Ciągnieniem nazywa się proces plastycznej przeróbki, przeważnie na zimno, w którym metal, przesuwany przez stożkowe narzędzie - ciągadło, zmienia wymiary lub kształt przekroju poprzecznego. Proces ten jest stosowany głównie w produkcji drutu, prętów oraz rur i wykazuje wiele zalet w stosunku do innych stosowanych technologii, a jako jedyny - w przypadkach: wykonywania drutów o małych średnicach, wytwarzania rur o małej grubości ścianki oraz przy wysokich wymaganiach, co do własności mechanicznych i jakości powierzchni wyrobów. Opracowano między innymi procesy ciągnienia: w warunkach smarowania hydrodynamicznego oraz hydrostatycznego, z wykorzystaniem ultradźwięków, w podwyższonych temperaturach, a także z zastosowaniem obróbki cieplno - plastycznej.

Siła konieczna do ciągnienia zależy od szeregu czynników, takich, jak: mechaniczne i fizyczne własności odkształcanego metalu, w warunkach procesu, stopień odkształcenia, kształt przekroju podłużnego ciągadła, współczynnik tarcia i zachodzące procesy termiczne.

Ciągnienie przeprowadza się głównie na zimno. Stosuje się je w celu uzyskania:

• małych wymiarów przekroju, nieosiągalnych podczas walcowania lub wyciskania na gorąco,

• zmiany kształtu przekroju poprzecznego,

• minimalnych odchyłek wymiarowych,

• gładkiej i czystej powierzchni,

• polepszenie własności mechanicznych.

Za pomocą ciągnienia przerabia się przede wszystkim węglowe stale miękkie, ale także stale o większych zawartościach węgla - nawet do 1,2%, również stale stopowe konstrukcyjne i narzędziowe z zawartością wolframu, chromu, niklu, manganu itp. oraz metale nieżelazne, jak: miedź oraz brązy i mosiądze, nikiel i jego stopy, aluminium i jego stopy, cynk, ołów, wolfram, molibden itp. 

Ze względu na kształt części roboczej ciągadła dzielimy na:

 

• stożkowe,

 

• łukowe 

Materiałem do ich wyrobu są głównie węgliki spiekane i diament techniczny. Do ciągnienia elementów o dużych przekrojach można wykonywać ciągadła ze stali narzędziowych.

Względne ubytki przekroju, stosowane w praktyce dla jednej operacji ciągnienia zależą od stanu i rodzaju materiału. Dla prętów i drutów o przekroju okrągłym wynoszą one:

• dla miedzi, aluminium, mosiądzu, brązu i stali niskowęglowej w stanie miękkim     25 ÷ 30%,

• dla miedzi, kobaltu, stali niskowęglowej w stanie półtwardym 20 ÷ 25%,

• dla stali niskowęglowej w stanie twardym, stali stopowych, wolframu, molibdenu    10 ÷ 20%.

W celu uzyskania większego ubytku przekroju poprzecznego, niż to jest możliwe do osiągnięcia w jednorazowym ciągu, konieczne jest wielokrotne przepuszczanie materiału przez szereg ciągadeł o stopniowo zmniejszających się wymiarach ciągadła i stosowanie wyżarzania międzyoperacyjnego.

Technologia ciągnienia.

Technologia ciągnienia oprócz samego procesu ciągnienia obejmuje procesy przygotowania materiału do ciągnienia, wybór właściwej metody ciągnienia oraz procesy wykończeniowe wyrobów ciągnionych. Powierzchnia materiałów wyjściowych, przeznaczonych do ciągnienia, takich jak walcówka lub prasówka, pokryta jest warstwą tlenków, która usuwa się przez trawienie w roztworach kwasów. Po wytrawieniu materiał wyjściowy powinien być płukany w wodzie i kąpieli neutralizującej działanie roztworów trawiących. Bardzo często na tym etapie przygotowań na powierzchnię materiałów nakłada się powłoki smarne, metaliczne lub fosforanowe Tak przygotowany materiał zostaje zaostrzony przez walcowanie na zaostrzarce walcowej lub przez kucie i zaciągnięty w otwór ciągadła.

Tarcie i smarowanie w procesie ciągnienia

Tarcie w procesie ciągnienia jest zjawiskiem bardzo niekorzystnym. Wpływa na zwiększenie siły ciągnienia jak również na nierównomierność odkształcenia i występowania naprężeń własnych. Na pokonanie sił tarcia zużywa się około 30 - 50% całkowitej siły ciągnienia.

Nadmierne tarcie jest przyczyną szybkiego zużycia ciągadeł i utrudnia uzyskanie odpowiedniej gładkości powierzchni gotowego wyrobu.

Zmniejszenie tarcia uzyskujemy poprzez zastosowanie odpowiednich środków smarujących. W procesach ciągnienia najczęściej stosowane są smary ciekłe będące kompozycją różnych olejów lub smary stałe, których głównym składnikiem są mydła. Typowe smary ciągarskie na bazie olejów mineralnych zawierają pewne aktywne dodatki, które znacznie poprawiają własności smarów. Takie substancje jak grafit i siarczek molibdenu mają dobre własności smarujące a ponadto dużą odporność na działanie wysokich temperatur. 

CIĄGNIENIE RUR

Ten typ ciągnienia różni się od ciągnienia prętów gdyż cechuje się większym stopniem skomplikowania. W procesie tym kształtuje się dwie powierzchnie rury: zewnętrzna i wewnętrzną.

Rozróżnia się następujące sposoby ciągnienia rur:

• ciągnienie swobodne rury - uzyskuje się ubytek przekroju i wydłużenie rury bez znaczniejszego zmniejszenia grubości jej ścianek. 

 

• ciągnienie na trzpieniu stałym - proces odbywa się pomiędzy nieruchomym ciągadłem i nieruchomym trzpieniem o krótkiej części roboczej,

 

 

• Ciągnienie na trzpieniu ruchomym - ciągnienie pomiędzy nieruchomym ciągadłem i ruchomym trzpieniem o długiej części roboczej, przesuwającym się wraz z rurą,

 

• Ciągnienie na trzpieniu swobodnym - proces przebiega pomiędzy nieruchomym ciągadłem i ruchomym, nieutwierdzonym, samorzutnie nastawnym, krótkim trzpieniem ( korkiem ).

---