سحب القضبان الفولاذية بشكل بسيط هو عملية تشكيل قضبان فولاذية بسيطة أو خام بقطر أكبر إلى قضيب بقطر أصغر، حيث يتم سحب القضيب البسيط ذو القطر الأكبر حتى يصل إلى القطر المطلوب. كما أن سحب القضبان هو عملية خلق توتر في القضبان، ويتم تنفيذها لزيادة مقاومتها وقوتها ضد القوى الشد.

يتم سحب القضبان باستخدام آلات حديثة ودقيقة، ويمكن أن يكون شكل قالب السحب دائريًا أو سداسيًا (ستة أضلاع) أو مربعًا (أربعة أضلاع) و…، حيث يأخذ القضيب الخام الشكل المطلوب بعد مروره عبر القالب، وبعد إتمام العملية، يُطلق عليه عادةً اسم قضيب النقل أو قضيب الترنس، وتُعرف منتجاته بأنواع قضبان الترنس (السحب بالزيت، سحب مفرد، سحب مزدوج أو مشطوف، محامل و…) وسداسي سحب أو سداسي ترنس ومربع سحب أو مربع ترنس وشريط ترنس.

من بين أفضل شركات سحب القضبان في طهران، يمكن الإشارة إلى شركة بارس سحب دقيق كواحدة من رواد صناعة سحب القضبان، حيث تمتلك أكثر من 30 عامًا من الخبرة، وهي دائمًا قادرة على سحب القضبان وإنتاج أنواع القضبان السحب بدقة عالية جدًا، سواء كانت بمقياس مئوي أو عشر مئوي، وفقًا لاحتياجات المستخدم وجودة التصدير.

توجد أنواع مختلفة ومتنوعة من سحب القضبان، وسنتناول في ما يلي أهمها، أي السحب الساخن والسحب البارد ومزايا كل منهما.

السحب الساخن (Hot Rolling)

هي عملية يتم فيها وضع القضيب تحت درجة حرارة عالية باستخدام آلات خاصة، مما يسبب له التوتر.

مراحل السحب الساخن

1- التسخين الأولي: في البداية، يتم تسخين القضبان في فرن خاص عند درجة حرارة عالية تتراوح بين ۹۵۰ إلى ۱۰۵۰ درجة مئوية، مما يؤدي إلى تليين القضيب وتسريع عملية تشكيله.

2- الدرفلة الساخنة: في المرحلة الثانية، تمر القضبان الساخنة بين بكرات الدرفلة الخاصة. تضغط هذه البكرات باستمرار على القضبان وتسبب تغيير شكلها وحجمها، وقد تتكرر هذه العملية عدة مرات حتى تصل إلى الشكل والحجم المطلوبين.

3- التبريد: بعد الدرفلة، يتم تبريد القضبان بسرعة. يمكن أن تتم هذه العملية بشكل طبيعي في الهواء الطلق أو بشكل متحكم فيه باستخدام الماء والهواء. تسريع تبريد القضبان يزيد من قوتها.

مزايا السحب الساخن

المرونة: القضبان المنتجة بالسحب الساخن تتمتع بمرونة أكبر وتقاوم الكسر بشكل أفضل.

قوة عالية: هذا النوع من السحب يزيد من صلابة وقوة القضيب.

تسريع الإنتاج: في السحب الساخن، وبفضل استخدام درجات الحرارة العالية وآلات الدرفلة، تتم عملية الإنتاج بسرعة، مما يؤدي إلى إنتاج كبير من القضبان.

استخدامات السحب الساخن

يستخدم السحب الساخن في المشاريع الكبيرة، سواء كانت إنشائية أو صناعية، التي تحتاج إلى قضبان ذات قوة عالية. على سبيل المثال، في بناء الجسور، الأبراج، السدود وغيرها من الهياكل الكبيرة والمقاومة.

السحب البارد (Cold Drawing)

السحب البارد هو عملية يتم فيها وضع القضيب تحت الشد دون الحاجة إلى تسخينه، وفي درجة حرارة الغرفة. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أكبر لإنتاج قضبان ذات قطر صغير ودقة عالية في الأبعاد والخصائص الميكانيكية الخاصة.

مراحل السحب البارد

تنظيف القضيب: قبل السحب، يجب تنظيف القضيب لإزالة أي صدأ أو زيت أو تلوث سطحي. يتم ذلك باستخدام طرق كيميائية أو ميكانيكية.

سحب القضيب: بعد تنظيف القضبان، تمر عبر آلات السحب الخاصة من خلال القالب. تؤدي هذه العملية إلى تقليل قطر القضيب وزيادة طوله. قد تتم عملية السحب في مرحلة واحدة أو عدة مراحل للحصول على النتائج المطلوبة من حيث الأبعاد والقطر.

إزالة التوتر: بعد السحب، يتم معالجة القضيب حراريًا لإزالة التوترات الداخلية وتحسين خصائصه الميكانيكية.

مزايا السحب البارد

نعومة السطح: القضبان المسحوبة بهذه الطريقة تتمتع بسطح أكثر نعومة وانتظامًا، وهو من الخصائص البارزة لها.

دقة عالية في الأبعاد: إنتاج القضبان بدقة عالية في القطر والأبعاد هو من الاستخدامات الخاصة والحساسة لسحب القضبان البارد.

تحسين الخصائص الميكانيكية: القضبان المسحوبة بطريقة باردة تتمتع بقوة وصلابة عالية، وتقاوم القوى الميكانيكية والخارجية بشكل أفضل.

استخدامات السحب البارد

تستخدم هذه النوعية من القضبان في صناعات مختلفة. تشمل الصناعات التي تستخدم القضبان المسحوبة صناعة السيارات، صناعة الآلات والبناء.

سحب القضبان أو تمرير القضبان

عندما يتعرض المعدن في فتحة الخروج أو خلف القالب لقوة شد، تُسمى عملية التشكيل بالسحب أو تمرير القضبان.

القوة اللازمة للسحب أو تمرير القضبان تعتمد على تقليل مساحة المقطع، وزاوية مخروط القالب والاحتكاك. بعد تقليم القضيب، يصبح جاهزًا للسحب. يتم نقل القضبان إلى قسم السحب، ويتم تمرير طرف القضيب المقطوع بسهولة من داخل قالب السحب، حيث يتم إمساك طرف القضيب المقطوع بواسطة مشبك السحب المدعوم بواسطة علبة تروس قوية مع وصلة حبل سحب، ويتم إجبار القضيب ذو القطر الأكبر على المرور من خلال ثقب القالب بقوة كبيرة.

على سبيل المثال، يتم تحويل قضيب مدلفن بقطر حوالي ۱۴ مليمتر إلى قضيب ۱۱/۷۵ مع تحمل ۰/۰۱ مليمتر. يتم تقليل قطر القضيب عند مروره عبر القالب، مما يزيد من طوله. وبالتالي، كلما قللنا قطر القضيب عن قطر القضيب الأولي، زاد طول القضيب المسحوب.

يمكن حساب هذا التغيير في الطول بدقة وفقًا للجدول أدناه. يحتوي هذا الجدول على وزن كيلوغرام واحد من الحديد في المتر لأقطار مختلفة وفي ثلاثة مقاطع دائرية ومربعة وسداسية.

على سبيل المثال، يحتوي القضيب بقطر ۱۰ مليمتر وفقًا للجدول على وزن ۰/۶۱۷ كيلوغرام في كل متر، وعند التحويل والسحب إلى قضيب بقطر ۸ مليمتر، الذي وزن كل كيلوغرام في متره ۰/۳۹۵، يتم حسابه باستخدام النسبة على النحو التالي: متر واحد من القضيب بقطر ۸ مليمتر يزن ۰/۳۹۵ كيلوغرام. الآن، كم متر من القضيب بقطر ۸ مليمتر يساوي ۰/۶۱۷ كيلوغرام؟ ۰/۳۹۵ ۱متر بقطر ۸ ۰/۶۱۷ كغ/م؟ متر بقطر ۸ ۱/۵۶ = ؟ ۰/۵۶ متر تغيير الطول.

في الحالات التي تكون فيها السحب لمقاطع غير دائرية مطلوبة، أو حتى في الحالات التي تكون فيها الأسطح غير الهندسية وغير المنتظمة مطلوبة، يجب قبل السحب تشكيل الملف المطلوب من خلال الدرفلة أو السحب الساخن، بأبعاد تزيد عن ۱۵ في المئة عن الحجم النهائي.

في مثل هذه الحالات، يكون حساب زوايا دخول قالب السحب وأخذ القوة الشد الثابتة في الاعتبار للمقطع العرضي للملف أمرًا مهمًا للغاية. يجب أن نأخذ في الاعتبار أنه قبل السحب، عادةً ما يكون هناك حاجة إلى عملية تلدين مناسبة وإزالة القشور السطحية قبل إجراء السحب.

بالنسبة لبعض المعادن التي تحتوي على كربون مرتفع أو عناصر مقاومة، يجب إجراء عملية تلدين بعد السحب أيضًا، كعملية معالجة حرارية، وأيضًا يمكن تطبيق عمليات الطحن أو التشغيل ذات الصلة.

بشكل عام، في أفضل الظروف وأفضل طريقة، يجب ألا يتجاوز تقليل مساحة المقطع ۲۰ إلى ۲۲ في المئة، على الرغم من أن هذه الأرقام عمليًا تقتصر على حوالي ۱۵ في المئة. في سحب المقاطع الدقيقة الدائرية، يتم سحب الأقطار بمقدار مئة من المليمتر بدقة فائقة.

تحضير المعادن والسحب

السحب الطولي للمعادن هو أحد الطرق الرئيسية لتحضير المعادن للاستخدام الصناعي. في هذه الطريقة، تحدد زاوية القالب والأبعاد والأحجام الشكل وجودة المنتج النهائي. يتم عادةً إجراء السحب في درجة حرارة الغرفة دون الحاجة إلى تسخين المعدن، والوحيد الذي يُستثنى من ذلك هو السحب، التنجستن، الذي يُستخدم في خيوط التسخين (الفيلمان) لمصابيح التسخين.

يمكن إجراء سحب المعادن حتى عدة مراحل دون الحاجة إلى التلدين، حيث إن عدد مرات السحب وكمية تقليل مساحة المقطع تعتمد مباشرة على نوع المعدن والسبائك المستخدمة فيه.

واحدة من المزايا الملحوظة للسحب البارد التي أدت إلى انتشاره في الصناعة هي الدقة والانتظام، وسطح ما بعد السحب وسرعة الإنتاج.

بالإضافة إلى المزايا المذكورة أعلاه، في بعض المعادن مثل الألمنيوم والنحاس، يكون ضغط السطح ضروريًا للتحضير للعمليات التالية، ويتم ذلك من خلال الدرفلة أو السحب، أو أخيرًا الدرفلة والسحب.

في بعض الحالات، حتى لتشكيل وتحضير سطح البلاستيكات الخاصة، وحتى لتغطية معدنية على معدن آخر يُسمى النواة، يتم استخدام سحب القضبان، وله استخدام ملحوظ وبارز. على سبيل المثال، يتم استخدام السحب البارد لتغطية النحاس على قضيب حديدي لغرض قضيب التأريض.

عملية سحب القضبان | الاحتكاك والتشحيم المناسب بين القالب والقضيب

في تشكيل المعادن، تعتبر ظروف الاحتكاك بين القالب والقضيب مهمة للغاية، حيث تتعلق بعوامل مثل القوة، وكيفية تغيير شكل الخصائص النهائية للعينة، وخشونة السطح، وما إلى ذلك.

يجب أن يكون قالب السحب مصنوعًا من سبيكة تُسمى التنجستن، ويتم استخدام زيت السحب لتشحيم وتبريد مرور القضيب من داخل القالب.

يتم قياس إجهاد الاحتكاك (Ƭ) بوحدات القوة لكل وحدة مساحة سطح الاتصال. مساحة سطح الاتصال هي حد المعدن المتغير الشكل. وبالتالي، فإن إجهاد الاحتكاك أو المقاومة هو نفس الإجهاد القصي عند حدها.

عملية سحب القضبان | آلية الاحتكاك هي ظاهرة معقدة وتعتمد على العديد من المتغيرات مثل نوع المادة، حجم وقطر القضيب، سرعة تغيير الشكل، درجة الحرارة، والظروف الجوية، وما إلى ذلك.

لشحوم معينة، يتم عادةً استخدام ثلاثة نماذج لوصف تأثيرها: الهيدروديناميكية، تشحيم الحدود، والتشحيم الهيدروستاتيكي.

في التشحيم الهيدروستاتيكي، الذي يُستخدم في تشكيل المعادن، يتم حبس الشحم عند ملامسة الأداة مع العينة على شكل عدد كبير من الحزم الصغيرة على سطح العينة.

في تغيير شكل المعدن، يتم تشويه سطح القضيب ويأخذ شكل سطح القالب. لذلك، فإن المساحة الفعلية للاتصال تتعلق بالالتصاق الخاص لسطح الاتصال، ولا يمكن تجاهلها كما هو الحال في حالة تغيير الشكل المرن.

لذا، فإن عملية سحب القضبان، وبالتالي، فإن الاحتكاك في تغيير الشكل المرن يختلف بالضرورة عن الاحتكاك الانزلاقي في قطع الآلات. على أي حال، فإن السرعات النسبية العالية بين قطعة العمل وسطح الأداة، مصحوبة بضغط عالٍ، ستؤدي إلى كسر الفيلم السطحي، مما يسمح بوجود سطح جديد في الاتصال مع سطح الأداة.

لذلك، يتم تسهيل إنشاء اتصال لاصق، وفي هذه الحالة، لا ينزلق المعدن المتغير الشكل على طول سطح الأداة، مع الأخذ في الاعتبار أن افتراض عدم وجود أي انزلاق بين قطعة العمل (القضيب) والأداة (القالب) أيضًا غير صحيح.

لآلية معقدة من الاحتكاك، التي تحدث عادةً في تشكيل المعادن، يكون الاحتكاك تابعًا للانزلاق والالتصاق. وبالتالي، يتم الحصول على معادلة القص التالية: [P+ AØ]µ = Ƭ

لتشكيل وتحديد حجم القضبان ومقاطع معدنية أخرى، يجب تمريرها عبر قالب خاص، مع مراعاة الشروط المطلوبة قبل سحب القضيب. واحدة من العمليات الأساسية للإنتاج بعد الدرفلة الساخنة للمعادن هي إجراء السحب البارد لتحضير المعدن للاستخدام في الصناعة. هذه الطريقة، نظرًا لوجود أسطح مصقولة ودقيقة، أصبحت شائعة في الصناعة منذ فترة طويلة.

في الأساس، كانت الطريقة الأولية لتقليل قطر المعدن، خاصةً بالنسبة للمعادن الثمينة مثل الذهب والفضة، من خلال السحب، شائعة منذ زمن بعيد، على الرغم من أنها كانت تُمارس بشكل متقطع بناءً على تجارب شخصية في ورشات الصياغة بشكل متخصص. من الواضح أن هذا المستوى من الإنتاج كان ضئيلاً جدًا، وكان في حدود تلبية احتياجات فردية، وقد كان شائعًا لسنوات عديدة.

دور معامل دلتا في عملية سحب الأسلاك

يعتبر معامل دلتا كمعامل مهم للتعبير عن تأثير هندسة منطقة تغيير الشكل في عملية سحب الأسلاك.

Δ يُظهر نسبة حجم منطقة تغيير الشكل العمودية على محور السحب (h) إلى حجم منطقة تغيير الشكل الموازية لمحور السحب (L) (h/L). هذه النسبة هي في الواقع متوسط القطر في المنطقة المخروطية، مقسومًا على طول هذه المنطقة. h=h0-h1 و αL=h/2sin، يمكن تقدير قيمة دلتا على النحو التالي: /r)][1+(1-r)1/2 ]2α [(، حيث α تُقاس بالراديان وr هي نسبة تقليل مساحة المقطع السلكي مقسومة على ۱۰۰.

في عمليات السحب التقليدية والعادية، تكون قيم دلتا بين ۲/۵ إلى ۳، بينما في نظام السحب الجديد تكون هذه القيمة أقل من أو تساوي ۵/۱. بمعنى آخر، كلما كانت زاوية القالب أقل وكانت نسبة تقليل مساحة المقطع أكبر، كانت قيمة دلتا أقل.

يمكن تفسير الدور المهم لدلتا في عملية سحب الأسلاك وتأثيرها في منع وتقليل العيوب الناتجة عن التشققات في مركز السلك (center-burst) والتشققات على شكل سهم (chevrons cracks)، حيث تقلل قيم دلتا المتساوية أو الأقل من ۱/۵ من نمو التشققات على شكل سهم إلى الحد الأدنى.

بشكل عام، فإن القيم المنخفضة لدلتا في عمليات سحب الأسلاك تقلل الحاجة إلى عمليات التلدين الإضافية، وضغط القالب، وتآكل القالب إلى الحد الأدنى. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم تنفيذ التشحيم بشكل جيد، يمكن أن تقلل قيم دلتا المنخفضة من معامل الاحتكاك.

تسمح معادلة دلتا بدمج تأثيرات زاوية القالب وكمية تقليل مساحة المقطع بشكل فعال، مما يوفر ظروفًا مثالية لسحب الأسلاك من خلال التغييرات في تقليل مساحة المقطع وزاوية القالب.

من عيوب القيم المنخفضة لدلتا هو الحاجة إلى قوالب ذات أنوية أطول، وزيادة مقدار الاحتكاك في الحالات التي تكون فيها ظروف التشحيم مناسبة وحرجة.

لذلك، يمكن من خلال اختيار قيمة دلتا المناسبة:

تقليل الضغط على قوالب السحب، وبالتالي تقليل احتمال كسر القوالب بشكل كبير.

إنتاج سلك بمستوى موحد من المواد الأولية في جهاز السحب وظروف تشحيم متساوية، مع قوة ومرونة أعلى.

زيادة معامل المرونة للسلك الخارج من جهاز السحب.

تقليل احتمال كسر القضيب أثناء السحب وبعده.

تقليل العمل الإضافي وبالتالي تقليل التوتر المتبقي على السلك بشكل كبير.

إلغاء الحاجة إلى عملية التلدين في عمليات السحب ذات النسبة العالية من تقليل مساحة المقطع.

تقليل تآكل القوالب وزيادة سرعة السحب إلى حد ما.

هذا الحساب العلمي والمقالات المقدمة إلى المصنع بموافقة القسم الفني أدت إلى استبدال طريقة صنع القوالب بالطريقة الحديثة وحساب زوايا القالب بدلاً من الطريقة التقليدية والتجريبية وغير الدقيقة، وبعد تنفيذ العملية، لوحظ أن عمر القالب وسرعة السحب زادتا حتى ثلاثة أضعاف، مما زاد الكفاءة بشكل كبير.

ما هي قوة الشد للحديد؟

زيادة الطلب على الآلات الخشبية في الدول النامية:

إكسسوارات حجرية

ما الفرق بين الفوتوسل أحادي القناة وثنائي القناة؟

قصة فيتانا