Công nghệ kéo thép và kim loại màu – đây là lĩnh vực khoa học kĩ thuật và là ngành công nghiệp điều chế các kim loại từ các loại quặng hoặc là từ các nguyên liệu khác. Việt Nam hiện nay đang nằm trong số 10 quốc gia giàu tài nguyên khoáng sản, nhưng chủ yếu thì chưa được thăm dò, khảo sát đầy đủ. Trong đó ngành luyện kim đen của nước ta có xu hướng phát triển mạnh vì khai thác nhiều hơn từ các mỏ quặng sắt và phát triển việc nhập nguyên liệu từ các nước đang phát triển.
Công nghệ kéo thép
Kéo thép là gì?
Kéo là một quá trình gia công kim loại bằng áp lực, trong đó phôi được kéo dài qua lỗ khuôn kéo. Sau khi kéo tiết diện vật liệu gia công bị giảm còn chiều dài thì tăng lên.
Bằng phương pháp kéo, người ta có thể chế tạo được các dây, ống và các thanh định hình có đường kính rất nhỏ (Φ = 0,065mm).
Phương pháp này đảm bảo độ chính xác cao, độ nhẵn bề mặt tốt và nâng cao độ bền của vật liệu.
Các kim loại và hợp kim màu, thép cacbon và thép hợp kim đều có thể có được bằng phương pháp nguội.
Khuôn kéo
Quá trình kéo được thực hiện trên máy kéo qua một dụng cụ có lỗ gọi là khuôn kéo (trong sản xuất gọi là mà). Khuôn kéo có 4 phần: phần vuốt nhỏ I để làm biến dạng phôi, phần làm trơn II, phần vuốt nhẵn III và phần thoát IV. Phần vuốt nhẵn thường là hình trụ, còn các phần khác thường là hình côn
Khuôn kéo được chế tạo bằng hợp kim cứng (để kéo các dây có đường kính rất nhỏ) hoặc bằng thép dụng cụ (để kéo các thanh và các ống có tiết diện lớn).
Để giảm bớt ma sát ở khuôn kéo người ta dùng các chất bôi trơn như mỡ, dầu, bột xà phòng, graphit, đồng sunfat. Việc kéo được thực hiện ở trạng thái nguội, do đó kim loại càng bền thêm (tạo thành sự cứng nguội bề mặt). Khi phải kéo tiếp, cần làm mất hiện tượng cứng nguội của kim loại, người ta đem ủ kim loại. Sau khi ủ, kim loại trở nên mềm dẻo, do đó có thể kéo tiếp.
Máy kéo kim loại
Kéo kim loại có thể thực hiện trên máy kéo thẳng hoặc máy kéo tang cuộn.
Sơ đồ máy kéo có tang cuộn, dùng khi kéo sợi dài. Loại máy này có thể chỉ có một khuôn kéo, loại nhiều khuôn kéo không có trượt và loại có nhiều khuôn có sự trượt
Quy trình công nghệ kéo thép và kim loại màu
Bước 1: Xử lý quặng thô ( bao gồm quá trình nghiền, tuyển lựa, đóng bánh, vê viên để chuẩn bị cho việc tách kim loại màu khỏi quặng ); Quặng được “đóng bánh” ( đóng thành cục khối lớn ) nhằm tăng cường độ bền và có được kích thước phù hợp cho quá trình luyện kim trong lò;
Bước 2: Tách kim loại ra khỏi quặng và tất cả các vật liệu;
Bước 3: Làm sạch kim loại và ( tinh luyện );
Bước 4: Sản xuất các kim loại và hợp kim;
Bước 5: Sản xuất các loại bột kim loại sạch và những loại nguyên tử Cacbit để phục vụ cho các quá trình chế tạo ra vật liệu tổ hợp ( hay còn gọi là composite ) có cơ tính đặc biệt vượt trội hơn so với các Kim loại, và các hợp kim thông thường.
Bước 6: Sau đó tại lò công nhân chế tạo các ferro ( hoặc silicomangan.. ) và hợp kim trung gian để phục vụ cho luyện kim.
Bước 7: Đúc khuôn sản phẩm, đây là quá trình đúc làm đông đặc kim loại lỏng trong các loại khuôn ( khuôn kim loại, khuôn cát, khuôn đúc liên tục..) một số sản phẩm đúc hiện nay có thể sử dụng được ngay hoặc tạo ra phôi cho quá trình gia công các biến dạng khác ( cán, rèn dập… )
Bước 8: Sau đó phôi sẻ trải qua quá trình cán, kéo.. . Đây là quá trình làm biến dạng phôi kim dẻo loại, giữa 2 trục tròn xoay. Sản phẩm sẽ có hình học đơn giản hình tròn sản xuất Ống thép đúc, Ống thép đen…, hình vằn, hình hộp tạo thép hộp đúc, Thép hộp đen…, hình thoi..) đến phức tạp (đường ray, Thép hình u, i, v, h…) với nhiều hình dạng màu sắc khác nhau
Bước 9: Chuyển tới quá trình Nhiệt luyện bao gồm: Nung nóng, giữ nhiệt và quá trình làm nguội. Tùy vào cách nung nóng của mỗi kĩ sư, cách giữ nhiệt và làm nguội khác nhau ta có các công đoạn ” Tôi ” ” Ram ” Ủ ” là những nguyên công chủ đạo quan trọng của nhiệt luyện. Ngoài ra còn các quá trình ” thấm ” để đạt được cơ tính mạnh bề mặt theo nhu cầu. Hầu hết các sản phẩm được gia công cơ khí không thể sử dụng ngay nếu không qua quá trình nhiệt luyện.
Bước 10: Gia công hoá nhiệt và quá trình cơ nhiệt đối với kim loại;
Bước 11: Tráng phủ bề mặt sản phẩm kim loại để có thể bảo vệ hoặc trang trí và tạo khuếch tán những kim loại hay phi kim loại khác và trên bề mặt sản phẩm.
Đặc điểm công dụng quy trình kéo sợi kim loại màu
Kéo sợi là quá trình kéo phôi kim loại qua lổ khuôn kéo làm cho tiết diện ngang của phôi giảm và chiều dài tăng. Hình dáng và kích thước của chi tiết giống lỗ khuôn kéo.
Đặc điểm:
– Kéo sợi có thể tiến hành ở trạng thái nóng hoặc trạng thái nguội.
– Kéo sợi cho ta sản phẩm có độ chính xác cấp 2ữ4 và độ bóng ∇7ữ∇9.
Công dụng:
– Kéo sợi dùng để chế tạo các thỏi, ống, sợi bằng thép và kim loại màu.
– Kéo sợi còn dùng gia công tinh bề mặt ngoài các ống cán có mối hàn và một số công việc khác.
