Ciągnieniem nazywamy sposób przeróbki plastycznej materiału (metalu lub stopu) pole­

gający na przeciągnięciu go przez otwór w specjalnie ukształtowanej matrycy, zwanej ciąga­

dłem (rys. 11.1), pod wpływem przyłożonej z zewnątrz siły Fc, zwanej siłą ciągnienia. W ten

sposób uzyskuje się zmniejszenie przekroju poprzecznego materiału, przy równoczesnym jego wydłużeniu, a w niektórych przypadkach zmianie ulega również kształt przekroju poprzeczne­go. Ponadto zmieniają się własności fizyczne materiału, a także wzrasta dokładność wymiarów i gładkość powierzchni. Ciągnienie jest w większości przypadków procesem przeróbki pla­stycznej na zimno.

. Wyroby otrzymywane w przemyśle na drodze przeróbki plastycznej poprzez ciągnienie obejmują bardzo szeroki asor­tyment produkcji. Ogólnie podzielić je można na profile pełne (pręty i druty) oraz profile rurowe. Większość wyrobów ciągnionych w ramach obu grup stanowią profile okrą­głe, ze względu na ich bardzo szerokie zastosowanie. Trudno byłoby znaleźć gałąź gospodarki czy wręcz dziedzinę życia, w której nie są wykorzystywane

wyroby ciągnione. Należy tu wymienić przemysł maszynowy, w którym stoso-wane są one do wytwarzania elementów konstrukcyjnych, np. lin, śrub, nitów, zawleczek,

sprężyn, łańcuchów, łożysk tocznych, osi, wałów napędowych itp. Druty znajdują zastosowa­

nie również w budownictwie (do betonów sprężonych, żelbetu, siatek itp., a także do wyrobu

wszelkiego rodzaju gwoździ i skobli), w elektronice i przemyśle elektrotechnicznym (kable,

przewody), włókienniczym (np. na igły, szpilki, agrafki), w rzemiośle artystycznym (np. jubi-

lerstwo), natomiast rury - w energetyce, chemii, przemyśle spożywczym, medycynie (np. igły

do strzykawek). Inne przykładowe zastosowania to różnego rodzaju elementy grzejne, sita,

filtry, elementy mechaniki precyzyjnej, druty jezdne dla trakcji elektrycznej, konstrukcje gięte

(np. meble), struny do instrumentów muzycznych, wiertła, elektrody do spawania, kord do

wyrobu opon samochodowych czy wreszcie ludzkie implanty wszczepiane w części układu

kostnego oraz różnego rodzaju przedmioty codziennego użytku wykorzystywane w gospodar­

stwie domowym, biurze czy szkole.

. Typowe ciągadło (rys. 11.3) składa się z dwóch wzajemnie ze sobą zespolonych części:

- -oczka (rdzenia), wykonanego z materiału zdolnego do przeniesienia bardzo wysokich

nacisków oraz zapewniającego uzyskanie powierzchni o wysokiej gładkości,

- oprawy metalowej, zabezpieczającej oczko przed zniszczeniem i ułatwiającej zamocowa­

nie ciągadła w gnieździe ciągarki.

Ciągadła sklasyfikować można stosując następujące kryteria:

- profil (kształt tworzącej) strefy zgniatającej: stożkowe, łukowe (wypukłe, wklęsłe, sig-

moidalne);

- kształt otworu kalibrującego: kołowe (o okrągłym otworze), kształtowe (o nieokrągłym

otworze);

- budowa elementów składowych: monolityczne, składane (segmentowe), rolkowe (tzw.

aparaty Fuhra);

- sposób pracy elementów ciągadła: stałe, ruchome, obrotowe (walcowe, kulkowe);

- warunki smarowania: konwencjonalne, ciśnieniowe (ze smarowaniem hydrodynamicz­

nym lub hydrostatycznym);

- materiał ciągadła: stalowe, węglikowe, diamentowe, kompozytowe;

- przeznaczenie ciągadła: do drutów, do prętów, do rur.

Materiały stosowane do wyrobu ciągadeł to:

1. stale narzędziowe,

węgliki spiekane,

diament techniczny,

materiały kompozytowe.

Tarcie w procesie ciągnienia jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym. Wpływa nie tylko na

zwiększenie siły ciągnienia, ale również na nierównomierność odkształcenia i występowania

naprężeń własnych. Występujące w procesie ciągnienia tarcie znacznie ogranicza możliwości

intensyfikacji tego procesu. Wzrost tarcia obniża możliwą do zastosowania prędkość ciągnienia oraz zmniejsza maksymalne wielkości gniotu w jednym ciągu. Liczne badania wykazały, że na pokonanie sił tarcia zużywa się około 30-50 % całkowitej siły ciągnienia Obok strat energii związanych z pokonaniem dodatkowych odkształceń zbędnych. straty na pokonanie sił tarcia są całkowicie bezproduktywne. Udział siły niezbędnej do wykonania

idealnego (czystego) odkształcenia plastycznego materiału w całkowitej sile ciągnienia jest

zwykle mniejszy niż 50 %.

Tarcie jest również przyczyną występowania nierównomierności odkształcenia, a co za

tym idzie nierównomierności własności na przekroju ciągnionego wyrobu. Z nierównomierno

ścią odkształcenia jest ściśle związane zjawisko powstawania naprężeń własnych. Ogólnie

można przyjąć, że wzrost tarcia prowadzi do powstania w materiale większych co do wartośc

naprężeń własnych, które z reguły na powierzchni wyrobu są rozciągające [59]. Naprężenia

własne mogą z kolei powodować określone wady materiału, jak na przykład pękanie po

wierzchniowe, pęknięcia głębokie sięgające do środka materiału, łuski itp. Materiał, w którym

występują duże naprężenia własne, wykazuje tendencje do krzywienia się, co z kolei może

powodować problemy technologiczne, związane z dalszym prostowaniem. Należy również

pamiętać, że nadmierne tarcie jest przyczyną szybkiego zużycia ciągadeł oraz znacznie utrud

nia uzyskanie małej chropowatości powierzchni gotowego wyrobu.

Rodzaje smarów:

- oleje mineralne,

- oleje roślinne i tłuszcze zwierzęc

- mydła,

- węglowodory stałe,

- emulsje.

Rodzaje podsmarów:

- powinny być ściśle związane z powierzchnią ciągnionego metalu,

- powinny się charakteryzować odpowiednią porowatością, w celu ułatwienia

smaru do obszaru odkształcenia,

- nie mogą być trudne do usunięcia z powierzchni metalu.

W warunkach przemysłowych stosowane są następujące metody wytwarzan

podsmarowych [59]:

- brunacenie (powstaje warstwa wodorotlenku żelazowego),

- wapnowanie (warstwa wodorotlenku wapnia),

- fosforanowanie (warstwa fosforanów cynku, żelaza lub manganu),

- szczawianowanie (warstwa szczawianu żelazowego),

- boraksowanie (warstwa boraksu),

- miedziowanie (warstwa miedzi),

- podkłady solankowe.

---