Новый метод количественного определения мелкозернистых частиц, образующихся на поверхности катанки и проволоки в процессе волочения

Образующиеся во время волочения катанки и проволоки мелкозернистые, порошкообразные частицы материалов представляют собой хорошо известную проблему, ведущую к преждевременному износу волочильного инструмента, обрывам проволоки, низкому качеству смазки и дефектам на поверхности готового изделия. В более широком смысле эти нежелательные частицы означают снижение производительности, ухудшение качества кабельных изделий, увеличение производственных расходов.

В научно-технической литературе имеется достаточно информации, посвящённой способам извлечения этих частиц и удалению остатков смазки, но на удивление очень мало статей посвящено вопросам происхождения и формирования этих частиц. Учёные из компании Superior Essex (США) не только подробно описали различные механизмы образования таких мелкозернистых частиц и факторы, которые могут ускорить эти механизмы, но также разработали новый метод определения количества таких мелких частиц, возникающих на поверхности медной катанки. Конечная цель исследований заключалась в определении некоторых характеристик, а именно форм и размеров этих частиц, для того, чтобы получить доступ к средствам предотвращения или сокращения их образования. Были описаны восемь различных механизмов формирования этих нежелательных частиц на поверхности цветных металлов, в частности, на медных проводниках во время процесса волочения. Кроме чешуйчатых частиц металла, представляющих собой смесь меди и окиси меди, возможно образование поверхностных примесей, состоящих из органических и неорганических композиций, являющихся результатом взаимодействия меди с волочильным смазочным составом, раствором кислоты для травления или смазочным материалом, применяемым для зачистки заусенцев.

Были подробно изучены различные механизмы износа (истирание, адгезия, отслаивание и деформация поверхности), а также различные параметры процесса волочения, которые могут ускорить или усилить образование частиц (не соответствующие требованиям операции охлаждения и смазки, несоосность и неправильная геометрия волочильных фильер, вибрация проволоки, остаточные напряжения).

Предлагаемый новый метод измерения количества этих частиц на поверхности катанки или проволоки был назван “Fines-Potential Test”. Он основан на ультразвуковых вибрациях и гравиметрическом анализе частиц, которые удаляются и собираются в специальный стеклянный аппарат. Полученные результаты свидетельствуют о прямой линейной зависимости между массой частиц и толщиной окислов на поверхности изделия. Используемый для этого метода аппарат был включён в комплект испытательного устройства вместе с подробной инструкцией и в настоящее время доступен потребителям.