TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
BỘ MÔN KIM LOẠI HỢP KIM
======

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ ĐÚC, NẤU LUYỆN VÀ CÁN
KÉO

ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ KÉO SỢI SẮT Ф = 1
GVHD:
SVTH:

THẠC SĨ NGUYỄN ĐĂNG KHOA
LÊ THỊ VINH
LÊ KIM CHI

TPHCM 05/2013

V0903292
V0900230


I. TỔNG QUAN:
1.1 Tình hình thép thế giới:
-

Ngành thép thế giới có một lịch sử phát triển lâu dài kể từ khi con người có

những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực luyện kim.Hiện nay, thương mại về thép vẫn
tiếp tục được duy trì và phát triển mạnh mẽ với một thị trường vô cùng rộng lớn.
Tốc độ tăng trưởng sản lượng thép thế giới năm 2006 đạt gần 9%, cao hơn năm

2005, nhưng thấp hơn năm 2004 với 10%. Năm 2004 cũng là năm đầu tiên sản
lượng thép vượt mức 1 tỷ tấn. Theo một báo cáo của IISI (International Iron and
Steel Institute) sản lượng thép năm 2006 cao hơn tổng sản lượng thép 10 năm trước.
Mức sản lượng này cũng gần bằng 46% tổng sản lượng 5 năm trước đây.
-

Năm 2007, sản lượng phôi thép đạt 1343,5 triệu m/tấn, tăng 7,5% so với năm

2006. Con số này là cao nhất trong lịch sử tính tới thời điểm này và cũng là năm thứ
7 liên tiếp sản lượng phôi thép thế giới tăng hơn 7%.
-

Trong 10 tháng đầu năm 2008, thị trường thép thế giới có nhiều biến động.

Giá thép tiếp tục giảm mạnh khi kinh tế toàn cầu suy thoái làm cho lĩnh vực tiêu thụ
nhiều thép như đầu tư xây dựng, bất động sản, và công nghiệp ô tô đều sụt giảm
mạnh. Cầu giảm mạnh làm cho nguồn cung trở nên dư thừa, buộc các nhà sản xuất
một mặt phải cắt giảm sản lượng sản xuất, mặt khác phải tiếp tục hạ giá bán. Giá
phôi thép trên thị trường thế giới chỉ còn khoảng 350 – 400 USD/tấn, giảm đến 70%
so với mức cao nhất là 1150 – 1200 USD/tấn trong 6 tháng. Do đó, thị trường thép
thế giới chỉ tăng ở mức 3% trong năm 2008 so với mức tăng 7,5% trong năm ngoái.
-

Những tháng đầu năm 2009, trong bối cảnh nền kinh tế toàn cầu lún sâu vào

suy thoái, cùng với sự giảm giá của nhiều loại hàng hóa khác, giá thép đã giảm sâu.
Đến cuối tháng 2/2009, tại cơ sở giao dịch kim loại Luân Đôn, giá phôi thép giao ký
hạn 3 tháng chạm đáy ở mức 250USD/tấn. Sau đó, giá phôi thép liện tục tăng trước
những nhận định tích cực cho rằng suy thoái kinhh tế thế giới đã vào hồi kết và
đang trong quá trình hồi phục. Đến những tháng cuối năm, nền kinh tế thế giới dần

hồi phục, nhờ đó giá phôi thép được giao dịch ở mức khoảng 450USD/tấn. Tuy
nhiên theo số liệu của WSA, sản lượng thép thô của thế giới 2009 giảm 8% xuống
còn 1,22 tỷ tấn – mức thấp nhất kể từ năm 2005 và là một trong các năm có mức
giảm tồi tệ nhất trong lịch sử. Sản lượng của Trung Quốc – quốc gia sản xuất thép

2


lớn nhất, đạt 567,8 triệu tấn, tăng 13,5% so với năm 2008 và chiếm 46,5% tổng sản
lượng thép toàn cầu.
-

Ngày 22/3/2010, Hiệp Hội Sắt Thép Thế Giới IISI cho biết: trong tháng

2/2010, sản lượng thép Thế Giới đã tăng thêm 24,2% so với tháng 2/2009, trong đó
sản lượng của 66 quốc gia sản xuất thép chính trên Thế Giới đạt 108 triệu tấn – tăng
so với sản lượng 87 triệu tấn của tháng 2/2009, cụ thể sản lượng thép thô của Mỹ
(quốc gia có nền kinh tế phát triển mạnh nhất Thế Giới) là 5,98 triệu tấn, tăng mạnh
51,3%, sản lượng của Trung Quốc đạt 50,357 triệu tấn, tăng 22,5% sản lượng thép
của Nhật Bản là 8,4 triệu tấn, tăng 54% và sản lượng thép của khối Liên Minh Châu
Âu là 13,35 triệu tấn, tăng 28,6%. Qua mấy tháng đầu năm, ta thấy tình hình thép
thế giới đang có bước phục hồi nhờ nền kinh tế đang dần ổn định.
1.2. Tình hình sản xuất thép tại Việt Nam:
1.2.1. Quá trình hình thành và phát triển:
1.2.1.1 Quá trình hình thành:
-

Ngành thép Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ đầu những năm 1960 nên còn

rất non trẻ. Khu liên hợp gang thép Thái Nguyên do Trung Quốc giúp ta xây dựng,

cho ra mẻ gang đầu tiên vào năm 1963.
-

Song do chiến tranh và khó khăn nhiều mặt, 15 năm sau, Khu Liên hợp Gang

Thép Thái Nguyên mới có sản phẩm Thép cán. Năm 1975, Nhà máy luyện cán Thép
Gia Sàng do Đức (trước đây) giúp đã đi vào sản xuất. Công suất thiết kế lúc đó của
cả khu lien hợp Gang Thép Thái Nguyên là 100 ngàn tấn/năm. Phía Nam: Các nhà
máy do chế độ cũ xây dựng phục vụ kinh tế thời hậu chiến (VICASA,
VIKIMCO…)
-

Năm 1976, Công ty luyện kim đen Miền Nam được thành lập trên cơ sở tiếp

quản các nhàmáy luyện, cán Thép mini của chế độ cũ để lại ở Tp HCM và Biên
Hòa, với tổng công suất khoảng 80.000 tấn thép/năm.
1.2.1.2 Quá trình phát triển:
-

Giai đoạn từ 1976 đến 1989: Ngành thép gặp rất nhiều khó khăn do kinh tế đất

nước lâm vào khủng hoảng, ngành thép không phát triển được và chỉ duy trì mức
sản lượng từ 40 ngàn đến 85 ngàn tấn thép/năm.
-

Giai đoạn từ 1989 đến 1995: Thực hiện chủ trương đổi mới, mở cửa của Đảng

và Nhà nước, ngành thép bắt đầu có tăng trưởng, năm 1990, sản lượng Thép trong

3



nước đã vượt mức trên 100 ngàn tấn/năm. Năm 1990, Tổng Công ty Thép Việt Nam
được thành lập, thống nhất quản lý ngành sản xuất Thép quốc doanh trong cả nước.
Đây là thời kỳ phát triển sôi động, nhiều dự án đầu tư chiều sâu và lien doanh với
nước ngoài được thực hiện. Các ngành cơ khí, xây dựng, quốc phòng và các thành
phần Kinh tế khác đua nhau làm Thép mini. Sản lượng Thép cán năm 1995 đã tăng
gấp 04 lần so với năm 1990, đạt mức 450.000 tấn/năm, bằng với mức Liên Xô cung
cấp cho nước ta hàng năm trước 1990.Năm 1992 bắt đầu có liên doanh sản xuất
Thép sau khi nguồn cung cấp chủ yếu từ các nước Đông Âu không còn nữa. Tháng
04 năm 1995, Tổng Công ty Thép Việt Nam được thành lập theo mô hình Tổng
Công ty Nhà nước (Tổng Công ty 91) trên cơ sở hợp nhất Tổng Công ty Thép Việt
Nam và Tổng Công ty Kim khí thuộc Bộ Thương mại.
-

Thời kỳ 1996 - 2000: Ngành thép có mức độ tăng trưởng tốt, tiếp tục được đầu

tư mạnh (phát triển mạnh sang khu vực tư nhân): đã đưa vào hoạt động 13 liên
doanh, trong đó có 12 liên doanh cán thép và gia công, chế biến sau cán. Sản lượng
thép cán của cả nước đã đạt 1,57 triệu tấn vào năm 2000, gấp 3 lần so với năm 1995
và gấp 14 lần so với năm 1990. Đây là giai đoạn có tốc độ tăng trưởng cao nhất.
-

Hiện nay, thành phần tham gia sản xuất và gia công, chế biến thép ở trong

nước rất đa dạng, bao gồm nhiều thành phần kinh tế cùng tham gia. Ngoài Tổng
công ty Thép Việt Nam và các cơ sở quốc doanh thuộc địa phương và các ngành,
còn có các liên doanh, các công ty cổ phần, công ty 100% vốn nước ngoài và các
công ty tư nhân. Sau năm 2000, tỉ trọng về sản lượng của Tổng Công ty Thép Việt
Nam giảm chỉ còn 40% so với 100% trước đó. Và đến thờiđiểm hiện nay thì chỉ còn

khoảng < 30%. Tính đến năm 2002, Việt Nam có khoảng 50 doanh nghiệp sản xuất
Thép xây dựng (chỉ tính các cơ sở có công suất lớn hơn 5.000 tấn/năm), trong đó có
12 dây chuyền cán, công suất từ 100 ngàn đến 300 ngàn tấn/năm.
-

Năm 2007, theo thống kê sơ bộ, toàn thế giới tiêu thụ 1400 triệu tấn Thép.

Trong đó, Việt Nam tiêu thụ < 10 triệu tấn. Bình quân 100 kg/người. Bình quân
khối ASEAN tiêu thụ khoảng 200 kg/người. Ở những nước tiên tiến, sản lượng tiêu
thụ đạt 1000 kg/người.
-

Năm 2009 ngành thép mặc dù còn khó khăn, một số doanh nghiệp bị thua lỗ

từ năm trước nhưng vẫn duy trì hoạt động sản xuật, không có cơ sở nào bị đóng
cửa. Đạt được kết quả này chủ yếu là do hàng loạt các biện pháp kích cầu của chính

4


phủ cũng nhu các thay đổi về chính sách tài chính, tiền tệ, chính sách ưu tiên ngoại
tệ để nhập khẩu phôi thép, thép phế liệu… và do các doanh nghiệp trong ngành
không ngừng cải tiến chất lượng, chú trọng vào việc khẳng định thương hiệu như
thép Thái Nguyên Tisco, thép Hòa Phát, thép Miền Nam… cùng nhau chiếm lĩnh thị
trường trong nước.
-

Chín tháng đầu năm 2010, tình hình sản xuất và tiêu thụ thép trong nước tiếp

tục tăng trưởng so với cung kỳ năm 2009, trong đó sản xuất tăng 19% và tiêu thụ

tăng 18%, sản xuất phôi thép trong nước đạt 2,3 triệu tấn, tăng 11%; nhập khẩu phôi
thép đạt 1,4 triệu tấn. Nhu cầu thép tăng, sản lượng thép tháng 11 ước đạt 0,59 triệu
tấn, tăng 4,4% so với tháng 11/2009; tính chung 11 tháng ước đạt 5,1 triệu tấn, tăng
3,9% so với cùng kỳ.
1.2.2 Mục tiêu, định hướng phát triển
-

Định hướng phát triển đến năm 2020 của Việt Nam: quan điểm phát triển

ngành Thép là từng bước đáp ứng nhu cầu thông thường về Thép xây dựng của Việt
Nam để không bị phụ thuộc hoàn toàn vào nước ngoài.Trong giai đoạn đầu sẽ phát
triển các khâu hạ nguồn trước như sản xuất thép xây dựng, thép cán nóng, cán nguội
đi từ thép phôi, thép nhập khẩu và một phần thép phế liệu. Trong quá trình phát
triển sẽ tiếp tục đầu tư chiều sâu các cơ sở hiện có, nghiên cứu phát triển khâu
thượng nguồn có sử dụng quặng sắt trong nước và một phần quặng sắt nhập khẩu
phù hợp với trình độ công nghệ đã thuần thục. Dưới đây là những quan điểm cụ thể:
+

Thép là vật tư chiến lược không thể thiếu của ngành công nghiệp, xây

dựng và quốc phòng, có vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá,
hiện đại hoá đất nước. Ngành thép cần được xác định là ngành công nghiệp được ưu
tiên phát triển.Trên cơ sở phát huy có hiệu quả nguồn tài nguyên khoáng sản sẳn có
trong nước, kết hợp với nhập khẩu một phần quặng và phôi của nước ngoài, xây
dựng khu liên hợp luyện kim công suất 4-5 triệu tấn thép /năm để từng bước đáp
ứng nhu cầu thép trong nước cả về chủng loại và chất lượng.
+

Trong giai đoạn đầu tập trung phát triển các khâu hạ nguồn như cán


thép xây dựng, thép cán tấm nóng, cán tấm nguội, sau đó cần nghiên cứu phát triển
khâu sản xuất thượng nguồn để sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên trong
nước.Kết hợp chặt chẽ giữa phát huy nội lực và tranh thủ tận dụng có hiệu quả các
nguồn vốn từ nước ngoài (trước hết về thiết bị và công nghệ). Kết hợp hài hoà giữa

5


yêu cầu giữ vững độc lập tự chủ về kinh tế với xu thế hội nhập, toàn cầu hoá; tự chủ
nhưng không bỏ qua các cơ hội hợp tác và phân công lao động quốc tế để đẩy
nhanh tốc độ phát triển ngành thép.
+

Đa dạng hoá vốn đầu tư cho ngành thép. Vốn đầu tư của nhà nước chủ

yếu dành cho phát triển các nguồn quặng trong nước và các công trình sản xuất thép
tấm, thép lá.
+

Về công nghệ: Trong giai đoạn đến 2020 vẫn sử dụng công nghệ truyền

thống là sản xuất lò cao luyện thép. Đồng thời tích cực nghiên cứu áp dụng các
công nghệ mới, tiên tiến, hiện đại để phát triển ngành thép. Đối với khu liên hợp
luyện kim khép kín có vốn đầu tư lớn và thời gian xây dựng kéo dài, có thể triển
khai trước khâu sản xuất cán kéo. Sau sẽ phát triển tiếp khâu sản xuất phôi cán từ
quặng.
+

Nhà nước có chính sách hỗ trợ tích cực cho ngành thép trong khuôn


khổ cho phép của các cam kết thương mại và hội nhập quốc tế.
+

Tham gia AFTA đồng nghĩa với việc xoá bỏ hàng rào thuế quan, ngành

thép phải củng cố mở rộng từ khâu sản xuất đến lưu thông phân phối với các ngành
kinh tế khác để mở rộng thị trường và cạnh tranh được ở thị trường trong nước và
trên thế giới.
+

Đi đôi với việc đầu tư xây dựng các nhà máy hiện đại, phải hết sức coi

trọng đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị công nghệ, hiện đại hoá các cơ sở hiện có
lên ngang bằng tiên tiến trong nước và khu vực. Quan tâm công tác đào tạo nhân
lực và phát triển khoa học công nghệ phục vụ phát triển ngành.
-

Mục tiêu phát triển ngành thép đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020:
+

Mục tiêu tổng quát: Phát triển ngành thép Việt Nam nhanh chóng trở

thành một ngành phát triển hoàn chỉnh theo công nghệ truyền thống, sử dụng tối đa
nguồn quặng sẵn có trong nước, trên cơ sở xây dựng khu liên hợp luyện kim công
suất 4-5 triệu tấn thép /năm, sử dụng tối đa và có hiệu quả nguồn nguyên liệu
khoáng trong nước, áp dụng các công nghệ mới hiện đại đang được sử dụng trên thế
giới, cố gắng thoả mãn tối đa nhu cầu trong nước về thép cán (cả về số lượng,
chủng loại, quy cách và chất lượng sản phẩm).
+


Từ thay thế nhập khẩu tiến tới xuất khẩu sản phẩm thép. Phấn đấu đến

2020 sẽ có một ngành thép phát triển bền vững với tốc độ tăng trưởng cao, bảo đảm

6


tốt về chất lượng, đầy đủ về số lượng và chủng loại sản phẩm thép, đáp ứng cho nhu
cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Như vậy nhu cầu thép vào năm 2010 là
10 triệu tấn; năm 2015 là 16 triệu tấn và năm 2020 là 20 triệu tấn. Trong đó sản xuất
trong nước theo mốc năm tương ứng chỉ đạt 51%; 61%; 62% và 70% vào năm
2020.
1.3. Sản phẩm thép thu được từ quá trình kéo sợi
1.3.1.Thép Cuộn mạ nhôm kẽm
-

Thép cuộn mạ kẽm (GI), thép cuộn mạ nhôm (GL). Ứng dụng rộng rãi trong

sản xuất dân dụng và công nghiệp: Các chi tiết, sản phẩm cuối có bề mặt phủ kẽm
hoặc được mang đi sơn phủ thêm để tăng khả năng chịu đựng, tăng độ bền với môi
trường sử dụng, hoặc đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ riêng (tấm lợp, vách, hệ thống
nhiệt, thông gió, tấm lưng thiết bị điện gia dụng, các sản phẩm tiếp xúc với môi
trường ẩm ướt hoặc có độ ẩm cao v.v.).
-

Sử dụng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng, mạ bằng phương pháp điện phân.

Chiều dày sản phẩm thường từ 0.13mm - 3.20mm tùy theo yêu cầu của sản phẩm
cuối. Một số tiêu chuẩn kỹ thuật của sản phẩm thép mạ kẽm như bảng dưới đây.
1.3.2.Thép cuộn mạ điện nhũ xám (GA), nhũ xanh (EG).

-

Thép cuộn mạ điện nhũ xám (GA):
+

Từ sản phẩm thép cán nguội thép được gia công xử lý mạ bằng phương

pháp điện phân với thành phần phủ mạ chính là kẽm. Không như sản phẩm Thép lá
mạ kẽm chỉ qua sản xuất, tạo hình là được chi tiết sản phẩm cuối. Thép lá mạ điện
ứng dụng cho các chi tiết cần sơn phủ sau khi tạo hình hoàn chỉnh. Do cũng được
phủ mạ từ kẽm nên khả năng chịu sự ăn mòn của môi trường rất cao.
+

Nhìn bằng mắt thường sản phẩm có màu xám tro, không phản sáng

(khác với thép cán nóng đã ngâm tẩy rỉ (PO) cho một độ phản sáng nhất định).
+

Thành phẩm có chiều dày từ 0.30 - 4.50mm tùy theo thị trường sử

dụng. Trọng lượng cuộn từ 4000 - 25.000 KG
-

Thép cuộn mạ điện, nhũ xanh (EG):
+

Cũng được phủ mạ với thành phần hợp kim khác nhau, tuy nhiên loại

sản phẩm này được tráng phủ lớp "chống dính" (anti finger) chịu được độ ẩm, các vết
dơ, dầu mỡ, bụi bẩn tác động từ môi trường ngoài. Thường được ứng dụng trong sản

xuất các thùng, khung bao, đế đỡ các bo mạch điện, điện tử dân dụng và công nghiệp.

7


Chủng loại sản phẩm này không dùng cho chi tiết, sản phẩm cần phủ mạ lại sau khi
tạo hình hoàn chỉnh.
+

Nhìn bằng mắt thường sản phẩm có màu xanh, có độ bóng sáng. Đặc

biệt khi dùng tay quẹt lên bề mặt thì không để lại dấu tay trên sản phẩm. Không như
chủng loại GL cũng có tính năng bảo vệ chống dính tương tự nhưng cho độ dập,
vuốt sâu kém.
1.3.3.Thép cuộn:
a) Loại thép cuộn tròn trơn 5.5 -16mm
-

Chủng loại, các thông số kích thước: Chủng loại: Φ 5.5 – Φ 16.0

-

Các thông số kích thước:
+

Đường kính ngoài cuộn:

Φ 1200 mm

+


Đường kính trong cuộn:

Φ 900 mm

+

Trọng lượng cuộn: 2000 – 2100kg

+

Buộc 4 dây đai Φ 7.0

+

Dung sai kích thước:
• Φ 5.5 – Φ 10mm: ≤ ± 0,15mm

-

• Φ 12 – Φ 14mm:

≤ ± 0,20mm

• ≥ Φ 16mm:

≤ ± 0,25mm

Yêu cầu kỹ thuật:
+


Trọng lượng, dung sai kích thước, tính chất cơ lý của từng loại thép và

phương pháp thử được quy định cụ thể trong tiêu chuẩn.
Quy
Chủng loại

cách

sản phẩm

đóng

Tiêu chuẩn

bó
Φ5.5, Φ6.0,
Φ7.0, Φ8.0,
Φ10,

Φ12,

Cuộn

TCVN 1651-1:2008

Φ14, Φ16
[1]
-


Ứng dụng:

8


+

Dùng cho xây dựng, kéo dây và chế tạo bulong thông dụng

b) Thép cuộn có 6 - 8 mm
-

Cỡ loại, thông số kích thước
+

Tròn, nhẵn có đường kính từ 6 mm đến 8 mm

+

Được cung cấp ở dạng cuộn, trọng lượng khoảng 200kg đến

450kg/cuộn, trường hợp đặc biệt có thể cung cấp với trọng lượng 1.300 kg/cuộn.
+

Các thông số kích thước, diện tích mặt cắt ngang, khối lượng 1m chiều

dài, sai lệch cho phép và các đại lượng cần tính toán khác theo quy định cụ thể trong
tiêu chuẩn.
-


Yêu cầu kỹ thuật:
+

Tính cơ lý của thép phải đảm bảo về các yêu cầu giới hạn chảy, độ bền

tức thời, độ dãn dài, xác định bằng phương pháp thử kéo, thử uốn ở trạng thái nguội.
Tính chất cơ lý của từng loại thép và phương pháp thử được quy định cụ thể trong
tiêu chuẩn
+

Chủng Loại: Thép cuộn: Ø6, Ø8

+

Quy Cách : Cuộn

+

Tiêu Chuẩn Sản Phẩm: TCVN 1651 – 1:2008

1.3.4.Thép lưới
-

-

Lưới B40 mạ kẽm,bọc nhựa PVC:
+

Dây đan mạ kẽm: Ф1.5, Ф2.0, Ф2.2, Ф2.7, Ф3.5, Ф4.0


+

Dây đan bọc nhựa PVC: Ф2.7/3.7

+

Ô lưới: 25x25, 30x30, 35x35, 50x50, 60x60

Dây thép mạ kẽm:
+

Đường kính từ 0.2 - 6.0 mm

+

Độ bền kéo : 300-500 N/mm2

+

Khối lượng cuộn : 25kg ; 50 kg

+

Các sản phẩm dây thép mạ kẽm với công nghệ mạ mờ hoặc bóng được

sản xuất theo yêu cầu, đơn đặt hàng của khách hàng.
-

Dây thép mạ kẽm bọc nhựa PVC:
+


Đường kính dây : 1.0/1.5 ; 1.8/2.3 ; 2.2/3.2 ; 2.5/3.5 ; 2.7/3.7 ; 4.0/5.0

+

Độ dày lớp bọc nhựa : 0.5mm

+

Trọng lượng cuộn : 25 kg ; 50 Kg

9


-

-

Lưới lục giác cỡ nhỏ:
+

Ô lưới : 13M ; 13D ; 16 ;18

+

Đường kính sợi đan : 0.5 mm ; 0.65mm ; 0.85mm

+

Chiều dài cuộn lưới : 40m


+

Chiều cao : 0.5m ; 1.0m

+

Trọng lượng cuộn : 6.5 kg ; 13 kg ; 24kg ; 20kg ; 27 kg

Dây thép gai mạ kẽm:
+

Đường kính sợi trục : 2.5mm ; 3.0mm

+

Đường kính sợi gai : 2.0 mm ; 2.5mm

+

Chiều dai : 9m ; 6m

+

Trọng lượng cuộn : 10 kg ; 30 kg

1.4. Máy kéo sợi thép liên hoàn:
a) Máy kéo sợi thép liên hoàn LZ-7/500
Loại máy


Liên hoàn 7 tang

Công suất (KW)

220

Tốc độ kéo (m/s)

16

Đường kính tang kéo (mm)

500
- Hệ thống điều khiển tự động PLC,
màn hình cảm ứng.

Tính năng

- Xử lý bề mặt sợi thép trước khi vào
tang kéo tự động: bóc gỉ sắt, phủ bề
mặt chất bôi trơn, sấy khô...
- Thu dây 2 kiểu: Trực tiếp trên tang
kéo (dạng cuộn)
Trực tếp dưới dạng Rulô 800mm
- Lz10/600 kéo thép C cao : C65,
C60....Thép C thấp...
- Đường kính đầu vào: 6.5mm5.5mm
- Đường kính đầu ra: 2.8mm 2.3mm

[2]


10


b) Máy kéo sợi thép liên hoàn Lz8-560
Loại máy
Công suất (KW)
Tốc độ kéo (m/s)
Tính năng

Liên hoàn 8 tang
247
16
Hệ thống điều khiển tự động PLC, màn
hình cảm ứng.
- Xử lý bề mặt sợi thép trước khi vào
tang kéo tự động: bóc gỉ sắt, phủ bề
mặt chất bôi trơn, sấy khô...
- Thu dây 2 kiểu: Trực tiếp trên tang
kéo (dạng cuộn)
Trực tếp dưới dạng Rulô 800mm
- Lz8/560 kéo thép C cao : C65,
C60....H08, thép C thấp
- Đường kính đầu vào: 6.5mm-5.5mm
- Đường kính đầu ra: 2.8mm - 2.1mm

[3]
II. KỸ THUẬT KÉO DÂY THÉP
2.1. Lý thuyết cơ bản của quá trình kéo dây thép:
-


Định nghĩa kéo: Kéo là một trong những phương pháp gia công kim loại bằng

áp lực, trong đó phôi được kéo qua lỗ khuôn để tạo hình. Trong quá trình kéo kích
thước sản phẩm giảm dần và chiều dài tăng lên.
-

Ưu điểm của phương pháp kéo: Kéo có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp

gia công khác. Kéo là loại gia công vật liệu không có phoi, do đó tiết kiệm được kim
loại. Mặt khác, kéo cho năng suất cao và chất lượng sản phẩm tốt hơn, kích thước hình
học chính xác.
-

Chủng loại sản phẩm kéo: Sản phẩm kéo rất đa dạng có thể là băng dây hoặc

ống, có tiết diện hình tròn, chữ nhật… kích thước từ vài chục milimet đến vài
micromet.
-

Quá trình kéo được thực hiện trên máy công cụ và khuôn kéo với lực kéo được

xác địnhbằng công thức hay bằng thực nghiệm, từ đó có thể xác định được công suất
cần thiết của động cơ.
2.1.1. Ứng suất trong quá trình kéo

11


a) Phôi đặc

-

Ranh giới vùng biến dạng trong quá trình kéo phôi được xác định bởi vùng tiếp

xúc của khuôn và vùng làm việc của phôi.
-

Phản lực từ khuôn tác dụng lên phôi trong quá trình kéo gây ra vùng biến dạng

các ứng suất : ứng suất dọc trục σz, ứng suất hướng kính σT, ứng suất tiếp σt. Trong đó
ứng suất dọc trục là lớn nhất và quan trọng nhất.
-

Ứng suất dọc trục lớn nhất tại biên thoát ra của khuôn và giảm dần về 0 tại biên

vào của khuôn.
-

Ứng suất tiếp và ứng suất hướng kính là ứng suất nén và bằng nhau.

Hình 2.1. Ứng suất của lõi dây khi kéo. [1]
b) Phôi rỗng
-

Đối với phôi rỗng, ứng suất kéo lớn nhất cũng như phôi đặc, đó là ứng suất dọc

trục, lớn nhất tại biên ra và về 0 tại biên vào. Khi kéo qua trục tâm cố định với đường
kính không thay đổi, điều kiện chảy được xác định bởi công thức:
-


σz - σt = σf
Hình dạng của vùng biến dạng được xác định theo thực nghiệm bởi Wisireich

và Kopp. Ứng suất thu được trong vùng biến dạng thu được như sau:
+

Ứng suất dọc trục σz tăng dần từ đầu đến cuối biến dạng.

+

Ứng suất hướng kính σT lớn nhất ở gần bề mặt phôi cả đầu vào và đầu ra.

+

Ứng suất tiếp cũng như ứng suất kính.

12


-

Ngoài ra còn có các ứng suất dư sinh ra trong sản phẩm do sự chênh lệch nhiệt

độ giữa bề mặt và bên trong vật liệu. Ứng suất dư có thể làm nứt khuôn kéo và thúc
đẩy vết nứt sẵn có lớn dần trong quá trình nguội nên cần phải loại bỏ ứng suất dư.
-

Ứng suất dư có thể khử được bằng cách kéo lại, đây là phương pháp được đề

xuất bởi Buhler : đặt ngay sau khuôn chính để gây ứng suất biến dạng, khi đi qua

khuôn kéo thứ nhất thì lõi kim loại mềm hơn kim loại bên ngoài, gây ứng suất kéo bên
ngoài và ứng suất nén bên trong. Trên khuôn thứ 2 vùng bên ngoài trở nên mềm dẻo
trong khi đó lõi vẫn giữ nguyên tính dẻo, kết quả là bên trong chịu ứng suất kép và bên
ngoài chịu ứng suất nén và khử được ứng suất dư tồn tại trong kim loại.
c) Lực và công biến dạng
Công gây ra biến dạng được xác định bằng công thức:
Wtot = Wid + Wfr + Wsh + WB
Trong đó:
Wid : công gây ra do lực ép.
Wfr : công gây ra do lực ma sát.
Wsh : công gây ra do biến dạng
WB : công gây ra do uốn.
Lực tổng được tính theo công thức:
Ftot = Fid + Ffr + Fsh + FB
2.1.2. Lực và công gây ra biến dạng trong quá trình kéo dây:
-

Trong quá trình kéo, lực và công được tính toán trên phương pháp Siebel. Điều

kiện lực và công trong trường hợp này kết thúc tại biên tiếp xúc. Phương trình lực kéo
được viết như sau:
F D,tot = Fid + Ffr + Fsh = σz1. A1 = A1. σf,m [( 1 +

13

).φmax +

]



Hình 2.3. Quan hệ giữa vận tốc và nhiệt độ [2]
-

Nhiệt độ tăng dựa vào sức căng tự nhiên. Ma sát giữa khuôn đã được bôi trơn

và bề mặt phôi dọc vùng biến dạng sẽ góp phần làm tăng nhiệt độ tại khu vực biên.
Việc phân tích dòng nhiệt rất quan trọng vì nó quyết định đến độ dày thành biên và sự
tăng nhiệt độ. Sự tăng vận tốc sẽ dẫn đến dòng nhiệt truyền vào khuôn sẽ ít hơn so với
nhiệt sinh ra trong vùng biến dạng của phôi.
-

Gradient nhiệt độ tại các lớp biên đưa đến sự giãn nở không đồng đều trên toàn

mặt cắt ngang, kết quả là dư ứng suất. Nhiệt độ trung bình tăng do biến dạng độc lập
với vận tốc kéo, giả sử ứng suất chảy cho quá trình đông đặc độc lập với ảnh hưởng
của vận tốc.
-

Nhiệt độ tại vùng biến dạng trong quá trình kéo khi kiểm tra phải tính đến yếu

tố vận tốc. Phương pháp phân tích được đưa ra bởi Kopp Adelr: mức tăng nhiệt độ có
thể được tính toán từ vận tốc cục bộ mà không cần xét đến ảnh hưởng của ma sát.
-

Theo Kopp, tại biên vật liệu nhiệt độ tăng nhanh khi vật bắt đầu biến dạng. Sau

đó nhiệt độ trở nên ổn định trước khi tăng lên lại tại biên ra của khuôn. Nhiệt độ tại
tâm phôi ít thay đổi theo vận tốc kéo. Tuy nhiên trên bề mặt phôi,nhiệt độ tăng cùng
với sự tăng của vận tốc kéo. Nhiệt độ là một hàm tuyến tính theo bán kính phôi.
-


Các đường đẳng nhiệt được vẽ như hình dưới. Các đỉnh của nhiệt độ chỉ xuất

hiện tại khu vực nhỏ ở ngõ ra của vật liệu trên bề mặt phôi. Ở đó việc cố gắng làm
nguội để đạt được nhiệt độ đồng nhất phải được tập trung tại khu vực nhỏ này của
khuôn.

Hình 2.3. Đường đẳng nhiệt trên phôi kéo [3]
2.1.4. Quy trình công nghệ kéo:

14


a) Chuẩn bị phôi kéo
Phôi được quấn trên tang và đặt trên giá. Phôi trước khi kéo phải được xử lý các
khuyết tật trên bề mặt. Phôi kéo có thể là phôi trong quá trình cán nguội hoặc được sản
xuất bằng cách đúc cán liên tục trên máy đúc liên tục
b) Quá trình kéo dây
-

Phôi sau khi xử lý được đưa qua máy làm nhỏ đầu dây và qua máy kéo để luồn

dây qua khuôn rồi cho vào máy kéo.Ngoài ra, để quá trình kéo được liên tục thì ta có
thể hàn nối đầu dây của các cuộn với nhau. Điều này có thể sẽ làm tăng năng suất kéo
sợi, tiết kiệm được thời gian.
-

Để kéo được cuộn dây có đường kính theo yêu cầu ta phải thực hiện kéo nhiều

lần và kéo qua nhiều khuôn khác nhau vì vậy máy kéo và khuôn kéo phải đặt sát nhau

để thực hiện quá trình kéo liên tục, bên cạnh đó để tăng năng suất khi kéo thì trên mỗi
tang kéo của mỗi tang kéo có thể chia làm nhiều rãnh tang kéo để được qua nhiều
khuôn một lần. Sau một máy kéo là một bộ phận thu dây để thực hiện cho quá trình
kéo tiếp theo.
c) Thu dây và đem ủ
Dây sau khi kéo được thu thành cuộn tiếp sau đó là quá trình ủ dây cho mềm. Quá
trình ủ phải đảm bảo cơ lý tính để không xảy ra sự biến dạng.

Sơ đồ quy trình công nghệ kéo dây thép điển hình
Phôi kéo (dây
thép 1mm)
Xử lí phôi kéo

Hàn đầu dây
Máy kéo đứng

15


Máy kéo ngang

Máy thu dây
thành phẩm
Thiết bị ủ dây
thành phẩm
Kho lưu trữ tạm
thời
2.2. Lựa chọn công nghệ
2.2.1 Máy kéo có trượt
-


Máy kéo có trượt là loại máy kéo có sự trượt giữa dây và tang kéo, trong thời

gian kéo số vòng dây trên các tang không đổi, tốc độ tang lớn hơn tốc độ dây ( vận tốc
dài của tang lớn hơn vận tốc dài của dây) dẫn đến tang kéo trượt trong số vòng dây.
-

Nhược điểm của máy là do có sự trượt nên làm giảm chất lượng bề mặt dây,

làm mòn tang kéo tổn hao công suất để thắng ma sát và phát sinh nhiệt do ma sát nên
dây dễ đứt.
-

Tuy nhiên, ưu điểm của máy là có thể lắp được nhiều khuôn kéo, có thể lắp

được tang kéo nhiều bậc mà kết cấu đơn giản, có thể bôi trơn làm nguội tốt hơn, tốc độ
kéo cao.
-

-

Cấu tạo:
+

Khuôn kéo

+

Tang kéo dây


Hoạt động: hệ thống máy hoạt động được nhờ vào một động cơ truyền qua bất

kì một trục nào đó của tang kéo, các trục còn lại quay nhờ hệ thống truyền động. Phôi
được đưa vào máy 1 sau đó tang kéo 3 quay kéo dây qua các khuôn 2 có kích thước
nhỏ dần. Sau khi dây được kéo đến đường kính theo yêu cầu thì có hệ thống thu dây.
2.2.2. Máy kéo không trượt
-

Là loại máy kéo không sinh ra sự trượt giữa dây và tang kéo nên không sinh ra

ma sát, thích hợp để kéo các loại dây dẻo mềm. Tốc độ kéo của máy kéo không trượt

16


có thể đạt được khoảng 900m/phút. Nhưng việc lắp ráp hệ thống máy kéo này phức
tạp vì phải lắp nhiều máy kéo liên tục nhau, và nhiều tang thu dây sao cho phù hợp,
cách bố trí các máy phức tạp dẫn đến tốn mặt bằng sử dụng. Ngoài ra việc đưa dây qua
khuôn kéo và các puli tốn nhiều thời gian hơn.
-

Đặc điểm máy kéo đứng là không có sự trượt dây và tang. Khi vận hành từng

máy trong hệ thống sẽ lần lượt khởi động phôi tại giàn xả được kéo kế tiếp quá trình
này diễn ra liên tục cho đến khi kích thước dây đạt yêu cầu thì thu thành phẩm.
2.2.3. Máy kéo sợi thẳng:
-

Ưu điểm: đó là khả năng kéo vật liệu có đường kính lớn, sức bền lớn.


-

Nhược điểm: chỉ có thể kéo phôi trong giới hạn nhất định, không thích hợp cho

kéo phôi có kích thước dài và đường kính nhỏ.
2.2.4. Lựa chọn phương án công nghệ:
Qua 3 phương án công nghệ trên ta chọn máy kéo có trượt, có thể áp dụng rộng rãi
trong các nhà máy với sự lắp đặt dễ dàng và vốn đầu tư không cao, kết cấu đơn giản
nên tiết kiệm được thời gian và nhân công lao động.
2.3. Các thông số cơ bản liên quan đến khuôn kéo và quá trình kéo:
2.3.1. Khuôn kéo
a) Cấu tạo khuôn kéo

Hình 2.6. Cấu tạo cơ bản của một khuôn kéo [4]
-

Khuôn là dụng cụ để thực hiện quá trình biến dạng của sản phẩm khi kéo, bao

gồm áo khuôn và lõi khuôn.
-

Lỗ hình của một khuôn gồm các thành phần cơ bản sau:

d1 đường kính lỗ hình của khuôn ( đường kính vùng calip).

17


d2 đường kính ngoài của lõi khuôn
d3 đường kính áo khuôn.

h2 chiều cao của lõi khuôn.
h3chiều cao của áo khuôn.
l3 chiều dài của lõi khuôn ( vùng calip).
2α là góc ăn (14 – 20o)
2α là góc ăn (14 – 20o)
2γ là góc vào (10-500).
Hình dáng của khuôn kéo phụ thuộc vào tính chất và kích thước của kim loại
được kéo, đặc tính và điều kiện của dung dịch kéo trị số ép khi kéo và vật liệu làm lõi
khuôn.
-

Góc côn của vùng làm việc và chiều dài l 3 vùng định hình, đường kính định

hình là quan trọng nhất. Góc côn vùng làm việc lớn thì lượng ép càng lớn, kim loại
được kéo càng phải mềm.
-

Chiều dài vùng định hình phải đảm bảo độ bền của khuôn vì nếu khuôn bị mòn

thì sẽ tăng đường kính của dây kéo dẫn đến sản phẩm thu được không đạt yêu cầu.
Nếu chiều dài này quá lớn thì sẽ làm tăng ma sát giữ dây và khuôn. Chiều dài vùng
calip phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu làm lõi khuôn, nếu vật liệu cứng thì độ mài
mòn khuôn không lớn và khi đó sẽ làm giảm chiều dài vùng calip đi. Chiều dài vùng
calip tốt nhất là 0.2 - 0.3 d 1. Riêng đối với kim cương thì chiều dài vùng calip thường
ít hơn so với các kim loại khác.
b) Vật liệu chế tạo khuôn kéo
-

Khuôn hợp kim cứng là khuôn dùng để kéo sâu có đường kính lớn và mềm.
+


Nguyên liệu làm khuôn thường đạt các yêu cầu sau:
• Độ chịu mài mòn, chịu lực phá vỡ cao do lực nén của kim loại kéo,
có thể gia công được bằng mài khoan, đánh bóng, hệ số ma sát ít, độ
dẫn nhiệt cao. Trong các nhà máy kéo lớn thường dùng các loại
khuôn kim cương kĩ thuật, khuôn hợp kim cứng và khuôn thép.
• Để kéo sợi thép thường dùng hợp kim BK10 gồm 90% cacbit
volfram và 10% coban; hợp kim BK15 với 85% cacbit Volfram và
15% coban.
• Hợp kim cứng có độ mài mòn cao, có giới hạn bền nén cao chịu được
tác dụng của kiềm và một số dung dịch kéo. Song hợp kim cứng có
độ bền thấp, và để cải thiện điều đó ta cần bọc vỏ thép (áo khuôn)

18


cho lõi hợp kim. Ngoài ra để dễ dàng gia công thì khuôn cần nhỏ để
+

dễ đặt chúng vào máy kéo.
Phôi của khuôn hợp kim được làm nguyên công ép kim loại bột gồm

cacbit volfram và coban sau đó đem đi thiêu kết.
+

Để kéo dài tuổi thọ của khuôn trong quá trình kéo cần chú ý:
Trong quá trình kéo thì trên bê mặt thép không có lẫn oxit và bẩn.
• Không ngừng cho dung dịch bôi trơn vào khuôn
• Không để khuôn bị quá nóng
•


-

Khuôn kim cương:
+

Dùng để kéo dây có đường kính nhỏ hơn 1.2 mm. Trong tất cả vật liệu,

vật liệu kim cương là loại vật liệu có độ bền lớn nhất và chống mài mòn tốt. Trong khi
đó, kim cương rất giòn và có thể chịu được áp lực kéo ở lỗ nhỏ.
+
Để tăng độ bền cho khuôn kim cương và đễ dễ sử dụng khi kéo và sửa
chữa thì ta đặt chúng vào áo khuôn và được giữ chặt ở đó. Trị số đá kim cương được
xác định bằng trọng lượng đơn vị đo thường dùng là kara, làm khuôn kim cương cần
1-2 kara. Kim cương dùng làm khuôn không thể hư hỏng hay nứt vỡ bọt khí.
+

Phương pháp chế tạo khuôn kim cương:
• Gia công lỗ kim cương đã đặt vào áo khuôn rồi sau đó mới khoan,
mài và đánh bóng, phương pháp này gia công dễ dàng nhưng tốn
nhiều thời gian, công sức và tiền bạc
• Gắn khuôn kim cương vào áo khuôn bằng cách đổ hợp kim dễ chảy
lỏng hay ép.
• Công đoạn quan trọng và lâu dài của quá trình gia công là khoan
phần chính của lỗ khuôn, phần cho vào, vùng làm việc và calip.
Khoan ở tốc độ cao bằng hợp kim thép có độ côn, ở đầu côn có chất
bôi trơn là dầu oliu. Hiện nay, người ta dùng tia lửa điện hay laze để

gia công lỗ với độ chính xác cao và rút ngắn được thời gian.
• Sau khi khoan là giai đoạn mài khuôn và tinh chỉnh.

d) Dung dịch kéo
Mục đích: làm giảm ma sát bề mặt khuôn và dây, tránh dính kim loại với bề mặt
khuôn để thu được bề mặt kim loại đạt yêu cầu
Yêu cầu:
+
Dính tốt vào bề mặt kim loại được kéo lỗ khuôn tạo thành màng mỏng
và dính chặt không bị phá vỡ ở áp suất cao trong khuôn.
+
Không bị phân ly trong quá trình kéo.

19


+
+
+

Không có tác dụng nguy hại đến sức khỏe công nhân
Không chứa vật liệu hiếm hay đắt tiền.
Dung dịch kéo kim loại màu thường chia làm 3 loại: cứng, bán lỏng, và

+

Loại cứng là loại sáp ong tinh khiết làm giảm tối đa ma sát trong khuôn

lỏng.
nhưng khó tìm, chỉ dùng khi kéo các kim loại quý.
+
Loại bột xà phòng dùng cho máy kéo một lần khi kéo qua khuôn thép,
tốc độ kéo không cao, cho tiết diện dây lớn, loại này có tính làm nguội kém.

+
Loại bán lỏng là dầu mỡ động vật, so với cá loại khác thì loại này có tính
bôi trơn và làm nguội tốt hơn.
+
Loại lỏng lại chia làm hai loại: loại mỡ và nhũ tương.
+
Loại mỡ thường là dầu thực vật nhưng đắt tiền thường thay bằng dầu mỏ
thêm vào ít mỡ động vật.
+
Loại nhũ tương gồm có những hạt trong nước rất nhỏ, loại dung dịch kéo
nhũ có tính làm nguội cao và rẻ.
-

Chọn thành phần dung dịch kéo phụ thuộc vào tính chất của kim loại được kéo,

kích thước của chúng và loại máy kéo. Khi kéo thép trên máy kéo có tang trượt người
ta dùng nhũ tương, nước xà phòng, thảo mộc. Phương pháp cho dung dịch kéo vào
máy kéo phụ thuộc vào kết cấu máy và kích thước dây.
e) Những hư hỏng thường gặp trong quá trình kéo và cách khắc phục:
Hỏng theo kích thước:
+
Quá giới hạn dung sai cho phép
+
Độ ô van quá dung sai cho phép của đường kính.
-

Hỏng về bề mặt chất lượng dây,sợi:
+
+
+


-

Xuất hiện các vết lõm hay xây xước trên bề mặt dây.
Xếp lá hẹ trên phần lớn chiều dài.
Xuất hiện những chỗ sâu không đều do kim loại bị lấy đi.

Hỏng về lý tính:

+
Giảm giới hạn bền khi kéo
+
Độ dẫn điện không đạt theo tiêu chuẩn yêu cầu.
2.4. Tính toán cho khuôn kéo
2.4.1. Các định nghĩa:
Độ giãn dài E: là tỉ số phần trăm độ tăng chiều dài dây sau khi qua khuôn kéo với độ
dài ban đầu.
E=

%

20


Ar :độ giảm diện tích % là tỉ số độ giảm diện tích mặt cắt ngang của đồng sau khi qua
khuôn so với diện tích ban đầu.
Độ giảm đường kính Dr : là tỉ số độ giảm đường kính dây sau khi qua khuôn kéo so
với đường kính dây ban đầu.
-


Các thông số cơ bản khi tính toán khuôn kéo:

d là đường kính dây nhỏ nhất (mm).
D là đường kính dây vào lớn nhất (mm).
Ar là độ giảm tiết diện tổng sau khi kéo (%)
E là độ giản dài (%).
Vd là vận tốc dây ra(fpm).
VD là vận tốc dây vào khuôn (fpm).

Đường kính dây vào D: D =
Độ giản dài E:

E = 100. [(D/d)2 -1]

Tổng độ giảm diện tích: Ar = 100.(1-(D/d)2)

Độ giảm diện tích trung bình: Are = 100.(1-

)

Vận tốc dây vào khuôn VD = Vd.(D/d)2
2.4.2. Tính toán cụ thể cho khuôn kéo:
a) Tính toán hệ số kéo khuôn và lực kéo:
-

Tùy theo từng loại khuôn kéo mà mỗi lần kéo tiết diện của khuôn kéo có thể

giảm xuống từ 15-35 %. Tỷ lệ giữa đường kính trước và sau được gọi là hệ số dài. Hệ
số kéo dài được tính theo công thức sau:


K = d0/d1=
-

[1]

Trong đó:

d0, d1 là đường kính trước và sau khi kéo (mm).
σ là giới hạn đàn hồi của kim loại.
ρ là áp lực của khuôn kéo lên kim loại.
α là góc nghiêng của lỗ khuôn
f là hệ số ma sát.
-

Kéo sợi có thể tiến hành qua một hoặc một số khuôn kéo. Số lượt kéo được tính

như sau:

21


Ta có hệ số giãn dài trung bình của phôi kéo :
µtb = (µ1 + µ2 + µ3 +…+µn)/n = (Fo/Fn)
=> µtb.n = (Fo/Fn)
Lấy logarit hai vế ta có:
n = (lgFo – lgF1) / lgµtb
Tính toán hệ số kéo như sau:
µ = (Fo – F1) / Fo
Vì sau mỗi lần qua khuôn kéo tiết diện của dây giảm đi từ µ = 15 – 30%
Ta có biểu thức liên hệ:

F1 = F0 - µo.Fo => (F1/Fo) = (1-µo)
F2 = F1 - µ1.F1
…………
Fn = Fn-1 - µn-1.Fn-1
Nhân hai vế ta có:
F1/Fn = (1-µo)(1-µ1)…(1-µn) (1)
Vì µtb = (µ1 + µ2 + µ3 +…+µn)/n nên thay µI = µtb vào (1)
Ta có: F1/Fn = (1- µtb)n
Logarit hai vế ta có:
lgF1 – lgFn = n.lg(1-µtb)
Theo các thông số kéo trung bình đã cho ta có phôi với kích thước 7mm kéo ra sản
phẩm 1mm
Chọn µtb = 25% = 0.25
b) Tính toán khuôn kéo:
-

Để kéo kim loại qua khuôn cần một lực kéo và lực này được tạo bởi tang kéo

của máy kéo. Khi đó sẽ hình thành trong tiết diện kim loại một ứng suất kéo, ứng suất
này phải nhỏ hơn ứng suất bền của thép để không xảy ra sự phá hủy dây.
σk = P/Fk
-

Trong đó:

P là lực kéo (N).
Fk là tiết diện dây sau khi kéo (mm2)
Ta có σb của thép là 600 N/mm2 = σth
-


Qua mỗi lần kéo thì dây thép bị biến dạng một lượng nhất định và xảy ra sự

biến cứng nên độ bền thép tăng lên.

22


-

Tính toán công suất kéo và lực kéo cho một khuôn kéo như sau:

Lực kéo dây của khuôn thứ nhất :
P = σb.F1.lg(Fo/F1).(1+f.cotgα)
-

Trong đó:

Fo, F1 là tiết diện của dây trước và sau khi kéo qua 1 khuôn (mm2).
σb là giới hạn bền của phôi kéo (N/mm2).
f là hệ số ma sát giữa khuôn và phôi kéo
α là góc ăn = 26 – 36o

Hình 2.7. Đồ thị thể hiện sự biến dạng với độ bền của thép [5]
Dựa vào đồ thị trên xác định được hệ số dãn dài là 20%, 600N/mm2 = σb
Fo = (π.do2)/4 = (π.72)/4 = 38,48mm2
F1 = (π.d12)/4 = (π.5.62)/4 = 24,63mm2
Chọn f = 0,5 và α = 30o
Thay vào biểu thức tính lực kéo ta có:
P = 600.38,48.lg(38,48/24,63).(1+0,5.cotg30) = 8348,18N
Công suất kéo Pt:

Pt =

=

= P.V (KW).

Tính cụ thể cho khuôn kéo thứ nhất:
Pt =

=

= P.V

=>

Pt = P.V = 8348,18 . 1,58 = 13,19 (KW).

-

Tương tự như cách tính toán trên ta tính toán được lực kéo và công suất kéo cho

từng tang kéo.

23


-

Từ các thông số kéo và tính toán theo các công thức trên ta lập bảng thông số


kéo cho tất cả các khuôn như sau:
+
+
+
+

Lực kéo Pk.
Tiết diện sản phẩm Sk.
Độ dãn dài phôi lk.
Đường kính khuôn kéo Dk.

+

Hệ số kéo của khuôn µk

+
+

Tốc độ quay của tang kéo.
Giá trị biến dạng dài.

+

Công suất kéo từng tang kéo (KW)

Tài liệu tham khảo:
[1] />Module=Product&Action=view&catId=2&id=2&Itemid=657
[2] />[3] />
24



25