huzalt a lezárókő előtt szintén kenőanyaggal töltött előtéren vezetjük át és az előtérben lévő kenőanyagot a húzókő előtti térben lévő kenőanyagnál kevésbé: melegítjük. Növelhet- 55 jük a húzókő előtti térben lévő nyomást, ha az előtérben lévő kenőanyagot nyomás alatt tartjuk. A találmány szerinti eljárásnál kenőanyagként előnyösen grafitot vagy a grafithoz hasonló szerkezetű anyagokat, pl. hexagonális bórnitridet, molib- 60 léndiszelenidet vagy molibdéndiszulfidot lehet alkalmazni. A találmány szerint egyben védőgáz atmoszférát is létesíthetünk a húzókő előtt, ami pl. grafitkenőanyag leégésének megakadályozása végett előnyös, gg Eme hatásokat úgy biztosíthatjuk, hogy a húzókő 2
