نفس السلك الفولاذي، لماذا يُصبح بعضه جيداً للطرق بعد عملية السحب، بينما البعض الآخر ليس كذلك؟

لكن الأمر ليس بهذه البساطة.

السحب لا يغيّر القطر فحسب، بل يؤثر أيضًا على مدى ملاءمة المادة للختم البارد لاحقًا.

أولاً: النقطة النهائية نفسها لا تعني قطع نفس المسار

على الرغم من الوصول إلى 10 ملم بالسحب، قد تبدأ إحدى الدفعات من 11 ملم، بينما تبدأ أخرى من 13 ملم.

ورغم أن القطر النهائي واحد، فإن الدفعة الثانية تكون قد تعرضت لتشوه أكبر بكثير.

كلما زاد سحب السلك، عادة ما يصبح أكثر صلابة وأعلى مقاومة، وبالتالي تتغير قوة التشكيل اللازمة عند متابعة عمليات الختم البارد لاحقًا.

لذلك، عند تقييم مدى ملاءمة المادة للختم البارد، لا يكفي النظر إلى المقاس النهائي فقط، بل يجب أيضًا مراعاة:

ما كان سمكها الأصلي، وكم بلغ إجمالي التقلص الذي تعرضت له.

يشبه ذلك شخصين يصلان معًا إلى قمة الجبل؛ أحدهما ركب التلفريك، والآخر صعد مشيًا على الأقدام. رغم وجودهما في المكان نفسه، إلا أن حالتهما البدنية مختلفة تمامًا.

ثانياً: السحب مرة واحدة بدرجة كبيرة يختلف عن السحب على عدة مراحل

يمكن سحب سلك فولاذي من مقاس سميك إلى رفيع إما دفعة واحدة وبدرجة كبيرة، أو على عدة مراحل تدريجية.

إذا تم السحب بدرجة كبيرة دفعة واحدة، تزداد الضغوط والاحتكاك ودرجات الحرارة بين السلك والقوالب، كما قد تظهر اختلافات بين التغيرات التي تطرأ على الطبقة السطحية للمادة وتلك التي تحدث داخلها.

ومع ذلك، فإن زيادة عدد مرات السحب ليست دائمًا الحل الأمثل.

فزيادة المرات أيضًا تؤدي إلى تراكم مستمر لتأثيرات الاحتكاك والتشوه.

الأهم هو كيفية تنظيم كل مرحلة، وخاصة المرحلة الأخيرة من السحب ومدى ملاءمتها.

كمية السحب الكلية مهمة، وكذلك طريقة السحب في المرحلة النهائية بنفس القدر من الأهمية.

وهذا هو السبب في أن مصانع إعادة التشكيل المختلفة، رغم استخدامها لنفس البليت، قد تحصل في النهاية على مواد تقدم أداءً مختلفًا عند الختم البارد.

ثالثًا: يظل السلك الفولاذي "يتذكر" اتجاه القوة المؤثرة

أثناء عملية السحب، يتعرض السلك الفولاذي أساسًا للشد في الاتجاه الأمامي.

وعند التشكيل على البارد بالضغط، يخضع المادة مرة أخرى للانضغاط، حيث تتدفق نحو الرأس وفي جميع الاتجاهات.

بمعنى آخر، لقد تعرضت المادة أولاً لعملية الشد، ثم سرعان ما تتعرض بعدها لعملية الانضغاط.

عندما يتشوه المعدن في اتجاه معين، ثم يتعرض لقوة في الاتجاه المعاكس، قد يتغير حالته عند بدء التشوه. يُطلق على هذه الظاهرة في الهندسة اسم تأثير باوشينغر.

وبعبارة بسيطة:

يتذكر السلك الفولاذي كيف تم شده من قبل.

على الرغم من أن مقاومة الشد للمادة تزداد بعد عملية السحب، إلا أن ذلك لا يعني أن مقاومة تشوهها في اتجاه الانضغاط أثناء التشكيل على البارد بالضغط ستزداد بنفس النسبة.

لذلك، عند تقييم المادة بعد السحب، لا ينبغي الاكتفاء بقياس مقاومة الشد والصلابة فقط، بل يجب أيضًا مراعاة اتجاه التشوه الذي ستتعرض له لاحقًا.

رابعًا: تزامن ظاهرتي "التصلب" و"ذاكرة الاتجاه" بعد السحب

عادةً ما تصبح المادة أكثر صلابة بعد السحب؛ وهذا ما يُسمى بالتصلب الناتج عن التشغيل.

ولكن عندما تتحول المادة من حالة الشد إلى حالة الانضغاط، تتأثر أيضًا بتأثير باوشينغر.

ويحدث هذان التأثيران معًا في آن واحد:

• كلما زاد تشوه المادة خلال عملية السحب، ازدادت عادةً مقاومة استمرار تشوهها؛
• ومع تغيير اتجاه القوة المؤثرة، قد تبدأ المادة مبكرًا في التعرض للتشوه بالانضغاط.

ويعتمد أي من هذين التأثيرين يكون أكثر وضوحًا في المرحلة الأولى، وأيهما يصبح المهيمن لاحقًا، على نوع المادة وحالتها الأصلية وكمية السحب.

لذلك، لا يمكن القول ببساطة إن "كلما قلّ السحب كان أفضل"، كما لا يمكن القول أيضًا إن "كلما زاد السحب كان ذلك أفضل بفضل الاستفادة من تأثير باوشينغر".

المطلوب حقًا هو تحديد نطاق مناسب.

إلا أن هذا النطاق ليس واحدًا لكل درجات المواد، ولا لكل المقاسات، ولا لكل المنتجات.

خامسًا: لماذا تُعد فولاذات بييتيت غير المُقسَّاة أكثر جدارةً بالاهتمام؟

في بعض فولاذات البييتيت والفولاذات عالية المقاومة غير المُقسَّاة، يصبح تأثير باوشينغر أكثر وضوحًا عند انتقال المادة من حالة الشد إلى حالة الانضغاط أثناء التشكيل على البارد بالضغط.

تتمتع هذه المواد بطبيعتها بمقاومة عالية. وبعد السحب، تستمر مقاومة الشد في الارتفاع، لكن مقاومة التشوه بالانضغاط أثناء التشكيل على البارد بالضغط قد لا تزداد بالضرورة بنفس النسبة.

وهذا أيضًا من الخصائص التي تجعل فولاذات البييتيت غير المُقسَّاة تستحق الاهتمام في عمليات التقوية على البارد والتشكيل بالضغط على البارد.

لذلك، عند تقييم هذه المواد، لا يكفي النظر إلى مقاومة الشد والصلابة بعد السحب فقط، بل يجب إجراء تحليل شامل يأخذ في الاعتبار كمية السحب، وفترة الإنتاج، وكذلك الأداء الفعلي أثناء التشكيل على البارد بالضغط.

6. لماذا تستمر خصائص المادة في التغير بعد فترة من وضعها جانباً؟

بعض المواد، عند استخدامها مباشرة بعد عملية السحب، لا تظهر أي مشكلات أثناء الإنتاج؛ لكن بعد تخزينها لفترة ثم إعادة إنتاجها، تتبدّل سلوكياتها.

والسبب هو أن حالة المادة الداخلية للسلك الفولاذي لا تستقر فوراً بعد انتهاء عملية السحب.

ومع تغيّر مدة التخزين ودرجة الحرارة، قد يستمر تعديل مقاومة المادة وحالتها الانشدادية اللاحقة.

لذلك، عند مقارنة دفعتين من المادة، بالإضافة إلى التحقق من درجة المادة وتقرير الفحص، يجب أيضاً التأكد من:

• تاريخ سحب كلتا الدفعتين؛
• مدة التخزين بعد السحب لكل منهما؛
• ما إذا كانت ظروف التخزين مختلفة بشكل واضح أم لا.