Требования к сырью

Сырьем для производства проволоки по ГОСТ 3282-74 служит стальная катанка. Качество катанки определяют такие свойства, как точное по форме и размерам поперечное сечение, а так же однородная структура стали и постоянный химический состав по всей длине.

Катанку изготовляют из углеродистой стали обыкновенного качества марок СтО, Ст1, Ст2, СтЗ всех степеней раскисления по ГОСТ 380.

Катанка по ГОСТ 30136-94 подразделяется:
По способу охлаждения. Охлажденная на воздухе или подвергнута одно и двухстадийному ускоренному охлаждению:
УО1 — одностадийное охлаждение;
УО2 — двухстадийное охлаждение;
ВО — охлаждение на воздухе.
По точности прокатки катанку изготовляют по ГОСТ 2590:
Б — повышенной точности;
В — обычной точности. Также по этому ГОСТ предусмотрены диаметры: 5,0; 5,5; 6,0; 6,3; 6,5; 7,0; 8,0 и 9,0 мм.

В производстве низкоуглеродистой проволоки обыкновенного качества используется в основном диаметр 6,5 мм.

Железо в чистом виде  в природе встречается редко и в технике не применяется, так как оно пластично и химически активно - быстро окисляется кислородом воздуха. Используются сплавы железа с другими различными элементами.

Например, сталь - сплав железа с углеродом при концентрации последнего не более 2%. При такой концентрации углерода сплав сохраняет  пластичные свойства и его можно ковать. Таким образом, углерод - это неотъемлемая часть стали. Чем выше концентрация углерода, тем тверже и прочней сталь и тем меньше  ее пластичность и вязкость. На физические свойства и качество марок стали  влияет также  и микроструктура углерода. Именно структурные составляющие в стали определяют ее свойства: повышенную прочность, пластичность, упругость, износостойкость и выносливость при переменных нагрузках. Для получения нужных свойств необходимо получить соответствующую им структуру. Это достигается режимами термической обработки. Режим обработки описывает диаграмма железо-углерод.

При концентрации углерода выше 2% сплав железа с углеродом называют чугуном. Этот материал твердый и хрупкий. Он не поддается ковке, его используют для литья деталей. Он также является сырьем для производства стали.

Химические примеси в стали, влияющие на качество.

Свойства стали зависят и от различных элементов в ней, которые могут попадать в сплав при выплавке из руды или добавляются для получения требуемых свойств стали(процесс легирования).

Примеси: марганец(Mn), кремний(Si), сера(S), фосфор(P), хром (Cr), никель(Ni). При выплавке в сталь могут попадать и газы: азот, кислород, водород. Газы - это вредные вещества, они снижают пластичность сталей.

С течением времени, азот увеличивает твердость и хрупкость, приводит к деформационному старению. Оксиды, образующиеся в металле при попадании кислорода, становятся точками образования трещин, которые также приводят к снижению пластичности.

Сера и фосфор - вредные примеси. Вызывают неоднородность сплава по химическому составу и структуре(ликвации), что приводит к снижению пластичных и прочностных свойств. Сера вызывает в стали красноломкость (хрупкость при высоких температурах), фосфор - хладноломкость. Концентрация фосфора и серы должно быть менее 0,03 % каждого и в сумме до 0,05 %.

Кислород снижает прочность, пластичность и вязкость. Его убирают  с помощью процесса раскисления. Раскисление заключается во внесении в расплав элементов марганца и кремния в виде соединений: ферромарганца и ферросилиция. Mn и Si связывают кислород, образуя вещества с меньшей плотностью, которые всплывают в шлак(Fe-MnO-SiO2), далее он удаляется и вместе с ним извлекается из стали вредный кислород.  Кроме того, марганец и кремний - полезные примеси-легирующие вещества. Они повышают плотность и однородность, упрочняют,  уменьшают пластичность, повышают сопротивление истиранию. Марганец нейтрализует вредное воздействие серы,образую сульфид (MnS). Содержание марганца должно быть в диапазоне 0,3-0,8 %, кремния не более 0,4%.

Хром - попадает в углеродистую сталь во время плавки из шихты. Легированные хромом стали имеют антикоррозионные свойства,  легче поддаются термоупрочнению, имеют высокую стойкость к абразивному износу.

При патентировании хром оказывает вредное действие, поэтому его содержание ограничивается до 0,1-0,15%; никель, при небольших концентрациях, не задерживает процесс патентирования.

Ухудшают механические свойства неметаллические включения. Они относятся к дефектам.