EFFECT OF DOUBLE MONOLITHIC DIES ON RESIDUAL STRESSES AFTER WIRE DRAWING
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2026-2-42-50Keywords:
wire, wire drawing, residual stresses, doubledie, pressure die, simulationAbstract
Residual stresses that form in wire during drawing in a monolithic die have a significant impact on the performance properties of metal products. Managing the level and distribution of residual stresses in the metal improves the corrosion and relaxation resistance, durability, fatigue strength, and ductility of finished products. A study of the effect of twin dies on residual stresses was conducted using computer simulation of drawing 3.00 mm diameter wire from a 3.50 mm blank made of grade 10 steel. The study found that twin dies have a positive effect on residual stress formation. Twin dies reduce radial compressive stress by 100 MPa compared to drawing in a single die, provided the total reductions are the same. Splitting the reduction into two dies reduces the compressive stress in the center of the wire by 60 MPa compared to a twin die. The use of a twin die has an ambiguous effect on the distribution of tangential residual stresses across the wire cross-section. Compressive stresses in the central layers of the wire decrease by 70–100 MPa compared to a single die. However, tensile stresses on the surface increase by 50–60 MPa. The increase in residual axial stresses– compressive in the center and tensile on the surface – observed during twin die drawing is due to the fragmentation of the reductions and increased deformation non-uniformity across the wire cross-section. Therefore, when selecting the geometric parameters of twin die dies, deformation non-uniformity should be reduced by matching the unit strain rate to the working angle of the die.
References
Колмогоров Г. Л., Чернова Т. В., Савченко В. Г. Оптимальная геометрия и износ волочильного инстру-мента // Вестник Пермского государственного технического университета. Механика. 2009. № 1. С. 146–150. EDN: LAHQXR.
Анцупов В. П., Семенова О. В., Анцупов А. В. и др. Трибодиагностика серийного волочильного инстру-мента и оценка ресурса его работы // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2006. Т. 13. № 1. С. 63–65. EDN: KTWXOL.
Крымчанский И. И. Высокоскоростное волочение стальной проволоки и волочильный инструмент // Сталь. 2013. № 12. С. 41–47. EDN: RSOYUV.
Добров И. В. Развитие энергетического метода расчета силовых параметров процесса волочения полосы в монолитной волоке с противонатяжением // Производство проката. 2016. № 2. С. 36–44. EDN: VMDTRH.
Петрусевич В. А. Исследование причин обрыва проволоки при волочении // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: материалы XX Международной научно-технической кон-ференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Гомель, 23–24 апреля 2020 г. — Гомель: Гомельский гос-ударственный технический университет им. П. О. Сухого, 2020. С. 91–94. EDN: KCXRAN.
Харитонов В. А., Радионова Л. В. Проектирование ресурсосберегающих технологий производства высо-копрочной углеродистой проволоки на основе моделирования: монография. — Магнитогорск: МГТУ, 2008. — 171 с. EDN: QNCBVB.
Радионова Л. В., Громов Д. В., Лисовский Р. А., Ердаков И. Н. Исследование напряженно-деформированного состояния проволоки при высокоскоростном монолитном волочении // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2023. Т. 79, № 3. С. 242–250.
Баранов Г. Л. Учет деформационного упрочнения при многопроходном волочении круглого сплошного профиля // Сталь. 2018. № 9. С. 43–46. EDN: YAKMXB.
Даненко В. Ф., Гуревич Л. М. Влияние величины единичных обжатий на напряженно-деформированное состояние деформационной зоны при волочении стальной проволоки в монолитных волоках // Черные метал-лы. 2024. № 5. С. 55–62. DOI: 10.17580/chm.2024.05.08. EDN: APOHBY.
Радионов А. А. Автоматизированный электропривод станов для производства стальной проволоки. — Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 2007. — 311 с. EDN: PVAPSZ.
Радионова Л. В. Волочильные станы для производства проволоки: учебное пособие. — М.: Московский политехнический университет, 2025. — 100 с. EDN: LDLXDZ.
Фарбер В. М., Селиванова О. В., Хотинов В. А., Полухина О. Н. Деформационное старение в сталях: учебное пособие / научный редактор А. А. Попов. — Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2018. — 72 с. EDN: OVYBQX.
Николаев В. А., Солодовник В. И., Васильев А. Г. Износостойкость волочильного инструмента различ-ной конструкции // Заготовительные производства в машиностроении. 2019. Т. 17, № 3. С. 118–124. EDN: ZDIJDN.
Битков В. В. О целесообразности применения сборных волок для волочения проволоки // Заготовитель-ные производства в машиностроении. 2013. № 5. С. 29–33. EDN: QAJYPP.
Снигирёв А. И., Железняк Л. М., Снигирёв Н. А., Бурунов А. С. Сборная волока для волочения полос из нихрома в режиме гидродинамического трения // Металлург. 2017. № 2. С. 87–89. EDN: XXWPSX.
Кальченко А. А., Пащенко К. Г., Кургузов С. А. Волочение проволоки в режиме жидкостного трения // Теория и технология металлургического производства. 2020. Т. 32, № 1. С. 26–30. EDN: MHQNXO.
Лошкарев О. Н., Маннабов Е. А. Исследование напряженно-деформированного состояния металла при волочении медной катанки через сдвоенные волоки // Научные исследования в области технических наук: сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции, Саратов, 25 апреля 2017 г. Выпуск II. — Саратов: Федеральный центр науки и образования Эвенсис, 2017. С. 27–31. EDN: YSOFZX.
Выдрин А. В., Яковлева К. Ю., Кочкин А. С., Баричко Б. В. Исследование влияния режимов волочения в сдвоенных волоках на обрывность труб // Черные металлы. 2018. № 8. С. 46–51. EDN: XWQEQP.
Евдонич В. А., Бобарикин Ю. Л., Мартьянов Ю. В., Ахметов Т. А. Исследование влияния применения сдвоенной чистовой волоки на пластические свойства стальной высокоуглеродистой проволоки // Литье и ме-таллургия. 2019. № 3. С. 112–117. EDN: RSKPHK.
Прытков В. П. Исследование применения сдвоенных волок для оптимизации маршрута волочения стальной проволоки // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: мате-риалы XXIII Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 2 частях. Гомель, 27–28 апреля 2023 г. — Гомель: Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, 2023. С. 327–330. EDN: IXOIUK.
Буркин С. П., Шимов Г. В., Андрюкова Е. А. Остаточные напряжения в металлопродукции. — Екатерин-бург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, 2015. — 248 с. EDN: UWNVMB.
Харитонов В. А., Сметнёва Н. Ю. Совершенствование методики расчета маршрутов волочения на осно-ве оценки напряженного состояния проволоки в очаге деформации // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2017. Т. 1. С. 126–129. EDN: ZEYVNH.
Громов Д. В., Радионова Л. В. Влияние содержания углерода в стальной проволоке на остаточные напряжения при монолитном волочении // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономиче-ской информации. 2025. Т. 81, № 10. С. 47–55.
Громов Д. В., Радионова Л. В., Глебов Л. А. Анализ остаточных напряжений в проволоке после волоче-ния в монолитной волоке // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2025. Т. 25, № 3. С. 48–59. DOI: 10.14529/met250305. EDN: KEEQNZ.
Радионов А. А., Радионова Л. В. Энергетический подход к исследованию влияния противонатяжения на процесс волочения // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2008. № 5. С. 19–22. EDN: JTEYFD.
Kim J.-H., Baek C.-H., Lee S.-K. etc. Effect of a multiple reduction dieon the residual stress of drawn materials // Materials. 2021. V. 14, Iss. 6. 1358. DOI: 10.3390/ma14061358.
Радионова Л. В. Аналитические исследования влияния технологических параметров на скорость дефор-мации при высокоскоростном волочении проволоки // Машиностроение: сетевой электронный научный жур-нал. 2014. Т. 2, № 1. С. 28–33. EDN: RXQNQJ.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.