Заготовкой для волочения медной проволоки служит катанка диаметром 7,2—19 мм или прямоугольного сечения. Для изготовления проволоки сложного профиля применяется прессованная заготовка соответствующего профиля. Заготовку травят в 8—12%-ном водном растворе серной кислоты, подогретом до 40—50 °С. Волочение катанки диаметром 7,2 мм, предварительно сваренной встык, производят на машинах со скольжением типа ВМ-13 на размер 1,79—1,5 мм. Для смазки и охлаждения применяется мыльно-масляная эмульсия. Далее волочение ведут на 22-кратной машине на размер 0,38—0,2 мм, скорость волочения до 18 м/сек. Затем волочение на 18-кратных машинах на диаметры 0,15—0,05 мм. На последнем переделе волочения применяют алмазные волоки. Угол рабочего конуса волок 16—18°.
Проволоку диаметром 0,15—0,05 мм изготавливают без промежуточного отжига. При необходимости проводится безокислительный отжиг, как правило, на готовых размерах в конвейерных электропечах с водяным затвором или в шахтных электропечах без доступа воздуха.
На некоторых заводах кабельной промышленности эксплуатируются волочильные машины с совмещенным отжигом медной проволоки. Применение таких машин позволяет снизить трудоемкость изготовления проволоки и повысить степень автоматизации производства. В настоящее время работают над улучшением качества отжига проволоки на этих машинах. При получении проволок из цветных металлов наибольшее значение имеет волочение медной проволоки в связи с ее широким применением в электрической и электронной промышленности, хотя в последнее время в связи с использованием оптоволоконных кабелей и широким применением алюминия роль меди несколько снизилась. Медную проволоку производят толщиной от 20 мм до 10 мкм. При производстве разной по толщине проволоки происходит различное уменьшение поперечного сечения (ε): для грубой проволоки ε ~ 25%, для сверхтонкой проволоки ε ~ 9%, что соответствует удлинению проволоки на 33% для грубой и на 10% для сверхтонкой проволоки. Производство медной проволоки с различной прочностью на разрыв возможно только с использованием процессов формования. В отличие от стали медь не обязательно подвергать отжигу и отпуску. При работе с медью с сильно различающимися пределами текучести в зоне смазочного материала создаются различные давления. Прочность на разрыв для прочной проволоки и жесткой проволоки для пружин составляет >370 Н/мм2, а для мягкой — 200-250 Н/мм2.
Смазка при производстве медной проволоки
При производстве проволоки металл и способ производства оказывают влияние на трение, износ и выбор применяемого смазочного материала. Старый и широко используемый способ производства прокатанной (вальцованной) проволоки основан на использовании литых заготовок, которые сплавляют, а затем прокатывают в горячем состоянии. По методу Саусваэ (Southwire) расплавленная медь застывает в прорези литого барабана. Полученный медный прут прокатывают непосредственно в горячем состоянии. При погружном формовании нарезанную медную проволоку протягивают через бандаж, а потом прокатывают в горячем состоянии; процессы погружения и прокатки выполняются в атмосфере инертного газа. Соответственно, получаемая проволока имеет очень низкое содержание кислорода — не более 20 мг/кг. Горячая прокатка приводит к образованию на поверхности проволоки оксидной пленки, за исключением процессов погружного формования. Перед последующим волочением оксидная пленка легко удаляется протравкой с использованием разбавленной кислоты. Матовая поверхность проволоки имеет характерный протравленный профиль, зачастую пористый. Мягкая пористая поверхность удаляется очисткой (пилинг). При погружном формовании проволока сразу получается с чистой поверхностью и беспористой структурой. Поскольку протравка и очистка для нее не требуются, данным методом получают тонкую и сверхтонкую проволоку. В связи с тем, что используемое сырье имеет разные свойства, к системам смазки предъявляются различным требования, которые зависят не только от количества получаемой проволоки. Например, процесс погружного формования требует концентрированных высококачественных смазочных материалов.
