Drát: jak se vyrábí a z jakého materiálu je vyroben

Drát je kovová šňůra s kruhovým nebo jiným průřezem a průměrem od zlomků milimetru do 1,7 centimetru. Výrobek delší než 17 mm se již nazývá tyč. Dlouhé válcované kovové výrobky jsou vyrobeny z nerezové oceli, hliníku, mědi a dalších materiálů. Drát se používá k výrobě drátů, svařovacích elektrod, pružin a lan. V závislosti na slitině, ze které je vyroben, se mění fyzikální vlastnosti válcovaného výrobku.

Technologie výroby drátu

Název válcovaný kov nás odkazuje na hlavní způsob výroby – tažení. Vyskytuje se v několika fázích:

• Odlévání blanku – prutu. Slitina se zahřeje na teplotu tání a poté se pomocí speciálních forem odlije do tyče.
• Leptání obrobku. Pro odstranění vodního kamene v mezistupni výroby se obrobek umístí do roztoku kyseliny sírové zahřátého na přibližně 50 stupňů. Leptací roztok se pak neutralizuje a tyčinky se promyjí. To je nutné především pro zachování životnosti matrice tažného stroje.
• Žíhání slitiny. Tepelné zpracování zvyšuje viskozitu tyče a snižuje její zrnitost.
• Zpracování konců obrobků. Okraje mohou být buď řezány nebo tepány, výsledkem by měl být konec, který snadno zapadne do stroje.
• Průchod obrobku matricí. Jedná se o zužující se otvor, který zmenšuje průměr tyče a současně zvyšuje délku produktu.

Poté se provede dodatečné žíhání nebo kalení a následná práce s hotovým drátem. Žíhání zvyšuje plasticitu drátu a kalení zvyšuje jeho pevnost. Tepelné zpracování hotového válcovaného kovu závisí na jeho účelu. Často se nevyrábí ve fázi výroby, ale před přímým použitím.

Zvláštností výroby tažením je, že deformační kapacita tažného stroje není vysoká. Jinými slovy, je nemožné ostře vyrobit nejtenčí kovový závit z velkého obrobku. Z tohoto důvodu je někdy nutné opakovat proces tažení dvakrát s postupně menšími raznicemi.

Někdy se používá další mezistupeň – patentování. I když je tato technologie poměrně pracná a z tohoto důvodu se používá jen zřídka. Při patentování se kov zahřeje na austenitizační teplotu, u oceli je to více než 1050 °C, následuje vysokoteplotní máčení v solné nebo olověné tavenině. Tento postup mění mikrostrukturu materiálu.

V dnešní době se používají převážně modernější stroje vybavené systémem chlazení voda-vzduch. S jejich pomocí se bez patentování získá drát s požadovanou mikrostrukturou.

Vlastnosti kreslícího stroje

Hlavní části stroje:

• hnací mechanismus;
• postupně se zužující matrice;
• cívky vinutí drátu;
• Systém přívodu chladicí kapaliny a mazání.

Podle principu činnosti mohou být stroje jednoduché nebo vícenásobné, to znamená, že drát je tažen v jednom nebo několika cyklech. Podle zásoby mazání se stroje dělí na kluzné a nekluzné mechanismy. Lze je kombinovat na jednom řádku, střídat. Maziva nejen optimalizují proces tažení, ale také zlepšují kvalitu hotového válcovaného výrobku: zvyšuje se odolnost proti korozi, zlepšuje se přilnavost k jiným povlakům.

Konstrukce stroje zahrnuje navíjení drátu na buben. Pokud se však tažení provádí pro válcování více než 17 mm, pak se hotový materiál pohybuje přímočaře.

Razidla se postupně zužují. To znamená, že na jedné lince může být několik „oček“ s různými průměry. Raznice jsou vyrobeny z nejtvrdších a otěruvzdorných kovů, jako je karbid wolframu a termokorund – mají velmi vysokou tepelnou odolnost, což je důležité, protože tažením vzniká velká třecí síla s uvolňováním tepelné energie.

Dalším důležitým aspektem nastavení výrobní linky je absence nebo minimalizace vibrací. To je zvláště důležité při výrobě tenkého drátu o průměru 0,3 mm nebo 0,5 mm.

Dodatečné zpracování drátu

Kromě samotného procesu tažení existuje ve výrobě řada dalších procesů souvisejících s předběžným a následným zpracováním válcovaných kovových výrobků. Již jsme řekli, že před tažením je třeba z obrobku odstranit okuje, tedy oxidy železa. Objevují se na ocelových polotovarech. Ale stejný proces se opakuje po vyrobení ocelového drátu. A vodní kámen lze odstranit třemi způsoby:

• Mechanické. Dosahuje se ohýbáním drátu mezi dvěma válečky. Samotné ošetření probíhá pomocí kartáčů s ocelovými štětinami. Metoda je ekonomicky výhodná.
• Chemické. Ponořením drátu do kyseliny chlorovodíkové a sírové se dosáhne vysokého stupně čištění oceli od oxidů železa. Metoda je však spojena s nebezpečím pro výrobní zaměstnance, proto se používá především ve velkých hutních provozech, kde jsou všechny podmínky pro zachování bezpečnosti práce.
• Elektrochemické. Obrobek je ponořen do elektrolytu a následně jím prochází elektřina. Samotný drát obvykle funguje jako anoda. Proces je účinný, ale má mnoho nuancí. Například je důležité zabránit vzniku mořícího křehnutí v důsledku nekontrolovaného odlučování okují.

Jako doplňkový postup se rozlišuje také tepelné zpracování – žíhání nebo kalení. Při prodeji výrobci uvádějí na etiketě, že výrobek prošel tepelnou úpravou.

Dalším způsobem, jak zlepšit vlastnosti drátu, je potažení povrchu různými sloučeninami. Galvanizace je velmi populární. Ochranná zinková vrstva zajišťuje mechanickou pevnost a elektrochemickou odolnost. Galvanické zinkování může být žárové nebo galvanické. V prvním případě se drát ponoří do roztaveného zinku a poté se ochladí. Ve druhém případě nabité ionty zinku vytvářejí film kolem drátu pomocí proudu v roztoku elektrolytu. Kromě galvanizace je k dispozici také pomědění, mosaz, bronzování a opláštění.

Z čeho je drát?

• Ocel – používá se jako materiál pro další konstrukce a díly i jako samostatný válcovaný výrobek. Vyznačuje se pevností, odolností proti korozi a dobrou svařitelností. Často se používá pro vyztužení – v tomto případě nejlépe funguje pozinkovaný drát.
• Hliník je měkký, pružný, ale méně odolný než ocel. Dobře vede elektrický proud a je docela odolný vůči agresivnímu prostředí. Často se používá ve stavebnictví a elektroinstalaci. Svařovací hliníkový drát se proto používá pro svařování hliníku.
• Měď – častěji než jiné kovy se prodává nejen s kulatým, ale i obdélníkovým průřezem. Při výběru se vyplatí zaměřit se na značku slitiny, protože její čistota je zodpovědná za elektrickou vodivost.
• Nikl – ideální pro svařování trhlin v litinových výrobcích.
• Titan – má maximální pevnost s relativně nízkou měrnou hmotností a vysokou plasticitou.
• Zinek – používá se při výrobě kondenzátorů, výměníků tepla a klimatizací, aktivně se používá v radiotechnice a také při svařování.
• Bronz – má dobrou elektrickou a tepelnou vodivost, vyznačuje se pevností v tahu a dobrou kujností.
• Mosaz – mezi její vlastnosti: vynikající odolnost proti mechanickým nárazům, elektrická vodivost a odolnost proti korozi.

Drát se vyrábí i z jiných kovů a slitin. Najdete zde bimetalové výrobky se zlepšenými vlastnostmi, stejně jako ocelový drát s povlakem z neželezných kovů.

Drát, tyč a tyč – jaký je rozdíl?

Všechny tři typy válcovaných kovových výrobků jsou dlouhé válcované kovové výrobky s daným průměrem průřezu. Na rozdíl od trubek nejsou drát, tyč, tyč a kruh uvnitř duté, to znamená, že mají pevný průřez. Všechny tyto materiály mohou mít v průřezu nejen kruh, ale také obdélník, čtverec nebo šestiúhelník. Pokud se název drátu a tyče nemění v závislosti na tvaru průřezu, pak kruh začne mít jiné názvy, například šestiúhelník nebo čtverec.

Všechny tyto válcované výrobky se liší průměrem. drát – do 17 mm; a tyč a kruh jsou větší. Navíc neexistuje přísný GOST, který by rozlišoval průměry tyče a kruhu, název je spíše iniciativní a subjektivní. Jednoduše se uznává, že tyče s velkým průměrem se nazývají kruhy. Druhý rozdíl: drát se navíjí do cívek, zatímco tyče se prodávají v rovných délkách.

Drát lze také zaměnit s tyčí. Jedná se také o tenký kulatý válcovaný výrobek, který je navíjen do svitků. Na rozdíl od drátu však tyč není hotový výrobek, ale polotovar pro následné zpracování kovů.

Někdy může být drát, například olovo, vizuálně zaměněn s pájkou. Oba materiály lze prodávat ve svitcích, mají podobný vzhled a používají se ke spojování kovových povrchů. Pájka však na rozdíl od drátu obsahuje několik kovů a její odolnost proti zahřívání je výrazně nižší. Jinými slovy, pájka se taví rychleji.

V tomto článku jsme se podívali, z čeho se drát vyrábí, jak se vyrábí a čím se liší od ostatních válcovaných kovových výrobků – tyčí a drátěných tyčí.