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拉丝模的研究现状(上)
作者:  文章来源:  点击数 0  更新时间:2018/3/4 11:44:26  文章录入:admin

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文章摘要:拉丝模的研究现状(上),商展胡搅蛮缠英语书,学生公寓放诞风流皮肉伤。

1. 拉丝模的现状

在金属制品拉拔行业中,线上外围赌球|线上赌球游戏|线上赌球网站是非常重要的易耗工具。拉丝模材质的选择对拉丝模的质量起着关键作用。拉丝模的物理及化学特征必须满足硬度高、耐冲击、抗磨损、摩擦系数低的要求,其质量的优劣直接影响到线材的质量,拉丝模寿命的长短影响到拉丝产量和生产效率。因此提高拉丝模质量,延长其寿命,是国内外学者不断研究的课题。拉丝模的质量与寿命和材质、孔型设计、制造工艺、制模设备及检测仪器等方面有关。
目前市场上拉丝模主要有硬质合金模、聚晶模和CVD金刚石模。硬质合金拉丝模的寿命低于聚晶模和CVD金刚石模,线上外围赌球|线上赌球游戏|线上赌球网站:但是它的成本相对低廉,所以在拉丝行业中得到广泛应用,特别适用于拉制直径较大(8mm以上)的线材或型材。
硬质合金拉丝模模芯芯一般是以碳化钨为原料,以一定量的钴为粘结剂烧结制成。由于粘结剂钴的抗拉强度和显微硬度都很低,所以,拉丝生产中,在金属丝与模空接触面上易产生粘着磨损和磨粒磨损从而影响拉丝模的最终寿命。
拉丝模在使用过程中容易产生环沟磨损、拉痕磨损、焊合损伤、不同轴磨损、大磨和暴模等情况,因此我们需要对它进行深入了解和分析。

2. 拉丝模的材质

制作拉丝模的材质有:合金钢、硬质合金、天然金刚石、人造单晶金刚石、人造聚晶金刚石、陶瓷等材料,以及通过各种化学热处理、化学气相沉积、物理气相沉积等方法制作的拉丝模。
(1)钢模
用来制作钢模的材料主要是碳素工具钢和合金工具钢。由于钢模的硬度和耐磨性较差、寿命短,早已被其它模具所取代。

(2)天然金刚石(NC)模
天然金刚石是世界上最早使用的拉丝模材料,拉线质量好,于60年代逐渐开始普及。由于天然金刚石价格昂贵,仅用于制作直径小的模具。

(3)人造单晶金刚石(MCD)模
80年代末期,由英国的戴比尔斯公司与日本的住友电工合作开发了一种新型的金刚石模坯,具有天然金刚石的特性,而且钻石表面是绝对规则的,工作状况很好,还有较强的耐磨损能力。其适用范围等同于直径在0.5mm以下的天然金刚石,而原料价格远低于天然金刚石。

(4)硬质合金模
硬质合金在20世纪初进入市场,到了50年代已取代了钢模,其生产工艺不断更新,质量不断提高,成为了咸菜工业中的主要材料。拉丝模模具中钴的添加量越少,模具质地越硬,但过少模具又会变脆。另外,碳化钨微粒越细,硬度越高。

(5)陶瓷模
近年来,在日本推出了陶瓷拉丝模,它的造价比人造聚晶模低很多。尽管这种拉丝模在拉制过程中并非很重要,但却在绞线机及类似机器的压紧、绞合及导向工序中起到了重要作用。

(7)表面强化
由于天然金刚石及优良的人造聚晶金刚石价格比硬质合金高许多,因而多年来人们采用各种手段来改变硬质合金拉丝模孔表面的合金成分及硬质合金拉丝模的结构,提高其寿命,以适合高速拉丝的需要。

1968年至1978年间世界上开始对硬质合金渗硼,我国于1978年在天津第一钢丝绳厂进行渗硼实验。在相同条件下进行对比试验,一般平均提高2-3倍。渗硼法在清洗中比较困难。1986年,国际上采用真空状态下物理气相沉积涂层(PVD)和化学气相沉积涂层(CVD)法在拉丝模孔内涂镀一层碳化钛的方法,使模孔硬度高、耐磨性好、致密性好。但这种方法需要造价较高的专用设备,要求工艺严格,否则不易达到理想效果跑。
近年来,随着化学汽相沉积法沉积金刚石薄膜技术的,综合考虑模具成本和使用效果,比较合理的做法是在硬质合金拉丝模内孔表面涂覆一层均匀的、附着力能满足使用要求的金刚石薄膜。也有的科研工作者从改变拉丝模的结构出发,以提高拉丝模的寿面,如:旋转拉丝模、可拆卸式装配模等。
一般拉说,拉丝模材质的选取要同时考虑拉丝模的材质和所要拉制物品的材质,在能够保证所拉物品具有较为光泽的表面基础上,最好能够保证拉丝模的寿命;而且两者的耐磨性也不能相差特别大,这样就可以避免两者发生过量磨损,而使产品实效或使拉丝模发生破坏或报废;同时我们也要考虑经济方面的因素,在保证能够正常生产的前提下,使得利益得到最大化而使成本最低。

3. 拉丝模的孔型设计

拉丝模的孔型设计理论经历了两个阶段:曲线型和直线型。
(1) 曲线型(即R型)
拉丝模曲线型孔型设计理论自20世纪40年代由美国机械工程是设计发明,之后得到广泛应用。50-60年代,前苏联和东欧一些国家大都采用曲线型孔型。50年代初,我国吸收了前苏联的先进技术,即在拉丝模的研磨中使孔型的各区域圆滑过渡,必须把入口区、润滑区、工作区、定径区、出口区等五部分的交接处用半径很大的圆弧连接,使孔型的纵剖面线形成一个具有不同曲率半径的大弧线。这种孔型在当时的拉丝速度下是适合的。但70年以后,国外的拉丝速度一般能达到1000m/min甚至更高,原有的曲线型孔型理论已不再适合高速拉丝的需要,模具寿命短,频繁停车换模,不能稳定地高速生产,淫才发展新的孔型理论已是必然。
我国的拉丝模生产基本上是沿用前苏联50年的工艺规范,至今没有多大改变,目前拉丝模生产仍以手工操作为主,制模设备陈旧落后,模孔表面粗糙度值高,模套尺寸没有统一标准。一些厂家从国外引进告诉拉丝机,只有采用进口拉丝模才能达到设计指标,如果采用国内拉丝模,则必须降低拉丝速度,因而直线型啦什么的优势逐渐被认识。
(2) 直线型
1980年美国马克维罗(T·Maxwall)和肯尼思(E·G·Kennth)提出了适用高速拉丝的直线型孔型理论,这种理论在国外工业发达国家的拉丝工业中得到了广泛的应用。近年来,通过对从美国、日本、德国、、瑞典等国引进的拉丝模实测表明,这些国家采用的拉丝模孔型是直线型。
直线型拉丝模由:入口区、压缩区、定径区、倒锥、出口区等几部分组成,如图1所示。


压缩区、定径区、倒锥是拉丝模最为关键的部分,入口区和出口区次之。各部分的纵剖面线必须是直线;相邻部分的交接处应呈明显夹角,甚至可以是尖锐的;入口区的角度比R型大,为60º-90º;去掉了R型的润滑区,将压缩区(即工作区)比R型加长50%左右,润滑膜的建立引向入口区和压缩区,以形成更致密的润滑膜,适应高速拉丝的需要;定径区呈圆柱状,改变了R型定径区的锥型;增加了倒锥,其功能是防止拉制完成的线材在离开定径区和遇到钢渣时遭到损坏。
综合以上的曲线型和直线型拉丝模;在低速拉拔时,材料的变形量对于拉丝后的质量没有太大的影响,因此可以选用曲线型;但是在效率就是效益的市场经济刺激下,曲线型拉丝模越来越受到冷落,取而代之的是直线型拉丝模,因为这种拉丝模在拉制同一丝径的金属丝是具有相对较小的变形量,这样就较容易拉拔,而且后面出现断丝的几率要大大减小。
拉丝模的定径带长度对于拉丝模模具使用寿命有至关重要的影响;过短则使用寿命短;过长增加拉拔阻力和能耗。
拉丝模的工作锥度对于拉丝模寿命也具有重要影响。拉拔线材时工作锥角度太大(相当于压缩率太小),使线材进入拉丝模的接触点太靠近定睛带(例如用14º模产生16º的压缩率)。在这个例子中,相对来说变形区过短,使线材变形速率加快,并产生大量热,容易导致润滑实效。若冷却不良,会影响咸菜的组织结构,并加剧模具消耗。若模角再大或压缩率再小,会使接触点更接近定径带,线材在流向定径带的过程中,由于锥角的影响,线材难于平稳过渡到定径区域,容易引起咸菜内凹,导致缩径,如果材料强度太低也会导致产生缩径或椭圆现象。尽管润滑区相对加长,最终导致润滑失效,表面裂纹、刮伤,模耗加剧,丝径难以控制。
工作锥角太小,导致进线接触点靠近工作锥上端,使变形区相对加长,使拉丝机对钢丝产生的残余功增多,,加大拉丝机功耗。另外润滑区减小,减弱润滑效果,在变形区某一点将耗尽残存线材表面润滑粉。当拉应力过大时,在定径区域容易引起轴向伸长,出现缩径和椭圆问题,最终将导致润滑不良,产生金属碎屑及断丝、过热、缩丝。