Tragerea materialelor metalice

1. Principiul tragerii

Tragerea este procedeul de deformare plastica a materialelor sub actiunea unei forte de tractiune pentru obtinerea barelor, sarmelor sau a tevilor , prin trecerea fortata a unui material ductil printr-o matrita a carei sectiune este mai mica decat sectiunea initiala a materialului.

Procedeul aplicat la tragerea sarmelor se numeste trefilare, iar matrita se numeste filiera. Valoarea reducerii de sectiune este cuprinsa intre 10 si 45%, putand ajunge pana la 95 %.

2. Bazele teoretice ale tragerii

2.1. Calculul preliminar

A₀, l_0, d₀ - dimensiunile initiale ale semifabricatului;

A₁, l_1, d₁ - dimensiunile finale ale produsului rezultat prin tragere;

Reducerea de sectiune absoluta se exprima prin relatia:

Reducerea de sectiune relativa se exprima prin relatia:

Reducerea procentuala de sectiune se exprima prin relatia:

Reducerea absoluta este data de relatia :

Reducerea relativa este data de relatia :

Reducerea procentuala este data de relatia :

Coeficientul de reducere a sectiunii este dat de relatia:

La tragere modificarea sectiunii semifabricatului se produce sub actiunea fortelor transversale exercitate de peretii filierei (matritei).

Pe masura ce materialul avanseaza in filiera intreaga masa a semifabricatului sufera o deformare plastica sub actiunea fortelor de compresiune care iau nastere prin tragere. La iesirea din filiera materialul este intarit si va trebui tratat termic (recoacere).

Expresia fortei de tragere este data de relatia (determinata experimental) :

unde: - F = forta de tragere;

- s _m = rezistenta medie de deformare;

- C = constanta in functie de coeficientul de frecare intre metal si filiera si unghiul deschiderii 2 .

2.3. Factorii care influenteaza tragerea

Factorii care influenteaza tragerea sunt :

1.    viteza de tragere (pentru oteluri este de 90-120 m/min, iar pentru cupru 150-300m/min);

2.    materialul sculei;

3.    caracteristicile de forma ale sculei;

4.    lubrefiantul folosit;

5.    gradul de tensionare al materialului;

6.    calitatea suprafetei semifabricatului;

Prin tragerea la rece se realizeaza o puternica ecruisare a materialului care duce la cresterea rezistentei la rupere si la scaderea alungirii la rupere si a gatuirii Z, iar sudabilitatea materialului scade si ea.

Cu cat gradul de deformare este mai mare cu atat modificarea proprietatilor sunt mai accentuate. Pentru inlaturarea efectelor negative ale tragerii se recomanda executarea unui tratament termic de recoacere.

3 Filiera

Se cunoaste ca principala scula folosita in procesul de tragere este filiera, de ea depinzand atat calitatea produsului tras cat si randamentul masinii.

Durabilitatea unei filiere depinde de materialul din care este confectionata si de tehnologia de executie a orificiului filierei.

Fig.3.6. Filiera

Zonele orificiului filierei sunt:

1.    conul de prindere ;

2.    con de ungere;

3.    con de deformare;

4.    cilindru de calibrare;

5.    con de degajare;

6.    con de iesire;

La iesirea din cilindrul de calibrare, materialul sufera o revenire elastica motiv pentru care se executa conurile de degajare si iesire, pentru a impiedica ruperea materialului.

Daca semifabricatul initial este mai mare decat 10 mm atunci scula pentru tragere se numeste matrita. Duritatea suprafetei orificiului de tragere este de 60 . 65 HRC.

Figura 3.7. Matrita de tragere

Masinile de tras se clasifica dupa urmatoarele criterii:

A. Dupa dimensiunile produselor trase:

Masini pentru tras - sarma;

- tevi;

- bare;

B.  Dupa modul de asezare al tobelor de tras:

Masini de tras - cu tobe orizontale;

- cu tobe verticale;

4. Tehnologia tragerii

Procesul tehnologic de tragere la rece are urmatoarele etape:

1.    Pregatirea materialului (inlaturarea oxizilor);

2.    Tragerea propriu-zisa;

3.    Tratament termic de recoacere;

4.    Control

Sarmele cu peste 0,25% C li se aplica un tratament termic de "patentare" care consta din incalzire pentru austenitizare urmata de o racire cu o viteza controlata sau de introducere in baie de plumb la 600 K pentru a se forma o structura perlitica fina.

5. Tragerea tevilor

Tevile rezultate prin laminare sau alte procedee de prelucrare sunt adeseori finisate prin tragere la rece.

Tragerea la rece se utilizeaza pentru a obtine tolerante dimensionale stranse si o buna suprafata. De asemenea se obtine o imbunatatire a proprietatilor mecanice prin ecruisare.

Instalatia de tragere poarta denumirea de banc.

Suprafata interioara a tevilor se sprijina prin dorn