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拉丝成型模具的种类与用途
一.拉丝模具的定义
通常指各种拉制金属线的模具,还有拉光纤的拉丝模。
所有拉丝模的中心,都有个一定形状的孔,如圆、方、八角或其它特殊形状。金属被拉着穿过模孔时尺寸变小,甚至形状都发生变化。
二.拉丝模具的种类
1.钢模
拉软金属(如金银)时,钢模就够用,钢模上可以有多个不同孔径的孔。
2.硬质合金模
拉制钢丝(钢线),一般采用硬质合金模具,这种模具的典型结构为:一个圆柱形(或略带锥度)的硬质合金模芯紧密地镶嵌在一个圆形钢套(case)中,模芯内孔中有喇叭口(Bell radius)、入口锥(Entrance angel)、变形(工作)锥(approach angle)、定径带(bearing)及出口角(back relief)。
3.钢丝模
拉有色金属线,如铜、铝,也较多采用和钢丝模类似的拉丝模,内孔形状有些差异。
4.聚晶模
拉细线可用到聚晶模(人造钻石),还有用到天然钻石的拉丝模。
三.拉丝模具的用途
拉丝模具用途广泛,如:电子器件、雷达、电视、仪表及航天等所用的高精度丝材,以及常用的钨丝、钼丝、不锈钢丝、电线电缆丝和各种合金丝,都是用金刚石拉丝模拉制出来的。金刚石拉丝模,由于采用天然金刚石作原料,从而具有极强的耐磨性,使用寿命极高。
四.拉丝模的材质
经历了几十年的发展,已出现了很多新型拉丝模材质。
按照材料种类,可将拉丝模分为:合金钢模、硬质合金模、天然金刚石模、聚晶金刚石模、CVD金刚石模和陶瓷模等多种。
近年来,新型材料的开发,极大地丰富了拉丝模的应用范围,并提高了拉丝模的使用寿命。
(1)合金钢
合金钢模是早期的拉丝模制造材料。用来制造合金钢模的材料主要是碳素工具钢和合金工具钢。但是,由于合金钢模的硬度和耐磨性差、寿命短,不能适应现代生产的需要,所以,合金钢模很快被淘汰,在目前的生产加工中,已几乎看不到合金钢模。
(2)硬质合金
硬质合金模由硬质合金制成。硬质合金属于钨钴类合金,其主要成分是碳化钨和钴。
碳化钨是合金的“骨架”,主要起坚硬耐磨作用;钴是粘结金属,是合金韧性的来源。因此,硬质合金模与合金钢模相比,具有以下特性:耐磨性高、抛光性好、粘附性小、摩擦系数小、能量消耗低、抗蚀性能高,这些特性使得硬质合金拉丝模具有广泛的加工适应性,成为当今应用最多的拉丝模模具。
(3)天然金刚石
天然金刚石是碳的同素异性体,用它制作的模具具有硬度高、耐磨性好等特点。但天然金刚石的脆性较大,较难加工,一般用于制造直径1.2mm以下的拉丝模。此外,天然金刚石价格昂贵,货源紧缺,因此,天然金刚石模并不是人们最终所寻求的即经济又实用的拉丝工具。
(4)聚晶金刚石
聚晶金刚石是用经过认真挑选的质量优良的人造金刚石单晶体加上少量硅、钛等结合剂,在高温高压的条件下聚合而成。
聚晶金刚石的硬度很高,并有很好的耐磨性,与其它材料相比,它具有自己独特的优点:由于天然金刚石的各向异性,在拉丝过程中,当整个孔的周围都处在工作状态下时,天然金刚石在孔的某一位置将发生择优磨损;而聚晶金刚石属于多晶体、具有各向同性的特点,从而避免了模孔磨损不均匀和模孔不圆的现象发生。
与硬质合金相比,聚晶金刚石的抗拉强度仅为常用硬质合金的70%,但比硬质合金硬250%,这样,使得聚晶金刚石模比硬质合金模有更多的优点。用聚晶金刚石制成的拉丝模耐磨性能好,内孔磨损均匀,抗冲击能力强,拉丝效率高,而且价格比天然金刚石便宜许多。因此,目前聚晶金刚石模在拉丝行业中应用广泛。
(5)CVD(化学气相沉积法)涂层
CVD(化学气相沉积法)涂层拉丝模是新近发展起来的一项新技术,其主要方法就是在硬质合金拉丝模上涂层金刚石薄膜。
金刚石薄膜是纯金刚石多晶体,它既具有单晶金刚石的光洁度、耐温性,又具有聚晶金刚石的耐磨性和价格低廉等优点,在代替稀有的天然金刚石制备拉丝模工具方面取得很好的效果,它的广泛使用将为拉丝模行业带来新的活力。
(6)高性能的陶瓷材料
高性能的陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性强、高温力学性能优良和不易与金属发生粘结等特点,可广泛应用于难加工材料的加工。

Tags:拉丝模具
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