การปอกผิวลวดแท่งด้วยการดึงโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย (UADP)

การปอกผิวลวดแท่งด้วยการดึงช่วยปรับปรุงคุณภาพผิวอย่างมีนัยสำคัญ โดยปอกเนื้อวัสดุออกจากบริเวณรอบนอกของวัสดุ วิธีนี้เป็นทางเลือกที่เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายแทนการปอกผิวแบบหมุน การพ่นทราย หรือการเจียระไน การปอกผิวด้วยการดึงโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยใช้การสั่นความถี่สูงของเครื่องมือปอกผิว การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงตามแนวยาวของเครื่องมือปอกผิวช่วยลดแรงดึงและปรับปรุงคุณภาพผิวของวัสดุ

การปอกผิวด้วยการดึงคืออะไร?

วัตถุประสงค์หลักของกระบวนการปอกผิวด้วยการดึงคือการให้ได้คุณภาพผิวที่เหนือกว่า โดยมีความขรุขระของผิวต่ำมาก หลังการปอกผิวด้วยการดึง ลวดแท่งจะมีโครงสร้างวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นและมีความบริสุทธิ์ของวัสดุสูงขึ้น การปอกผิวด้วยการดึงขจัดข้อบกพร่องที่ผิว เช่น การเกิดออกซิเดชัน รอยสั่นสะท้าน รอยขีดจากการรีด รอยสะเก็ดออกไซด์ ผิวซ้อนสองชั้น รอยเกย สิ่งแทรก และชั้นบริเวณขอบที่สูญเสียคาร์บอน ออกจากโลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กกล้าหรือวัสดุเหล็ก การใช้งานที่สำคัญของการปอกผิวด้วยการดึงคือการขจัดสะเก็ดออกไซด์และสนิมที่ผิวออกจากลวดแท่งกลุ่มเหล็ก สำหรับโลหะนอกกลุ่มเหล็ก เช่น ทองแดง อาจจำเป็นต้องใช้การปอกผิวด้วยการดึงเพื่อขจัดชั้นผิวที่แข็งตัวหลังการรีดหรือการดึง กระบวนการปอกผิวด้วยการดึงสามารถขจัดเนื้อวัสดุหนาระหว่าง 0.01mm และ 0.25mm ออกจากผิวลวดแท่งได้ในขั้นตอนเดียว การปอกผิวด้วยการดึงยังเรียกอีกอย่างว่าการไสผิว การปอกชั้นผิว หรือการไสผิวด้วยแม่พิมพ์ด้านหลัง

การปอกผิวด้วยการดึงเทียบกับการปอกผิวแบบหมุน

สำหรับลวดแท่ง วัสดุหน้าตัดรูปทรงต่าง ๆ หรือท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 25mm การปอกผิวด้วยการดึงมีข้อได้เปรียบอย่างมากเหนือการปอกผิวแบบหมุน การปอกผิวลวดแท่งแบบหมุนจำกัดความเร็วในการผลิต และอาจทำให้ผิวของลวดแท่งขนาดเล็กมีลักษณะเป็นคลื่นหรือเกลียว เครื่องมือตัดสำหรับการปอกผิวด้วยการดึงจะไสผิวในแนวขนานกับทิศทางการป้อนวัสดุ ส่งผลให้ลักษณะภูมิประเทศของผิวตามแนวลวดแท่งมีคุณภาพเหนือกว่า และเครื่องมือปอกผิวด้วยการดึงมีความทนทานสูงขึ้น โดยทั่วไป ต้นทุนของเครื่องมือปอกผิวด้วยการดึงต่ำกว่าระบบปอกผิวแบบหมุน

การปอกผิวด้วยการดึงโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย (UADP) มีประโยชน์อย่างไร?

การปอกผิวลวดแท่งด้วยการดึงต้องใช้กำลังเพื่อเอาชนะแรงเสียดทานและตัดเนื้อวัสดุ ในระบบปอกผิวด้วยการดึงแบบทั่วไป กำลังนี้มาจากกว้านดึงที่หมุนเท่านั้น แรงดึงที่กระทำต่อลวดแท่งเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของสายการผลิต เส้นผ่านศูนย์กลางลวด และความหนาของชั้นที่ปอกเพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงและความต้านทานแรงดึงที่จุดครากเป็นปัจจัยสำคัญ โดยเฉพาะสำหรับลวดแท่งขนาดเล็ก เนื่องจากอัตราส่วนระหว่างเส้นรอบวงกับพื้นที่หน้าตัดสูงขึ้นเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง สิ่งนี้จำกัดความเร็วของสายการปอกผิวด้วยการดึง หรือทำให้ไม่สามารถปอกผิวด้วยการดึงแบบทั่วไปได้ เนื่องจากมีความเสี่ยงสูงต่อการแตกหัก
การปอกผิวด้วยการดึงโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยใช้การสั่นความถี่สูงตามแนวยาวของเครื่องมือตัดที่มีคมตัดคม ความถี่การสั่นโดยทั่วไปคือ 20kHz และระยะการกระจัดของคมปอกผิวอาจสูงถึง 100 ไมครอน (pk-pk) ยิ่งอัตราส่วนระหว่างความเร็วการสั่นของเครื่องมือปอกผิวกับความเร็วของลวดแท่งสูงขึ้น แรงดึงที่กระทำต่อลวดก็อาจยิ่งต่ำลง ดังนั้น การปอกผิวด้วยการดึงที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์จึงช่วยให้สายการปอกผิวด้วยการดึงทำงานได้เร็วขึ้น หรือขจัดเนื้อวัสดุได้มากขึ้นในขั้นตอนการปอกผิวครั้งเดียว ภายใต้ขีดจำกัดความต้านทานแรงดึงใด ๆ ที่กำหนดไว้ การลดแรงดึงทำให้การปอกผิวด้วยการดึงที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราซาวนด์เหมาะสมที่สุดสำหรับวัสดุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและวัสดุเส้นกลวง เช่น ท่อ
ลวดแท่งมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยสั่นสะท้านและ “fractions” เมื่อเริ่มและหยุดชุดขับกว้านดึง ปัญหานี้รุนแรงยิ่งขึ้นสำหรับวัสดุอ่อนหรือมีความยืดหยุ่นสูงมาก และวัสดุที่มีหน้าตัดเล็ก เครื่องมือปอกผิวที่สั่นด้วยอัลตราซาวนด์เคลื่อนที่ไปมาด้วยอัตรา 20,000 ครั้งต่อวินาที การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องของแม่พิมพ์ไสผิวนี้ช่วยลดความเค้นดึงและป้องกันรอยสั่นสะท้านและรอยคลื่นตามผิวลวดแท่ง

ยิ่งการสั่นด้วยอัลตราซาวนด์ผลักคมเครื่องมือตัดเข้าไปในวัสดุมากขึ้น แรงดึงในลวดแท่งก็อาจยิ่งต่ำลง ส่งผลให้แรงดึงลดลงอย่างมีนัยสำคัญได้สูงถึง 50% โดยขึ้นอยู่กับวัสดุและขนาด โดยทั่วไป การลดแรงดึงเปิดโอกาสให้เพิ่มความเร็วของสายการผลิตได้ อย่างไรก็ตาม ความเร็วของลวดแท่งควรต่ำกว่าความเร็วการสั่นของเครื่องมืออย่างน้อย 20%