Analysis of the Heating of Steel Wires During High Speed Multipass Drawing Process

• Autorzy: Suliga M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0251

Warianty tytułu

PL

Analiza nagrzewania się drutów stalowych w procesie ciągnienia wielostopniowego z dużymi prędkościami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The analysis of the heating of the wire including theoretical studies showed that in the multistage drawing process a increase drawing speed causes intense heating of a thin surface layer of the wire to a temperature exceeding 1100°C, which should be explained by the accumulation of heat due to friction at the interface between wire and die. It has been shown that with increasing of drawing speed the heated surface layer thickness measured at the exit of the wire from the dies is reduced significantly and at drawing speed of 25 m/s is equal to about 68 μm. The decrease in the thickness of this layer can be explained by a shorter time of heat transfer to the wire, which causes additional heat accumulation in the surface layer. Thus fivefold increase in drawing speed caused an approximately 110% increase in the temperature in the surface layer of the wire. Experimental studies have shown that the increase of drawing speed of 5 to 25 m/s will increase the temperature of the wire after coiled on the spool more than 400%.

PL

Analiza nagrzewania się drutu obejmująca badania teoretyczne, wykazała że w procesie ciągnienia wielostopniowego wzrost prędkości ciągnienia powoduje intensywne nagrzewanie się cienkiej warstwy wierzchniej drutu, do temperatury przekraczającej 1100°C co należy tłumaczyć kumulacją ciepła spowodowanego tarciem na styku drutu i ciągadła.Wykazano, że wraz ze wzrostem prędkości ciągnienia grubość nagrzanej powierzchniowej warstwy drutu mierzonej na wyjściu z drutu z ciągadła zmniejsza się znacząco i przy prędkości ciągnienia 25 m/s wynosi ona około 68 μm. Spadek grubości tej warstwy można tłumaczyć krótszym czasem wnikania ciepła do drutu, co powoduje dodatkową kumulację ciepła w jego warstwie wierzchniej. Stąd pięciokrotny wzrost prędkości ąiagnienia spowodował około 110% wzrost temperatury w warstwie wierzchniej drutu. Badania eksperymentalne wykazały, że wzrost prędkości ciągnienia z 5 do 25 m/s spowoduje wzrost temperatury drutu po nawinięciu na szpulę zbiorcza o ponad 400%.

Słowa kluczowe

EN

high carbon steel wires; drawing speed; temperature

PL

drut ze stali wysokowęglowej; prędkość ciągnienia; temperatura

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1475--1480
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Suliga M.

• Częstochowa University of Technology, Faculty of Production Engineering and Materials Technology, Institute of Metal Forming and Safety Engineering, 19 Armii Krajowej Str., 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] M. Suliga, Analysis of the multipass steel wire drawing with high speed in conventional and hydrodynamic dies (Analiza wielostopniowego ciągnienia drutów stalowych z dużymi prędkościami w ciągadłach konwencjonalnych i hydrodynamicznych - in Polish), monograph No. 32. Częstochowa University of Technology, Publishing House of the Faculty of Process and Materials Engineering and Applied Physics, Częstochowa University of Technology: Częstochowa (2013).
• [2] T. Knych, M. Piwowarska, P.Uliasz, Studies on the Process of Heat Treatment of Conductive AlZr Alloys Obtained in Various Productive Processes, Archives of Metallurgy and Materials 56, 3, 685-692 (2011).
• [3] M. Suliga, The influence of the high drawing speed on mechanical-technological properties of high carbon steel wires, Archives of Metallurgy and Materials 56, 3, 823-828 (2011).
• [4] M.Suliga, The influence of high drawing speed on the process parameters in manufacture of high carbon steel wires. Steel Research International, Special Edition, Proceedings of the 14th International Conference on Metal Forming, METAL FORMING 2012, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, Poland, 16_19 September, 491-494 (2012).
• [5] J. Łuksza, Sadok, Wybrane zagadnienia z ciągarstwa, Skrypty Uczelnianie 1025, Kraków (1986).
• [6] J. Łuksza, Elementy ciągarstwa, Wydawnictwo AGH, Kraków (2001).
• [7] K. Helmetag, R. Carlone, G. Kirsch, Thermal behavior in solid wiredrawing lubricants, Wire Journal International, January, 67-69 (2006).
• [8] M. T. Hillery, V. J. Mc Cabe, Wire drawing at elevated temperatures using different die materials and lubricants. Journal of Materials Processing Technology 55, 53-57 (1995).
• [9] G. W. Rowe, Lubrication in the drawing of steel wire, Wire Industry, April, 229-236 (1978).
• [10] A. Milenin, P. Kustra, Numerical and Experimental Analysis of Wire Drawing for Hardly Deformable Biocompatible Magnesium Alloys, Archives of Metallurgy and Materials 58, 1, 55-62 (2013).
• [11] M. S Schneider, Ciagnienie stali, Panstwowe Wydawnictwa Techniczne, Katowice (1954).
• [12] Z. Steininger, Wtrącenia struktury bezpostaciowego martenzytu powstałe wskutek tarcia w drutach stalowych, Centralne Laboratorium Przemysłu Wyrobów Metalowych, praca habilitacyjna, Zabrze, (1969).
• [13] B. Golis, J. W. Pilarczyk, F. Knap, Wybrane zagadnienia z teorii i praktyki ciągnienia, Cz. 5. Cąagnienie drutów stalowych niepokrytych, Politechnika Częstochowska, Częstochowa (1995).