تولید و کاربرد محصولات سیمی

[rkiahoseyni]

مقدمه:

زمانی به تولیدات یک کارخانه محصولات سیمی گفته می شود که در پروسه ساخت آنها سیم خم شده، مهر و موم شده یا به اشکال و اندازه های مختلف استفاده گردد. از این محصولات برای نگهداری وسایل روزمره کوچک و بزرگ مورد نیاز مصرف کنندگان استفاده می شود. دنیای ما به شدت به محصولات سیمی وابسته شده است. به عنوان مثال، این محصولات در مشاغل خرده فروشی برای قفسه بندی سیمی یا در صنایع ذخیره سازی و حمل و نقل استفاده می شوند. قفسه سیمی، گیره، پین، فنر، قلاب، حلقه، قفسه و سبد در صنایع مختلف رایج است. در همین حال، محافظ های سیمی و صفحه نمایش معمولاً به عنوان راهی برای بهبود ایمنی محل کار استفاده می شود.

معمولاً تولیدکنندگان ابزارهای سیمی، محصولات خود را در فرم ها و اشکال خاص و خدمات فرم دهی جهت مهندسی و طراحی مانند ساخت سیم پیچ یا فنر، ابزارسازی، ریز بلانکینگ، شکل دهی سیم، کشش عمیق و مهر زنی چهار لغزنده یا چند اسلاید ارائه می دهند. این تامین‌کنندگان همچنین ممکن است خدمات نمونه اولیه یا کوتاه‌مدت، قالب‌های پیشرونده، خدمات مونتاژ، تولید با حجم بالا و هر نوع بسته‌بندی تخصصی اضافی را ارائه دهند.

 

طراحی محصولات سیمی:

در حالی که طراحی یا مهندسی ممکن است شامل ایده‌هایی در مورد تجارت، ساخت، هزینه‌های مهندسی، روش‌ها و دیدگاه‌های مواد باشد، تامین‌کننده محصولات سیمی نیز می‌تواند به طراحی مجدد، بهبود، ارزیابی مجدد، یا نوسازی خط محصولات رایج برای بهبود عملکرد کمک کنند. ممکن است از روش های کاهش هزینه های تولید ابزارهای صنعتی در مراحل مختلف طراحی و ساخت این محصولات استفاده شود. در همین حال، تکنیک‌های ویژه‌ای مانند برش دقیق (فرآیندی که در آن مواد سیم دقیقاً بریده می‌شود) ممکن است مورد استفاده قرار گیرند.

تولید محصولات سیمی:

برای ساختن سیم، مواد استوک از طریق آرایه‌ای از قالب‌های کوچک‌تر که به قطر از پیش تنظیم شده شکل می‌دهند، کشیده می‌شوند. این رشته های فلزی بلند و نازک دارای سطح مقطع بیضی، گرد یا مربع در صورت لزوم هستند. رول‌سازی یا کلاف‌سازی مرحله بعدی در این روش است که در آن قطعات فلزی استوک خم می‌شوند، سپس صاف شده و شکافته می‌شوند. عملیات ثانویه مانند بازپخت، پوشش، و رنگ آمیزی میزان سازگاری محصولات سیمی را حتی بیشتر افزایش می دهد. ضروری است که مطمئن شوید که قالب های سیمی به گونه ای تقویت و تکمیل شده اند که با محیطی که در آن اجرا می شوند مناسب باشد.

سیم پیچی و شکل دهی سیم، دو فرآیند دیگر موجود در ساخت محصولات سیمی هستند. سیم پیچی شامل قرار دادن سیم به شکل مارپیچ یا حلقه است. شکل دهی سیم روشی است که در آن سیم به اشکال ساخته شده مانند فنر، گیره، قلاب و غیره تبدیل می شود. تامین کنندگان محصولات سیمی چندین ماده از جمله فلزات آهنی، فلزات غیرآهنی، آلیاژها و فلزات با ترکیبات جدید، فلزات گرانبها و پلاستیک را پردازش می کنند. خدمات شکل دهی سیم ممکن است شامل فرآیندهای ثانویه مانند پرس کردن، ماشینکاری CNC، برش EDM، سنگ زنی، برش آب یا جت ساینده، یا تنش زدایی (عملیات حرارتی)، قبل از ساخت محصول نهایی باشد.

مواد مورد استفاده در تولید محصولات سیمی:

فولاد ضد زنگ، برنج، فولاد کربنی ساده، آهن، مس، تنگستن، تیتانیوم، آلومینیوم، پلاتین، نیکل یا تقریباً هر نوع فلزی را می توان در تولید سیم استفاده کرد. در برخی از کاربردها از سیم پلاستیکی نیز استفاده می شود، اگرچه کمتر رایج است و اغلب اوقات کاربرد کمتری دارد. در نظر گرفتن ویژگی های هر ماده ای با توجه به کاربرد و محیطی که استفاده می شود ضروری است. شکل پذیری، چکش خواری، هدایت حرارتی و الکتریکی، ضربه و استحکام کششی، ابعاد، مغناطیس و مقاومت در برابر خوردگی همگی باید بررسی شوند. روش‌های پردازش مورد استفاده در قالب سیمی نیز باید نگران‌کننده باشد، زیرا بر ویژگی‌های ذکر شده در بالا و همچنین محصول نهایی سیم تأثیر می‌گذارند.

کاربرد محصولات سیمی:

الکترونیک، موسیقی، لوله کشی، روشنایی، قطعه سازی، جابجایی مواد، پزشکی، فرآوری مواد غذایی، کشاورزی، خودروسازی، هوافضا و ماشینکاری، تنها تعدادی از صنایعی هستند که از فرم های سیم در عملیات روزانه استفاده می کنند. شهرت چنین قطعاتی را می توان مدیون وزن سبک و جریان هوای عالی آنها دانست. این محصولات سیمی سبک وزن و به راحتی تولید می شوند، همچنین دسترسی و گردش هوا را افزایش می دهند. تولیدکنندگان و توزیع کنندگان قطعات سیم معمولاً این محصولات مفید را در انبار یا تولیدات استاندارد عرضه می کنند.

از آنجایی که کاربردهای آنها ممکن است متفاوت باشد، بسیاری از ارائه دهندگان محصولات سیم، ماشینکاری سیم سفارشی را نیز ارائه می دهند. ظرفیت تولید محصولات سیمی همچنان در حال گسترش است زیرا فناوری امکان ایجاد دستگاه سیمی به تدریج کوچکتر و چندوجهی را فراهم می کند. علاوه بر تعداد روزافزون کاربردها، انواع موادی که ممکن است در ساخت و مونتاژ محصولات سیمی استفاده شوند نیز ارتقا یافته است. امروزه فلزات آهنی، غیرآهنی و مختلف گرانبها در ساخت سیم استفاده می‌شوند.

تولید سیم های فولادی:

شرایط نورد، ریزساختار و خواص مکانیکی:

یکی از پر مصرف ترین سیم ها در صنایع مختلف، سیم پیچ فولادی با قطر 6 میلی متر به عنوان ماده اولیه می باشد. برای تولید آن، سیم تا دمای 500 درجه سانتیگراد گرم می شود و سپس توسط یک رول بیضی شکل یا مربع نورد شده و سیم پیچی می گردد. سپس، سیم نورد شده دوباره گرم شده و توسط مجموعه‌ای از رول‌های مربع بیضی شکل مختلف می‌پیچد و کلاف می‌شود. در نهایت، همین فرآیند با دیگر مجموعه رول بیضی مربعی تکرار می گردد تا سیمی به قطر 3 میلی متر به دست آید. اگرچه کاهش ظاهری سطح مقطع تنها 75% است (کرنش = 35/1)، کرنشی بزرگتر از 4 در ماده وارد شده است.

سیم تایر:

سیم فولادی مورد استفاده برای سیم تایر از یک میله فولادی با کربن بالا، یعنی کربن بیش از 7/0 درصد ساخته شده است که یک سیم با مدول بالا و کشش بالا می باشد. یک ترکیب معمولی از این سیم شامل موارد ذیل است:

کربن 725/0٪. منگنز 525/0%؛ سیلیکون 230/0%؛ گوگرد 011/0%; فسفر 009/0% و عناصری مانند مس، کروم و نیکل نیز در این نوع فولاد وجود دارند.

در سال های اخیر سیم های فولادی با استحکام کششی بالاتر توسعه یافته اند. این سیم ها مقدار کربن بیشتری دارند و به کشش بالا و کشش فوق العاده معروف هستند. اینها به دلیل بهبود کیفیت و همگنی مواد اولیه دارای کیفیت بسیار بالایی می باشند.

طناب فولادی:

در ادامه روند تولید طناب فولادی بیان شده است. در این محصولات قطر سیم نهایی در محدوده 15/0-40/0 میلی متر است که باعث می شود سیم به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد تا به عنوان یک ماده نساجی استفاده شود. طناب‌های فولادی که از تعدادی سیم فولادی ساخته می‌شوند، برای اولین بار در لاستیک‌های رادیال خودرو به عنوان لایه تثبیت‌کننده آج، که امروزه معمولاً به عنوان تسمه یا شکن نامیده می‌شود، در دهه 1940 توسط میشلن استفاده شد. امروزه از طناب های فولادی به عنوان لایه پوشش بیشتر در لاستیک های کامیون استفاده می شود. این باعث شده است که تعداد لایه های پوششی از یک ساختار چند لایه به تک لایه یا دو لایه کاهش یابد، در حالی که همچنان ظرفیت تحمل بار یکسانی دارد. تمام سیم های فولادی مورد استفاده در ساخت تایر از روکش برنجی برای کمک به چسبندگی به لاستیک استفاده می کنند.

کاربردهای محصولات سیمی:

فروسمنت:

برای ساخت فروسمنت از سیم فولادی ریز که به صورت مش بافته شده است و به عنوان تقویت کننده در درون بتن قرار گرفته، استفاده می گردد. پس از سخت شدن ملات سیمان، نوعی صفحه به نام فروسمنت به دست می آید. صفحه فروسمنت از مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی برخوردار است زیرا سیم های ریز به طور متراکم در دو جهت عمود بر هم پخش می شوند. فروسمنت را می توان به کاشی های موج دار، حتی کشتی ها و دیگر سازه های با شکل پیچیده تبدیل کرد. همچنین می‌توان از آن به عنوان لایه خارجی تیرها، ستون‌ها یا سازه‌های دیگر استفاده کرد و پس از نصب آرماتورها، بتن در آن ریخته می‌شود. از مزایای این نوع سازه می توان به مقاومت بالای ترک خوردگی در مرحله سرویس و حذف سایر قالب ها و پشتیبانی آن در مرحله ساخت اشاره کرد.

فنر سوپاپ:

فنرهای سوپاپ از سیم فولادی ساخته شده اند و قطر آنها توسط نیروهای بارگذاری که در حین کار موتور بر آنها وارد می شود، تعیین می شود. هنگامی که دو فنر سوپاپ به صورت هم محور نصب می شوند، فنر خارجی حدود 60 تا 70 درصد کل بار را به خود اختصاص می دهد. میانگین قطر فنرهای شیر خارجی و داخلی معمولاً 9/0-72/0 و 75/0-5/0 است.

سطوح فنرها با شات بلاست تصفیه می شوند تا دوام آنها افزایش یابد. سطوح فنرهای سوپاپ اکسید شده و با لعاب پوشش داده می شوند تا مقاومت در برابر خوردگی آنها بهبود یابد. همچنین از پوشش روی یا کادمیوم برای حفاظت سطح فنرهای شیر استفاده می شود. نگهدارنده های شیر از فولادهای کربنی و کم آلیاژ ساخته شده اند.

پارچه بافته شده یا مش:

برای آلیاژهای سبک، مش سیم فولادی یا پارچه شیشه ای برای جلوگیری از ورود اکسیدها به داخل محصولات استفاده می شود. فیلترهای پارچه ای دارای مزایای بزرگ با هزینه کم هستند. می توان آن را به صورت رول تا عرض 1 متر و طول 100 متر خریداری کرد و به راحتی برش داده می شود.

دهانه های توری یا بافت معمولاً 1 تا 2 میلی متر است که نتایج خوبی به دست می دهد. بسیاری از محققین به این واقعیت عجیب اشاره کرده اند که به نظر می رسد این پارچه در فیلتر کردن اجزاء تا یک دهم این محدوده اندازه موثر است. این معما بلافاصله با درک این موضوع توضیح داده می شود که اشیاء فیلتر شده فیلم هستند و نه ذرات، و در بخش های صیقلی و درهم پیچیده فیلم می توانند به صورت فرم های فشرده ایزوله ظاهر شوند. به طور قابل توجهی، اینکه اندازه های چنین منافذی بسیار مؤثر هستند، تأییدی مستقل از حداقل اندازه 1 تا 2 میلی‌متر اکثر فیلم‌هایی است که باعث ایجاد مشکل در ریخته‌گری، به‌ویژه در آلیاژهای سبک می‌شوند.

استفاده از مش سیم فولادی نیز برای حفظ فیلم مفید است. این ماده به دلیل سفتی ای  که دارد نسبت به پارچه مزیت زیادی نیز دارد. یک توری فولادی را می توان در یک سیستم در حال اجرا با اطمینان کامل قرار داد که تغییر شکل نمی دهد و اجازه نمی دهد مذاب از فیلتر عبور کند. فولاد در هنگام پرکردن قالب های ریخته‌گری آلیاژ آلومینیوم زمان کافی برای وارد شدن به محلول را ندارد، لذا مواد ریخته‌گری در معرض خطر آلودگی قرار نمی گیرند. با این حال، البته، فولاد در طول بازیافت سیستم در حال اجرا مشکل آلودگی آهن را نشان می دهد. حتی پارچه شیشه ای گاهی اوقات می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در هنگام شکسته شدن قالب شود، زمانی که قطعات الیاف شیشه آزاد می شوند تا به جو کارخانه ریخته گری راه پیدا کنند و باعث مشکلات تنفسی برای اپراتورها شود. بنابراین هر دو ماده در استفاده نیاز به مراقبت دارند.

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی