کشش میلگرد چیست؟

کشش میلگرد بصورت ساده به فرایند شکل دهی میلگرد ساده یا خام با قطر بالاتر به یک میلگرد با قطر کوچکتر گفته میشود و درواقع میلگرد ساده با قطر بالاتر تا جایی کشیده میشود تا به قطر دلخواه برسد، همچنین کشش میلگرد فرایند ایجاد تنش در میلگرد می باشد و برای افزایش مقاومت و استحکام آن در برابر نیروهای کششی انجام می شود.

کشش میلگرد با استفاده از دستگاه های مدرن و با دقت بالا انجام میشود، شکل قالب کشش می تواند متناسب با کاربرد آن بطورت گرد ، شش گوش (شش پر) , چهار گوش (چهارپهلو) و … باشد که میلگرد خام پس از عبور از داخل قالب شکل مورد نظر را به خود می گیرد و پس از انجام پروسه به آن اصطلاحا میلگرد ترانسمیسیون یا میلگرد ترانس نیز گفته میشود و محصولات آن انواع میلگرد ترانس (کششی روغنی، تک پولیش، دو پولیش یا سنگ خورده، بلبرینگ خور و…) و شش پر کششی یا شش پر ترانس و چهار پهلو کششی یا چهارپهلو ترانس و تسمه ترانس نامیده میشود.

از برترین شرکت های کشش میلگرد در تهران میتوان به شرکت پارس کشش دقیق به عنوان یکی از پیشروان صنعت کشش میلگرد با بیش از 30 سال سابقه اشاره کرد که همواره با استفاده از مدرن ترین دستگاه های کشش قادر به کشش میلگرد و تولید انواع میلگرد کششی با دقت بسیار بالا بصورت صدم دار و دهم دار با توجه به نیاز کاربر و کیفیت صادراتی است.

کشش میلگرد دارای انواع مختلف و متفاوتی می باشد که در ادامه به اصلی ترین آنها یعنی کشش گرم و کشش سرد و مزایای هریک می پردازیم.

کشش گرم (Hot Rolling)

فرایندی است که در آن میلگرد تحت دمای بالا وبا استفاده از دستگاه های خاص تحت تنش قرار می گیرد.

مراحل کشش گرم

1- گرم کردن اولیه: در ابتدا میلگردها در کوره مخصوص و در دمای بالا حدود 950 تا 1050 درجه سانتیگراد گرم شده که باعث نرم شدن میلگرد و سریع تر شدن فرایند فرم دهی آن می شود.

2- نورد گرم: در مرحله دوم میلگردهای گرم شده از بین غلتک های مخصوص نورد عبور داده می شوند این غلتک ها به طور مداوم به میلگردها فشار وارد کرده و باعث تغییر شکل و اندازه آن می شود و ممکن است چندین بار این فرایند تکرار شده تا به شکل و اندازه مطلوب برسند.

3- سرد کردن: پس از نورد میلگردها سریع سرد می شوند این فرایند ممکن است به صورت طبیعی و در مجاورت هوای آزاد و یا به صورت کنترل شده و با استفاده از آب و هوا انجام شود. تسریع در سرد شدن میلگردها باعث افزایش استحکام میلگرد می شوند.

مزایای کشش گرم

انعطاف پذیری: میلگردهای تولیدی با کشش گرم انعطاف بیشتری داشته و در برابر شکستگی مقاومت بیشتری دارند.

استحکام بالا: این نوع کشش باعث افزایش سختی و استحکام میلگرد می شود.

تسریع در تولید: در کشش گرم با توجه به استفاده از دمای بالا و دستگاههای نورد فرایند تولید به سرعت انجام شده و منجر به تولید انبوه میلگرد می شود.

کاربرد های کشش گرم

کشش گرم در پروژه های بزرگ اعم از ساختمانی و صنعتی که نیاز به میلگرد با استحکام بالا دارند مورد استفاده قرار می گیرند. به طور مثال ساخت پل ، برج ، سد و سایر سازه های مقاوم و بزرگ

کشش سرد (Cold Drawing)

کشش سرد فرایندی است که در آن میلگرد بدون نیاز به گرم کردن و در دمای اتاق تحت کشش قرار می گیرد. این روش بیشتر برای تولید میلگرد با قطر کم و با دقت بالا در ابعاد و خواص مکانیکی خاص استفاده می شود.

مراحل کشش سرد

تمیز کردن میلگرد: قبل از کشش ، میلگرد باید تمیز شود تا هرگونه زنگ زدگی ،روغن و آلودگی های سطحی از بین برود این امر با استفاده از روش های شیمیایی و یا مکانیکی انجام می شود.

کشش میلگرد: پس از تمیز شدن میلگردها با استفاده از دستگاههای کشش مخصوص از طریق قالب عبور داده می شوند این کار باعث کاهش قطر میلگرد و افزایش طول آن می گردد. فرایند کشش ممکن است به صورت یک یا چند مرحله انجام شود تا نتیجه مطلوب در خصوص ابعاد و قطر حاصل شود.

تنش زدایی: بعد از کشش میلگرد تحت عملیات حرارتی قرار گرفته تا تنش های داخلی از بین رفته و خواص مکانیکی آن بهبود یابد.

مزایای کشش سرد

صافی سطح: میلگردهای کشش شده به این روش دارای سطحی صاف تر و یکنواخت تر هستند که از ویژگیهای بارز آن می باشد.

دقت بالا در ابعاد: تولید میلگرد با دقت بالا در قطر و ابعاد از کاربردهای خاص و حساس کشش سرد میلگرد می باشد.

بهبود خواص مکانیکی: میلگردهای کشش شده به روش سرد استحکام و سختی بالایی داشته و در برابر نیروهای مکانیکی و خارجی دارای مقاومت بیشتری می باشند.

کاربرد های کشش سرد

این نوع از میلگرد کاربردهای متفاوتی در صنایع مختلف دارند. صنایع خودروسازی، ماشین سازی و ساختمانی برخی از صنایعی می باشند که در آنها از میلگردهای کششی استفاده می شود.

کشش میلگرد یا روزن رانی میلگرد

زمانی که فلز در دهانه ی خروجی یا در پشت قالب تحت یک نیروی کششی قرار می گیرد فرایند شکل دهی را کشش یا روزن رانی می گویند.

نیروی لازم برای کشش یا روزن رانی تابعی از کاهش سطح مقطع، زاویه مخروط قالب و اصطحکاک است. بعد از سر تراشی میلگرد آماده ی کشش می شود میلگردها را به قسمت کشش برده و نوک سرتراشی شده را به راحتی از داخل قالب کشش عبور می دهند و گیره ی کشش که توسط یک گیربکس قوی با رابط سیم بکسل ساپورت می شود نوک سر تراشی شده میلگرد را گرفته و با نیروی زیاد میلگرد با قطر بیشتر از قالب را مجبور به عبور از داخل سوراخ قالب می کنند.

برای مثال میلگرد نوردی با قطر حدودی ۱۴ میلیمتر را به میلگرد ۱۱/۷۵ با تلورانس ۰/۰۱ میلیمتر تبدیل می کنند. کشش میلگرد یا روزن رانی میلگرد در اثر عبور میلگرد از داخل قالب قطر میلگرد کاهش و به طول آن افزوده می شود بنابراین هرچه قطر میلگرد را کمتر از قطر میلگرد اولیه کنیم میلگرد کشیده شده افزایش طول بیشتری پیدا می کند.

این تغییر طول با توجه به جدول زیر دقیقا قابل محاسبه می باشد. در این جدول وزن یک کیلوگرم آهن در متر برای قطر های مختلف و در سه مقطع دایروی چهار گوش و شش گوش آورده شده است.

برای مثال میلگرد قطر 10 میلی متر مطابق جدول دارای وزن ۰/۶۱۷کیلو گرم در هر متر می باشد و هنگام تبدیل و کشش به میلگرد قطر8 میلی متر که وزن هر کیلوگرم در متر آن ۰/۳۹۵ است با استفاده از تناسب به این صورت محاسبه می کنیم: یک متر میل گرد 8 میلیمتر ۰/۳۹۵ کیلوگرم وزن دارد حال ۰/۶۱۷ کیلوگرم میلگرد 8 میلیمتر چند متر است؟ ۰/۳۹۵ ۱متر قطر 8 ۰/۶۱۷ Kg/m ؟ متر قطر 8 ۱/۵۶ = ؟ ۰/۵۶ متر تعییر طول.

در مواردی که کشش مقاطع غیر مدور مورد نظر باشد و یا حتی مواردی که سطوح غیر هندسی و نامنظم مد نظر باشد بایستی قبل از کشش از طریق رول فرمینگ و یا نورد گرم, پروفیل مورد نظر را در ابعادی در حدود پانزده درصد بالاتر از سایز نهایی شکل داد .

در چنین مواردی محاسبه زوایای ورودی قالب کشش و در نظر گرفتن نیروی یکنواخت کششی به مقطع پروفیل بسیار مهم میباشد. بایستی در نظر داشت که قبل از کشش معمولا نیاز به آنیل مناسب و زدودن پوسته های سطحی قبل از انجام کشش میباشد.

در مورد برخی فلزات که پر کربن و یا دارای عناصر مقاوم میباشند میبایستی بعد از کشش نیز پروسه آنیل انجام شود تا بعنوان عملیات تابگیری و احیانا سنگ و یا ماشین کاری های مربوطه را اعمال نمود.

بطور کلی در بهترین شرایط و مطلوب ترین روش کشش تقلیل سطح مقطع نمیبایستی بیش از 20 الی 22 درصد باشد گو اینکه عملا این ارقام به حدود 15 درصد محدود میشود . در کشش ظریف مقاطع گرد , قطرهای یکصدم میلیمتر را نیز با دقت فوق العاده کشش میکنند.

آماده سازی فلزات و کشش

کشش طولی فلزات یکی از اصلی ترین روش های آماده سازی فلزات برای کاربرد صنعتی میباشد. در این روش زاویه قالب و ابعاد و اندازه های آن تعیین کننده شکل و کیفیت محصول نهایی میباشد. کشش معمولا در دمای محیط و بدون نیاز به گرم کردن فلز انجام میگیرد که تنها مورد استثنا کشش، تنگستن میباشد که از آن برای رشته های حرارتی ( فیلامان ) لامپهای حرارتی استفاده میشود.

کشش فلزات را میتوان تا چندین مرحله بدون نیاز به آنیل انجام داد که البته دفعات کشش و میزان، تقلیل سطح مقطع بستگی مستقیم با نوع فلز و آلیاژهای بکار رفته در آن دارد.

یکی از مزایای قابل توجه کشش سرد که موجب گسترش آن در صنعت شده است دقت و یکنواختی، سطح پس از کشش و سرعت تولید میباشد.

علاوه بر مزایای فوق در برخی فلزات همانند آلمینیوم و مس فشردگی سطح به منظور آماده سازی برای، انجام عملیات بعدی ضروری میباشد که این امر از طریق رولینگ و یا کشش و یا نهایتا رولینگ و کشش انجام میپذیرد.

در برخی موارد حتی برای فرم دادن و آمادگی سطح پلاستیک های بخصوص و حتی برای پوشش فلزی بر روی فلز دیگر که هسته نامیده میشود از کشش میلگرد استفاده شده و کاربرد مطلوب و چشمگیری دارد . بعنوان مثال در مورد پوشش مس بر روی میله آهنی بمنظور میله ارت از کشش سرد استفاده می شود.

فرآیند کشش میلگرد | اصطحکاک و روانکاری مناسب بین قالب و میلگرد

در شکل دهی فلزات شرایط اصطحکاک بین قالب و میلگرد به عواملی همچون نیرو، چگونگی تغییر فرم خواص نهایی نمونه، زبری سطح و غیره اهمیت زیادی دارد.

جنس قالب کشش از آلیاژی به نام تنگستن کار باید است و برای روانکاری و خنک کاری عبور میلگرد از داخل قالب از روغن کشش استفاده می شود.

تنش اصطحکاکی (Ƭ) بر حسب واحد نیرو بر واحد مساحت سطح تماس اندازه گیری می شود. مساحت سطح تماس مرز فلز تغییر فرم یافته است. بنابراین تنش اصطحکاکی یا مقاومتی همان تنش برشی در مرز آن است.

فرآیند کشش میلگرد | مکانیزم اصطحکاک یک پدیده پیچیده است و به متغییرهای زیادی نظیر جنس ماده ، اندازه و قطر میلگرد و سرعت تغییر فرم، دما و شرایط جوی و غیره بستگی دارد.

برای یک روانکار مشخص عموما از سه مدل برای تشریح اثر آن استفاده می شود. هیدرودینامیکی، روانکاری مرزی و روانکاری هیدرواستاتیکی.

در روانکاری هیدرواستاتیکی که در شکل دهی فلزات متداول است روانکار در هنگام تماس ابزار با نمونه بصورت تعداد زیادی بسته کوچک در سطح نمونه حبس می شود.

در تغییر فرم مومنسان فلز سطح میلگرد واپیچیده می شود و نقش سطح قالب را به خود می گیرد. از این رو مساحت واقعی تماس به چسبندگی ویژه ی سطح تماس مربوط می شود و همانند حالت تغییر فرم کشسان صرف نظر نمی شود.

فرآیند کشش میلگرد بنابراین اصطحکاک در تغییر فرم مومنسان ضرورتا با اصطحکاک لغزشی در قطعات ماشین متفاوت است. به هر حال سرعتهای نسبی بالا بین قطعه کار و سطح ابزار همراه با فشار زیاد فصل مشترک و یا مد های سنگین تغییر فرم باعث شکسته شدن فیلم سطحی خواهد شد و سطح جدید اجازه خواهد یافت که با سطح ابزار در تماس باشد.

از این رو ایجاد تماس چسبنده تسهیل می شود برای چنین حالتی ضرورتا فلز در حال تغییر فرم در طول سطح ابزار لغزش نمی کند ضمن آنکه فرض عدم وجود هیچگونه لغزش بین قطعه کار(میلگرد) و ابزار(قالب) نیز نادرست می باشد.

برای چنین مکانیزم مرکبی از اصطحکاک که معمولا در شکل دهی فلزات اتفاق می افتد اصطحکاک تابع لغزش و چسبندگی است. از این رو معادله برشی زیر به دست می آید: [P+ AØ]µ = Ƭ

برای فرم دادن و سایز کردن میلگرد و مقاطع دیگر فلزی , عبور آن از قالب مخصوص و البته رعایت شرایط مورد نیاز قبل از کشش میل گرد میباشد. یکی از اصل ترین فرایندهای تولید پس از نورد گرم فلزات , انجام کشش سرد برای آماده سازی فلز جهت کاربرد در صنعت میباشد. این روش با توجه به داشتن سطوح صیقل و دقیق دیرگاهی است که در صنعت متداول میباشد.

در اصل روش ابتدایی تقلیل قطر فلز بخصوص در مورد فلزات گرانبها نظیر طلا و نقره از طریق کشش از قدیم معمول بوده و هر چند بصورت پراکنده و مبتنی بر تجارب شخصی در کارگاه های زرگری بصورت تخصصی انجام میشده است . بدیهی است در این سطح تولید بسیار ناچیز و در حد رفع احتیاج محدود فردی بوده است که سالها بصورت ابتدایی متداول بوده و جوابگوی نیازهای زمان خود بوده است.

نقش پارامتر دلتا در فرایند کشش مفتول

پارامتر دلتا به عنوان پارامتری مهم برای بیان کردن تاثیر هندسه منطقه تغییر فرم در فرایند کشش مفتول مورد بررسی و استفاده قرار می گیرد.

Δ نسبت اندازه ناحیه تغییر فرم عمود بر محور کشش(h) ، به اندازه ناحیه تغییر فرم موازی محور کشش (L) را نشان می دهد) (h/L. این نسبت در واقع همان متوسط قطر در ناحیه مخروطی ،تقسیم بر طول این ناحیه می باشد. h=h0-h1 و αL=h/2sin بر حسب نیم زاویه قالب (α) و مقدار کاهش سطح مقطع (r) می توان مقدار دلتا را به صورت عبارت /r)][1+(1-r)1/2 ]2α [(تخمین زد که α بر حسب رادیان و r به صورت درصد کاهش سطح مقطع سیم تقسیم بر 100 می باشد.

در فرایندهای کشش سنتی و معمولی مقادیر دلتا بین 2/5 الی 3 می باشد در حالی که در سیستم کشش جدید این مقدار کمتر یا مساوی 5/1 می باشد. به عبارت دیگر هرچه مقدار زاویه قالب کمتر و مقدار کاهش سطح مقطع بیشتر باشد مقدار دلتا کمتر می شود.

نقش مهم دلتا را می توان در فرایند کشش مفتول و تاثیر آن در جلوگیری و محدود کردن عیوب ایجاد ترک در مرکز مفتول (center-burst) و ترک های سهمی شکل (chevrons cracks) توضیح داد که مقادیر دلتای برابر یا کمتر از 1/5 رشد ترک های سهمی شکل را به حداقل کاهش می دهد.

به طور کلی مقادیر پایین دلتا در فرایندهای کشش مفتول، کار اضافی نیاز به فرایند آنیلینگ، فشار قالب و سایش قالب را به حداقل می رساند. علاوه بر این هنگامی که روانکاری به خوبی انجام گیرد مقدار دلتای پایین می تواند ضریب اصطحکاک را کاهش دهد.

فرمول دلتا اجازه می دهد که تاثیرات زاویه قالب و میزان کاهش سطح مقطع به نحو موثری با یکدیگر ترکیب شده و با تغییرات در کاهش سطح مقطع و زاویه قالب بتوان شرایط بهینه ای برای کشش مفتول فراهم آورد.

از معایب مقادیر دلتای کم این است که نیاز به قالب های با هسته های طولانی تر می باشد و مقدار اصطحکاک نیز در مواقعی که شرایط روانکاری مناسب و بحرانی است بیشتر می شود.

بنابراین می توان با انتخاب مقدار دلتای مناسب:

• میزان فشار بر قالب های کشش و در نتیجه احتمال شکست قالب ها را به شدت کاهش داد.
• در یک سایز ورودی مواد اولیه به دستگاه کشش و شرایط روانکاری و تولید یکسان مفتولی با استحکام و انعطاف پذیری بالاتر تولید کرد.
• مدول الاستیک سیم خروجی از دستگاه کشش را افزایش داد.
• احتمال شکست میلگرد در حین کشش و همچنین بعد از کشش را کاهش می دهد.
• کار اضافی و در نتیجه تنش پسماند روی مفتول را به شدت کاهش داد.
• نیاز به فرایند آنیلینگ در کشش های با در صد کاهش سطح مقطع بالا را حذف کرد.
• سایش قالب ها را کاهش و سرعت کشش را تا حدی افزایش داد.

این محاسبه ی علمی و مقاله های ارایه شده به کارخانه با موافقت بخش فنی باعث شد ساخت قالب به روش روز دنیا و محاسبه ی زاوایای قالب جایگزین روش سنتی و تجربی و نادقیق چشمی شد و بعد از عملیاتی شدن ملاحظه شد که عمر قالب و سرعت کشش تا 3 برابر افزایش یافت راندمان را بطور شگرفی افزایش داد.

پارس کشش » وبلاگ » مقالات » کشش میلگرد چیست؟